автореферат диссертации по транспорту, 05.22.13, диссертация на тему:Методы и средства навигационного обеспечения полетов и управления воздушными судами в высоких широтах

На правах рукописи

БОРСОЕВ ВЛАДИМИР АЛЕКСАНДРОВИЧ

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА НАВИГАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЛЕТОВ И УПРАВЛЕНИЯ ВОЗДУШНЫМИ СУДАМИ В ВЫСОКИХ ШИРОТАХ

Специальность: 05.22.13 - Навигация и управление воздушным

движением

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва - 2004

Работа выполнена в Московском государственном техническом университете гражданской авиации.

Научный консультант: - доктор технических наук, профессор Рубцов Виталий Дмитриевич

Официальные оппоненты: - доктор технических наук,

Зайцев Алексей Николаевич

- заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Лукин Дмитрий Сергеевич

- доктор технических наук, профессор, Шустов Эфир Иванович

Ведущая организация: Государственный научно-исследовательский институт «Аэронавигация». .

Защита диссертации состоится « X —'»_СУ 2004 г. в 15 часов на

заседании диссертационного совета Д.223.011.01 Московского государственного технического университета гражданской авиации по адресу: 125993, г. Москва, А-493, ГСП-3, Кронштадтский бульвар, д. 20.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке М ТУ ГА.

Ваш отзыв на автореферат в одном экземпляре, заверенный печатью организации, просим направить по указанному адресу на имя ученого секретаря диссертационного совета.

.¿0 0<Р

Автореферат разослан 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета Д223.011.01, доктор технических наук, профессор

С.К. Камзолов

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. Средства навигационного обеспечения полетов и управления воздушными судами (ВС) в высоких широтах, находящиеся в настоящее время на эксплуатации в гражданской авиации, не в полной мере обеспечивают требуемое качество функционирования при воздействии на них специфических для этих широт неоднородностей иопосферы, тропосферы и подстилающих слоев поверхности Земли.

Появление отказов средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС при воздействии на эти средства различного вида неоднородностей снижают безопасность полетов в высоких широтах. В частности, ухудшение точностных характеристик навигационных систем может явиться причиной авиационных происшествий при сближении воздушных судов на трассах полетов и при выполнении захода ВС на посадку в сложных метеоусловиях на аэродромы, расположенные на островах или льдинах Северного Ледовитого океана, при отсутствии радиолокационного контроля.

Отсутствие непрерывного радиолокационного наблюдения за движением ВС, выполняющих полеты по высокоширотным трассам над акваториями океанов, морей, труднодоступными горными районами, ставит задачу создания для этих районов новых средств навигационного обеспечения полетов и управления воздушными судами, которые должны обеспечивать требуемый уровень безопасности полетов ВС.

Решению этой задачи и посвящена данная диссертационная работа.

Целью диссертационной работы является разработка методов и средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах, эксплуатирующихся в условиях влияния на качество их функционирования неоднородностей ионосферы, тропосферы и подстилающей поверхности Земли при отсутствии радиолокационного контроля (РЛК).

Поставленная цель достигается путем решения следующих основных задач:

1. Анализа средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС и обоснования критерия оценки качества работы комплекса этих средств в высоких широтах.

2. Разработки методов построения комплекса средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах при работе этих средств в условиях неоднородностей ионосферы, тропосферы и подстилающей поверхности Земли.

3. Обоснования структуры комплекса средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС для высоких широт.

4. Разработки методики наземных и летных испытаний средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС в высокоширотных, океанических, труднодоступных районах и проведения экспериментов* па В

00 ^сз^акт

5. Внедрения разработанных методов в технические средства навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС, эксплуатирующихся в высоких широтах.

6. Обоснования и внедрения технологии использования разработанных методов в средства навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах.

Методы, исследования. В работе использованы методы математической статистики, теории статистических решений, теории вероятностей, аналитические методы синтеза и анализа систем ВС, методы летных и наземных экспериментов.

Научная новизна работы состоит в том, что впервые:

1. Решена научная проблема обоснования принципов построения комплексной системы средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС, выполняющих полеты в высоких широтах при отсутствии радиолокационного контроля, в условиях влияния на эти средства неоднородностей ионосферы, тропосферы и подстилающей поверхности Земли.

2. Исследованы факторы ухудшения качества работы средств навигации, связи, паблюдения и управления ВС в высоких широтах с 1987 по 2003 г.г., включая периоды 11-летней солнечной активности, и определены основные причины, порождающие эти отказы.

3. Исследованы характеристики основных видов неоднородностей ионосферы, тропосферы и подстилающей поверхности Земли, влияющие на рабочую зону средств навигации, посадки, связи, наблюдепия и управления ВС в высоких широтах.

4. Разработаны методы повышения качества работы средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС в высоких широтах при интенсивном поглощении сигналов, появлении многолучевости на антенных входах этих устройств и изменении направления распространения радиоволн при их переотражении от искривленных поверхностей неоднородностей ионосферы, тропосферы, подстилающей поверхности Земли.

5. По результатам научно-экспериментальных работ, проведенных в высоких широтах, разработаны следующие методы:

— повышения точности определения координат ВС автоматическими радиокомпасами (АРК) километрового (КМВ), гектометрового (ГКМВ) и ультракоротковолнового (УКВ) диапазонов волн при многолучевом приеме и использования этих координат для проверки точности работы приемоиндикаторов (ПИ) при временной потере сигналов со спутников;

— оперативной коррекции автоматическими радиокомпасами координат приводных радиостанций на электронных картах ПИ ВС при смещении льдов Северного Ледовитого океана относительно земной поверхности;

— прогноза оптимальных (ОРЧ), максимальных (МПЧ) и наименьших (НПЧ) рабочих частот в декаметровом (ДКМВ) диапазоне волн для обеспечения адаптивной радиосвязи ВС, выполняющих полеты в высоких широтах;

— построения бортовых интегрированных многофункциональных ПИ системы «ГЛОНАСС-GPS» с отечественной базой данных, включающих угломерные ПИ, АРК, системы спутниковой, ДКМВ, КМВ, ГКМВ, УКВ-цифровой связи;

— оперативного определения АРК УКВ - диапазона волн и угломерными ПИ азимута, дальности, угла сноса, крена, тангажа и времени полета до источника излучения аварийного маяка ВС, терпящего бедствие, при нахождении аналогичных средств со средствами цифровой связи на ВС, летящих на параллельных курсах;

— построения системы цифровой радиосвязи, для океанических центров управления воздушным движением (УВД), обеспечивающих непрерывное наблюдение и управление ВС, выполняющих полеты в высоких широтах, включая Северный полюс;

— передачи дифференциальных поправок на ВС, выполняющих полеты в высоких широтах за пределами зоны действия спутниковых систем связи;

— фильтрации волн, переотраженных от различных неоднородностей ионосферы, тропосферы и подстилающей поверхности Земли в бортовых КМВ, ГКМВ и УКВ - автоматических радиокомпасах при многолучевом приеме.

Основные результаты, выносимые на защиту. На защиту выносятся следующие основные результаты диссертационной работы:

1. Решение научной проблемы обоснования принципов создания комплексной системы средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС, выполняющими полеты в высоких широтах при отсутствии радиолокационного контроля, в условиях влияния на эти средства неоднородностей ионосферы, тропосферы и подстилающей поверхности Земли.

2. Анализ средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах и обоснование критерия оценки качества работы комплекса этих средств.

3. Разработка методов построения комплекса средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах.

4. Оценка рабочей зоны средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС в условиях влияния на сигналы неоднородностей полярной ионосферы, тропосферы и подстилающей поверхности Земли.

6. Обоснование структуры комплекса средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС для высоких широт.

7. Разработка методики наземных и летных испытаний средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС в высоких широтах и проведение экспериментов на ВС.

8. Аппаратурное и технологическое обеспечение разработанных методов.

Практическая значимость работы состоит в том, что полученные

результаты позволили:

1. Разработать методику создания адаптивного автоматизированного комплекса средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС,

позволяющую в условиях воздействия на радиосигналы неоднородпостей различного вида осуществлять навигационное обеспечение полетов ВС в высокоширотных, океанических, горных, труднодоступных районах.

2. Разработать методы оценки зоны действия средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС в высоких широтах при планировании маршрутов полетов ВС, в зависимости от времени суток, года, активности Солнца и интенсивности влияния неоднородностей подстилающей поверхности Земли, ионосферы и тропосферы.

3. Разработать методы коррекции па электронных картах базы навигационных данных дрейфующих аэродромов, расположенных на льдинах Северного Ледовитого океана.

4. Разработать методы повышения качества работы средств навигационного обеспечения полетов ВС в высоких широтах при эксплуатации в условиях влияния неоднородностей ионосферы, тропосферы и подстилающей поверхности Земли.

5. Разработать предложения по созданию новых и модернизации старых средств навигационного обеспечения полетов ВС, находящихся на эксплуатации в высоких широтах. .

6. Разработать проект центра прогноза рабочих частот в ДКМВ - диапазоне волн и штормового предупреждения в ионосфере для экипажей ВС и диспетчеров центров УВД, обеспечивающих полеты в высоких широтах.

7. Совместно с Институтом прикладной геофизики (Москва), Институтом космофизических исследований и аэрономии (Якутск) и Отделом физических проблем Бурятского научного центра СО РАН (Улан-Удэ) разработать программное обеспечение выбора рабочих частот в средствах навигационного обеспечения полетов и управления ВС.

Внедрение результатов работы. Основные результаты диссертационной работы внедрены в научно-технические разработки Московского конструкторского бюро «Компас», ОАО НПК НИИДАР (Москва), ФГУП НПП «Радиосвязь» (Красноярск), что подтверждено соответствующими актами.

