автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.14, диссертация на тему:Комплексная модель управления посадкой самолетов

кандидата технических наук
Тхам Дык Фыонг
город
Владимир
год
2000
специальность ВАК РФ
05.13.14
цена
450 рублей
Диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению на тему «Комплексная модель управления посадкой самолетов»

Автореферат диссертации по теме "Комплексная модель управления посадкой самолетов"

ВЛАДИМИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

РГБ ОД

3 П МАЙ 2000

На правах рукописи УДК 621.396.96.

ТХАМ ДЫК ФЫОНГ

КОМПЛЕКСНАЯ МОДЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ ПОСАДКОЙ САМОЛЕТОВ

Специальность 05.13.14 - системы обработки информации и управления

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ВЛАДИМИР 2000

Работа выполнена на кафедре радиотехники и радиосистем Владимирского государственного университета

Научный руководитель

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор О.Р.Никитин

- доктор технических наук, профессор Г.А. Андреев

-доктор технических наук профессор Б.В.Новоселов

Ведущая организация -Московский научно-исследовательский

радиотехнический институт (МНИРТИ)

Защита состоится » /^¿¿¿-'у^ 2000 г. в часов на заседании

диссертационного совета Д.063.65.02 в ауд. 211, корп. 1 Владимирского государственного университета по адресу: 600026, г. Владимир, ул. Горького, 87.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВлГУ. Автореферат разослан «<¿£^^^^2000 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, доцент

Р.И. Макаров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Главнейшей проблемой гражданской авиации, а также одной из важнейших народохозяйственных задач является обеспечение регулярности и высокой интенсивности полетов и посадки летательных аппаратов (ЛА) с заданной безопасностью как на стационарных категорий-ных аэродромах, так и на временных аэродромах и площадках базирования со сложными георельефом и климатическими условиями.

Повышение интенсивности полетов, увеличение временного окна, в течение которого разрешены полеты и посадка летательных аппаратов, дают экономический выигрыш для каждого аэродрома и тем более для аэродромного парка страны в целом. Рост интенсивности воздушного движения обуславливает существование постоянной потребности в совершенствовании информационного обеспечения бортовых систем управления J1A. Особую значимость данная задача имеет при полетах в аэроузловых и аэродромных зонах.

Одной из самых ответственных и сложных фаз полета является посадка. Управление посадкой самолетов представляет сложную техническую задачу, решение которой в настоящее время осуществляется с помощью специальных радиотехнических систем ближней навигации. Важной задачей повышения безопасности полетов является синтез законов управления, обеспечивающих движение по заданным траекториям.

Перспективным является комплексирование как регионных спутниковых навигационных систем (GPS и ГЛОНАСС) между собой, так и с радиотехническими системами навигации и посадки (СНП).

Опыт эксплуатации радиотехнических систем ближней навигации (СН), а также систем посадки самолетов (СП) в аэропортах с различными географическим положением и рельефными условиями при обслуживании самолетов с самыми разными летательными характеристиками показал негативное влияние переотраженных навигационных сигналов от сооружений на качество работы систем. Источниками отражений выступают поверхность земли с местными особенностями, транспортные средства, включая самолеты в воздухе и на земле, аэродромные сооружения и иные объекты хозяйственной деятельности. Указанным воздействиям подвержены все типы отечественных и зарубежных систем рассматриваемых классов в частности, в СН возникает источник дополнительной погрешности углового местоопределе-ния, а в СП появляются искривления линий планирования, что приводит к невозможности эксплуатации аппаратуры по проектной категории метеоминимума международной организации гражданской авиации (ICAO).

Требуемое повышение интенсивности воздушного движения, использования аэропортов к других площадок базирования со сложным рельефом вступает в противоречие с имеющейся точностью управления посадкой J1A.

Возникает актуальная народнохозяйственная и научная проблема обеспечения требуемого стандартами 1САО качества управления посадкой ЛА в изменяющихся условиях эксплуатации СНП при наличии многолучевого навигационного сигнала, обусловленного ^воздействием мешающих переотражений.

Имеющиеся на сегодняшний день решения в рамках сформулированной проблемы не могут оценить эффект применения данного типа СНП в конкретных условиях эксплуатации на вновь проектируемых площадках базирования, а также эффект применения перспективных, находящихся в состоянии разработки СНП; с их помощью невозможно оценить рациональное размещение в зоне аэропорта аэродромных сооружений.

Известны фундаментальные работы в области навигации, эффективности управления посадкой самолетов за счет специализированной обработки сигналов (Сосулин Ю.Г.), интегрирования и комплексирования навигационного оборудования (Ярлыков М.С., Соловьев Ю.А., Миронов М.А., Денисов В.И., Кинкулькин И.Е. и др.), использования средств моделирования для определения эксплуатационных параметров СНП (Никитин О.Р.).

В настоящее время разработаны схемы комплексирования различных средств навигации, а также математические и полунатурные модели СНП.

Предлагаемое в работе комплексное моделирование посадки самолетов позволит осуществить прогнозирование эксплуатационных параметров и резко снизить сроки летных испытаний; спроектировать рациональное размещение площадок базирования летных аппаратов и аэродромного оборудования аэропорта; оценить перспективность использования в конкретных условиях новых разрабатываемых СНП; выявить доминирующие источники переотражений и изыскать возможности для их нейтрализации; выработать новые схемотехнические решения; выбрать рациональные варианты комплексирования навигационных средств, в т.ч. для этапа посадки.

Цель работы, вытекающая из характера проблемы: разработка и создание новых видов программно-аппаратных средств моделирования СНП с метрологическими показателями, удовлетворяющими требованиям 1САО и широким функциональным возможностям; реализация этих средств и экспериментальное апробирование.

Исходя из цели работы, задачами исследований являются:

1. Разработка комплексной модели процесса посадки самолетов.

2. Разработка программно-аппаратных средств обнаружения доминирующих предметов.

3. Разработка вопросов комплексирования СП и СРНС для управления процессом посадки самолетов.

4. Оценка эффективности комплексирования СНП.

5. Внедрение результатов работы в организациях радиотехнического и авиационного профиля; в учебный процесс высших учебных заведений. Методы исследований. При проведении исследований для достижения поставленных задач использовались методы электродинамики и теории распространения радиоволн; методы статической радиотехники, основанные на базе теории вероятностей, математической статистики, теории случайных процессов, теории принятия решений; методы спектрально—корреляционного анализа; методы математического и полунатурного моделирования.

Научная новизна работы. Новые научные результаты, полученные в диссертации, состоят в следующем:

1. Разработана комплексная модель процесса посадки самолетов.

2. Разработаны математические модели и программно-аппаратные средства обнаружения доминирующих отражателей.

3. Разработана методика комплексирования сантиметровой радиотехнической системы посадки и спутниковой радионавигационной системы (СРНС).

4. С помощью методов моделирования определена погрешность навигационных средств.

Тагам образом, научная новизна работы подтверждена созданием новых оригинальных методик прогнозирования эксплуатационных параметров СНП и обнаружения доминирующих отражателей; разработкой программно-аппаратных средств, решающих широкий спектр прикладных задач, оригинальная техническая организация которых подтверждена заявкой на патент; приоритетным опубликованием 8 научных работ автора по тематике сформулированной проблемы. 1

Практическая ценность работы. Включенные в диссертацию результаты получены автором при выполнении работ по грантам в области фундаментальных наук по навигационной тематике в интересах гражданской авиации, радиотехнической и авиационной промышленности в период с 1995 по 1999гг., а также в соответствии с планами госбюджетных работ Владимирского государственного университета.

Перечень результатов,имеющих практическую ценность.

1. Разработаны программно-аппаратные средства для комплексного моделирования управления посадкой по соответствию ЛА в конкретных условиях эксплуатации, позволяющие в целом повысить в 1,05 раза эффективность систем посадки самолетов (количество осуществляемых посадок).

2. Разработано устройство обнаружения доминирующих отражателей (Ргю = 0,9; Р1Т = 0,01).

3. Разработана методика комплексирования радиотехнической СП со спутниковой навигационной системой, позволяющая повысить точность

управления посадкой и вероятность успешной посадки с первого захода.

При этом дисперсия погрешности задания траектории уменьшается в

.1,53 раза.

