Ретранслятор дальномера посадочной радиомаячной группы с каналом передачи данных

Авторы патента:

Макарова Анастасия Александровна (RU)

G01S1/16 - азимутальные системы наведения, например системы для определения траектории приближения летательных аппаратов; системы посадочных маяков

Владельцы патента RU 2786058:

Акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени Всероссийский научно-исследовательский институт радиоаппаратуры" (АО "ВНИИРА") (RU)

Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано в дальномерных каналах посадочных радиомаячных групп (ПРМГ). Техническим результатом изобретения является обеспечение обмена данными между наземными радиомаяками ПРМГ и бортовым оборудованием при заходе летательных аппаратов (ЛА) на посадку. Ретранслятор дальномера посадочной радиомаячной группы с каналом передачи данных содержит последовательно соединенные приемо-передаюшую антенну (1), приемник (2), пороговый блок (3), первый дешифратор (4), элемент задержки (5), первый шифратор (6) и передатчик (7) и дополнительно содержит второй дешифратор (8), запоминающее устройство (9), устройство синхронизации (10), второй шифратор (11) и элемент ИЛИ (12) между выходом первого шифратора и входом передатчика. Выход передатчика соединен с приемо-передающей антенной (1). 5 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано в дальномерных каналах посадочных радиомаячных групп (ПРМГ).

Уровень техники

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является ретранслятор дальномера (РД), выбранный в качестве прототипа [1] (см. фиг.1), содержащий приемо-передающую антенну (1), приемник (2), пороговый блок (3), дешифратор (4), элемент задержки (5), шифратор (6) и передатчик (7) с соответствующими связями.

Запрос дальности с борта ЛА через приемо-передающую антенну (1) поступает на приемник (2), где фильтруется, усиливается и детектируется. С выхода приемника (2) запрос дальности проходит пороговый блок (3) и дешифратор (4) и поступает на элемент задержки (5). С выхода элемента задержки (5) ответ дальности проходит шифратор (6) и с помощью передатчика (7) излучается приемо-передающей антенной (1) на борт ЛА. При этом величина задержки в элементе задержки (5) выбирается такой, чтобы обеспечить эталонное значение задержки тракта ретранслятора дальномера.

Однако описанная система измерения дальности на борту имеет аппаратные и информационные ресурсы, позволяющие расширить функциональные возможности комплекса. Ограниченное количество ЛА, находящихся в зоне посадки (до 10 шт.), сравнительно невысокая частота следования запросов дальности позволяют добавить в циклограммы обмена дополнительные информационные посылки, содержащие информацию, позволяющие повысить точностные характеристики системы, обеспечить информационную стойкость, непрерывность, и, в целом, повысить безопасность и всепогодность применения боевой авиации.

Раскрытие сущности изобретения

Задача изобретения - обеспечение обмена данными между наземными радиомаяками ПРМГ и бортовым оборудованием при заходе летательных аппаратов (ЛА) на посадку, что позволяет:

- получать для группы руководства полетами (ГРП) координатную и дополнительную информацию о ЛА, находящихся в зоне действия наземных радиомаяков ПРМГ;

- оперативно передавать на ЛА информацию об опознавании, категории и готовности наземных радиомаяков ПРМГ, а также специальную информацию в целях повышения безопасности процесса захода на посадку.

Предлагаемый ретранслятор дальномера посадочной радиомаячной группы с каналом передачи данных содержит последовательно соединенные приемо-передающую антенну, приемник, пороговый блок, первый дешифратор, элемент задержки, первый шифратор и передатчик, выход которого соединен с приемо-передающей антенной. В ретранслятор дополнительно введены второй дешифратор, запоминающее устройство, устройство синхронизации, второй шифратор и элемент ИЛИ между выходом первого шифратора и входом передатчика, причем выход шифратора соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход порогового блока соединен со вторым дешифратором, с выхода которого информационное сообщение от летательных аппаратов (ЛА) поступает на рабочее место (РМ) группы руководства полетами (ГРП), тогда как информация для ЛА от РМ ГРП поступает на запоминающее устройство, выход которого соединен с первым входом устройства синхронизации, на второй вход которого поступает синхро-сигнал от глиссадного радиомаяка (ГРМ), выход устройства синхронизации соединен со входом второго шифратора, выход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ.