Результаты исследований использованы в отчетах о научно-исследовательских работах, проведенных диссертантом с 1990 г. по настоящее время по заказам Государственного научно-исследовательского института «Аэронавигация» РФ, Научно-исследовательского института дальней радиосвязи Министерства обороны (МО) России, Научно-исследовательского института приборов и автоматики МО России, и в учебном процессе. Полученные результаты исследований включены в курс лекций «Радиотехнические средства воздушных судов», читаемых диссертантом в Сибирском государственном аэрокосмическом университете имени академика М. Ф. Решетнева, что также подтверждается соответствующим актом о впедрении.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на Всесоюзной научно-технической конференции «Проблемы совершенствования радиоэлектронных комплексов и систем обеспечения

полетов» (Киев, 1989); XV межведомственном семинаре «Распространение километровых и более длинных радиоволн» (Алма-Ата, 1989); XVII межведомственном семинаре «Распространение километровых и более длинных радиоволн» (Томск, 1991); научно-технической конференции КМУ ГА по проблемам авиационного транспорта (Киев, 1994, 1995); Международной научно-технической конференции «Современные научно-технические проблемы ГА» (Москва, 1996); Международной научно-технической конференции «Проблемы совершенствования систем аэронавигационного обслуживания и управления подвижными объектами» (Киев, 1996);..Международной научно-технической конференции «Спутниковые системы связи и навигации» (Красноярск, 1991); Международной научно-технической конференции «Проблемы развития систем аэронавигационного обслуживания и авионики ВС» (Киев, 1998); Международном семинаре «Состояние и направления развития перспективной концепции CNS/ATM ИКАО в России и других странах» (Москва, 1999); совещании-семинаре штурманов РФ «Пути совершенствования аэронавигационного обеспечения полетов в гражданской авиации» (Санкт-Петербург, 1999); совещании Российско-американской координационной группы по управлению воздушным движением (Анкоридж, США, 2000); Втором международном симпозиуме по аэронавигации «Результаты полета ВС Ил-16 по маршруту Красноярск — Черчилл (Канада) - Красноярск по трассе POLAR-2» (Москва, 2000); Международной научно-технической конференции авиакосмического салона «АВИА-2000» (Киев, 2000); совещании ФСВТ России «Аэронавигация и аэронавигационное обеспечение полетов в ГА» (Москва, 2000); совещании Российско-американской координационной группы по управлению воздушным движением (Лос-Анджелес, 2001); Всероссийской конференции по физике солнечно-земных связей (Иркутск, 2001); совещании Российско-американской координационной группы по управлению воздушным движением (Москва, 2001); Международных научно-практических конференциях Сибирского авиационно-космического салона «САКС-2001» и «САКС-2002» (Красноярск, 2001, 2002); Международной научно-практической конференции, посвященной 80-летию ГА РФ (Москва, 2003), Пятой международной научно-практической конференции «АВИА-2003» (Киев, 2003), Всероссийской научно-практической конференции, посвященной Дню радио (Красноярск, 2004).

Публикации. Основные результаты работы изложены в 65 печатных трудах, из них 5 - в центральных изданиях по списку ВАК и 3 авторских свидетельства.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, библиографического списка и двух приложений. Общий объем работы составляет 299 страниц, из них 210 страниц основного текста, включая 86 рисунков, 20 таблиц, список литературы из 230 наименований на 19 страницах, два приложения на 10 страницах.

В первой главе диссертации проведен анализ находящегося в эксплуатации бортового и наземного оборудования, предназначенного для навигационного

обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах при отсутствии РЛК, а также анализ воздействия факторов ионосферы, тропосферы и подстилающих слоев поверхности Земли, влияющих на качество работы средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС.

В работе отмечено, что в высоких широтах, наряду с курсовыми и инерциальными системами, экипажи ВС применяют спутниковые ПИ «ГЛОНАСС-GPS», автоматические радиокомпасы, доплеровские измерители путевой скорости и сноса (ДИСС), радиовысотомеры (РВ) малых высот. Наблюдения за ВС в высоких широтах диспетчеры ведут по информации, поступающей от экипажей ВС. Радиосвязь между экипажами и диспетчерами при наблюдении и управлении ВС осуществляется в речевом режиме.

Анализ показал, что существенное влияние на зону действия средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС в полярной ионосфере оказывают магнитные и ионосферные бури, а в полярной тропосфере -рефракция и тропосферное распространение радиоволн. Зона действия средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС, работающих в КМВ и ГКМВ - диапазонах волн, существенно зависит от неоднородпостей подстилающей поверхности тундры и Северного Ледовитого океана.

Для повышения качества работы средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах, эксплуатирующихся в условиях влияния неоднородностей, разработаны методы построения автоматизированного адаптивного комплекса средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС.

Для выбора критерия оценки качества работы предлагаемого комплекса его следует рассматривать как сложную систему, работающую в номинальном режиме или режиме, отличном от номинального режима функционирования, в условиях влияния различного вида неоднородностей.

Нахождение системы в номинальном режиме функционирования проиллюстрировано путем использования алгоритма, реализующего критерий знаков. Этот критерий особенно удобен для случаев, когда номинальный режим функционирования характеризуется нулевыми значениями параметров, осуществляющими качество функционирования системы. Например, при нахождении ВС на линии курса и глиссады, ток в индикаторах курса и глиссады равен нулю и изменяет величину и полярность при отклонении ВС от линии курса или глиссады.

Суть алгоритма состоит в том, что случайная величина параметра характеризующего состояние системы, сравнивается с нулевым порогом. Результату значение приписывается 1, если в противном случае.

Полученные дискретные значени £ ммируются, и абсолютная сумма п отсчетов сравнивается с порогом V. При превышении порога принимается решение об отклонения системы от номинального режима функционирования. Значение порога выбирается из допустимой вероятности ложного обнаружения.

Поскольку при номинальном режиме функционирования , то в этом

случае для любого симметричного распределения параметры случайной величины Ъ не зависят от параметров входной статистики, что является важнейшим преимуществом подхода, предлагаемого при выборе критерия.

Для количественной оценки отклонения параметров комплекса средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС от номинальных, в случае воздействия физических неоднородностей и восстановления этих параметров за счет применения адаптивных методов, в основу критерия заложены методы, применяемые в системах контроля и управления (СКУ) сложных систем. Такой подход к решению вопроса позволил разработать критерий оценки качества работы комплекса при его подготовке к работе и при выполнении оперативных задач.

Во второй главе представлены разработанные диссертантом методы построения комплексной системы средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС по оценкам рабочей зоны действия средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС в высоких широтах.

При оценке рабочей зоны действия АРК КМВ и ГКМВ- диапазонов волн в высоких широтах рассмотрены случаи влияния ионосферы на пространственные волны и неоднородностей подстилающей поверхности Земли — на поверхностную волну.

Проведенный анализ показал, что для оценки рабочей зоны действия АРК в дневное время следует использовать методы измерения величины ослабления поля радиоволны ЩБ), разработанные в Санкт-Петербургском госуниверситете. Модуль вертикальной составляющей \Ед \ электрического поля связан с модулем функции ослабления формулой:

. , 300л/р

—7-—ь - 1

(1)

»'*£> (/*£>)*

где Р - излучаемая мощность, кВт; Б - расстояние от источника излучения до точки приема, км; к = 2я/Х - волновое число; X - длина волны, км; (1¡¡кП)1 -статические члены, которые учитывают в ближней зоне излучателя.

При оценке рабочей зоны действия АРК КМВ и ГКМВ - диапазонов волн в ночные и восходно - заходные периоды учитывается появление в точке приема пространственных волн, которые при наложении на поверхностную волну вносят значительные погрешности в показания радиокомпаса. Предложены методы фильтрации этих волн в узкополосных перестраиваемых фильтрах.

При оценке рабочей зоны действия АРК УКВ - диапазона волн в высоких широтах исследовано тропосферное распространение волн, рефракция сигналов, а также случаи появления в точке приема переотраженных от неоднородностей волн.

Изучение методик расчета рабочей зоны действия АРК УКВ - диапазона волн показало, что для ВС, выполняющих полеты в высоких широтах, следует использовать величину ослабления поля радиоволны, которая позволяет учитывать влияние неоднородностей в различных условиях. Общее ослабление

поля радиоволны ]УХ между ВС и наземным передатчиком, расположенным за горизонтом, определятся по следующему алгоритму:

где Ils - высота полета ВС; R3 - эквивалентное расстояние вдоль земной

- эквивалентный радиус земной поверхности, зависящии от градиента коэффициента преломления атмосферы;

безразмерный параметр, показывающий связь с эквивалентным

поверхности; вертикального

_

расстоянием, высотами полета ВС Нб и нижней границей рассеивающего объема тропосферы На.

Функция (2) описывает общее ослабление уровня сигнала на трассе для случая, когда это ослабление происходит в основном за счет тропосферного рассеивания сигнала. Показана существенная зависимость зоны действия АРК УКВ - диапазона волн от рефракции сигнала и высоты полета ВС.

Рассмотрены случаи одновременного появления на антенных входах АРК УКВ - диапазона прямых и переотраженных от неоднородностей волн. Доказана возможность отделения их друг от друга на подвижном объекте.

Выражение для доплеровских смещений частот прямой и переотраженной волны от неоднородностей, находящихся над ВС, в зависимости от скорости IV, высоты полета Нп самолета, частоты ( работы передатчика, высоты Ъщ, до неоднородности тропосферы, расстояния до передатчика и угла между

лР

направлением прихода радиоволн и траекторией полета самолета в азимутальной плоскости q, определяется соответственно как

F -Äcos Гдщ--— C0S

, Нп

arctg-f-«р J

cos q,

„ fW f Ihjp - Нп I F„„p = -—cos arctg—^r—в- cos?.

С \ " A„

(3)

(4)

Графики зависимости доплеровского смещения частот переотраженной и прямой волны от дальности до наземного радиомаяка, излучающего сигналы на ( = 118 МГц, приведены на рис. 1. Расчеты проводились для вертолета, выполняющего полет на высоте Нп =2000 м со скоростью W =50 км/час.

Получено выражение разности доплеровского смещения частот между прямой и переотраженными волнами от неоднородностей тропосферы:

5Fa=-

fWDnf

1-

1

4У(У-ЯЛ) K + U'n

cos q.

(5)

Рис. 1. Графики зависимости доплсровского смещения частот переотраженной и прямой волны от дальности до наземного радиомаяка

Для объектов, летящих на предельной низкой высоте или движущихся по земле (Нп = 0), при угле д = 0 формула (5) может быть упрощена до вида:

Из анализа формулы (6) видно, что при Д^-»со, т. е. при больших удалениях от передатчика, разница между доплеровскими смещениями частот между прямой и переотраженными волнами стремится к нулю (6^-*0). При полете на передатчик, т. е. при уменьшении . смещение стремится к своему пределу,

равному

Из формулы (5) следует, что в УКВ - диапазоне волн, как и в КМВ и ГКМВ

- диапазонах волн, при установке приемника на подвижный объект происходит отделение переотраженных радиоволн от прямых. На близком расстоянии до передатчика величины доплеровских смещений частот пространственных радиоволн минимальны, а по мере удаления от передатчика эти. смещения увеличиваются. Проведенные исследования показали,. что явления разделения переотраженных волн от прямой волны, выявленные ранее автором [11], для УКВ

- диапазона волн сохраняются.

При нахождении неоднородностей тропосферы или земной поверхности в виде возвышенностей с правой или левой стороны от ВС закономерность отделения переотраженной волны от прямой повторяется. Расчеты разности доплсровского смещения частот между прямой и переотраженными волнами по формуле

подтверждают выдвинутую гипотезу.

В связи с тем что скорость изменения высоты отражающего слоя неоднородности мала, а скорость движения самолета значительно превышает скорость в первом приближении можно считать скорость изменения отражающего слоя неоднородности равной нулю. Тогда выражение (7) запишется как

Таким образом, для заданных условий выражение (9) полностью совпадает с выражением (6).

Следовательно, на подвижном объекте существует доплеровское смещение между частотами прямой и переотраженными волнами. Установление этой закономерности позволяет отфильтровывать переотраженные сигналы не только узкополосными фильтрами на больших расстояниях от передатчика, но и фильтрами с более широкими полосами частот, с увеличивающимся при приближении к передатчику быстродействием фильтров.