Предложенные и внедренные технические решения создают значительный экономический эффект; обеспечивают повышение качества управления посадкой ЛА, безопасности и интенсивности полетов; используются в смежных отраслях. Поэтому, решенная в работе научная проблема, имеет важное народно-хозяйственное значение.

Реализация и внедрение. Основные теоретические и практические результаты диссертации были получены автором в ходе выполнения грантов по фундаментальным работам в области радионавигации, а также госбюджетных НИР, проводимых на кафедре радиотехники и радиосистем Владимирского государственного университета (ВлГУ) в период с 1995 по 1999гг. Результаты исследований внедрены на предприятиях авиастроительной радиопромышленности России и Вьетнама. Полученные акты о внедрении подтверждают техническую и экономическую целесообразность применения разработанных в диссертации моделей, процедур и устройств.

Ряд теоретических результатов используется в учебном процессе во Владимирском .государственном университете.

Апробация работы. По материалам, изложенным в диссертации, сделаны доклады на II и III Международных научно-технических конференциях "Перспективные технологии в средствах передачи информации".

Публикации по работе. Основное содержание диссертации отражено в 8 научных работах, включая 1 заявку на патент.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения,. списка литературы, имеющего 76 наименований источников, в том числе 8 работ автора. Общий объем диссертации составляет 182 страницы, в том числе 177 основного текста, 5 списка литературы , 35 страниц-рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулирована настоящая проблема для общей постановки решаемых задач и апробации диссертационной работы.

В первой главе рассмотрены основные системы, принимающие участие в управлении посадкой самолетов.

Проанализированы эксплуатационные параметры СНП, определяющие эффективность, и методики их летного контроля.

Анализ эксплуатационной эффективности СНП показывает, что повышение их эффективности возможно тремя основными путями: техническим совершенствованием систем, улучшением организации их использования, разработкой и внедрением новых систем. Усилия исследователей и разработчи-

ков СНП по их техническому совершенствованию на протяжении последних лет привели к повышению точности, помехоустойчивости и стабильности СНП, что увеличило эффективность СНП, определяющую для СН как вероятность точного выведения самолета в заданную точку эшелонирования Рв (для СП - вероятность успешной посадки с первого захода Ру) и позволило уменьшить время, в течение которого невозможна посадка из-за сложных метеоусловий Тсму за счет повышения категорийности систем посадки.

Для стационарных СНП выигрыш в эффективности составляет:

_ N2 _ Ру2 Т. Тшу! ~ Тл»2 ^

N1 Ру1 Т. ~ Хсиу! ~ Хя>1

где N - потенциально возможное количество посадок за время Тк; Тли - продолжительность летных испытаний.

В настоящее время периодичность летных испытаний регламентирована. Но флуктуации эксплуатационных параметров, из-за которых и проводят летный контроль, специфичны для казвдого аэродрома в зависимости от типа СНП. Целесообразно устанавливать периодичность летных испытаний, исходя из конкретных характеристик флуктуаций эксплуатационных параметров для данного аэродрома, что позволяет сократить время летных испытаний.

Существенно снизить Тщ, можно с помощью метода прогностического моделирования, еще за счет уменьшения количества необходимых испытаний.

Во второй главе проанализирована схема управления процессом посадки самолетов (рис. 1). Показано, что летные испытания на специальных испытательных аэродромах для отработки конкретных схемотехнических решений построения СНП и для определения тактико-технических параметров СНП имеют серьезные недостатки:

Рис. /. Структурная схема управления посадкой самолета: I - СП; 2 - канал распространения; 3 - БП; 4 - схема индикации; 5 - звено «летчик - самолет»

невозможность определения поведения системы в других условиях эксплуа-

тации, низкая варьируемость различных технических вариантов исполнения систем, высокая продолжительность испытаний и, как следствие этого, "большая их стоимость. ■

; ' Применение в этих целях методов моделирования исключает указанные ■ ' недостатки. Модельный эксперимент позволяет прогнозировать возможность использования СНП в конкретных условиях без предварительной ее установки, оценивать параметры СНП на стадии ее проектирования, прогнозировать параметры СНП при строительстве новых аэродромных сооружений,. рационально размещая эти объекты, выбирать наилучшие варианты экранировки существующих доминирующих переотражателей (ангаров, самолетных стоянок и т.п.), сокращать сроки испытаний и снижать их стоимость.

Для анализа процесса управления посадкой самолетов предложена комплексная модель СНП (рис. 2).

• : Рис. 2. Комплексная модель СНП

Комплексность модели здесь имеет многосторонний характер:

- использование как математической, так и полунатурной модели (имитаторов);

- использование моделей нескольких типов как СП, так и СН; РСБН, JTIDS, MLS, ЕГРСП, СП—80, ILS, GPS, ГЛОНАСС;

- кОмплексирование различных типов СНП;

- тренировка летного состава как для полетов по навигационному маршруту, так и для посадки самолетов;

- использование библиотек аэродромных отражателей;

- представление процесса управления посадкой самолета замкнутой моделью, включающей в себя динамические характеристики самолета, психологические характеристики летчика;

- применение для сертификации бортовых приемников и контроля параметров СНП, и для тренировки летного состава;

- реализация имитаторов по типовой структурной схеме, а затем на единой интегрированной платформе.

Важнейшим направлением повышения точности СНС и безопасности посадки является комплексирование и совместная обработка информации СРНС с информацией других навигационных систем и устройств.

Одним из факторов, определяющих точность функционирования и моделирования систем посадки и навигации, является проверка качества информационных сигналов и запрет оценки навигационного параметра в случае их искажения. Сигнал запрета, являющийся сигналом обнаружения отражения, может быть использован для включения дополнительных информационных источников, не подверженных влиянию переотражений.

На рис. 3 показана структурная схема устройства обработки с ком-плексированием информации в случае обнаружения отражения.

Приемник Устройство Устройство

спутникового коммутации индикации

навигацион- автопилота

ного сигнала

Счетчик ко- Радионави- Обнаружи-

личества гационный тель отраже-

сканирования приемник ний

I

Счетчик об- Мажоритар-

наружителя ная схема И

порог

Рис. 3

Сигнал с выхода навигационного приемника поступает на вход устройства индикации в обычном режиме работы системы посадки при отсутствии отражений. При наличии помехи и ее обнаружении, в течение нескольких сканирований, определяемых порогом мажоритарной схемы, устройство

коммутации подключает устройство индикации к приемнику спутниковой навигационной системы, что позволяет избежать потерь информации, возникающих в штатном режиме работы. В качестве обнаружителя выбран фазо-амплитудный обнаружитель.

Характеристики обнаружения существенным образом зависят от алгоритма формирования функции признака переотражения, сравниваемой с порогом, и от условий приема сигналов. Фазовый алгоритм, уменьшая влияние ряда дестабилизирующих факторов, не устраняет влияние шумов. Будем считать, что решается задача обнаружения отражения с неизвестными параметрами на фоне полезного сигнала и флуктуационного нормального шума с дисперсией сгш2, описывающего шумы приемного тракта и диффузионную составляющую отражений от подстилающей поверхности. Воздействие шумов определяет в поставленных условиях случайный характер поведения ф4( Ъ). При этом вид критерия обнаружения внутрилучевого отражения будет зависеть от устранения влияния постоянной составляющей Фх-Фоп начальной фазы. Одним из вариантов может служить использование синхронизации момента времени появления первого импульса опорного сигнала (автоопоры) с импульсом информационного процесса, сводящее разность Фх- фоп к нулю. При этом критерий обнаружения может быть,записан следующим образом:

Н,

<4 )

С Ф ' (2)

Но

где НьНо-гипотезы о наличии и отсутствии помехи соответственно,С,^ - порог обнаружения.

Если специальных мер временной синхронизации не предпринимать, то устранить влияние случайного значения фх-фоп можно путем формирования следующей функции признака отражения и критерия обнаружения:

Н,

\

Фд(^)-Фд(^+ЦСф ; к = 1, 2,..., М, (3)

Но

где М - количество периодов опорной частоты в зоне интерференции сигналов Тп.