Ретранслятор дальномера посадочной радиомаячной группы с каналом передачи данных является составной частью системы ПРМГ и, помимо измерения наклонной дальности, обеспечивает обмен данными с бортовым оборудованием ЛА.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показана функциональная схема ретранслятора дальномера посадочной радиомаячной группы;

На фиг. 2 представлена функциональная схема ретранслятора дальномера посадочной радиомаячной группы с каналом передачи данных;

На фиг. 3 представлены сигналы запроса и ответа дальности канала передачи данных ретранслятора дальномера;

На фиг. 4 показана структура информационной посылки канала передачи данных ретранслятора дальномера;

На фиг. 5 показана структура подцикла информационной посылки канала передачи данных ретранслятора дальномера.

Осуществление изобретения

С целью обеспечения обмена данными с бортовым оборудованием ЛА ретранслятор дальномера посадочной радиомаячной группы с каналом передачи данных содержит последовательно соединенные приемопередающую антенну 1, приемник 2, пороговый блок 3, дешифратор 4, элемент 5 задержки, шифратор 6 и передатчик 7. В ретранслятор дополнительно введены дешифратор 8, запоминающее устройство 9, устройство синхронизации 10 с первым 20 и вторым 21 входами, шифратор 11 и элемент ИЛИ 12 с первым и вторым входами, причем выход порогового блока 3 соединен с дешифратором 8, выход шифратора 6 соединен с первым входом элемента ИЛИ 12, на запоминающее устройство 9 поступает информация для ЛА, выход запоминающего устройства 9 соединен с первым входом 20 устройства 10 синхронизации, на второй вход 21 устройства 10 синхронизации поступает синхро-сигнал, выход устройства 10 синхронизации соединен с шифратором 11, выход шифратора 11 соединен со вторым входом элемента ИЛИ 12, выход элемента ИЛИ 12 соединен с передатчиком 7.

На фиг. 2 приведена функциональная схема предлагаемого ретранслятора дальномера посадочной радиомаячной группы с каналом передачи данных.

Ретранслятор дальномера посадочной радиомаячной группы с каналом передачи данных работает следующим образом.

Входной сигнал через приемо-передающую антенну 1 поступает на приемник 2, где фильтруется, усиливается и детектируется. Входной сигнал может представлять собой как запрос дальности, так и информационное сообщение от ЛА.

С выхода приемника 2 входной сигнал проходит пороговый блок 3 и поступает на дешифраторы 4 и 8. На выход дешифратора 4 поступает только запрос дальности, а информационное сообщение от ЛА не поступает. На выход дешифратора 8, наоборот, поступает только информационное сообщение от ЛА. Выход дешифратора 8 является выходом ретранслятора дальномера посадочной радиомаячной группы с каналом передачи данных. С выхода дешифратора 8 информационное сообщение от ЛА поступает на рабочие места (РМ) ГРП.

С выхода дешифратора 4 запрос дальности поступает на элемент 5 задержки. С выхода элемента 5 задержки ответ дальности проходит шифратор 6 и поступает на первый вход элемента ИЛИ 12.

На запоминающее устройство 9 поступает информация для ЛА от РМ ГРП. С выхода запоминающего устройства 9 на первый вход 20 устройства 10 синхронизации поступает запомненная информация для ЛА.

На второй вход 21 устройства 10 синхронизации поступает синхросигнал от глиссадного радиомаяка (ГРМ) ПРМГ. Синхро-сигнал используется для временного разделения передачи информации для ЛА и сигналов ГРМ, излучаемых на одном частотном канале. На выход устройства 10 синхронизации в моменты времени, определяемые синхро-сигналом, поступает запомненная информация для ЛА. С выхода устройства 10 синхронизации запомненная информация для ЛА проходит шифратор 11 и поступает на второй вход элемента ИЛИ 12.

На выход элемента ИЛИ 12 поступает выходной сигнал, представляющий собой ответ дальности или информационное сообщение для ЛА. Выходной сигнал с выхода элемента ИЛИ 12 с помощью передатчика 7 излучается приемо-передающей антенной 1 на борт ЛА. При этом величина задержки в элементе 5 задержки выбирается такой, чтобы обеспечить эталонное значение задержки ответа дальности относительно запроса дальности в тракте ретранслятора дальномера.