В связи с тем что на больших расстояниях величина расхождения прямых волн от переотраженных может достигать ~ 0,001 Гц, в АРК УКВ - диапазона предлагается использовать разработанный диссертантом и защищенный авторским свидетельством метод фильтрации радиоволн на частоте биений, а изменение полосы пропускания фильтра осуществлять в фильтрах с перестраиваемой полосой пропускания [2]. Предложенная в диссертации перестройка фильтров осуществляется вводом в схему АРК процессора со специальной программой, реализующий алгоритм (5). Значения путевой скорости, высоты полета, расстояния до передатчика, угла между направлением прихода радиоволн и траекторией полета самолета в азимутальной плоскости предлагается получать со специализированных ПИ «ГЛОНАСС - GPS», также разработанных при участии диссертанта.

При выполнении полетов ВС в высоких широтах при отсутствии РЛК в этих специализированных ПИ предусмотрен режим оперативного ввода изменения маршрута полета экипажем ВС или диспетчером центра управления, а также обмен факсами по линии цифровой связи. В ПИ используется отечественная база данных с трассами полетов в формате «ARINC-424», разработанная для полетов по российским и международным трассам. Программное обеспечение позволяет получать в цифровом и графическом виде информацию о маршруте и высоте полета ВС.

Разработанные при участии автора бортовые угломерные ПИ «ГЛОНАСС -GPS» позволили при их совместном использовании с АРК оперативно определять

С учетом X = c/f выражение (8) примет вид

(9)

азимут, дальность, углы сноса, крена, тангажа, время полета до источника излучения аварийного маяка ВС, терпящего бедствие в высоких широтах.

В приемоиндикаторах при работе в режиме автоматического зависимого наблюдения (АЗН) для исключения перегрева бортовой и наземной аппаратуры на длинных трассах полета предусмотрены не периодическая передача информации, а режимы автоматической передачи координат движения самолета при выходе ВС за пределы установленного коридора, изменении установленного эшелона и скорости полета ВС.

В диссертации предложены методы передачи дифференциальных поправок в районы высоких широт, не охватываемые спутниковыми системами связи (ССС) «Ипмарсат-3», через приводные радиостанции и бортовые АРК.

Дня построения комплексной системы средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах дана оценка рабочей зоны средств воздушной связи.

При оценке рабочей зоны воздушной связи ДКМВ - диапазона волн учитываются среднесуточная планетарная амплитуда геомагнитной возмущениости Ар, магнитный индекс Кр интенсивность потока радиоизлучения Солнца на длине волны критические частоты слоев

текущее время суток, скорость движения ВС, координаты наземной радиостанции и текущие координаты ВС.

Для оперативного вычисления оптимальных рабочих частот, МПЧ и НПЧ в Институте прикладной геофизики, при участии автора, разработана программа «СИДИПИ-1», обеспечивающая надежную адаптивную автоматизированную связь в высоких широтах. Выбор ОРЧ в данпой программе осуществляется из выделенной сетки частот, находящихся между МПЧ и НПЧ. Ионосферные данные поступают со станций вертикального или наклонного зондирования ионосферы, магнитные данные - из центров контроля за магнитной обстановкой в регионе, а координаты движущегося ВС - с бортового специализированного ПИ «ГЛОНАСС - GPS».

При оценке рабочей зоны связи УКВ - диапазона волн рассмотрено влияние неоднородностей высокоширотной тропосферы на работу этих средств. Основное внимание уделено рефракционному и тропосферному распространению волн.

В случае малой дальности бортовых УКВ - радиостанций на ВС предложено использовать спутниковые системы связи «Инмарсат - АЭРО» (геостационарные) или «Глобалстар» (низкоорбитальные). Недостатком этих ССС является то, что они не могут обеспечить полное покрытие полярной шапки.

При оценке рабочей зоны связи в КМВ и ГКМВ - диапазонах волн в высоких широтах исследовано влияние подстилающей поверхности акватории Северного Ледовитого океана. В результате исследования установлено, что зона действия средств КМВ и ГКМВ - диапазонов волн над Северным Ледовитым океаном намного выше, чем в средних широтах, благодаря хорошей проводимости морской воды.

Для повышения качества работы средств наблюдения и управления ВС предложено применение цифровых адаптивных средств связи и высокоточных электронных карт с использованием методов автоматической коррекции координат приводных радиостанций и взлетно-посадочных полос аэродромов, расположенных на льдинах Северного Ледовитого океана.

Предложенные в этой главе методы позволили решить научную проблему построения комплексной системы средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС, выполняющих полеты в высоких широтах при отсутствии РЛК, в условиях воздействия нсоднородностей ионосферы, тропосферы и подстилающей поверхности Земли.

Проведено обоснование критерия оценки качества работы комплекса при его подготовке к работе. При этом одной из важных задач при обосновании критерия качества подготовки комплекса к работе является выбор такого критерия, который должен быть чувствительным к существенным параметрам исследуемых операций, позволять решать задачи анализа и синтеза и, вместе с тем, быть достаточно простым для вычисления и практического использования. При этом необходимо учитывать, что при проведении любой процедуры контроля объекта, находящегося в двух возможных состояниях с вероятностью Р и Q, возможны как правильные решения об истинном состоянии контролируемого объекта, так и ошибочные решения, называемые также ошибками первого и второго рода с соответствующими вероятностями

Эта задача сводится к отысканию апостериорной вероятности безотказной работы объектов, допущенных к выполнению оперативной задачи:

Pyii(t) = (i-Q)O-") F(t) (10)

где Fo (t) — вероятность безотказной работы объекта при выполнении оперативной задачи.

В третьей главе дано обоснование структуры комплекса средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС для высоких широт.

Повышение качества работы средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС, эксплуатирующихся в высоких широтах, в условиях влияния на эти средства различных неоднородностей при отсутствии РЛК, возможно путем объединения бортового и наземного оборудования в комплекагую систему, работающую как единое целое в адаптивном автоматизированном режиме. В дагаюм комплексе применены новые технологии и технические решения, защищенные авторскими свидетельствами.

В бортовое оборудование комплекса средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС (рис. 2) должны входить:

- бортовые автоматические радиокомпасы КМВ, ГКМВ и УКВ - диапазонов волн, предназначенные для определения курсовых углов радиостанций при навигации, посадке, поиске ВС, терпящих бедствие, в условиях высоких широт;

— специализированная цифровая вычислительная машина (ЦВМ), предназначенная для управления ПИ «ГЛОНАСС - GPS», ЛРК, адаптивной

радиостанцией, блоком кодирования и декодирования цифровой и речевой информации и пилотажно - навигационным комплексом (ПНК) ВС;

— ПИ «ГЛОНАСС — GPS» с пультом управления и дисплеем, предназначенные для обеспечения экипажей ВС необходимой навигационной информацией с отображением на бортовом дисплее навигационных параметров, трасс полета, карты местности при пилотировании ВС в директорном режиме, а также для выдачи необходимых сигналов в ЦВМ при пилотировании ВС в автоматическом режиме;

— бортовая адаптивная радиостанция, предназначенная для автоматического вхождения ВС в радиосвязь с наземными диспетчерскими пунктами управления РЦ УВД и бортовыми радиостанциями других ВС. Радиосвязь осуществляется в адаптивном режиме в ДКМВ - диапазоне, в случае потери связи комплекс переходит в КМВ или ТКМВ - диапазон волн. В качестве резервных станций используют ССС «Глобалстар» или «Инмарсат — АЭРО»;

— аппаратура регистрации состояния материальной части воздушного судна, предназначешгая для выдачи на пульт диспетчера РЦ УВД сведений об исправности материальной части ВС;

— датчики специальных сигналов, предназначенные для выдачи на пульт диспетчера РЦ УВД любой необходимой служебной информации при запросе;

— угломерно-дальномерные системы, ответчики ПВО и УВД, предназначенные для обеспечения навигации ВС, ввода сигналов коррекции в ЦВМ ПНК при пилотировании в автоматическом режиме и выдачи на пульт диспетчера РЦ УВД при запросе знаков государственного опознавания ВС;

— блок кодирования и декодирования цифровой и речевой информащш, предназначенный для кодирования при передаче и декодирования при приеме цифровой или речевой информации и выдачи последней в необходимой форме экипажу (на телефоны, цифропечатающее устройство или бортовой дисплей);

Адаптивная радиостанция с модемами Приемоиндикатор «ГДОНАСС-GPS» АРК КМВ, ГКМВ и УКВ -диапазонов волн

Аппаратура регистрации состояния материальной части ВС Специализированная ЦВМ Угломерно-дальномерные системы и ответчики ПВО и УВД

Ф

Датчики специальных сигналов Блок кодирования и декодирования цифровой и речевой информации Системы управления ПНК

Телефон

Микробов Дисплей

Рис. 2. Бортовое оборудование комплекса — блоки сопряжения (модемы), предназначенные для сопряжения адаптивной радиостанции с бортовой аппаратурой и различными датчиками.

В наземное оборудование комплекса средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС (рис. 3) должны входить:

— аппаратура автоматизированной адаптивной системы радиосвязи, предназначенная для автоматического вхождения в связь диспетчера РЦ УВД с ВС или другими РЦ УВД;

— аппаратура контроля за гелиогеомагнитной и геофизической обстановкой в регионе, предназначенная для учета вариаций отражающих слоев ионосферы по данным, поступающим от станций вертикального зондирования (ВЗ) и возвратно-наклонного зондирования (ВНЗ), магнитометров, реометров, регистраторов излучений Солнца, измерителей напряженности поля и доплеровских смещений частот, измерителей электрических параметров подстилающей поверхности Земли;

— аппаратура автоматизированного зависимого наблюдения за ВС и государственного опознавания, предназначенная для контроля на диспетчерском пункте на экране монитора за ВС и воздушной обстановкой по данным, полученным по каналам радиосвязи с бортовых радиотехнических средств, ШЖ или непосредственно с ПИ «ГЛОНАСС — GPS»;

— аппаратура ввода изменений в маршрут полета ВС, предназначенная для ввода изменений в маршрут полета ВС с пульта диспетчера по каналам линии передачи данных;

— вычислитель комплекса, предназначенный для обработки навигационной информации, вычисления оптимальных рабочих частот по программам долгосрочного, краткосрочного, оперативного прогноза и подготовки предварительных и флайт-планов полета;

— автоматические радиопеленгаторы (АРП) ДКМВ и метрового (MB) диапазонов волн, предназначенные для вывода на экран монитора диспетчера координат, азимута и метки ВС, ведущего радиосвязь;

— пульт управления комплексом и аппаратура индикации (монитор), предназначенные для управления всем комплексом и отображения на мониторе воздушной обстановки, трасс полета, схем захода на посадку, а также другой служебной информации;

— станция дифференциальных поправок, предназначенная для передачи па ВС поправок, повышающих точностные характеристики ПИ;

— специализированные приводные радиостанции КМВ, ГКМВ - диапазонов волн, предназначенные для обеспечения навигации, посадки ВС в высоких широтах, а также передачи на ВС, кроме сигналов азбуки Морзе, сигналов дифференциальных поправок;

— радиолокационные станции сантиметрового (СМ), декаметрового и метрового диапазонов волн, предназначенные для наблюдения за ВС при вылете с материковой части или подлете к зоне действия диаграммы направленности радиолокационных станций.