Вероятность ложного обнаружения может быть найдена

Рлт=2-2Ф(Сд/сгпЦ) = 1-2С^(х)ах, (4)

о

где \У(х), Ош - закон распределения и среднеквадратичное отклонение соответствующей функции признака отражения соответственно, Ф (•) - функция Лапласа. Вьфажение (4) позволяет оценить влияние на вероятность ложных обнаружений отношения сигнал/шум, частотных характеристик шума, интервала между отсчетами ДА, критерия обнаружения. Вероятность правильного обнаружения:

Рпо=Ф№А1-СА)/0га;]) Яа^Сд. (5)

Анализ приведенных графиков (рис. 6) и соотношений (3 - 5) позволяет сделать заключение о том, что упрощение алгоритма функционирования обнаружителя отражений по амплитудным признакам помехи в сравнении со случаем использования для этой цели функционального измерителя параметров, позволяет решать поставленную задачу при отношении сигнал/шум выше 15 - 20 дБ, что удовлетворяет наихудшему энергетическому режиму СНП.

В третьей главе предложены математические модели СНП с учетом переотраженного навигационного сигнала от местных предметов. Исходная задача моделирования сводится к определению множества переотражающих объектов и их характеристик и решению дифракционной задачи отражения от этих объектов.

Местными предметами (МП), переотражающими электромагнитное поле радиомаяков, являются микронеровности рельефа местности, возвышения и уклоны местности, крупные неровности, ангары, здания и сооружения аэродромной службы, самолетные стоянки, отдельно стоящие самолеты, лес. Кроме того, к МП относятся пролетающие в зоне распространения сигнала самолеты. По характеру отражающей поверхности разделяют МП сложной конфигурации (здания с колоннами и т.д.) и МП простой конфигурации.

Аэродромные отражатели могут быть аппроксимированы элементарными отражателями: проводящей прямоугольной и треугольной пластинами, вер-

тикалькым и горизонтальным цилиндрами, шаром, конусом, клином или их комбинацией. Дополнительные множители, входящие в коэффициент отражения, должны также учитывать материал здания и уровень шероховатости поверхности. Цистерны, бензозаправки, антенны радиолокаторов и многие другие вышки могут быть смоделированы вертикальными цилиндрами. Вышки могут быть также смоделированы вертикальными пластинами, поднятыми над землей. Фюзеляж самолета моделируется горизонтальным цилиндром, поднятым над землей, а стабилизатор - пластиной или вертикальным цилиндром, поднятыми над землей.

Библиотека элементарных отражателей для всех видов СП является единой вследствие однотипности аэродромного оборудования и его расположения в аэропорту. В библиотеку элементарных моделей для СП входят: вертикальная и треугольная пластины, горизонтальный и вертикальный цилиндры, шар, конус.

Так как местность вокруг аэропортов является разнообразной, то библиотека элементарных отражателей для СП расширяется, в нее включаются также клин, стохастический набор вертикальных диэлектрических цилиндров и другие элементарные отражатели. Проведен анализ влияния динамики самолета на отраженный сигнал, а также оценка адекватности модели реальным системам. Погрешность определения искривления траектории составляет 15 - 17 %.

В четвертой главе приведены структурные функциональные схемы имитаторов СНП.

Основной недостаток математического моделирования - формирование сигнала в нереальном времени и невозможность исследования и сертификации бортовых приемников (БП) с помощью реальных навигационных сигналов.

Полунатурное моделирование (имитирование) исключает этот недостаток. Имитатор моделирует реальную СНП. При этом возможны различные упрощения схемы СНП в зависимости от целей моделирования, в частности, возможно исключение из структурной схемы имитатора сервисных блоков. Полунатурные модели можно сопрягать с реальными БП СНП, и они могут оперативно воспроизводить статистические характеристики канала распространения навигационного сигнала. Для учета переотражения от МП структура имитатора должна содержать как канал формирования прямого сигнала, так и канал формирования отраженного сигнала (рис. 4). Возможно включение блока формирования аддитивной помехи г|( { ) и мультипликативной помехи I). Для большей адекватности реальной обстановке число каналов переотраженного сигнала можно увеличить, имея в виду, что каждый канал соответствует отражению от какого-то аэродромного отражателя.

Рис. 4. Структурная схема построения имитатора СНП с одним каналом отражения: ГФС - генератор формата системы; ГФФ - генератор форматов функций; КФПС - канач формирования прямого сигнала; КФОС - канал формирования отраженного сигнала; ГП - генератор преамбулы; Ат - аттенюатор; ГСШ - генератор аддитивной помехи г;(1) и мультипликативной помехи /и(1); £ - сумматор;

ГКД - генератор кода дальности; П - перемножитель

Формирование и суммирование сигналов осуществляется либо на промежуточной, либо на выходной высокой частоте. Первый вариант позволяет реализовать более простую структуру имитатора. При этом предполагается, что высокочастотная часть приемника линейна и не вносит существенных искажений в сигнал.

Формирование канала отраженного сигнала может происходить с управлением его параметрами вручную или с помощью ЭВМ. В последнем .случае параметры могут задаваться как статистической моделью, так и прогностической моделью, учитывающей конкретную аэродромную ситуацию.

Имитаторы используются для отработки схемотехнических решений СНП в процессе разработки, сертификации бортовых приемников, при их вводе в эксплуатацию, а также периодически в процессе эксплуатации. Включенные в замкнутую цепь с имитатором-тренажером и бортовым приемником, имитаторы могут использоваться для тренировки летного состава, отработки тактики посадки, различных чрезвычайных аэродромных ситуаций. ,

В результате сравнительной оценки экспериментальных данных и ре-

зультатов моделирования получено, что коэффициент корреляции г = 0,95 - 0,98, что свидетельствует об адекватности модели реальным системам.

В пятой главе проведено экспериментальное исследование параметров СНП- с помощью моделирования, и показана возможность прогнозирования параметров СНП.

Исследования точностных характеристик РСБН проводились методом полунатурного моделирования на моделирующем комплексе, состоящем из радиотехнического имитатора сигналов систем навигации и состыкованной с ним бортовой аппаратуры "Веер-М".

Результаты представлены в виде графиков на рис. 5. На графиках приняты следующие обозначения: р - коэффициент отражения; © - ширина провала между лепестками азимутального сигнала по уровню 0,5; Да -сдвиг между огибающими прямого и переотраженного сигналов; 5 -ошибка измерения азимута.

Рис. .5

Проведенное исследование показывает принципиальную возможность расширения азимутального 'сигнала без снижения точности РСБН, что связано с уменьшением размеров и веса антенной системы радиомаяка.

Результаты математического ЕГРСП моделирования позволяют сделать следующие заключения. Вид диаграммы направленности антенны радиомаяка не оказывает существенного влияния на характер функции ошибок. При малых уровнях сигнала (А = 50 мкВ), временном разнесении т полезного сигнала ¿'( * ) и помехи С'( * ), не превышающем 1,5 ширины диа-

граммы направленности антенны по уровню 0,7, математические ожидания ошибок практически срвпадают.

Влияние остальных параметров сигнала и помехи характеризуется монотонным возрастанием ошибок с ростом уровня отраженных сигналов р. Независимо от значений других параметров, увеличение временного разнесения прямого и отраженного сигналов до значения порядка ©А/Пск= где ©а - ширина диаграммы направленности (ШДН) антенны в угломерной плоскости на уровне 0,7 приводит в среднем к возрастанию ошибок, а при дальнейшем увеличении т ошибки уменьшаются. В общем при малых уровнях прямого и отраженного сигналов (А < 0,1 мВ; р < 0,3) зависимость At,t, от разности фаз можно аппроксимировать функцией вида

= ДЦ> mox COS Дф. (7)

Весьма важным является моделирование погрешности задания траектории с учетом параметров фильтра БП и параметров инерциальной системы "летчик-самолет". Показано, что высокочастотная составляющая сигнала выходного фильтра также играет важную роль в управлении посадкой самолета, высокочастотные шумы воздействуют на систему управления как ударная нагрузка.

Вследствие этого для исследования характеристик аэродромных отражателей (параметров отраженного сигнала) на точность задания траектории и соответственно эксплуатационную эффективность СП необходимо смоделировать не только выходной ток бортового приемника, но и погрешность определения углового положения ЛА; погрешность шумов управления; погрешность задания траектории.

Проведено математическое и полунатурное моделирование ФАО. Экспериментально установленные зависимости вероятности ложной тревоги Рдх, от отношения сигнал/шум q для различных значений порога обнаружения L представлены на рис. б.а.График показывает, что при q > 7-8 при всех- значениях L шум практически не влияет на работу обнаружителя. При q S 2 вероятность ложной тревоги Рдт=э 1 и обнаружитель неработоспособен. Полученные зависимости использовались в последующих экспериментах для установки фиксированных значений вероятности Рлх при исследовании характеристик ФАО.

