автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.04, диссертация на тему:Анализ влияния на радиомаячную систему посадки излучения радиотехнических средств. Расположенных в зоне аэроузла

Псчиикин Александр Васильевич

УДК 621.3!) 0?9 55 391 8?

АНАЛИЗ ВЛИЯНИИ НА РАДИОМАЯЧНУЮ СИСТЕМУ ПОСАДКИ ИЗЛУЧЕНИЯ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ. РАСПОЛОЖЕННЫХ В ЗОНЕ АЭРОУЗЛА.

05.12.04 - Радиолокация и радионавигация

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технически* наук

Москва -1996г.

Работа выполнена в Московском Государственном техническом университете гражданской авиации.

Научный руководитель -

"лен-корреспондент Международной Академии информатизации, ст.научный сотрудник доктор технических наук ПРОХОРОВ A.B.

Официальные опгоненты -

Заслуженный деятель науки ЛССР, академик Международной Академии связи и Академии транспорта РФ, грофессор, доктор технических наук

ходдковскт'1 в а.

старший научный сотрудник, кандидат технических наук ЕГОРОВ В.И.

Ведущая организация - МКБ-"Компас"

Защита диссертации состоится " " 1996i а 10.00 на заседа-

нии диссертационного Совета Д.072.05.03 в Московском Государственном техническом универгитете гражданской авиации (125428, Москва, Крон-штадикий бульвар 20).

С диссертацией мокно ознакомится в Он^лмотоке МГТУГА.

Автореферат разослан ' __ 1996г.

Ученый секретарь диссертационногоСовета Д.07.? 05.03

доцент, кандидат технических наук ШЕМАХАНОВ М М

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Актуальность работьи Проблема повышения безопасности полетов была, есть и еще долго будет одной из острейших задач, стоящих перед разработчиками и эксплуатантами гражданской авиации. Анализ различных авиационных происшествий свидетельствует об увеличении доли, приходящейся на "человеческий фактор". Одной из причин этого является совершенствование авиационной техники, включая, естественно, радиоэлектронное оборудование. Однако даже при самом совершенном РЭО может возникнуть ситуация, когда экипаж воздушного судна, осуществляя пилотирование строго по показаниям приборов, выводит воздушное судно на грань или даже за грань авиационного происшествия. Причиной такого исхода является 'воздействие непреднамеренных электромагнитных помех (НЭМП). Возникает достаточно парадоксальная ситуация: исправное РЭО, правильное пилотирование, а в результате - авиационное происшествие или предпосылка к нему. Наиболее подверженным активному воздействия НЭМП является радиомаячная система посадки (РСП) - основное средство обеспечения посадки воздушного судна, наиболее ответственного этапа полета. Именно поэтому анализ особенностей функционирования радиомаячной системы по-садки в сложной электромагнитной обстановке является актуальной задачей гражданской авиации. Это же определяет и актуальность диссертационной работы, посвященной решению названной задачи.

Целью работы является анализ влияния излучения различных радиотехнических средств, находящихся в зоне аэроузла, на радиомаячную систему посадки и разработка рекомендаций по устранению этого влияния.

Поставленная цель достигается путем решения следующих основных задач:

1.Анализа электромагнитного поля, создаваемого источниками непреднамеренных электромагнитных помех, воздействующими на радиомаячную систему посадки.

2.Анализа особенностей прохождения широко- и узкополосных помех через каскады приемника радиомаячной системы посадки.

3.Оценки влияния воздействия помех на радиомаячную систему посадки и на точность определения местоположения воздушного судна.

4.Оценки влияния флуктуаций полезного сигнала и непреднамеренных помех на точность определения местоположения воздушного судна.

5.Математического моделирования влияния непреднамеренных помех на функционирование радиомаячной системы посадки.

6.Разработки методики расчета электромагнитной совместимости радиомаячной системы посадки и радиоэлектронных средств, находящихся в зоне аэроузла.

Научная новизна работы_заключается в том, что в ней впервые:

1 .Произведена оценка ошибки определения местоположения воздушного судна при заходе на посадку, возникающей вследствие воздействия излучения различных радиоэлектронных средств, находящихся в зоне аэроузла.