Рис. 3. Наземное оборудование комплекса

При выходе параметров оборудования за пределы номинального режима от воздействия на сигналы неоднородностей ионосферы, тропосферы, подстилающей поверхности Земли степень введенной погрешности определяется по алгоритмам СКУ, и комплекс переходит на автоматический ввод поправок. В случае сложности ввода поправок в средства навигации и связи это оборудование отключается и осуществляется переход на резервное оборудование. Подключение того или иного оборудования осуществляется адаптивно, в зависимости от интенсивности воздействия неоднородностей на сигналы аппаратуры.

Одновременное использование в комплексе для навигации и посадки АРК, ПИ со станциями дифференциальных поправок, высокоточных электронных карт, автоматического зависимого наблюдения и управления с РЦ УВД ВС повышает качество навигационного обеспечения полетов при воздействии на эти средства различного вида неоднородностей.

В работе проведено обоснование критерия качества работы комплекса при выполнении оперативных задач. Процесс функционирования СКУ при выполнении всех этапов полета можно представить как совокупность выполняемых для достижения целей контроля и управления и протекающих во времени и пространстве операций.

Количественным критерием оценки качества успешного выполнения оперативной задачи может служить апостериорная характеристика надежности работы СКУ и управляемого объекта.

Вероятность успешного выполнения оперативной задачи объектом за время при контроле с помощью СКУ, использующей принцип адаптации их характеристик при выполнении им оперативной задачи, определяется по формуле

^,.<0 =

1-е

р

1 -а

А

'«.„КО+а-А'ихЖС) првг^г

при г >т

коэффициент несовершенства оперативного контроля,

(И)

коэффициент несовершенства прогнозирующего контроля.

Отсюда вытекает, что вероятность успешного выполнения оперативной задачи существенно зависит как от характеристик свойств управляемого объекта, так и от характеристик средств контроля и управления, т. е. от характеристик бортовой и наземной части комплекса. В случае применения СКУ с идеальными характеристиками при вероятность успешного выполнения

оперативной задачи достигает максимального значения.

Как следует из выражений для коэффициентов и Кн„.,с., их значения

зависят от вероятностей. ошибок первого и второго рода при оперативном и прогнозирующем контроле. Особое внимание следует уделять изучению составляющей, которая связана с методикой адаптации СКУ к физическим неоднородностям, воздействующим на характеристики объекта управления и СКУ.

В четвертой главе представлена методика наземных и летных испытаний средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах и результаты экспериментов при полетах ВС в высокоширотных регионах.

Приведены результаты экспериментальной оценки влияния подстилающей поверхности тундры и льдов Северного Ледовитого океана на зону действия средств навигации, посадки, связи в КМВ и ГКМВ - диапазонах волн. Дана оценка рабочих зон АРК и средств связи в этих диапазонах волн. Экспериментальные работы проводились на материковой зоне в районе поселка Черский на ВС Ан-2 и океанической зоне до острова Жохова на ВС Ан-2, Ан-26БРЛ, Ан-74-и вертолете Ми-8Т с АРК-9 и АРК-15М. Результаты проверки влияния электрических неоднородностей тундры и льдов Северного Ледовитого океана на распространение радиоволн показали хорошую сходимость с теоретическими расчетами. Наибольшие затухания радиоволн зарегистрированы в горных районах тундры, наименьшие - на равнинных районах и надо льдами Северного Ледовитого океана.

Показаны результаты экспериментальной оценки зоны действия средств связи ДКМВ - диапазона, волн для субполярных радиолиний, радиолиний с расположением концов линий в субполярной зоне и средних широтах, а также радиолипий, пролегающих над Северным Ледовитым океаном, включая Северный полюс. Экспериментальные работы с учетом 11- летнего периода солнечной активности были проведены в РЦ УВД Тикси, Черского, Якутска, Елизово, Норильска, а также в районе Северного полюса и островов Диксон, Средний на ВС Як-40, Ан-24, Ан-26, Ан-26БРЛ, Ан-74, Ми-8Т.

Экспериментальные работы, осуществленные в 1990 - 2004 г.г. для субполярных радиолиний на ВС, показали, что рабочие зоны средств связи ДКМВ

- диапазона волн существенно зависят от интенсивности протонных и электронных высыпаний (полярные сияния), внезапных солнечных вспышек, порождающих ультрафиолетовые излучения, главного ионосферного провала (ТИП) и других факторов. Наибольшую опасность представляет ГИЛ, который приводит к искривлению направления распространения радиоволны. от дуги большого круга и появлению поглощения и многолучевости. Эксперименты также показали, что качество связи в ДКМВ - диапазоне волн находится в прямой зависимости от 11 - летнего периода солнечной активности, магнитного поля Земли, отражающих слоев ионосферы, расстояния между радиостанциями.

Проведенные в течение 14 лет испытания программы «СИДИПИ - 1» на автоматизированных радиостанциях показали, что даппая программа позволяет оперативно выбирать оптимальные рабочие частоты, попавшие между МПЧ и НПЧ, и подтвердили правильность выбора принципов адаптации на ВС в высоких широтах. При испытаниях ионосферные и магнитные данные поступали по цифровой связи со станции вертикального зондирования ионосферы Института космофизических исследований и аэрономии (Якутск), а координаты бортовой и наземной радиостанций вводились в программу с бортового специализированного многофункционального ПИ «ГЛОНАСС - GPS».

Представлены результаты оценки влияния полярной ионосферы на ПИ «ГЛОНАСС - GPS», проведенные при спокойной ионосфере (Кр = 1). Испытания показали, что полярная ионосфера не вносит существенных задержек в сигналы. Испытания проводились на ВС Ан-26 и Ми-8 на полярных трассах, включающих Северный полюс и наземные пункты Хатанга, остров Средний, Ледовая база (86° с. ш. и 145° в. д.) и Северный полюс.

Приведены результаты экспериментальной оценки влияния тропосферы на зону действия средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС УКВ - диапазона волн. Проведенные экспериментальные работы в высоких широтах показали, что в определенные периоды, особенно в зимнее время, из-за возможного появления рефракции и тропосферного распространения дальность прохождения волн этого диапазопа увеличивается. При этих явлениях зона действия ЛРК УКВ - диапазона волн также увеличивается. Замечено, что в точке приема иногда может появиться многолучевость, что отрицательно действует на зону действия АРК.

В апреле 2002. г. в высоких широтах были испытаны ССС «Гонец» и «Глобалстар». Зону действия этих группировок определяют наклонения спутников и местонахождение наземной станции сопряжения. Подтверждены зоны действия этих ССС: «Глобалстар» обеспечивает связь до 72° с. ш., а «Гонец»

- в глобальном масштабе.

Представлены результаты экспериментальной проверки разделения сигналов в КМВ, ГКМВ, ДКМВ и УКВ - диапазонах волн с разрешением до ~ 0,001 Гц. Проведенные эксперименты позволяют сделать выводы о возможности

разделения многолучевых сигналов в УКВ - диапазоне волн, причем в этом диапазоне волн величина расхождения переотраженных волн больше, чем в КМВ и ГКМВ - диапазонах волн, что дает возможность разделять сигналы между собой фильтрами с большой полосой пропускания, чем в КМВ и ГКМВ - диапазонах волн.

Приведены результаты наземных летных испытаний средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС. Летные испытания проводились на территории России и Канады.

В ноябре 1998 г. с участием автора были выполнены экспериментальные полеты по трассе «POLAR-2» на ВС Ил-76ТД по трассе Красноярск - Северный полюс - Черчилл и обратно. Проведенная г проверка комплекса средств спутниковой навигации «ГЛОНАСС - GPS», адаптивных систем ДКМВ - связи, наблюдения и управления ВС показала положительные результаты.

В апреле 2002 г. с участием диссертанта были проведены наземные испытания средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС на острове Средний в акватории Северного Ледовитого океана, Ледовой базе (86° с. ш. и 145° в. д. ) и Северном полюсе. Одновременно были проведены летные испытания комплекса на Северном полюсе на вертолете Ми-8 и по трассе Хатанга - остров Средний - Ледовая база и обратно на самолете Ан-26. Проведенные испытания комплекса средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах показали положительные результаты.

Проведенные наземные и летные испытания в высоких широтах подтвердили достоверность методов, выбранных в гл. 2 диссертации, а именно:

- для обеспечения навигации и посадки воздушных судов в высоких широтах, включая Северный полюс, основными навигационными устройствами являются ПИ «ГЛОНАСС - GPS» и автоматические радиокомпасы, работающие в КМВ и ГКМВ - диапазонах волн. Системы ближней навигации РСБН, VOR/ДМЕ в этих широтах не используются из-за отсутствия необходимой электроэнергии и обслуживающего персонала на полярных островах;

- для осуществления поиска ВС, терпящих бедствие в акватории Северного Ледовитого океана, основными средствами навигации являются АРК УКВ -диапазона волн и угломерные ПИ «ГЛОНАСС - GPS»;

- для наблюдения и управления ВС, выполняющими полеты в высоких широтах, включая районы Северного полюса, основным диапазоном волн для обеспечения глобальной связи между океаническими центрами УВД и ВС является ДКМВ - связь с ретрансляторами, вынесенными в средние широты. Резервными диапазонами волн до 90° с. ш. являются КМВ и ГКМВ - диапазоны волн, до 82° с. ш. - геостационарные спутниковые системы связи «Инмарсат -АЭРО» и до 72° с. ш. - низкоорбитальные ССС «Глобалстар».

В пятой главе приведено аппаратурное и технологическое обеспечение разработанных методов.

Представлены бортовые автоматические радиокомпасы с цифровой обработкой сигналов, позволяющие осуществлять навигацию и посадку ВС на

аэродромы, расположенные на островах и льдинах Северного Ледовитого океана в любое время суток и года. Методы построения АРК защищены авторскими свидетельствами [1; 2].

Показаны интегрированные многофункциональные ПИ «ГЛОНАСС - GPS» типа МРК-^AM, MPK-22M (угломерные) с автоматическими радиокомпасами и системами спутниковой, КМВ, ГКМВ, ДКМВ и УКВ - цифровой связи, позволяющие обеспечивать полеты в высоких широтах при отсутствии РЛК.

Приведена аппаратура центра прогноза рабочих частот, позволяющая обеспечивать экипажи ВС и РЦ УВД информацией о состоянии ионосферы по трассе полета. Описывается методика: построения автоматизированных адаптивных цифровых ДКМВ - радиостанций, обеспечивающих радиосвязь в высоких широтах.

Рассмотрены технологии навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах с использованием предложенных методов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе содержится решение важной народнохозяйственной задачи по разработке и обоснованию методов и средств навигационного обеспечения полетов и управления воздушными судами в высоких широтах. Актуальность проблемы заключается в том, что в высоких широтах при влиянии на средства навигациотюго обеспечения полетов и управления ВС различных неодиородностей ионосферы, тропосферы и подстилающей поверхности Земли качество их работы снижается, что негативно влияет на безопасность полетов.