На рис. 6,6 приведены зависимости вероятности правильного обнаружения Ри от коэффициента отражения р, полученные при фиксированных значениях разности фаз Л(рр и сдвига огибающих т/Т„ и постоянном значении вероятности ложной тревоги Рдг = 0,4; 0,1.

Рис. 6

Использование модельных прогностических экспериментов позволяет снизить объем летных испытаний в 2 раза, увеличить эффективность N в 1,05 раза.

При этом дисперсия задания навигационной траектории увеличивается в 1,53 раза.

Все это в целом позволяет существенно увеличить пропускную способность аэропортов, безопасность полетов, снизить стоимость летных испытаний и стоимость эксплуатации СНП.

Разработанные устройства модели и методики опробованы в ВлГУ и внедрены в ОАО "ВКБ "Радиосвязь", ОАО "Электроприбор" (г. Владимир), МП /'Курс" (г. Санкт-Петербург), научном объединении производства новых технологий (г. Ханой, Вьетнам). Устройства модели и методики использованы при разработке новых систем управления посадкой самолетов и эксплуатации существующих систем.

В заключении сформулированы основные практические результаты проведенных исследований.

В приложении приведены виды внедрения разработанных средств.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе получены следующие основные результаты.

1. Проведен анализ методов моделирования процесса посадки ЛА и систем управления посадкой самолетов. Указаны условия и предположения, лежащие в основе этой модели.

2. Разработана методика использования моделирования для контроля эксплуатационных параметров СНП. Разработаны критерии эффективности

средств моделирования. Показано, что моделирование позволяет повысить эффективность СНП в 1,052 раза. Погрешность моделирования эксплуатационных параметров не превышает 17 - 19%.

3. Разработаны математические и полунатурные модели эксплуатируемых и проектируемых СНП, входящие в комплексную модель управления посадкой ЛА. Показана адекватность моделей реальным системам.

4. Разработаны библиотеки аэродромных отражающих сооружений элементарных отражателей; математические модели канала распространения навигационного сигнала и звена «летчик - самолет», что позволяет получить замкнутую модель управления посадкой ЛА.

5. Проведен анализ методов обнаружения доминирующих отражателей и соответственно «запрещенных» направлений посадки, и показана перспективность фазового метода обнаружения доминирующих отражателей.

6. Разработано устройство обнаружения доминирующих отражателей, реализующее фазовый метод.

7. Проведен анализ методов комплексирования навигационных систем и предложена схема для комплексирования сантиметровой радиотехнической СП и спутниковой навигационной системы.

8. С помощью полунатурных моделей (имитаторов) исследована точность СНП, проанализирована зависимость различных факторов.

9. Проведенный анализ погрешностей СП показал, что она состоит из двух составляющих: шумов задания траектории и высокочастотных шумов, влияющих на контур управления. Весьма важным является тот факт, что с помощью модели можно исследовать обе составляющие, анализировать их воздействие на управление ЛА при посадке.

10.Проведено исследование вариантов построения ФАО с совместной опорной частотой и автоопорой. Методом математического моделирования показано, что ФАО со случайной фазой близок к оптимальному обнаружителю.

11 .Исследована характеристика ФАО с автоопорой на полунатурной модели, доказана работоспособность фазового метода обнаружения доминирующих отражений.

Публикации по теме диссертации

1. Никитин О. Р., Тхам Дык Фыонг. Использование математической и полунатурной модели для тренировки летного состава // Перспективные технологии в средствах передачи информации: Материалы 2-й Междунар. науч.-техн. конф. - Владимир, 1997.

2. Тхам Дык Фыонг. Комплексные модели систем посадки самолетов // Перспективные технологии в средствах передачи информации: Материалы 2-й Междунар. науч.-техн. конф. - Владимир, 1997.

3. Никитин О. Р., Тхам Дык Фыонг. Комплексная многофункциональная модель радионавигационных систем // Перспективные технологии в средствах передачи информации: Материалы 3-й Междунар. науч.- техн. конф. -Владимир, 1999.

4. Тхам Дык Фыонг. Погрешности спутниковых радионавигационных систем // Перспективные технологии в средствах передачи информации: Материалы 3-й Междунар. науч.-техн. конф. - Владимир, 1999.

5. Тхам Дык Фыонг. Комплексное моделирование систем навигации и посадки самолетов // Кеч^есБрго. - На Вьетнам, языке. - Ханой, 1999. - № 8.

6. Нгуен Тан Динь, Тхам Дык Фыонг. Интеграция спутниковых радионавигационных систем // Ие^есБрго. - На Вьетнам, языке. - Ханой, 1999.-№ 8.

7. Нгуен Тан Динь, Тхам Дык Фыонг. Спутниковые приемники на вьетнамском рынке // НеиЧесБрго. - На Вьетнам, языке. - Ханой, 1999. - №8.

8. Заявка на патент № 99125863/20, б01 $11292 от 09,12.1999 г. Обнаружитель переотраженных сигналов / Соавт.: Архипов Е.А., Егоров В.А., Никитин О.Р., Тхам Дык Фыонг.

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Тхам Дык Фыонг

Введение.

Глава 1. Анализ эффективности СНП.

1.1. Организация управления системой посадки самолетов.

1.2. Пути повышения эффективности СНП.

1.3 .Влияние эффекта многолучевости на эффективность СНП и безопасность полетов.

1.4 .Анализ эксплуатационных параметров СНП.

1.5 Летные испытания СНП.

1.6. Выводы.

Глава 2.Моделирование процесса посадки самолетов.

2.1. Комплексная модель посадки самолетов.

2-2. Принцип построения навигационных тренажеров.

2.3. Комплексирование СНП.

2.4. Обеспечение посадки самолетов с помощью комплексированной аппаратуры.

2.5. Обнаружение отражений от доминирующих отражателей.

2.6. Анализ работы амплитудно-фазового обнаружителя отражений.

2.7. Аналитическое описание характеристик АФО.

2.8. Выводы.!.

Глава 3.Математическое моделирование навигационных сигналов.

3.1 .Моделиэродромныхотражателей.

3.2. Модели навигационного сигнала, отраженного от проводящей поверхности.

3.3. Модель суммарного навигационного сигнала в точке приема.

3-4. Влияние динамики движения самолета на отраженный сигнал.

3.5. Математическая модель метровых и дециметровых

СП (ПЛ СП-70, -75,-.80.).

3.6. Математическая модель сантиметровых СП (ЕГРСП,).

3.7.Математическая модель сигнала СРНС.

3.8 .Выводы.

Глава 4.ИмитаторыСНП.

4.1. Структура организации имитатораСНП.

4.2. Имитатор ЕГРСП.

4.3. Имитатор РСБН.

4.4. Имитатор многофункциональной системы связи и навигации

МССН (ЛШБ).

4.5. Имитатор СРНС.

4-:6. Выводы.

Глава5.Экспериментальное исследование параметров СНП с помощью моделирования.

5.1 Экспериментальное исследование погрешности измерения навигационных параметров РСБН на полунатурной модели (имитаторе).

5.2. Математическое моделирование погрешности задания траектории сантиметровой системы посадки.

5:3. Прогнозирование эксплуатационных параметров СНП с помощью математической модели.

5.4 Экспериментальное исследование характеристики обнаружителя с помощью математической модели.

5.5. Исследование характеристик АФО на полунатурной модели.

5.6. Исследование результатов моделирования при испытаниях СНП.

5.7. Выводы.

Введение 2000 год, диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению, Тхам Дык Фыонг

Актуальность проблемы. Главнейшей проблемой гражданской авиации, а также одной из важнейших народохозяйственных задач является обеспечение регулярности и высокой интенсивности полетов и посадки летательных аппаратов (JIA) с заданной безопасностью как на стационарных категорийных аэродромах, так и на временных аэродромах и площадках базирования со сложным георельефом и тяжелыми климатическими условиями. [1-7].

Повышение интенсивности полетов, увеличение временного окна, в течении которого разрешены полеты и посадка летательных аппаратов, дают экономический выигрыш для каждого аэродрома, и тем более для аэродромного парка страны в целом. Решение при этом проблемы повышения безопасности полетов - это решение глобальных социальных проблем нашего автотранспорта.