2. Разработана методика определения защитных отношений сигнал -помеха для радиомаячной системы посадки и расчета электромагнитной совместимости радиомаячной системы посадки с другими радиоэлектронными средствами.

3.Проведен расчет оценки влияния широко- и узкополосных помех (с учетом их мощности, номера гармоники побочного излучения, расстройки и параметров нестабильностей сигнала и помехи) на бортовые радионавигационные приемники радиомаячной системы посадки.

4.Получен закон распределения вероятности времени опасного воздействия помехи на радиомаячную систему посадки.

5.Разработана методика расчета поля антенны в ближней зоне.

6.Разработана цифровая модель бортового навигационного радиоприемника для анализа прохождения смеси сигнала и помех.

Практическая значимость работы состоит в том, что ее результаты позволяют:

1.Оценивать ошибку определения местоположения воздушного судна, возникающую вследствие воздействия на радиомаячную систему посадки непреднамеренных электромагнитных помех от радиоэлектронных средств, расположенных в зоне аэроузла.

2.0пределять совокупность потенциально возможных источников помех радиомаячной системы посадки.

3.Определять защитные отношения сигнал/помеха для радиомаячной системы посадки от возможных источников помех.

4.Оценивать степень влияния помехи на радиомаячную систему посадки с учетом ее мощности, расстройки и параметров нестабильности частоты сигнала помехи и сигналов от наземных маяков.

5.Принимать меры для устранения влиния непреднамеренных электромагнитных помех на радиомаячную систему посадки.

На защиту выносятся методы оценки влияния на радиомаячную систему посадки радиоэлектронных средств, расположенных в зоне аэроузла, и рекомендации по повышению эффективности работы радиомаячной системы посадки в сложной электромагнитной обстановке.

Внедрение результатов работы. Результаты работы внедрены в Московском конструкторском бюро "Компас" и Научно-исследовательском летно-испытательном Центре "Взлет", что подтверждается актами о внедрении.

Апробация работы .Основные положения диссертации докладывались на Международной научно-технической конференции "Современные проблемы гражданской авиации" (Москва, 1996г.), на отраслевых научно-технических конференциях: "Эффективность и оптимизация систем и процессов гражданской авиации, инженереное обеспечение безопасности полетов" (Москва, 1994,1995,1996 г.г) и межкафедральных научных семинарах в Московском Государственном техническом университете гражданской авиации в период с 1994 по 1996г.г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 4 работы.

Структура и объем диссертационной работы. Работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, приложения и списка литературы. Общий обьем работы (без Приложений) составляет 133 страницы и включает в себя 38 рисунков и 14 Таблиц. Список литературы содержит 91 наименование.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение.

Во введении обосновывается актуальность проводимых исследований, дается общая постановка задач, рассматриваемых в диссертации.

1.Особенности функционирования радиомаячной системы посадки.

В рамках выявления особенностей функционирования радиомаячной системы посадки (РСП) рассматриваются принцип действия и общие характеристики работы РСП, а также обобщаются условия функционирования РСП. Приводятся основные нормы ICAO на работу РСП. Центральное место при этом играет решаемая в работе задача об установлении аналитической зависимости между отклонениями воздушного судна от линии курса и глиссады и значением тока на выходе бортовой аппаратуры РСП. Детально анализируется влияние различных дестабилизирующих факторов таких, как неточность задания линии курса и глиссады наземными радиомаяками, ошибок при измерении разности глубин модуляции бортовым приемником и, наконец, ошибок, вызванных наличием непреднамеренных электромагнитных помех.