Значимость этой проблемы возрастает в связи с освоением природных ресурсов Северного Ледовитого океана, проведением ледовой разведки Северного морского пути, открытием высокоширотных полярных станций и освоением международных кроссполярных, трансвосточных трасс, часть которых пролегает вне зоны радиолокационного контроля в районе Северного полюса и горных труднодоступных регионах Сибири.

При решении поставленной задачи в работе:

1. Проведен анализ средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах, определены пути повышения качества работы этих средств. С указанной целью произведен анализ средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС и анализ влияния полярной ионосферы, тропосферы и подстилающей поверхности Земли на качество работы этих средств, обоснован критерий оценки качества работы комплекса средств навигационного обеспечения полетов ВС, эксплуатирующихся в высоких широтах.

2. Разработаны методы построения комплекса средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах, в том числе:

- проведена оценка рабочих зон средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС в КМВ, ГКМВ и УКВ - диапазонах волн, разработаны методы повышения качества работы бортовых автоматических радиокомпасов КМВ, ГКМВ - диапазонов и автоматических радиокомпасов УКВ - диапазона;.

- получены аналитические выражения для расчета доплеровских смещений. частот прямых и переотраженных волн на входе радиокомпасов при полетах ВС;

- показана возможность разделения прямых (поверхностных) и переотраженных (пространственных) радиоволн, разработана методика их фильтрации в реальном масштабе времени;

- разработаны методы. повышения качества работы спутниковых ПИ, для целей навигации и посадки предложены угломерные спутниковые ПИ;

- разработаны. методы повышения качества работы средств связи, навигации, посадки, наблюдения и управления ВС в ДКМВ, УКВ, ГКМВ и УКВ -диапазонах волн;

- разработаны методы повышения качества работы средств наблюдения и управления ВС в высоких широтах;

- обоснован критерий оценки качества работы комплекса при подготовке к работе.

3. Дано обоснование структуры построения комплекса средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС, эксплуатирующихся в высоких широтах, в том числе. бортового и наземного оборудования комплекса. Показаны технические возможности этого комплекса при эксплуатации в условиях неоднородностей высоких широт и обоснован критерий оценки качества работы комплекса при выполнении оперативной задачи.

4. Выполнены экспериментальные исследования для обоснования методов построения комплекса средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС, эксплуатирующихся в высоких широтах, в том числе проведены:

- оценка влияния подстилающей поверхности тундры на зону действия и качество работы средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС в КМВ и ГКМВ - диапазонах волн;

- оценка влияния подстилающей поверхности Северного Ледовитого океана па зону действия и качество работы средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС в КМВ и ГКМВ - диапазонах волн;

- оценка влияния ионосферы на зону действия и качество работы средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС в ДКМВ - диапазоне волн для субполярных радиолиний;

- оценка влияния ионосферы на зошу действия и качество работы средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС в ДКМВ - диапазоне волн при расположении ВС и РЦ УВД в субполярной зоне и средних широтах;

.- оценка влияния ионосферы на зону действия и качество работы средств навигации, посадки, связи и управления ВС, выполняющих полеты над Северным Ледовитым океаном, включая Северный полюс;

- оценка влияния ионосферы на зону действия и качество работы спутниковых навигационных ПИ «ГЛОНАСС - GPS» в полярных районах;

- оценка влияния рефракции УКВ - радиоволн на. зону действия и качество работы средств навигации, связи, наблюдениям и управления ВС на субарктических тропосферных трассах;

- оценка влияния тропосферного сигнала УКВ - радиоволн на зону действия и качество работы средств навигации, связи, наблюдения и управления ВС на субарктических трассах;

- экспериментальная проверка методов разделения многолучевого сигнала средств навигации в КМВ, ГКМВ, ДКМВ и УКВ, - диапазонах волн;

- наземные и летные испытания, предложенного комплекса средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС над тундрой, акваторией Северного Ледовитого океана, включая:Северный полюс,.территорию Канады, США.

По результатам проведенных экспериментальных работ дано обоснование построения комплекса средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС.

Ценность представленных в диссертации исследований состоит в большом объеме экспериментальных данных, полученных в результате уникальных летных и паземных экспериментов в реальных условиях полетов в высоких широтах. Эти данные получены в течение длительного времени, включая 11 - летний период солнечной активности.

5. Разработано аппаратурное и технологическое обеспечение предложенных методов повышения эффективности средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах, в том числе:

- бортовых автоматических радиокомпасов КМВ и ГКМВ - диапазонов волн;

- бортовых автоматических радиокомпасов широкого диапазона волн;

- бортовых многофункциональных интегрированных ПИ «ГЛОНАСС -GPS», включающих угломерные ПИ;

- адаптивных автоматизированных бортовых и наземных радиостанций КМВ, ГКМВ, ДКМВ и УКВ диапазонов волн, включая.спутниковые системы связи;

- аппаратуры прогпоза рабочих частот ДКМВ - диапазона волн и предупреждения экипажей ВС, выполняющих полеты в высоких широтах о начале бури в ионосфере и магнитосфере;

- панорамного устройства для анализа спектров сигналов при прогнозе рабочих частот в КМВ, ГКМВ, ДКМВ и УКВ - диапазонах волн;

С использованием предложенных методов разработаны основы технологии навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах.

Технические решения по построению автоматических радиокомпасов и панорамного устройства защищены тремя авторскими свидетельствами.

Образец многофункционального интегрированного ПИ МРК-18АМ в апреле 2001 г. демонстрировался г. Лос - Анджелесе (штат Калифорния, США) на заседании Российско-американской координационной группы по управлению воздушным движением. Он был удостоен диплома и большой Золотой медали на Сибирской ярмарке (г. Новосибирск) в сентябре 2002 г.

Образец МРК-18А в ноябре 1998 г. прошел испытания на самолете Ил-76 ТД (б/н 76464) при выполнении тестового полета Красноярск - Хатанга - Северный полюс - Черчилл (Канада) и обратно, а также в апреле 2002 г. по трассе Хатанга -остров Средний - Ледовая база (86° с. ш. и 145 в. д. ) на самолете Ан - 26 и на Северном полюсе на вертолете Ми-8.

Образцы МРК-18АМ, МРК-22М с интегрированными адаптивными автоматизированными системами связи, включая спутниковые системы связи «Глобалстар», прошли испытания в Красноярском крае на вертолетах Ми-8Т.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. А. С. 1075820 СССР. Автоматический радиокомпас средневолнового диапазона / В. А. Борсоев, В.С, Новиков. Опубл. 1983.

2. А. С. 1378592 СССР. Автоматический радиокомпас / В. А. Борсоев, В. С. Новиков, В. П. Макарищев. Опубл. 1987.

3. А. С. 1366963 СССР. Панорамное приемное устройство / В. А. Борсоев, В. С. Новиков, П. И. Круглое. Опубл. 1987.

4. Борсоев, В. А. Работа бортового радиокомпаса при наличии помех от радиостанций / В. А. Борсоев, Э. О. Брудный // Радиотехническое оборудование аэропортов и ВТ ГА /КИИГА. Киев, 1980. С. 101 -106.

5. Борсоев, В. А. О возможности разделения поверхностных и пространственных радиоволн пеленгуемой радиостанции при размещении пеленгатора на борту летательного аппарата / В. А. Борсоев // Тезисы докладов республиканской научко-техлической конференции молодых ученых и специалистов / АПГИ. Алма-Ата; Актюбинск, 1982. С. 166- 167.

6. Борсоев, В. А. Об одном методе повышения качества работы АРК при воздействии на антенные входы многомодовых сигналов / В. А. Борсоев // Тезисы докладов Ш Всесоюзной научно-практической конференции по БП / ОЛАГА. Л., 1982. С. 229.

7. Борсоев, В. А. Выбор допусков на параметры автоматических радиокомпасов при их ремонте / В. А. Борсоев // Тезисы докладов Всесоюзного научно-тфактического семинара / ГОСНИИ ГА. М, 1983. С. 24.

8. Борсоев, В. А. Об одном методе разделения поверхностных и пространственных радиоволн в СВ диапазоне / В. А. Борсоев, О. С. Сергиенко // Надежность радиоэлектронного оборудования ГА / КИИГА. Киев, 1983. С. 54 -56.

9. Борсоев, В. А. Учет поляризационных ошибок при воздействии на АРК сигналов от мешающей радиостанции / В. А. Борсоев // Вопросы повышения

эффективности функционирования авиационного и РЭО ГА / РКИИГА. Рига, 1983. С. 97-101.

10. Борсоев, В. А. Об одном методе выбора допусков на параметры АРК / В. А. Борсоев, В. С. Новиков // Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции по совершенствованию технологических процессов ремонта AT на заводах ГА / № 402 завод ГА. М., 1984. С.37.

11. Борсоев, В. Л. Анализ эксплуатационных факторов и разработка методов повышения качества работы АРК в процессе их эксплуатации на самолетах ГА: В. А. Борсоев // Диссертация, кандидата технических наук. / Киев, 1985.255 с.

12. Борсоев, В. А. О возможности повышения качества работы радионавигационных и связных систем, эксплуатируемых в высоких широтах /В. А Борсоев, А. П. Мамруков, В. Ф. Смирнов // Методы обоснования характеристик технологических процессов эксплуатации радиоэлектронного оборудования гражданской авиации / КНИГА. Киев, 1988. С. 124 - 131.

13. Борсоев, В. А. Влияние ионосферных неоднородностей на устойчивость работы радионавигационных и радиосвязных систем в высоких широтах / В. А. Борсоев, А. П. Мамруков, В. Ф. Смирнов II Совершенствование контроля технического состояния и оценки эффективности функционирования А и РЭО ГА РКИИ ГА / Рига, 1988. С. 115 - 119.

14. Борсоев, В. А. О возможности обеспечения устойчивой работы радионавигационных и радиосвязных систем в высоких широтах/В. А. Борсоев // Тезисы докладов Всесоюзной паучно - технической конференции / КИИ ГА. К., 1989. с. 31.

15. . Борсоев, В. А. Новые методы обработки сигналов в радионавигационных системах / В. А. Борсоев // Тезисы докладов Всесоюзной научно- технической конференции / КИИ ГА. К., 1989. С. 32.

16. Борсоев, В. А. Статистические характеристики доплеровского смещения частот пространственной радиоволны пелепгуемой радиостанции / В. А. Борсоев, B. С. Новиков, О. С. Сергиенко // Управление техническим состоянием РЭО в ГА /КНИГА. К., 1989. С. 3-6.

17. Борсоев, В. А. О возможности создания надежной системы управления воздушным движением в высоких широтах / В. А. Борсоев, В. С. Новиков // Совершенствование методов эксплуатации наземных РТС обеспечения полетов и УВД КИНГА. / Киев, 1990. с.З - 11.

18. Борсоев, В. А. К вопросу разделения поверхностной и пространственных радиоволн километрового диапазона при приеме сигналов на борту подвижного объекта / В. А. Борсоев // Низкочастотпый волновод «Земля - ионосфера» / Гылым, Алма-Ата, 1991. С. 126 - 127.

19. Борсоев, В. А. Влияние неоднородностей на качество работы РТС ГА в высоких широтах / В. А. Борсоев // Тезисы докладов XVII Межведомственного семинара по распространению километровых и более длинных радиоволн / ТГУ. Томск, 1991.С, 89-90.