Рост интенсивности воздушного движения обуславливает существование постоянной потребности в совершенствовании информационного обеспечения бортовых систем управления JIA. Особую значимость данная задача имеет при полетах в аэроузловых и аэродромных зонах. Соблюдение необходимого уровня безопасности требует высокоточного выдерживания пространственно-временных траекторий движения ВС.

Одной из самых ответственных и сложных фаз полета является посадка. Обеспечение захода на посадку и непосредственно посадки представляет сложную техническую задачу, решение которой в настоящее время осуществляется в большинстве случаев с помощью специальных радиотехнических устройств ближней навигации и посадки.

Проектирование перспективных, модернизация существующих систем управления JIA базируется на применении методов теории ситуационного управления, направленных на создание высокоточных систем с элементами искусственного интеллекта. Важной задачей повышения безопасности полетов является синтез законов управления, обеспечивающих движение по заданным траекториям.

Определение управляющих сил ^исходя из требуемых параметров движения называют обратной задачей динамики. Для ее решения широко применяются методы, основанные на применении прогнозирующих траекторий. Точность прогноза существенно зависит от точности задания аэродинамических характеристик, входящих в прогнозирующую модель. Поэтому важной является задача оценки влияния производных аэродинамических коэффициентов на вектор параметров движения ЛА в прогнозирующей модели. Ее можно назвать обратной задачей аэродинамики.

Анализ информационных потоков, обеспечивающих процесс самолетовождения в аэроузловых и аэродромных зонах, позволил по-новому подойти к реализации существующих в настоящее время способов наблюдения. Комитетом ICAO по будущим аэронавигационным системам (FANS) в качестве альтернативного принята концепция так называемого автоматического зависимого наблюдения (Automatis Dependent Surveillance (ADS)).

FANS основана на использовании глобальных спутниковых технологиях: связи, навигации и наблюдений (CNS), с помощью ее будет возможен переход на навигационно новую форму организации воздушного движения - Free Flight (свободный полет). При этом очень важным является комплексирование как регионных спутниковых навигационных систем (GPS и ГЛОНАСС) между собой, так и с радиотехническими системами навигации и посадки.

Опыт эксплуатации радиотехнических систем ближней навигации (СН), а также систем посадки самолетов (СП) в аэропортах с различным географическим положением и рельефными условиями при обслуживании самолетов с самыми различными летательными характеристиками показал, негативное влияние переотраженных навигационных сигналов от сооружений на качество работы систем. Источниками отражений выступают поверхность земли с местными особенностями, транспортные средства, включая самолеты в воздухе и на земле, аэродромные сооружения и иные объекты хозяйственной деятельности. Указанным воздействиям подвержены все типы отечественных и зарубежных систем рассматриваемых классов [1-7] в частности, в СН возникает источник дополнительной погрешности углового местоопределения, а в СП появляются искривления линий планирования, что приводит к невозможности эксплуатации аппаратуры по проектной категории метеоминимума международной организации гражданской авиации (ICAO) [2,3,6,10].

Таким образом, присутствие переотраженных сигналов определяет одно из условий работы СН и СП, и в результате эксплуатационные параметры систем навигации и посадки (СНП) зависят от погодных условий, характеристик подстилающей поверхности, формы, размеров и местоположения аэродромных объектов [7,10,11,26].

Требуемое повышение интенсивности воздушного движения, использования аэропортов и других площадок базирования со сложным рельефом вступает в противоречие с имеющейся точностью управления посадкой ДА.

Возникает актуальная народнохозяйственная и научная проблема обеспечения требуемого стандартами ICAO качества управления посадкой JIA в изменяющихся условиях эксплуатации СНП при наличии многолучевого навигационного сигнала, обусловленного воздействием мешающих переотражений.

Наличие распределенных переотражений от подстилающей поверхности в аэропортах, морских акваториях и окружающих сложных георельефах (последнее особенно актуально для СН), а также от доминирующих локальных переотражателей, таких, как местные объекты в аэропортах: ангары, различные вышки и сооружения, стоянки самолетов, отдельно летящие и стоящие на парковке самолеты, приводит к ухудшению эффективности функционирования СНП, а именно:

- уменьшается время реального функционирования СНП вследствие снижения категорийности аэропортов, что приводит к уменьшению интенсивности и снижению регулярности полетов;

- за счет временной флуктуации эксплуатационных параметров радиомаяков СНП под действием метео-и геофакторов, а также организационных изменений в аэропортах возможен уход этих параметров за пределы допусков, вследствие чего необходимо проводить дорогостоящее и отнимающее большей временной интервал от времени функционирования системы летные испытания радиомаяков СНП;

- при вводе в строй новых аэропортов и новых СНП приходится прибегать к очень дорогой, тщательной нивелировке местности и организационным перестройкам в размещении аэродромных сооружений.

Имеющиеся на сегодняшний день решения в рамках сформулированной проблемы:

- ориентированы на традиционные методы, базирующиеся на систематических длительных и дорогостоящих летных испытаниях и сложной последующей юстировки наземной аппаратуры с возможным повторением летных испытаний;

- не могут оценить эффект применения данного типа СНП в конкретных условиях эксплуатации на вновь проектируемых площадках базирования;

- не могут указать на доминирующие источники переотражений;

- с их помощью невозможно оценить рациональное размещение в зоне аэропорта аэродромных сооружений;

- не могут оценить эффект применения перспективных, находящихся в стадии разработки, СНП.

Известны фундаментальные работы в области навигации ^эффективности управления посадкой самолетов за счет специализированной обработки сигналов (Сосулин Ю.Г.), интегрирования и комплексирования навигационного оборудования (Ярлыков М.С., Соловьев Ю.А., Миронов М.А., Денисов В.И., Кинкулысин И.Е. и др.), использования средств моделирования для определения эксплуатационных параметров СНП (Никитин О.Р.).

В настоящее время разработаны схемы комплексирования различных средств навигации, а также математические и полунатурные модели СНП.

В качестве методологической основы создания интегрированной системы управления, охватывающей все этапы посадки и участвующие в них системы и аппараты принята комплексная модель управления посадкой ЛА. Модель обеспечивает весь жизненный цикл проектирования приборных комплексов и разработки до испытаний и ввода в эксплуатацию. Модель состоит из системы взаимосвязанных математических и имитационных моделей. Входящие в систему отдельные модели "обслуживают" свои этапы управления. В совокупности эти модели являются средством прогнозирования последствий принимаемых решений на всех этапах управления, выполняя функцию интеграции во времени. В модели обеспечена необходимая обозримость и гибкость, столь важная в интерактивном режиме работы управляющего с ПЭВМ.

Интегрирующая роль имитационных моделей позволяет использовать их в качестве основы создания экспертных систем сопровождения проектов.

Комплексное моделирование посадки самолетов позволит осуществить прогнозирование эксплуатационных параметров и резко снизить сроки летных испытаний, проектировать рациональное размещение площадок базирования летных аппаратов и аэродромного оборудования аэропорта; оценивать перспективность использования в конкретных условиях новых разрабатываемых СНП; выявлять доминирующие источники переотражений и изыскивать возможности для их нейтрализации; вырабатывать новые схемотехнические решения; выбрать рациональные варианты комплексирования навигационных средств, в т.ч. для этапа посадки.

Цели работы, вытекающие из характера проблемы: разработка и создание новых видов программно-аппаратных средств моделирования СНП с метрологическими показателями удовлетворяющими требованиями 1САО и широкими функциональными возможностями; реализация этих средств и экспериментальное апробирование.

Исходя из целей работы ^задачами исследований являются:

1. Разработка комплексной модели процесса посадки самолетов.

2. Разработка программно-аппаратных средств обнаружения доминирующих предметов.

3. Разработка вопросов комплексирования СП и СРНС для управления процессом посадки самолетов.

4. Оценка эффективности комплексирования СНП.

5. Внедрение результатов работы в организациях радиотехнического и авиационного профиля в учебный процесс высших учебных заведений.

Методы исследований. При проведении исследований для достижения поставленных целей использовались методы электродинамики и теории распространения радиоволн; методы статической радиотехники, основанные на базе теории вероятностей, математической статистики, теории случайных процессов, теории принятия решений; методы спектрально- корреляционного анализа; методы математического и полунатурного моделирования.