Если первые в приведенном перечне источников ошибок, в конечном счете, могут быть целенаправлено уменьшены ( т.е. в каком-то смысле могут быть отнесены к классу систематических ошибок), то даже определение самого факта наличия непреднамеренных помехи (НЭМП) представляет самостоятельную крайне трудно решаемую проблему. Более того, экипаж воспринимает такие помехи, как полезный сигнал, требующий того или иного управленческого решения. Это значит, резко понижается эффективность ра-

боты РСП, что влечет за собой понижение уровня безопасности полетов и пропускной способности аэропортов.Повысить эффективность функционирования РСП можно следующим образом: отключить источник помех или перестроить его на другую частоту, уменьшить уровень помехи (территориальный разнос источника помех и РСП, обеспечение фильтрации в источнике помех и т.п.), подавить помеху в бортовой аппаратуре, перевести РСП на канал, свободный от помех.

С целью выявления возможностей борьбы с НЭМП необходимо было детально проанализировать состояние электромагнитной обстановки (ЭМО) в районе аэроузла, что и делается в работе. При этом под ЭМО понимается совокупность электромагнитных помех от любых источников, влияющих на функционирование радиоэлектронных систем либо в смеси с полезным сигналом, либо самостоятельно, непосредственно воздействуя через антенну или/и минуя ее.

Анализ ЭМО начинается с проведения спетрального анализ воздействующих на РСП непреднамеренных помех. Отдельно рассматриваются излучаемые передатчиками различных радиоэлектронных средств частоты сигналов на основных каналах и что, самое главное, на побочных частотах. Аналогично подвергается анализу амплитудно-частотные характеристики приемника РСП. Первый шаг состоял в изучении влияния каждой из пар приемник-передатчик , а следующий - в исследовании группового воздействия передатчиков на приемники, что необходимо было сделать из-за могущих возникнуть интермодуляционных помех.

Второй этап анализа состоял в проведени энергетической оценки помех. С этой целью определялись энергетические сотношения, характеризующие пары передатчик-приемник, и оценивалось влияние группы передатчиков на приемник при всех сочетаниях частот, выявленных при проведении частотной оценки помех.

Третий этап состоял в анализе влияния на работу РСП некоторых конкретных помех, выявленных на предыдущих этапах расчета.

Заключительный, четвертый этап расчета, состоял в выявлении помех, которые могут быть уменьшены, и проведении корректировки расчетов для тех случаев, когда выявляется несовместимость отдельных радиоэлектронных средств при каких-либо частотно-энергетических сочетаниях.

С целью определения ЭМО в зоне аэроузла, службы которого укомплектованы штатным радиоэлектронным оборудованием, проводились два первых этапа расчета, давших возможность получить частотно-энергетическую оценку всех возникающих помех. Систематизация помех, воздействующих на приемник РСП, позволяет соотносить их к одному из трех классов: помехи, воздействующие по основному каналу приемника, то же по комбинационным каналам и то же по интермодуляционным каналам.

Наиболее вероятными источниками помех по основному каналу являются излучения аналогичных радиоэлектронных средств (РЭС), а также излучения на гармониках и субгармониках РЭС, работающих в других частотных диапазонах. Для получения количественных оценок частотно-знергети-

ческого анализа использовались, приведенные в работе экспериментальные результаты. В качестве порога восприимчивости помех выбиралась чувствительность премника.

Наиболее верятными источниками помех по интермодуляционным и комбинационным каналам являются излучения РЭС, работающих в других диапазонах. Поскольку многие РЭС, расположенные в зоне аэропорта, работают в широком диапазоне частот для проведения частотно-энергетического анализа помех была принята гипотеза о равномерном распределении рабочих частот. Полученные результаты показывают, что с учетом полосы пропускания входных каскадов наиболее вероятными интермодуляционными помехами являются помехи до 3 порядка включительно.

Результаты численных расчетов сведены в нижеприведенную Таблицу, где для трех каналов: курсового, маркерного и глиссадного указаны потенциальные источники помех и номера гармоник основного сигнала (интермодуляционного), которые проходят в каналы приемника РСП.

Каналы приемника РСП Источники потенциальных помех Гармоники

Маркерный канал нет

Курсовой канал КВ-наземные радиостанции КВ-бортовые радиостанции Городское телевидение Приводные автомат._радиостан. УКВ-наземные радиостанции УКВ-бортовые радиостанции 5-58 5-58 2-ая гарм 1 кан. 62-79 ин-мод. 3 пор. ин-мод. 3 пор.