20. Мельчинов, В. П. Радиокомпарирование в ДВ диапазоне на высокоширотных трассах / В. П. Мельчинов, М. Г. Дембелов, Ю.Б. Башкуев, В. А. Борсоев, А.И. Иоффе, В. М. Калинин, В. С. Якупов // Тезисы докладов XIX Межведомственного семинара по распространению радиоволн километровых и более длинных радиоволн / ИЕН Бур. АН. Улан-Удэ, 1992. С. 96 - 97.

21. Борсоев, В. А. Адаптивный радиотехнический комплекс / В. А. Борсоев, В. С. Новиков // Тезисы докладов научно-технической конференции / КМУ ГА. Киев, 1995. с. 38.

22. Борсоев, В. А. Разработка адаптивных комплексов для обслуживания воздушного флота / В. А. Борсоев, В. С. Новиков // Тезисы докладов научно-технической конференции /КМУ ГА. Киев, 1995. С. 38 — 39.

23. Борсоев, В. А. Критерии качества одного класса радиотехнических систем управлепия воздушным движением / В. А. Борсоев, В. С. Новиков // Тезисы докладов научно-технической конференции / КМУ ГА. Киев, 1996. С. 77.

24. Борсоев, В. А., Влияние вспышечного потока субрелятивистских протонов на состояние объекта Б ионосферы / В. А. Борсоев, И. Д. Козин // Материалы международной научно-технической конференции по современным научно-техническим проблемам ГА / МГТУ ГА. М., 1996. С. 254 - 258.

25. Борсоев, В. А. Область Б ионосферы в периоды ФОРБУШ - эффектов / В. А. Борсоев, И. Д. Козин // Материалы международной научно-технической конференции по современным научно-техническим проблемам ГА / МГТУ ГА. М.,1996. с. 258-263.

26. Борсоев, В. А. Способ увеличения скорости и качества авиационной радиосвязи / В. А. Борсоев, М. В. Бахтин, С. Г. Бычков, В. А. Зеленков, В. И. Козин, И. Д. Козин, И. Н. Федулина // Методы и средства дистанционного радиозондирования/МГТУ ГА. М.,1997. С. 71 - 75.

27. Борсоев, В. А. Управление воздушным движением АРТК наблюдения, связи, навигации «Широта-1» в средних и высоких широтах при отсутствии радиолокационного контроля / В. А. Борсоев // Методы и средства дистанционного радиозондирования / МГТУ ГА. М.,1997. С. 75 - 87.

28. Арапочкин, А.Н. Концепция внедрения существующих и перспективных технологий в практику в практику служб УВД, через организацию опытного аэронавигационного района, на этапе модернизации УВД / А. Н. Арапочкин, В. Е. Косенко, В. Ф. Черемисии, В. А. Карнаухов, В. Д. Звонарев, В. А. Борсоев, Л. Ф. Мамонтов, С. И. Крохов // Международной научно-практической конференции по спутниковым системам связи и навигации / КГТУ ГА. Красноярск, 1997. С.218 -226.

29. Борсоев, В. А. Методология обоснования системы сертификации авиационной техники / В. А. Борсоев, В. С. Новиков // Тезисы международной научно-технической конференции по проблемам развития систем аэронавигационного обслуживания и авионики ВС / КМУ ГА Киев, 1998. С. 12.

30. Борсоев, В. А. Сертификация адаптивных систем автоматического зависимого наблюдения / В. А. Борсоев, В. С. Новиков // Тезисы международной научно-

технической конференции по проблемам развития систем аэронавигационного обслуживания и авионики ВС /КМУ ГА. Киев, 1998. С. 13.

31. Борсоев, В. А. Приемная аппаратура СНС ГЛОНАСС и GPS для использования на ВС ГА / В. А. Борсоев, А. В. Гребенников, В. И. Кокорин // Тезисы докладов всероссийской научно-практической конференции по достижению науки и техники - развитию Сибирских регионов / КГТУ. Красноярск, 1999. С. 232 - 233.

32. Борсоев,. В. А. Результаты анализа радиосвязи при выполнении тестовых полетов по трансполярным трассам / В. А. Борсоев, С. II. Марьясов, В. С. Новиков // Тезисы докладов всероссийской научно-практической конференции по достижению науки и техники - развитию Сибирских регионов / КГТУ. Красноярск, 1999. С. 233.

33. Борсоев, В. А. Создание в Якутске Центра прогноза частот для обеспечения полетов воздушных судов гражданской авиации в высоких широтах / В. А. Борсоев, В. С. Новиков, В. Ф. Смирнов // Тезисы докладов всероссийской конференции по физике солнечно-земных связей/ИСЗФ. Иркутск, 2001. С 130.

34. Борсоев, В. А. Результаты испытаний навигационной аппаратуры и средств радиосвязи на трансполярных трассах / В. А. Борсоев, А. В. Гребенников, А. Г. Короткое, В. Б. Новиков, М. К. Чмых, А.В. Михайлов // Материалы Международной научно - практической конференции «САКС - 2001» / САА. Ч. 1. Красноярск, 2001. С. 9.

35. Борсоев, В. А. Разработка и испытание интегрированной спутниковой системы павигации, захода на посадку и наблюдение в зоне аэродрома / В. А. Борсоев, Л. А. Крючков, Е. Б. Горский // Материалы Международной научно-практической конференции «САКС-2001»/САА. Ч. 1. Красноярск, 2001. С. 10.

36. Мельчинов, В. П. Измерение модуля функции ослабления на полярных трассах / В. П. Мельчинов, В. А. Борсоев, В. Ф. Смирнов // Материалы Международной научно - практической конференции «САКС-2001» / САА. Ч. 1. Красноярск, 2001. С. 11.

37. Борсоев, В. А. Многофункциональный авиационный приемоиндикатор спутниковых навигационных систем «ГЛОНАСС - GPS» МРК - 18А / В. А. Борсоев, А. В. Гребенников, В. И. Кокорин, В. В. Югай // Материалы Международной научно-практической конференции «САКС - 2001» / САА. Ч. 1. Красноярск, 2001. С. 17-18.

38. Борсоев, В. А. Спутниковый приемоиндикатор системы «ГЛОНАСС - GPS» МРК - 22 /В. А. Борсоев, А. В. Гребешшков, В. И. Кокорин, В. В. Югай // Материалы Международной научно-практической конференции «САКС - 2001» / САА. Ч. 1. Красноярск, 2001. С. 17-18.

39. Акимов, А. А. Проблемы развития и коммерческого использования системы связи «Глобалстар» в авиации / А. А. Акимов, С. С. Аджемов, В. А. Борсоев, Н. С. Ямбуренко // Материалы Международной научно-практической конференции «САКС-2001»/САА. 4.1.Красноярск,2001. С. 25.

40. Борсоев, В. Л. Совершенствование одночастотных приемников «GPS» и «ГЛОНЛСС» для ионосферных поправок / В. А. Борсоев, В. Е. Зеленков, И. Д. Козин, Е. А. Мандровская, И. Н. Федулина, В. С. Хачикян // Материалы Международной научно-практической конференции «САКС-2001» / САА. 4.1 Красноярск, 2001. С.26 - 27.

41. Смирнов, В. Ф. К проблеме надежности связи.в высоких широтах / В. Ф. Смирнов, В. А. Борсоев // Материалы Международной научно-практической конференции «САКС - 2001» / САА. Ч. 1. Красноярск, 2001. С. 30 - 31.

42. Благовещенский, Д. В. Особенности трансполярных коротковолновых радиотрасс. Перспективы,развития / Д. В., Благовещенский,.В. А. Борсоев // Материалы Международной научно-практической конференции «САКС - 2001» / САА. Ч. 1. Красноярск, 2001. С. 34 - 35.

43. Борсоев, В. А. Прогноз МПЧ по модели «СИДИПИ - 1» для субавроральных линий / В. А. Борсоев, В. Ф. Смирнов, А. В. Михайлов, В. И. Денисова // Материалы Международной научно-практической конференции «САКС - 2001» / САА. Ч. 1. Красноярск, 2001. С. 36.

44. Борсоев, В. А. Алгоритмы обнаружения отклонений от номинальных режимов функционирования / В. А. Борсоев, И. К. Жаров, В. Ж. Кондратов, В. С. Новиков,

B. Н. Федоренко // Материалы IV Международной научно-технической конференции."АВИА-2002"/ НАУ. - Т. 2.- Киев, 2002. С. 151-153.

45. Борсоев, В. А. Методика обоснования точности средств контроля и ее реализация для АРЭО третьего и четвертого поколений / В. А. Борсоев, И. К. Жаров, В. Ж. Кондратов, В. С. Новиков, В. Н. Федоренко // Материалы международной научно — практической конференции «САКС-2002» / СибТАУ. Красноярск, 2002. СИЗ -115.

46. Борсоев, В. А. Теория и практика разработки нормативного обеспечения эксплуатации сложных систем / В. А. Борсоев, И. К. Жаров, В. Ж. Кондратов, В.

C. Новиков, Б. В. Михайлов // Материалы международной научно - практической конференции «САКС - 2002» / СибГАУ. Красноярск, 2002. С. 116 - 118.

47. Борсоев, В. А. Основы методики определения требуемой точности средств контроля технического состояния радиоэлектронного оборудования / В. А. Борсоев, И. К. Жаров, В. Ж. Кондратов, В. С. Новиков, В. Н. Федоренко, С. М. Максимов // Защита информации: Сборник научных трудов / НАУ. Выпуск 2 (9) Киев, 2002. С. 148-154.

48. Борсоев, В.А. Повышение качества идентификации сложных систем / В. А. Борсоев, В. Ж. Кондратов, В. С. Новиков, В. Н. Федоренко // Проблемы информатизации и управления: Сборник научных трудов / НАУ. Выпуск 6 Киев, 2002. С. 125 - 128.

49. Аверьянов, Ю. Н. Открытие и развитие системы кроссполярных воздушных трасс / Ю. Н. Аверьянов, В. А. Борсоев, Б. В. Михайлов // Материалы Международной научно-практической конференции «САКС-2001». Ч. IV. Избранные доклады / СибГАУ. Красноярск, 2002. С. 5 - 13.

50. Крючков, Л. А. Обеспечение посадочных операций в сложных метеоусловиях на малооборудованных аэродромах и спецплощадках временного базирования / Л. А. Крючков, Е. Б. Горский, И. X. Кирамов, В. А. Борсоев, В. С. Новиков // Материалы Международной научно-практической конференции «САКС-2001». Ч. IV. Избранные доклады / СибГАУ. Красноярск, 2002. С. 76 - 82.

51. Смирнов, В. Ф. К проблеме надежности связи в высоких широтах / В. Ф. Смирнов, В. А. Борсоев, В. С. Новиков, В. П. Мельчинов // Материалы Международной научно-практической конференции «САКС-2001». Ч. IV. Избранные доклады / СибГАУ. Красноярск, 2002. С. 47 - 56.