Научная новизна работы. Новые научные результаты, полученные в диссертации, состоят в следующем:

1. Разработана комплексная модель процесса посадки самолетов.

2. Разработаны математические модели и программно-аппаратные средства обнаружения доминирующих отражателей.

3. Разработана методика комплексирования сантиметровой радиотехнической системы посадки и спутниковой навигационной системы.

4. С помощью методов моделирования определена погрешность навигационных средств.

Таким образом, научная новизна работы подтверждена:

- созданием новых оригинальных методик прогнозирования эксплуатационных параметров СНП, и обнаружения доминирующих отражателей, применение которых позволяет существенно повысить эффективность СНП;

- разработкой решающих широкий спектр прикладных задач программно-аппаратных средств, оригинальная техническая организация которых подтверждена заявкой на патент;

- приоритетным опубликованием 8 научных работ автора по тематике сформулированной проблемы.

Практическая ценность работы. Включенные в диссертацию результаты получены автором при выполнении работ по грантам в области фундаментальных наук по навигационной тематике в интересах областей гражданской авиации, радиотехнической и авиационной промышленности в период с 1995 по 1999г.г., а также в соответствии с планами госбюджетных работ Владимирского Государственного университета.

Перечень результатов имеющих практическую ценность: 1. Разработаны программно-аппаратные средства для комплексного моделирования управления по соответствию ЛА в конкретных условиях эксплуатации, позволяющие:

- осуществлять качество управления посадкой для различных аэродинамических характеристик движения ЛА;

- прогнозировать поведение СНП в реальных условиях эксплуатации;

- проводить анализ помеховой обстановки аэродромов и оценивать возможность применения различных типов СНП на конкретном аэродроме на основе картографического исследования в т.ч. в условиях чрезвычайных ситуаций;

- оценивать эксплуатационные параметры при вводе в строй новой СНП;

- оценивать возможность организации перестройки аэродрома, строительства новых аэродромных объектов;

- оценивать возможность различных предполагаемых площадок базирования для посадки на них летательных аппаратов: самолетов, вертолетов, космических кораблей многоразового использования;

- проводить анализ эксплуатационных параметров СИИ и классифицировать их по нормам 1САО, определять категорийность СНП;

- оценивать зоны "поражения", где использование данной СНП при полете недопустимо по установленной категории, в этом случае либо посадка запрещена, либо посадка происходит с использованием других навигационных средств комплексирования;

- проводить сертификацию бортовых навигационных приемников СНП;

- проводить тренировку летного состава на посадку на любых конкретных аэродромах, в том числе на трудных посадочных траекториях на площадках базирования со сложной reo- и метеообстановкой;

- на стадии проектирования новых систем осуществлять корректировку схемотехнических решений.

2. Разработано устройство обнаружения доминирующих отражателей.

3. Разработана методика комплексирования радиотехнической СП со спутниковой навигационной системой, позволяющая повысить точность управления посадкой и вероятность успешной посадки с первого захода. Предложенные и внедренные технические решения создают значительный экономический эффект; обеспечивают повышение качества управления посадкой ДА, безопасности и интенсивности полетов; используются в смежных отраслях. Поэтому решенная в работе научная проблема имеет важное народно-хозяйственное значение.

Реализация и внедрение. Основные теоретические и практические результаты диссертации были получены автором в ходе выполнения грантов по фундаментальным работам в области радионавигации, а также госбюджетных НИР, проводимых на кафедре радиотехники и радиосистем Владимирского Государственного университета (ВлГУ) в период с 1995 по 1999г.г. при участии автора. Результаты исследований внедрены на предприятиях радиопромышленности: "Курс-МП" , промышленности средств связи: ОАО "Электроприбор", ВКБ "Радиосвязь". Полученные акты о внедрении подтверждают техническую и экономическую целесообразность применения разработанных в диссертации методов, процедур и устройств.

Новые теоретические и практические результаты диссертации и заявки на полезную модель нашли применения как в промышленности, так и в учебном процессе при подготовке радиоинженеров, на предприятиях МПСС внедрены: методика прогностических расчетов эксплуатационных параметров СНП, методик оценки погрешности измерения эксплуатационных параметров в летных испытаниях; автоматизированный комплекс летного контроля; имитатор сигналов MLS; имитатор сигналов ЕГРСП; имитатор сигналов РСБН; имитатор сигналов МССН; высокочастотный блок имитатора сигналов МССН. Кроме того, на авиационных предприятиях Вьетнама внедрены: комплексная модель управления посадкой самолета и метод оценки точности спутниковых и инструментальных систем посадки самолетов.

Ряд теоретических результатов используется в учебном процессе во Владимирском Государственном университете.

Апробация работы. По материалам изложенным в диссертации сделаны доклады. На II и III Международных научно-технических конференциях "Перспективные технологии в средствах передачи информации".

Публикации по работе. По материалам, изложенным в диссертации, опубликовано 8 работ, включая 1 заявку на патент.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы, имеющего 76 наименований отечественных и зарубежных источников, в том числе 8 работ автора. Общий объем диссертации

Заключение диссертация на тему "Комплексная модель управления посадкой самолетов"

Основные результаты диссертации отражены в работах:

L Никитин O.P., Тхам Дык Фыонг Использование математической и полунатурной модели для тренировки летного состава // Преспективные технологии в средствах передачи информации: Материалы 2-й международной научной технической конференции. - Владимир, 1997.

2. Тхам Дык Фыонг Комплексные модели систем посадки самолетов // Преспективные технологии в средствах передачи информации: Материалы 2-й международной научной технической конференции. - Владимир, 1997.

3. Никитин O.P., Тхам Дык Фыонг Комплексная многофункциональная модель радионавигационных систем // Преспективные технологии в. средствах передачи информации: Материалы 3-й международной научной технической конференции. - Владимир, 1999.

4. Тхам Дык Фыонг Погрешности спутниковых радионавигационных систем // Преспективные технологии в средствах передачи информации: Материалы 3-й международной научной технической конференции. - Владимир, 1999.

5. Тхам Дык Фыонг Комплексное моделирование систем навигации и посадки самолетов // Newtecspro. На Вьетнам, языке. - Ханой, 1999. - №8.

6. Нгуен Тан Динь, Тхам Дык Фыонг Интеграция спутниковых радионавигационных систем // Newtecspro. На Вьетнам, языке. - Ханой, 1999.

-№8.

7. Нгуен Тан Динь, Тхам Дык Фыонг Спутниковые приемники на вьетнамском рынке // Newtecspro. На Вьетнам, языке. - Ханой, 1999. - №8.

8. Заявка на патент № 99125863/20, G01 S7/292 от 09.12.1999 г. Обнаружитель переотраженных сигналов / Соавт.: Архипов Е.А., Егоров В.А., Никитин O.P., Тхам Дык Фыонг.

Заключение.

В диссертационной работе получены следующие основные результаты:

1. Проведен анализ методов моделирования процесса посадки ЛА и систем управления посадкой самолетов. Указаны условия и предположения, лежащие в основе этой модели.

2. Разработана методика использования моделирования для контроля эксплуатационных параметров СНП. Разработаны критерии эффективности средств моделирования. Показано, что моделирование позволяет повысить эффективность СНП в 1,052 раза. Погрешность моделирования эксплуатационных параметров не превышает 17 - 19%.

3. Разработаны математические и полунатурные модели эксплуатируемого и проектируемых СНП, входящие в комплексную модель управления посадкой Л А. Показана адекватность моделей реальными системам.

4. Разработаны библиотеки аэродромных отражающих сооружений и элементарных отражателей; математические модели канала распространения

• навигационного сигнала и звена «летчик - самолет», что позволяет получить замкнутую модель управления посадкой ЛА.

5. Проведен анализ методов обнаружения доминирующих отражателей и, соответственно, «запрещенных» направлений посадки, и показана перспективность фазового метода обнаружения доминирующих отражателей.

6. Разработано устройство обнаружения доминирующих отражателей, реализующее фазовый метод.

7. Проведен анализ методов комплексирования навигационных систем и предложена схема для комплексирования сантиметровой радиотехнической СП и спутниковой навигационной системы.

8. С помощью полунатурных моделей (имитаторов) исследована точность СНП, проанализирована и зависимость различных факторов.