Глиссадный канал КВ-наземные радиостанции КВ-бортовые радиостанции 14-46 14-46

Полученные результаты определяют направления дальнейших исследований, состоящие в анализе прохождения различных помех через приемник РСП.

2.Прохождение помеховых сигналов через каскады приемника радиомаячной системы посадки.

Во втором разделе рассматривается прохождение смеси полезного сигнала и различных помех, выявленных в результате исследований, изложенных в первом разделе. В качестве первого приближения используется предположение о равномерном спектре помеховых сигналов в соответствующей полосе частот, определяемой типом модуляции. Поскольку основным определяющим измеряемым параметром является ток бортовых приемников курсового и глиссадного каналов, в работе проводится расчет спектра и корреляционной функции ошибки измерения выходного тока. Это дало возможность получить соотношения для расчетов среднеквадратических значе-нй ошибок измерения выходных токов курсового и глиссадного приемников, а также расчетов среднеквадратических значений ошибок определения мес-

тоположения воздушного судна в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

Анализ полученных выражений показывает, что с увеличением номера гармоники побочного излучения источника помехи (при неизменной мощности помехи) ошибка измерения выходного тока приемника и соответственно ошибка определения местоположения воздушного судна уменьшается. Сказанное объясняется увеличением занимаемой полосы частот, а, следовательно, уменьшением "прицельности" помехи. Результаты расчетов представлены в виде многочисленных графиков зависимостей ошибок от отношения сигнал/помеха для коротковолновых связных радиостанций, городского телевидения и приводных автоматических радиостанций.

Полученные результаты дают возможность выявить степнь влияния на аппаратуру тех составляющих спектра помехи, которыесвязаны с модуляцией сигнала. Отдельно детально рассматривается влияние несущей частоты помехового сигнала , мощность которой может составлять более 2/3 от общей мощности гомеховых сигналов. В результате исследования удается получить аналитическую зависимость между ошибкой измерения выходного тока и уровня гармонической помехи. Анализ полученных соотношений, а также норм побочного излучения радиоэлектронных средств, расположенных в зоне аэроузла, показывает, что основной вклад в ошибку измерения тока бортовыми приемниками и , в конечном счете, в ошибку определения местоположения воздушного судна при заходе на посадку по сигналам РСП, вносит именно несущая помехи.

Вследствие нестабильности частот полезного и помехового сигналов, сама ошибка измерения выходного тока бортовых приемников является случайной функцией времени.

Детально анализируется влияние расстройки полезного и помехового сигналов, а также парметров нестабильности помехи и сигнала на точность определения месоположения возддушного судна. Показыватся, что нестабильность частоты сигнала и помехи может описываться при помощи гаус-сового случайного процесса. В дальнейшем при анализе предполагалось, что нестабильность частоты полезного сигнала существенно меньше нестабильности частоты помехового сигнала. Это дало возможность частоту полезного сигнала считать стабильной в отличие от несущей частоты помехового сигнала.

Уровень нестабильности, приводимый в технических характеристиках систем, соответствует уровню Зп. В этом случае математическое ожидание нестабильности частоты помехи равно расстройке сигнала и помехи, а дисперсия - сумме дисперсий нетабильностей частот полезного и помехового сигналов. В работе получено выражение для оценки среднего времени влияния помехи в зависимости от нестабильностей частот и расстройки полезного и помехового сигналов, а также от вида функции корреляции нестабильностей частот полезного и помехового сигналов.

Анализ полученных результатов показал, что среднее время влияния помехи на РСП прямо пропорционально интервалу корреляциии - гд, атак-

же определяется расстройкой сигнала и помехи, параметрами и видом функции корреляции нестабильности частот полезного и помехового сигналов. Названное средние время не зависит от расстройки вплоть до некоторого значения, определяемого величиной нестабильностей сигнала и помехи, и стремится к нулю при дальнейшем увеличении расстройки. Что касается вероятности влияния помехового сигнала, то она убывает с увеличением расстройки.