Использование ретранслятора дальномера посадочной радиомаячной группы с каналом передачи данных позволяет передавать на РМ ГРП:

- информацию, позволяющую оценить параметры зон курса и глиссады в процессе выполнения контрольных облетов системы ПРМГ;

- координатную информацию о ВС (дальность, угловые координаты) с приемника РСБН;

- координатную информацию (отклонение по курсу и глиссаде, дальность) с навигационного вычислителя, результат комплексной обработки всей навигационной информации;

- координатную информацию со спутниковой навигационной системы (по типу АЗН);

- дополнительную информацию («Шасси выпущено», «Бедствие» и т.п.);

- бортовой номер ВС, его барометрическая высота или высота по радиодальномеру.

Обратный канал передачи данных может быть использован для передачи на борт ЛА:

- оперативной информации об опознавании, категории и готовности радиомаяков;

- координатную информацию (отклонение по курсу и глиссаде, дальность) с наземного вычислителя;

- условия посадки, готовность техники;

- данные контрольно-корректирующей станции СНС.

Предлагаемый формат канала передачи данных

Антенная система РД формирует в пространстве диаграмму излучения, которая содержит импульсные кодированные сигналы, излучаемые синхронно с приемом запросных сигналов с борта самолета, совершающего заход на посадку. Сигналы запроса и ответа дальности представляют собой пары импульсов с длительностью 1,25 мкс (фиг. 3).

Для информационного обмена по каналам «Земля-борт» и «борт-Земля» используются специальные информационные посылки (далее - ИП). Информация передается с четырехимпульсным сигналом с интервально-временным кодированием (далее - ИВК) по старт-стопному методу.

ИП содержит стартовую группу импульсов ИВК, используемых для синхронизации, и 15 стоповых импульсов для передачи информации 32-битными подциклами. Подцикл ИП передается методом дискретной времяимпульсной модуляции на временной базе 160 мкс с количеством позиций 32. Значение передаваемого двоичного числа в подцикле определяется номером позиции, которому соответствует временное положение стопового сигнала. Структура ИП представлена на фиг. 4. Структура подцикла ИП представлена на фиг. 5.

Информационный обмен по каналу «З-б» организован на одном частотном канале с сигналом ГРМ и ответными сигналами РД. Передача данных по каналу реализуется по принципу временного разделения в интервале 5 мс между пачками 1300 и 2100 Гц. За один временной интервал передается одна ИП, длительностью 2,432 мс, повторяются каждые 40 мс. За один цикл информационного обмена канал передачи данных позволяет обеспечить обмен данными с 10 ВС тремя ИП (передача до 225 бит информации) или с 1 ВС тридцатью ИП (передача до 2250 бит информации).

Промышленная применимость

Разработан и изготовлен опытный образец РД с каналом передачи данных, успешно проведены предварительные испытания. Образец проходит государственные испытания совместно с бортовым оборудованием ЛА третьего-четвертого поколения.

Эффективность предлагаемого РД с каналом передачи данных подтверждена положительными результатами предварительных испытаний опытного образца РД в составе посадочной радиомаячной группы отечественного и международного диапазонов разработки АО «ВНИИРА».

На чертежах приняты следующие обозначения:

1 - приемо-передающая антенна;

2 - приемник РД;

3 - пороговый блок;

4 - дешифратор;

5 - элемент задержки;

6 - шифратор;

7 - передатчик РД;

8 - дешифратор;

9 - запоминающее устройство;

10 - устройство синхронизации с первым 20 и вторым 21 входами;

11 - шифратор;

12 - элемент ИЛИ с первым и вторым входами.

ЛИТЕРАТУРА

1. Макаров К.В. Радионавигационные системы аэропортов. - М.: Транспорт, 1978 - с. 227-255.

Ретранслятор дальномера посадочной радиомаячной группы с каналом передачи данных, содержащий последовательно соединенные приемо-передающую антенну (1), приемник (2), пороговый блок (3), первый дешифратор (4), элемент (5) задержки, первый шифратор (6) и передатчик (7), выход которого соединен с приемо-передающей антенной (1), отличающийся тем, что в него дополнительно введены второй дешифратор (8), запоминающее устройство (9), устройство (10) синхронизации, второй шифратор (11) и элемент ИЛИ (12) между выходом первого шифратора (6) и входом передатчика (7), причем выход шифратора (6) соединен с первым входом элемента ИЛИ (12), выход порогового блока (3) соединен со вторым дешифратором (8), с выхода которого информационное сообщение от летательных аппаратов (ЛА) поступает на рабочее место (РМ) группы руководства полетами (ГРП), тогда как информация для ЛА от РМ ГРП поступает на запоминающее устройство (9), выход которого соединен с первым входом устройства (10) синхронизации, на второй вход которого поступает синхро-сигнал от глиссадного радиомаяка (ГРМ), выход устройства (10) синхронизации соединен со входом второго шифратора (11), выход которого соединен со вторым входом элемента ИЛИ (12).