97 Проведенный анализ погрешностей СП показал, что она состоит из двух составляющих: шумов задания траектории и высококачественных шумов, влияющих на контур управления. Весьма важным является тот факт, что с помощью модели можно исследовать обе составляющие, анализировать их воздействие на управление ДА при посадке.

10.Проведено исследование вариантов построения ФАО с совместной опорной частотой и автоопорой методом математического моделирования показано, что ФАО со случайной фазой близок к оптимальному обнаружителю.

11. Исследована характеристика ФАО с автоопорой на полунатурной модели, доказана работоспособность фазового метода обнаружения доминирующих отражений.

Библиография Тхам Дык Фыонг, диссертация по теме Системы обработки информации и управления

1. Авиационная радионавигация: Справочник/А. А. Сосновский, И.А.Хаймович, Э.А.Лутин, И.Б.Максимов; под ред.А.А.Сосновского,-М.Транспорт, 1990.-246 с.

2. Угломерные радиотехнические системы посадки: ( Прогнозирование точностных характеристик ) / Г.А.Пахолков, В.В.Кашинов, М.Е. Соломоник, Ю.Г. Шатраков,- М.:Транспорт,1982.-159 с.

3. Радиотехнические системы обеспечения посадки самолетов. Учеб.пособие / Гущин Ю.Е., Никитин O.P. Иваново : Ивановский энергетический институт,1976.-152 с.

4. Сосновский A.A., Хаймович И.А., Шолунов Е.И. Радиомаячные системы посадки самолетов.-М.Машиностроение, 1974.-256 с.

5. Панагриев В.Е., Сосновский A.A.,Хаймович И.А. и др. Параметры радионавигационных средств обеспечения полетов и их измерение.-М.:Транспорт,1973.-384 с.

6. Сантиметровые системы посадки самолетов В.М.Бенин, Е.И. Шолупов, В.А. Кожевников, И.А.Хаймович.-М.Машиностроение, 1985.-224 с.

7. Виницкий A.C. Автономные радиосистемы. М.: Радио и связь, 1986,336 с.

8. Разработка математических моделей бортовых датчиков навига-ционной информации. Отчет по НИР N 1083/91,- Владимир: Владимирский политехнический институт, 1991.-7 5с.

9. Иванов В.А. Целостность радиоэлектронных систем / ВНТК "Проблемы совершенствования радиоэлектронных комплексов обеспечения полетов": тез.докл.-Киев: КИИГА, 1984.-с34-35.

10. Иванов В.А. Эффективность и целостность радиотехнических систем//Радиотехника.-1986.N8.-cl 7-21.

11. Аэронавигационные средства дальней связи. Международные стандарты и рекомендации 1С АО. Приложения 10 к Конвенции по вопросам международной гражданской авиации.-Материалы ICAO, 1968.Т.2.- 190 с.

12. Ярлыков М.С. Статистическая теория радионавигации.-М.: Радио , и связь,1985.-344С.

13. Никитин O.P. Определение необходимого количества испытаний посадочных систем//В опросы повышения эффективности радиосистем:Сб.науч.трудов,- Иваново: ИЭИД973. вып.26,- с.36-41.

14. Никитин O.P., Никитин А.И. и др. Об автоматизации летного контроля посадочных радиомаяков//Повышение надежности и эффективности РЭС: Межвуз. сб. Л.: ЛЭТИД976. вып.6,- с 7-14.

15. Никитин O.P., Никитин А.И. и др. Определение точности параметров радиомаяков автоматизированным комплексом летного контроля//Автоматизированные системы управления технологическими процессами: Межвуз.сб.-Рязань.:РРТИ,1976,- с.42-46.

16. Никитин O.P., Никитин А.И. Устройство для моделирования сигналов радиотехнических систем обеспечения посадки самолетов/ Автор.свид. N 764487. Официальный бюллетень "Открытия и изобретения, промышленные образцы", 1979. N31.

17. Волков Н.М., Иванов Н.Е. Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС // Зарубежная радиоэлектроника ,1997.-N1.

18. Никитин O.P., Никитин А.И. Радиотехническое устройство имитации микроволновой системы посадки//Научно-технические проблемы создания и внедрения новой международной системы самолетов: материалы всесоюзн. НТК.-М.:МИИГА ,1979,- с. 21.

19. Никитин O.P., Пахолков Г.А. и др. Экспериментальное исследование приемника микроволновой системы посадки с помощью имитатора сигналов и переотражений/УВопросы радиоэлектроники, 1981,- сер.ОТ., вып.6.-с.45-59.

20. Никитин O.P., Никитин А.И. и др. Оценка точностных характеристик микроволновой системы посадки с помощью имитатора сигналов и помех//Теория и практика имитационного моделирования и создания тренажеров: Тез.ВНТК. -Пенза, 1982,- с. 18 -19.

21. Никитин O.P. Прогнозированиме точностных характеристик СПС с помощью моделирующего комплекса//Ученые института народному хозяйству: Тез.докл. НТК. -Владимир, 1983,- с.45-46.

22. Никитин O.P., Никитин А.И. Использование имитаторов для проверки и сертификации бортовой аппаратуры СП (сантиметрового диапазона волн).//Статические методы в теории передачи и преобразования информ.сигналов: тез.докл. ВНТК.-Киев: КНИГА, 1985,- с.21.

23. Никитин O.P. Использования методов моделирования для проведения летных испытаний СП//Статистические методы в теории передачи и преобразования информ. сигналов: тез.докл. ВНТК,- Киев: КИИГА, 1988,- с. 6i.

24. Никитин O.P. Использование имитаторов для проверки и сертификации бортовой аппаратуры систем посадки (сантиметрового диапазона волн)//Статические методы в теории передачи и преобразования информации сигналов: тез.докл. ВНТК,- Киев, 1985.-с131.

25. Никитин O.P. Прогнозирование коэффициента отражения от аэродромных сооружений сигнала микроволновой системы посадки //

26. Проблемы совершенствования радиоэлектронных комплексов и систем обеспечения полетов: тез.докл. I ВНТК,-Киев: КИИГА, 1989,- с. 158.

27. Никитин O.P., Луценко А.Д., Егоров В.А., Шерменев М.А. Обнаружитель переотраженых навигационных сигналов // Радиотех-нические устройства в народном хозяйстве: тез.докл. НТК.-Владимир; ВПИ, 1992.-с.19.

28. Никитин O.P., Проценко A.B. Имитатор упрощенной системы посадки//Радиотехнические устройства в народном хозяйстве: тез.докл. НТК,-Владимир: ВПИ, 1992,- с.23.

29. Никитин O.P., Силантьев A.A., Черемных И.Л. Имитатор сигналов сантиметровой системы посадки//Радиотехнические устройства в народном хозяйстве: тез.докл. НТК.-Владимир: ВПИ, 1992,- с.25.

30. Никитин O.P., Соловьев Э.Б. Имитатор многофункциональной системы связи и навигации//Радиотехнические устройства в народном хозяйстве: тез.докл. НТК.-Владимир: ВПИ, 1992,- с.28-29.

31. Никитин O.P., Климков A.B. MSK манипуляция // Проекти-рование и применение радиотехнических устройств: тез.докл. НТК.- Владимир: ВПИ, 1993,- с.43-44.

32. Никитин O.P., Черемных И.Л. Проблема адекватности моделирования сигналов MLS реальными сигналами/ZDesign methodologies for microelectronics and signal processing.- Краков, 1993.

33. Никитин O.P., Черемных И.Л. К вопросу о точности моделирования сигналов MLS//IEE International conference on Industrial Technology.-Гуанчжоу, 1994.

34. Никитин O.P., Шерменев М.А. Имитатор системы посадки со сложным сйгналом//Проектирование и применение радиотехнических устройств: тез.докл. НТК,- Владимир: ВлГТУ, 1994.-с17.

35. Быков В.В. Цифровое моделирование в статистической радиотехнике.-М.:Сов.радио, 1971.- 328 с.

36. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. 2-е изд.перер. и доп-М.: Наука, 1978,- 400 с.

37. Устройство имитации сигналов системы Лоран. Пат. США, N613992, 1977.

38. Динамическое моделирование и испытания технических систем/ Под ред. И.Д. Кочубиевского.-М.: Энергия, 1978,- с. 303.

39. Кринецкий Е.И., Александровская Л.Н. Летные испытания систем управления летательными аппаратами. -М.Машиностроение, 1975,- 191с.