52. Борсоев, В. А. Повышение эффективности средств навигационного обеспечения полетов ВС и управление воздушным движением в высоких широтах / В. А. Борсоев // Тезисы докладов Международной научно-технической копференции, посвященной 80-летию ГА России / МГТУ ГА. М., 2003. С. 128 -129.

53. Борсоев, В. А. Результаты испытаний Российского сегмента спутниковых систем связи «Глобалстар» в системах GNS/ATM / В. А. Борсоев, Я. В. Баранов, Ю. П. Дегтярев, В. С. Новиков, А. В. Остапчук, Н. С. Ямбуренко // Тезисы докладов Международной научно- технической конференции, посвященной 80-летию ГА России / МГТУ ГА. М., 2003. С. 129 - 130..

54. Борсоев, В. А. Исследование влияния ионосферы на работу спутниковых навигационных систем «ГЛОНАСС» и «GPS» в полярных районах / В. А. Борсоев, В. М. Владимиров, А. И. Гребенников, М. Ю. Казанцев, А. М. Филиппов, В. С. Новиков, В. Ф. Смирнов // Тезисы докладов Международной научно-технической конференции, посвященной 80-летию ГА России / МГТУ ГА. М., 2003. С. 130-131.

55. Батуева, Е. В. Влияние рефракции на спутниковые системы связи навигации на субарктических тропосферных трассах: / Е. В. Батуева, В. А Борсоев, Д. Д. Дарижапов // Научный вестник Ml ТУГА. Серия «Радиофизика и радиотехника». № 62. М, 2003. С. 159-165.

56. Батуева, Е. В. Характеристики тропосферного сигнала на загоризонтных субарктических трассах / Е. В. Батуева, В. А Борсоев, Д. Д. Дарижапов // Научный вестник МГТУГА. Серия «Радиофизика и радиотехника». № 62. М., 2003. С. 166-172.

57. Борсоев, В. А. Многофункциональный адаптивный радиотехнический комплекс / В. А. Борсоев, М. Ж. Жаров, В. С. Новиков // Материалы V Международной научно-технической конференции «АВИА-2003» НАУ. Т. 2. Киев, 2003. С. 136-139.

58. Борсоев, В. А. Оценки потерь электромагнитного излучения в слое снежного покрова конечной толщины на идеально проводящей подстилающей поверхности / В. А. Борсоев, Т. В. Иванченко, В. С. Новиков, А.П. Сливинский // Современные проблемы радиоэлектроники: Сборник научных трудов / КГТУ. Красноярск, 2004. С. 448 - 450

59. Борсоев, В. А. Критерии эффективности систем контроля и управления при

подготовке к применению / В. А. Борсоев // Современные проблемы радиоэлектроники: Сборник научных трудов / КГТУ. Красноярск, 2004. С. 467 -469

60. Борсоев, В. А. Критерии эффективности систем контроля и управления при оперативном использовании подвижных объектов / В. А. Борсоев // Современные проблемы радиоэлектроники: Сборник научных трудов / КГТУ. Красноярск, 2004. С.469-471

61. Борсоев, В. Л. Критерии. эффективности систем контроля и управления подвижпыми объектами / В. А. Борсоев, И. К. Жаров, В. С. Новиков // Электроника и системы управления: Сборник научных трудов. Подраздел навигация и УВД / НАУ, Киев, 2004. С. 97-100

62. Борсоев, В. А. Адаптивный автоматизированный комплекс средств навигационного обеспечения полетов и управления воздушными судами в высоких широтах / В. А. Борсоев, И. К. Жаров, В. С. Новиков // Электроника и системы управления: Сборник научных трудов. Подраздел навигация и УВД / НАУ, Киев, 2004. С. 100 - 107

63. Борсоев, В. А. Исследование влияния ионосферы на работу систем ГЛОНАСС и GPS в полярных районах / В. А. Борсоев, В. М Владимиров, А. В. Гребенников, М. 10. Казанцев, А. В. Филиппов // Научный вестник МГТУГА. Серия «Радиофизика и радиотехника». № 79. М., 2004. С. 156 — 162

64. Батуева, Е. В. Оценка рабочих зон средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС УКВ диапазона волн в высоких широтах / Е. В. Батуева, В. А. Борсоев, Д. Д. Дарижапов // Научный вестник МГТУ ГА. Серия «Радиофизика и радиотехника». № 79. М., 2004. С 163 -170

65. Борсоев, В. А. Режимы функционирования и эффективность систем контроля и управления подвижпыми объектами / В. А. Борсоев // Научный вестник МГТУ ГА. Серия «Эксплуатация воздушного транспорта и ремонт авиационной техники. Безопасность полетов». № 74(8). М., 2004. С 184 - 189

Печать офсетная 1.63 усл. деч. л.

Формат 60 84/16

рмат 60 84/16

1,75 уч. изд. л. Тираж 100 экз,

Московский государственный технический университет гражданской авиации 125993, г. Москва, А-493, ГСП-3, Кронштадтский бульвар, д. 20. Редакционно - издательский отдел 125493, Москва, ул. Пулковская, д. 6а

^ 17 1 0 б

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ СРЕДСТВ НАВИГАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЛЕТОВ И УПРАВЛЕНИЯ ВС В ВЫСОКИХ ШИРОТАХ. ОБОСНОВАНИЕ КРИТЕРИЯ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА РАБОТЫ КОМПЛЕКСА ЭТИХ СРЕДСТВ.

1.1. Анализ средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах.

1.1.1. Анализ средств навигации и посадки, обеспечивающих полеты ВС в высоких широтах.

1.1.2. Анализ средств связи, обеспечивающих навигацию, посадку, наблюдение и управление ВС в высоких широтах.

1.1.3. Анализ средств наблюдения и управления ВС, обеспечивающих полеты в высоких широтах.

1.2. Анализ факторов, влияющих на качество работы средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах.

1.2.1. Анализ влияния подстилающей поверхности Земли и ионосферы на качество навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах.

1.2.2. Анализ влияния полярной тропосферы на качество навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах.

1.3. Обоснование критерия оценки качества работы комплекса средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах.

1.4. Постановка задачи исследования.

2. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПОСТРОЕНИЯ КОМПЛЕКСА СРЕДСТВ

НАВИГАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЛЕТОВ И УПРАВЛЕНИЯ ВС В

ВЫСОКИХ ШИРОТАХ.

2.1. Разработка методов построения комплекса средств навигации и посадки ВС, эксплуатирующихся в высоких широтах.

2.1.1. Оценка рабочей зоны бортовых автоматических радиокомпасов КМВ и ГКМВ - диапазонов волн в высоких широтах.

2.1.2. Оценка рабочей зоны бортовых автоматических радиокомпасов УКВ -диапазона волн в высоких широтах.

2.1.3. Повышение качества работы бортовых автоматических радиокомпасов, эксплуатирующихся в высоких широтах.

2.1.4. Оценка рабочих зон спутниковых навигационных систем «ГЛОНАСС»,

GPS» и методы построения интегрированных ПИ с АРК

2.2. Разработка методов построения воздушной связи, обеспечивающих работу средств наблюдения и управления ВС в высоких широтах.

2.2.1. Оценка рабочей зоны средств воздушной связи ДКМВ, УКВ, КМ В и ГКМВ - диапазонов волн в высоких широтах.

2.2.2. Повышение качества работы средств воздушной связи ДКМВ, УКВ,

КМВ и ГКМВ - диапазонов волн в высоких широтах.

2.3. Повышение качества работы средств наблюдения и управления ВС в высоких широтах.

2.4. Разработка принципов создания комплекса средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах.

2.5. Обоснование критерия оценки качества работы комплекса при подготовке к работе.

ВЫВОДЫ.

3. ОБОСНОВАНИЕ СТРУКТУРЫ КОМПЛЕКСА СРЕДСТВ НАВИГАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЛЕТОВ И УПРАВЛЕНИЯ ВС ДЛЯ ВЫСОКИХ ШИРОТ.

3.1. Обоснование методов повышения качества работы средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах.

3.2. Обоснование структуры комплекса средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС для высоких широт.

3.2.1 Бортовое оборудования комплекса средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС для высоких широт.

3.2.2 Наземное оборудование комплекса средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС в высоких широтах.

3.2.3 Технические возможности комплекса средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС, эксплуатирующихся в условиях неоднородностей высоких широт.

3.3. Обоснование критерия оценки качества работы комплекса при выполнении оперативных задач.

ВЫВОДЫ.

4. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ НАЗЕМНЫХ И ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЙ. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТОВ ПРИ ПОЛЕТАХ ВС В ВЫСОКИХ ШИРОТАХ.

4.1. Основные принципы организации и проведения наземных и летных испытаний в высоких широтах.

4.2. Экспериментальная оценка влияния подстилающей поверхности Земли на средства навигационного обеспечения полетов и управления ВС КМВ и

ГКМВ - диапазонов волн в высоких широтах.

4.2.1 Оценка влияния подстилающей поверхности тундры на зону действия средств навигации, посадки и связи ВС КМВ и ГКМВ - диапазонов волн.

4.2.2. Оценка рабочих зон средств связи и АРК КМВ и ГКМВ - диапазонов волн над тундрой и акваторией Северного Ледовитого океана.

4.3. Экспериментальная оценка зоны действия средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС ДКМВ - диапазона волн.

4.3.1. Оценка зоны действия средств связи ДКМВ - диапазона волн для субполярных радиолиний.

4.3.2. Оценка зоны действия средств связи ДКМВ - диапазона волн в субполярной зоне и средних широтах.

4.3.3. Оценка зоны действия средств связи ДКМВ - диапазона волн над Северным Ледовитым океаном, включая Северный полюс.

4.3.4. Оценка влияния ионосферы на спутниковые ПИ «ГЛОНАСС - GPS» в полярных районах.

4.4. Экспериментальная оценка влияния тропосферы на зону действия средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС УКВ -диапазона волн в высоких широтах.

4.4.1. Оценка влияния рефракции УКВ - радиоволн на зону действия средств навигации и связи на субарктических тропосферных трассах.

4.4.2. Оценка влияния тропосферного сигнала УКВ - диапазона волн на зону действия средств навигации и связи на субарктических трассах.

4.5. Экспериментальная проверка методов разделения многолучевого сигнала средств навигации в КМВ, ГКМВ, ДКМВ и УКВ - диапазонах волн.

4.6. Результаты наземных и летных испытаний средств навигации, связи, наблюдения и управления ВС в высоких широтах.

4.6.1. Результаты наземных и летных испытаний средств навигации и посадки.

4.6.2. Результаты наземных и летных экспериментов средств связи, обеспечивающих навигационное обеспечение полетов и управление ВС.

4.6.3 Результаты наземных и летных испытаний средств наблюдения и управления ВС в высоких широтах.

4.6.4 Результаты экспериментов по обоснованию принципов построения комплекса средств навигации, посадки, наблюдения и управления ВС в высоких широтах.

4.7. Процессы эволюции состояний комплекса средств навигации, посадки, связи наблюдения и управления ВС и методы их идентификации.

ВЫВОДЫ.

5. АППАРАТУРНОЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДОВ.

5.1.Средства навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах.