Изобретение относится к способу авиационной ближней радионавигации. Для навигации летательного аппарата формируют радионавигационное поле по меньшей мере тремя радионавигационными пунктами, расположенными на земной поверхности в окрестности аэродрома определенным образом.

Способ определения местоположения и вектора скорости полета летательного аппарата // 2776077

Изобретение относится к способам определения параметров навигации летательного аппарата (ЛА) – его местоположения и вектора скорости полета – при комплексировании угломерных систем и систем измерения дальности, и может найти применение в составе локальных навигационных систем, основанных на пассивной локации.

Ретранслятор дальномера посадочной радиомаячной группы // 2776028

Изобретение относится к авиационной радионавигации и может быть использовано в дальномерных каналах посадочных радиомаячных групп (ПРМГ), используемых на аэродромах для посадки летательных аппаратов (ЛА) гражданской, экспериментальной и государственной авиации. Техническим результатом является повышение информативности дальномерного канала ретранслятора дальномера (РД).

Многопозиционная система посадки летательных аппаратов // 2717284

Многопозиционная система посадки (МПСП) летательных аппаратов (ЛА) содержит наземный запросчик, наземные станции с наземными приемниками ответных сигналов, центральную станцию с наземной ЭВМ управления, бортовую аппаратуру ЛА, бортовой приемник сигналов спутников глобальной спутниковой навигационной системы, систему псевдоспутников, совмещенных по расположению с наземными станциями.

Способ регулировки информационного параметра курсо-глиссадных радиомаяков и устройства его реализации (варианты) // 2695316

Изобретение относится к аэродромным радиотехническим системам обеспечения захода самолета на посадку. Достигаемый технический результат - регулировка информационного параметра курсо-глиссадных радиомаяков, в частности совмещение с высокой точностью линии курса, формируемой курсовым радиомаяком (КРМ) системы посадки самолетов с направлением оси взлетно-посадочной полосы (ВПП), совмещение двух линий курса с направлением оси ВПП при работе КРМ на частотах в двух диапазонах одновременно, выставление с высокой точностью угла глиссады при неизменных высотах подвеса антенн глиссадного радиомаяка (ГРМ).

Глиссадный радиомаяк // 2693024

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах инструментального обеспечения захода на посадку самолетов на аэродромах с высоким уровнем снежного покрова и сложной формой рельефа местности. Достигаемый технический результат - повышение стабильности угла глиссады и зоны глиссадного радиомаяка (ГРМ).

Способ и устройство контроля за положением глиссады и координатами самолёта в дальней зоне // 2692079

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах инструментального обеспечения захода самолетов на посадку. Достигаемый технический результат - повышение безопасности захода самолета на посадку.

Корреляционно-базовая система локации неподвижных источников радиоизлучения с использованием беспилотного летательного аппарата // 2674265

Изобретение относится к области радиотехники, а именно, к системам пассивной радиолокации и может быть использовано для оперативного определения координат неподвижных источников радиоизлучения, в том числе при не разрешении их сигналов по времени и частоте. Техническим результатом изобретения является снижение времени установления местоположения каждого из нескольких источников радиоизлучения при их размещении на большой площади.

Способ обзора пространства // 2666763

Изобретение относится к радиолокации и предназначено для построения обзорных радиолокационных станций с цифровыми антенными решетками. Технический результат - увеличение точности измерения азимутальной координаты объекта за счет использования моноимпульсного метода измерения вместо метода максимума.

Радиолокационный способ контроля снижения при посадке воздушного судна в условиях отсутствия визуальной видимости взлетно-посадочной полосы // 2631264

Изобретение относится к области радионавигации и предназначается для контроля снижения воздушных судов (ВС) до точки начала выравнивания в условиях отсутствия визуальной видимости взлетно-посадочной полосы (ВПП). Достигаемый технический результат – повышение точности контроля снижения, а также выполнения посадки в область ВПП, удаленную от торца ВПП, что необходимо, когда у торца ВПП появляются препятствия.