40. Бакулев П.В., Сосновский A.A. Радиолокационные и радионавигационные системы .- М.Радио и связь, 1994,- 296 с.

41. Лукин В. Н., Мищенко И. Н., Молочко С. В. Основные направления создания интегрированной авиационной бортовой радиоэлектронной аппаратуры систем связи, навигации и опознавания в США//Зарубежная радиоэлектроника ,1987 .- №8.

42. Потегов В.И., Романов JI. М., Рязанов С. Н. Навигационный комплекс орбитальной ступени многоразовых транспортных космических кораблей SPACE 8НиТТЬЕ//Зарубежная радиоэлектроника ,1989,- №1.

43. Клименко Н. Н., Кисель В. В., Гончар А. Н. Объединенная система распределения тактической информации//Зарубежная радиоэлектроника, 1988 .-№5.

44. Мищенко И. Н., Молочко С. В., Романов Л. М. Комплексирование и интеграция универсальной авиационной аппаратуры потребителей системы NAVSTAR.// Зарубежная радиоэлектроника ,1989,- №1.

45. Денисов В. И. Перспективы развития и использования радионавигационных систем//Радиотехника.,1996 .- №1

46. Никулин Ю. М. Опыт объединения радионавигационных систем Чайка и Лоран С и перспективы их использования//Радиотехника ,1996 .- №1.

47. Куранов В. П., Задорожный А. И., Соловьев Ю. А., Федоров Ю. М. Роль радионавигационных систем при управлении подвижными объектами// Радиотехника, 1996 .-№1.

48. Лехнер В., Кайзер Д., Брюнгер X. Разработка радионавигационного плана в Германии// Радиотехника, 1996 .- №1.

49. Радионавигационные космические системы в проектах 21 века. . Денисов В. И., Дрогайцев В. М., Курланов А. Д., Журавлев А. А., Силантьев Ю. Н., Семененко Э. Г.//Радиотехника, 1996 .- №1.

50. Додель Г., Скоог И., Силантьев Ю. Н. Концепция построения спутниковой радионавигационной системы следующего поколения// Радиотехника, 1996. №1

51. Карен Ван Дайк. Использование спутниковых радионавигационных систем GPS и ГЛОНАСС для обеспечения требуемых характеристик глобальной навигационной спутниковой системы//Радиотехника ,1996 .- №1.

52. Романенко А. Д., Силантьев Ю. Н., Крымов В. С. Эффективность использования глобальной спутниковой радионавигационной системы ГЛОНАСС в интересах ГНСС 1//Радиотехника, 1996 .- №1.

53. Кинкулькин И. Е. Современная аппаратура потребителей спутниковых радионавигационных систем//Радиотехника, 1996 .-№1.

54. Салищев В. А., Дворкин В. В., Виноградов А. А., Букреев А. М. Станция мониторинга радионавигационных полей систем ГЛОНАСС GPS и определение дифференциальных поправок//Радиотехника, 1996,- №1

55. Веремеенко К. К., Тихонов В. А. Навигационно посадочный комплекс на основе спутниковой радионавигационной системы//Радиотехника, 1996 .№1.

56. Ярлыков М. С., Чижов О. П. Субоптимальные алгоритмы приема и комплексной обработки квазикогерентных сигналов спутниковой радионавигационной системы// Радиотехника, 1996 . №1.

57. Миронов М. А., Прохоров С. Л. Комплексные радионавигационные системы с раздельной обработкой радиосигналов//Радиотехника ,1996 .-№1.182

58. Салямех С. С. Оптимизация алгоритмов комплексной обработки импульсных радиосигналов при асинхронных разнотактовых измерениях// Радиотехника, 1996,- №1.

59. Перов А. И., Харисов В. Н. Уменьшение вычислительной сложности алгоритмов в приемниках спутниковых радионавигационных систем на основе комбинированной калмановско винеровской фильтрации// Радиотехника, 1996,- №1.

60. Соловьев Ю. А. Комплексирование глобальных спутниковых радионавигационных систем ГЛОНАСС и GPS с другими навигационными измерителями (обзор)//Радиотехника,1999,- №1.

61. Веремеенко К. К., Музылев И. Г., Зайцев С. А. Навигационно -посадочные комплексы на основе спутниковых навигационных систем: Тезисы докладов НТК «Аэрокосмические приборные технологии», 1999.

62. Ермаков В. С., Якушин С. М. Комплексная система анализа и синтеза ИНС// Перспективы автономной навигации. Тезисы докладов НТК «Аэрокосмические приборные технологии», 1999 .

63. Скорина С. Ф. Концептуальная модель интеграции средств связи, навигации и управления воздушным движением при обеспечении полетов в аэроузловых зонах: Тезисы докладов НТК «Аэрокосмические приборные технологии», 1999 .

64. Тихонов В. А., Веремеенко К. К., Плеханов В. Е., Постников В. А., Нагаев С. В. Использование нейросетей в алгоритмах интегрированных навигационных систем: Тезисы докладов НТК «Аэрокосмические приборные технологии», 1999.

65. Зайченко К. В. Электронно оптическая система предупреждения столкновений автотранспортных средств: Тезисы докладов НТК «Аэрокосмические приборные технологии», 1999.

66. Внедрения методики расчета эксплуатационной эффективности систем навигации и посадки самолетов

67. Методика расчета эксплуатационной эффективности систем навигации и посадки самолетов (СНП) разработана на кафедре радиотехники и радиосистем Владимирского государственного технического университета под руководством О. Р. Никитина.

68. Представитель заказчика вед. инженер1. Скляров А.П. 1996г.

69. Представитель исполнителя зав.каф. РТи, РС ВлГТУ1. Никитин О. Р.

70. Модель предназначен для тренировки лётного состава в квазиреальных условиях, оценки эффективности системы посадки самолётов в конкретных условиях эксплуатации, оценки точности посадки.

71. Комплексная модель системы посадки самолётов удобна в эксплуатации, позволяет оперативно принимать решения о качестве работы системы в конкретных условиях эксплуатации.

72. Зав. каф. Радиотехники и Радйосистем ВлГУ Д.Т.Н. , профессор Никитин О. Р.• /

73. Утверждаю: Зам.Директора Научного Оьъединения производства новых технологий МЕДОТЕСНБРЬЮ Д.Т.Н Нгуен Тан Динь16" Августа 1999 г.1. Акт внедрения

74. Зав. каф. Радиотехники и Радиосистем ВлГУ Д.Т.Н. , профессор Никитин О.Р,1. А к тз?келрекия имитатора Функциональных состояний сантиметровой оистекы посадки самолетов•

75. Имитатор Функциональных состояний < ИфС) разработан иа каФедре радиотрхнвк'« и рад^осистеи Владимирского Гисудар-стррнного Те-лН!"???г.ч;пго Унияерситета

76. ИФС предназначен для тестовой проверки системы контроля сантиметровой системы посадки самолетов т включая выносное КОНТРОЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ( Р.1СТ-1 > !' 1^ЛПК ППРг11«ЯР1ШЧ И контроляник)

77. Это позволяет прогнозировать отказы системы контроля сантиметровой систены посадки самолетов и сертифицировать к с н т р о л ъ нь> е уст р о й с т в а с и с т * е « .

78. Представитель представительзаказчика исполнителяо„„ -----„„„„ . РТ и РС ВлГТУ1. Никитин О-Р1. АКТвнедрения методики прогностических расчетов параметров систем посадки метрового, дециметрового и сантиметрового диапазонов волн

79. Методика прогностических расчетов параметров систем посадки разработана на кафедре радиотехники и радиосистем Владимирского Государственного Технического Университета.

80. Представитель Представительз а к а з ч и к а и с п о л н к т е л я1996 г1. А Квнедрения методики расчетов погрешности Фиксации местоположения навигационного сигнала сантиметровой системы посадки самолетов

81. Методика расчетов погрешности Фиксации местоположения навигационного сигнала сантиметровой системы посадки самолетов разработана на кафедре радиотехники и радиосис-тем Владимирского Государственного Технического Университета"

82. Методика может быть использована в системах с комплексированием навигационной информации- При повышении погрешностью допустимого значения вырабатывается команда на переход к автономным средствам получения угломерной информации.

83. Е противном случае посадка производится по информации с радиотехнических средств и одновременно корректируется работа автономных инерциальнкх средств

84. Представитель Представительзаказчика исполнителя.~ — — ""ГУ