Согласно требованиям ICAO, общее время излучения сигнала РСП, параметры которого не соответствуют допустимым значениям, не должны превышать для РСП III категории - 2с. Эта величина установлена с учеом обеспечения необходимого уровня безопасности полетов на заключительном этапе захода на посадку и определяется аэродинамическими характеристиками воздушного судна.

Для помехи курсовому каналу от побочного излучения KB радиостанций время опасного влияния помехи при г> = 25-72с составит 2с в зависимости от вида функции корреляции и будет практически постоянно вплоть до расстройки в 1250 Гц. Среднее время опасного влияния помехи курсовому каналу от приводной автоматической радиостанции и телевизионных станций составит 2с при г^=35-100с в зависимости от вида функции корреляции вплоть до расстройки в 1700 Гц. Среднее время опасного влияния интермодуляционной помехи на курсовой канал составит 2с при г^=45-120с. Это время будет практически постоянно при расстройках меньше 5750Гц.

Среднее время опасного влияния помехи от побочного излучения KB радиостанций на глиссадный канал составит 2с при г^ =42- 100с при различных функциях корреляции нестабильности частоты, и не будет зависеть от расстройки до значения, равного 4850Гц.

3, Математическое моделирование процесса прохождения поме-ховых сигналов через каскады приемника радиомаячной системы посадки.

Непосредственная экспериментальная проверка полученных результатов связана с большими материальными и временными затратами, что по существу делает мало реальной такую проверку. В этой связи возникает острая необходимость разработки и применения различных методов моделирования, где ведущее место принадлежит методам статистического моделирования.

В качестве объекта моделирования была выбрана навигационно-поса-дочная аппаратура "Курс-МП-70", имеющая наибольшее применение на сэмо-летах гражданской авиации. (По своим параметрам она соответствует нор-мам ICAO на бортовую аппаратуру посадки II категории.)

Как известно, существуют два основных способа математического моделирования работы радиотехнических систем: на основе дискретной свертки и с помощью рекуррентных разностных уравнений.

Методы рекуррентных разностных уравнений, являющиеся приближенными методами численного интегрирования дифференциальных уравнений, связывают между собой входной и выходной процессы линейных динамических систем. Несмотря на явное достоинство этих методов, заключающееся в потребностях малых объемов памяти и небольших вычислительных затрат, тем не менее эти методы требуют большого объема подготовительных вычислений.Нельзя не отметить, сложность моделирующих алгоритмов и объем подготовительных вычислений резко возрастают при увеличении порядка моделируемой системы. Кроме того, некоторые из этих методов неустойчивы, т.е. результаты их применения зависят от шага дискретизации, даже если сама моделирующая система вполне устойчива.

В связи со сказанным в работе проводилось моделирование, основанное на принципах дискретной свертки, которое в основном свободно от указанных выше недостатков. Применение для моделирования "быстрой свертки" с использованием алгоритма быстрого преобразования Фурье обеспечивает как высокое быстродействие, так и высокую точность рассматриваемых моделей.

Сигналы, излучаемые наземными радиомаяками, а также помехи, воздействующие на РСП в зоне аэродрома, представляют собой узкополосные процессы. Естественно, что процесс на выходе линейной части приемника уже не может считаться узкополосным. Поэтому модель низкочастотной части приемника выполнена на несущей частоте. Разработанная модель курсового канала бортовой аппаратуры РСП содержит все функциональные элементы, оказывающие основное влияние на прохождение смеси сигнала и помех: линейный детектор, фильтр высоких частот, фильтры на 90Гц и 150 Гц, детектор сравнения, выходной фильтр нижних частот. Рассматриваемая модель учитывает также угловую чувствительность и электрический баланс в соответствии с нормами технических параметров на аппаратуру "Курс-МП".

С помощью разработанной матемаической модели проанализировано влияние гармонической помехи на бортовую аппаратуру РСП. Это дало возможность связать между собой значение максимального приращения тока на выходе курсового канала и соотношение сигнал/помеха при расстройке в 90Гц и 150 Гц, а также установить аналитическую зависимость максимального приращения тока на выходе курсового канала от расстройки сигнала и помехи при фиксированном отношении сигнал/помеха. Полученные базовые соотношения и проведенное математическое моделирование дало возможность также определять среднее время влияния помехи от интервала корреляции при фиксированном отношении сигнал/помеха для одного из возможных видов функции корреляции нестабильности частоты при воздействии на курсовой канал помехи от побочного излучения KB радиостанции. Экспериментальные результаты представлены в виде многочисленных графиков и гистограмм.

Отмечается достаточно удовлетворительное совпадение экспериментальных и теоретических результатов в части зависимости максимальной ошибки бортового приемника от отношения сигнал/помеха. Установлено, что влияние помехового сигнала в значительной степени зависит также от расстройки. Так например, при расстройке помехи на ЭСНЗГц и 150(ЗГц ее влияние ослабляется фильтрами 90Гц и 150Гц в Юраз, а при расстройке на 90 ' 4Ги, и 15014Гц, - в 20 раз.

Анализ влияния на работу РСП нестабильности полезного и помехового сигналов, проведенный методом статистического моделирования, полностью подтвердил основные выводы и результаты, полученные в предыдущем разделе. Так, среднее время влияния воздействия помехи прямо пропорционально интервалу корреляции гд. и превышает 2с при г д. > 60с для одного из возможных видов функции корреляции нестабильности частоты полезного и помехового сигналов.

Плотность распределения вероятностей времени влияния помехового сигнала при отношении сигнал/помеха, равном 40дБ, соответствуют закону Рэлея по критерию согласия при доверительной вероятностью от 0,8 до 0,85 на уровне значимости 0,05.

4. Пути повышения эффективности функционирования радиомаячной системы посадки в условиях воздействия непреднамеренных электромагнитных помех.

Рассматриваются возможности повышения эффективности работы радиомаячной системы посадки в сложной электромагнитной обстановке, характерной для крупных аэропортов. Для решения сформулированной задачи необходимо, прежде всего, определить возможные источники помех, тюею провести расчет электромагнитной совместимости, и принять необходимые организационно-технические меры по предотвращению возможного влияния помех на функционирование РСП.

Применение РСП типа ILS потребовало нового подхода к проведению расчета ЭМС, т.к. существующие соответствующие методики предназначены для ориентировочного расчета ЭМС различных наземных РЭС УВД, радионавигации и посадки и практически не учитывают особенности построения и принципы работы названных РСП, что может привести к достаточно серьезным ошибкам. Более того, как правило, расчет проводится для поля антенны в ее дальней зоне, в то время, как в рассматриваемой задаче требуется, наоборот, знание поля в ближней зоне. В этой связи в работе разрабатывается принципиально новая методика, гораздо более приемлемая к расчету электромагнитной совместимости радиомаячной системы посадки.

На эксплуатируемых в гражданской авиации самолетах установлены различные типы бортового оборудования РСП, отличающиеся некоторыми важными с точки зрения ЭМС характеристиками (промежуточная частота, полоса пропускания и т.д.). Кроме того, каждый самолет имеет свою антен-

но-фидерную системы. Это означает, что расчет ЭМС необходимо производить для каждого типа воздушных судов, совершающих полеты в данный аэропорт. Кроме того, необходимо производить расчет ЭМС также для используемой контрольно-измерительной аппаратуры, входящей в состав наземного оборудования РСП.

Поскольку на каждом аэродроме имеет место отклонения линии курса и глиссады от своих номинальных значений, вызванные переотражениями от местных предметов, влиянием подстилающей поверхности и т.д., для каждого аэропорта существуют и свои минимально допустимые, т.е. защитные отношения сигнал/помеха, которые определяются по результатам последней летной проверки.

Сказанное выше позволяет выйти на разработку методики расчета ЭМС радиомаячной системы посадки. Эта методика включает в себя следующие этапы: определение состава и значений исходных данных, определение возможных ситуаций возникновения помех, проведение частотно-энергетической оценки помех и проведение детальной оценки помех. Расчет электромагнитной совместимости РСП по разработанной методике позволяет точнее оценивать электромагнитную обстановку, в которой работает радиомаячная система посадки. При этом в методике учитываются такие важные для радиомаячной системы посадки факторы, как точность установки частоты и нестабильность частоты сигнала и помехи, которые не учитывались ранее. Разработанная методика поэврляет также точнее учитывать влияние на РСП помехи при расположении приемника в ближней зоне излучения антенны источника помехи по сравнению с существующей методикой. В результате с большей степенью достоверности могут быть определены возмжные источники помех радиомаячной системе посадки и приняты соответствующие инженерно-организационные мероприятия (территориально-частотный разнос, дополнительное подавление нежелательных излучений на выходе источника помехи и т.д.) для повышения эффективности работы радиомаячной системы посадки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты работы сводятся к следующему:

1. Определена величина ошибки определения местоположения воздушного судна при заходе на посадку, возникающей из-за воздействия непреднамеренных помех от радиоэлектронных средств, расположенных непосредственно в зоне аэродрома.

2. Разработана методика определения защитных отношений сигнал -- помеха для радиомаячной системы посадки и расчета электромагнитной совместимости РСП с другими радиоэлектронными средствами.

3. Получены количественные оценки влияния широкополосных и узкополосных помех (с учетом их мощности, номера гармоники побочного излучения, расстройки и параметров нестабильностей сигнала и помехи) на бортовые радионавтгационные приемники радиомаячной системы посадки.

4. Получена плотность распределения вероятностей времени опасного воздействия помехи на радиомаячнуюсистему посадки.

5. Разработана методика расчета поля антенны в ближней зоне.

6. Разработана цифровая модель бортового радионавигационного радиоприемника для анализа прохождения смеси сигнала и помехи.

7. Получена зависимость среднеквадратической ошибки определения местоположения воздушного судна от уровня широкополосной помехи при фиксированном значении номера гармоники побочного излучения.

8. Проведена частотно-энергетическая оценка помех радиомаячной системы посадки от наземных радиоэлетронных средств, расположенных в зоне аэродрома, а также от передатчиков городского телевидения.

9. Определены потенциально возможные источники помех радиомаячных систем посадки.

Полученные результаты позволяют сформулировать следующие выводы:

1. Основным внешним дестабилизирующим фактором, приводящим к случайным ошибкам определения местоположения воздушного судна в пространстве при заходе на посадку являются непреднамеренные электромагнитные помехи.

2. Потенциально возможнь1ми источниками помех курсовому каналу РСП являются: коротковолновые наземные и бортовые радиостанции (излучение на гармониках от 5 до 58 включительно), городское телевидение (излучение на 2 гармонике 1 канала), приводные автоматические радиостанции (излучение на гармониках от 62 до 79 включительно), ультракоротковолновые наземные и бортовые радиостанции (интермодуляционные помехи 3 порядка). Потенциально возможными источниками помех глиссадному каналу РСП служат коротковолновые наземные и бортовые радиостанции (излучение на гармониках от 14 до 46 включительно). Потенциально возможные источники помех маркерному каналу РСП в зоне аэродрома отсутствуют. Наиболее подверженным влиянию непреднамеренных помех является канал курса.

3.Среднеквадратическая ошибка бортового приемника при наличии на его входе широкополосной помехи обратно пропорционально корню квадратному из отношения сигнал/помеха (по мощности) на входе детектора, а также зависит от пармеиров избирательных цепей приемника. Для курсового канала аппаратуры "Курс МП-70" среднеквадратическая ошибка определения местоположения воздушного судна сотавляет 7,5м при отношении сигнал/помеха, равном 10, и Зм при отношении сигнал/помеха, равном 63, над торцом взлетно-посадочной полосы (ВПП), при длине ВПП -4000м, удалении маяка от торца ВПП - 1000м и ширине курсового сектора 5 градусов. При воздействии на РСП помех от побочного излучения на гармониках влияние составляющих спектра помехи, являющихся результатом модуляции, незначительно. Среднеквадратическая ошибка определения место-

положения воздушного судна, вызванная этими помехами, составит 7,5м для помехи от телевизионных передатчиков при отношении сигнал/помеха, равном 0,003, а для коротковолновых радиостанций при отношении сигнал/помеха, равном 0,8 (для 10 гармоники). Максимальная ошибка определения местоположения воздушного судна при воздействии гармонической помехи монотонно убывает с ростом отношения сигнал/помеха. Она составит 7,5м при отношении сигнал/помеха 46дБ и Зм при отношении сигнал/помеха - 54дБ. Следовательно, основной вклад в ошибку определения местоположения воздушного судна будет вносить несущая помехи, т.к. минимально возможное отношение сигнал/помеха в зоне аэроузла может составить 43дБ для помехи от городского телевидения и 26дБ для станций коротковолновой радиосвязи и приводных автоматических радиостанций.

4. Среднее время опасного влияния помехи на РСП прямо пропорционально интервалу корреляции гд нестабильности частоты помехи, а также определяется расстройкой сигнала и помехи и видом функции корреляции. Оно не зависит от расстройки вплоть до некоторого граничного значения расстройки Af, определяемого величиной нестабильности частоты, и стремится к нулю при дальнейшем увеличении расстройки. Вероятность опасного влияния помехи монотонно уменьшается с ростом расстройки. Для помехи курсовому каналу аппаратуры "Курс-МП-70" от коротковолновых радиостанций среднее время опасного влияния помехи составит 2с при г д. =25-72с для различных видов функции корреляции нестабильности частоты, а граничное значение расстройки равно 1250Гц. Для помехи курсовому каналу от приводных автоматических и телевизионных передатчиков среднее время влияния помехи составит 2с при гд. =35- 100с и Af= 1700Гц. При влиянии на курсовой канал интермодуляционной помехи от ультракоротковолновой рвдиостанции среднее время влияния помехи составит 2с при гд- =45- 100с и Af=5750r4. При влиянии помехи от коротковолновых радиостанций на глиссадный канал аппаратуры "Курс МП-2" среднее время влияния помехи составит 2с при гд =42-100с и Af=4850n;.

5. Плотность распределения вероятностей времени опасного влияния помехи соответствует закону Рэлея по критерию согласия х~ с доверительной вероятностью от 0,8 до 0,85 при уровне значимости 0,05, при этом определяющий параметр закона изменяется от 0,2 при гд = 10с до 1,0 при

тк =40с.

Ос новное_ содержание_диссертации^ лпубликовано_в ^следующих работах автора:

1 Прохоров A.B., Печинкин A.B. Источники помех для радиомаячной системь посадки и навигации. М.: Повышение эффективности функционирования РЭО, МГТУГА, 1996,

2. Прохоров A B., Печиннин A.B. Влияние излучения городского телевидения на функционирование рздиомязчной системы поездки. М.: Повышение эффективное™ функционирования РЭО. МГ"ТУГА, 1995,

3. Печинкии A.B..Пропоров A.B. Слияние гармонической помеки на функционирование радмоиаячной системы посадки. М.: Повышение эффективности функционирования РЭО, МГТУГА, 1996,

4 Печинкии А.В Анализ точности радиомаячной системы посадки в сложной элеитромагиитмой обстановке. В кн: Анализ современною состояния радиотечни-чесюго обеспечения полетов на местных воздушны* линиях, лимнчх /Отчет/ МГТУГА. № г/р 01940020452,М.1994, с'. 41-48.

Соискатель: V-C-*}

ЛР Т О?05Я0 от 23.05.92 г. Подписано в печать 14.19.96 г.

Печать otceTHSfl Фсрмят 60x84/16 1,0 уч.-нал.л.

0,93 усл.печ.я. Заиаэ V1022/Jpjfß . Тирч* 70 ™г>.

Московский госуляоственннП технический университет ГД Репакиионно-иэпатеяьский стлп IP5493 Москва, уд.Пулковскчя, д.Гч

©

Московский госуляоственннй технический университет ГА,1П!'6