5.1.1. Бортовые автоматические радиокомпасы с цифровой обработкой сигналов.

5.1.2. Многофункциональный интегрированный спутниковый навигационный приемоиндикатор МРК-18АМ.

5.1.3. Многофункциональный интегрированный спутниковый навигационный приемоиндикатор МРК-22М.

5.1.4. Адаптивная ДКМВ - радиосвязь и аппаратура центра расчета прогноза рабочих частот.

5.1.5. Средства наблюдения и управления ВС, обеспечивающие полеты в высоких широтах.

5.2. Технологии навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах с использованием предложенных методов.

ВЫВОДЫ.

Средства навигационного обеспечения полетов и управления воздушными судами (ВС), находящиеся в настоящее время на эксплуатации в гражданской авиации в высоких широтах, не в полной мере обеспечивают требуемое качество работы при воздействии на них специфических для этих широт неоднородностей ионосферы, тропосферы и подстилающих слоев поверхности Земли.

Появление отказов средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС при воздействии на эти устройства различного вида неоднородностей снижают безопасность полетов. В частности, ухудшение точностных характеристик навигационных систем, потеря контроля местонахождения и управления ВС может явиться причиной авиационных происшествий при сближении воздушных судов на трассах полетов и при выполнении ВС захода на посадку в сложных метеоусловиях на аэродромы, расположенные на островах или льдинах Северного Ледовитого океана, при отсутствии радиолокационного контроля (РЛК).

Отсутствие непрерывного радиолокационного наблюдения за движением ВС, выполняющих полеты на высокоширотных трассах над акваториями океанов и морей, труднодоступными горными районами, островами, ставит перед мировым сообществом задачу создания в этих районах новых средств навигационного обеспечения полетов и управления воздушными судами, которые должны обеспечивать требуемый уровень безопасности полетов ВС.

Создание современных адаптивных бортовых и наземных систем комплекса средств навигации, посадки, воздушной связи, наблюдения и управления ВС, направленных на повышение качества средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах, является актуальной задачей обеспечения безопасности и регулярности полетов ВС в этих регионах.

Данное обстоятельство особенно актуально в связи с продолжением освоения природных ресурсов Северного Ледовитого океана мировым сообществом, проведением ледовой разведки Северного морского пути, открытием высокоширотных полярных станций и освоением международных кроссполярных трасс, часть которых пролегает вне зоны радиолокационного контроля в районе Северного полюса и горными, труднодоступными районами Сибири.

Решение Правительства России об открытии этих воздушных трасс и освоении природных ресурсов Северного морского бассейна поставило серьезные проблемы по навигационному обеспечению полетов и управлению ВС в высоких широтах. Решение этой проблемы невозможно без научно-исследовательских работ (НИР), направленных на изучение физической структуры полярной ионосферы, тропосферы, подстилающей поверхности тундры, льдов Северного Ледовитого океана с целью разработки и создания новых систем навигационного обеспечения полетов и управления ВС на открываемых трассах.

Основные научно-исследовательские и экспериментальные работы по заказам Министерства обороны (МО) и Министерства транспорта (МТ) России, с участием автора диссертации, выполнялись с 1986 г. в акватории Северного Ледовитого и Тихого океанов научно-исследовательским институтом дальней радиосвязи (НИИДАР), Николаевским филиалом НИИДАР, Государственным научно-исследовательским институтом (ГосНИИ) «Аэронавигация» и Актюбинским высшим летным училищем гражданской авиации. Полученные результаты геофизического состояния полярной ионосферы, тропосферы, подстилающей поверхности Земли, льдов Северного морского бассейна использовались в интересах войск ПВО, ВВС Министерства обороны РФ и Федеральной авиационной службы (ФАС) для решения задач специального назначения. Результаты работ нашли отражение в научных отчетах и трудах [71 - 95; 108 - 109; 111 - 112; 114 - 115; 123; 198 - 230].

Проведенные расчеты [114] показали, что кратчайшие по протяженности трассы, соединяющие Северную Америку с Юго-Восточной Азией через Северный Ледовитый океан, Восточную Сибирь и Дальневосточное побережье России, не имеют соответствующих средств обеспечения безопасности полетов ВС. Анализ находящихся в эксплуатации бортовых и наземных средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС показал, что эти системы не в полной мере соответствуют требованиям, предъявляемым к аппаратуре для выполнения международных полетов. Особенно остро встал вопрос о выполнении полетов над Северным Ледовитым и Тихим океанами, просторами тундры и горными, труднодоступными прибрежными районами Красноярского края, Якутии, Чукотки и Камчатки, где отсутствует сплошной РЛК. Об этом свидетельствуют авария самолета Ан-12 на острове Среднем [155].

Для решения этой сложной проблемы, с участием автора диссертации, были выполнены НИР и опытно-конструкторские работы (ОКР), направленные на исследования высокоширотной ионосферы, подстилающей поверхности тундры, льдов Северного Ледовитого океана, тропосферы. Кроме этого, были исследованы возможности использования спутниковых систем связи (ССС) и навигации в высоких широтах в интересах решения задач наблюдения, посадки и управления ВС [108-109; 112; 114; 115; 118; 119; 123; 193 - 197].

К этим работам были привлечены научно-исследовательские институты РАН, МО, МТ, в том числе, Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн РАН (г. Москва), Институт прикладной геофизики (г. Москва), Институт ионосферы (г. Алма-Ата), ЛИИ имени M. М, Громова (г. Жуковский), ГосНИИ «Аэронавигация» (г. Москва). Отдел физических проблем Бурятского научного центра СО РАН (г. Улан-Удэ), Национальный авиационный университет (г. Киев), Институт космофизических исследований и аэрономии (г. Якутск), Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева (г. Красноярск), ФГУП НЛП «Радиосвязь» (г. Красноярск), Красноярский государственный технический университет (г. Красноярск), а также зарубежные научно-исследовательские институты из Канады и США.

Проведенный диссертантом анализ литературных источников показал, что проблемой повышения качества работы средств навигационного обеспечения полетами и управления ВС в России и за рубежом с 30-х г. занимались как отдельные авторы, так и целые научные коллективы и организации. Наиболее важные результаты принадлежат таким ученым, как Я. Л. Альперт, В. А. Алебастров, Э. Л. Афраймович, Ю. Б. Башкуев, Д. В. Благовещенский, В. Я. Бондаренко, В. М. Владимиров, А. В. Гребенников, Д. П. Дарижапов, М. П., Демидов Ю. М., Долуханов, Г. А. Жеребцов, А. И. Логвин, В. П. Мельчинов, А. В. Михайлов, В. И. Мокшанов, В. И. Кокорин, А. И. Козлов, В. Я. Кушельман, И. Д. Козин, В. С. Новиков, П. В. Олянюк, Г. М. Рагзин, В. Д. Рубцов, В. А. Сапчук, В. Ф. Смирнов, В. В. Югай, Э. И. Шустов, В. С. Якупов и др.

Исходя из существующей проблемы, в диссертационной работе содержится решение важной народнохозяйственной задачи по разработке и обоснованию методов и средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах.

Целью диссертационной работы является разработка методов и средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах, эксплуатирующихся в условиях влияния на качество их функционирования неоднородностей ионосферы, тропосферы и подстилающей поверхности Земли при отсутствии радиолокационного контроля.

Поставленная цель достигается путем решения следующих основных задач.

1. Анализа средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС и обоснования критерия оценки качества работы комплекса этих средств в высоких широтах.

2. Разработки методов построения комплекса средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах при работе этих средств в условиях неоднородностей ионосферы, тропосферы и подстилающей поверхности Земли.

3. Обоснования структуры комплекса средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС для высоких широт.

4. Разработки методики наземных и летных испытаний средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС в высокоширотных, океанических, труднодоступных районах и проведения экспериментов на ВС.

5. Внедрения разработанных методов в технические средства навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС, эксплуатирующихся в высоких широтах.

6. Обоснования и внедрения технологии использования разработанных методов в средства навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах.

Методы исследования. В работе использованы методы математической статистики, теории статистических решений, теории вероятностей, аналитические методы синтеза и анализа систем ВС, методы летных и наземных экспериментов.

Научная новизна работы состоит в том, что впервые:

1. Решена научная проблема обоснования принципов построения комплексной системы средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС, выполняющих полеты в высоких широтах при отсутствии радиолокационного контроля, в условиях влияния на эти средства неоднородностей ионосферы, тропосферы и подстилающей поверхности Земли.

2. Исследованы факторы ухудшения качества работы средств навигации, связи, наблюдения и управления ВС в высоких широтах с 1987 по 2003 г.г., включая периоды 11-летней солнечной активности, и определены основные причины, порождающие эти отказы.

3. Исследованы характеристики основных видов неоднородностей ионосферы, тропосферы и подстилающей поверхности Земли, влияющие на рабочую зону средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС в высоких широтах.

4. Разработаны методы повышения качества работы средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС в высоких широтах при интенсивном поглощении сигналов, появлении многолучевости на антенных входах этих устройств и изменении направления распространения радиоволн при их переотражении от искривленных поверхностей неоднородностей ионосферы, тропосферы, подстилающей поверхности Земли.

5. По результатам научно-экспериментальных работ, проведенных в высоких широтах, разработаны следующие методы: повышения точности определения координат ВС автоматическими радиокомпасами КМВ, ГКМВ и УКВ - диапазонов волн при многолучевом приеме и использования этих координат для проверки точности работы ПИ при временной потере сигналов со спутников; оперативной коррекции автоматическими радиокомпасами координат приводных радиостанций на электронных картах ПИ ВС при смещении льдов Северного Ледовитого океана относительно земной поверхности; прогноза оптимальных (ОРЧ), максимальных (МПЧ) и наименьших (НПЧ) рабочих частот в ДКМВ - диапазоне волн для обеспечения адаптивной радиосвязи ВС, выполняющих полеты в высоких широтах; построения бортовых интегрированных многофункциональных ПИ системы «ГЛОНАСС - GPS» с отечественной базой данных, включающих угломерные ПИ, АРК, системы спутниковой, ДКМВ, КМВ, ГКМВ, УКВ -цифровой связи; оперативного определения АРК УКВ - диапазона волн и угломерными ПИ азимута, дальности, угла сноса, крена, тангажа и времени полета до источника излучения аварийного маяка ВС, терпящего бедствие, при нахождении аналогичных средств со средствами цифровой связи на ВС, летящих на параллельных курсах; построения системы цифровой радиосвязи для океанических центров УВД, обеспечивающих непрерывное наблюдение и управление ВС, выполняющих полеты в высоких широтах, включая Северный полюс; передачи дифференциальных поправок на ВС, выполняющих полеты в высоких широтах за пределами зоны действия спутниковых систем связи; фильтрации волн, переотраженных от различных неоднородностей ионосферы, тропосферы и подстилающей поверхности Земли в бортовых КМВ, ГКМВ и УКВ - автоматических радиокомпасах при многолучевом приеме.

На защиту выносятся следующие основные результаты диссертационной работы:

1. Решение научной проблемы обоснования принципов создания комплексной системы средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС, выполняющими полеты в высоких широтах при отсутствии радиолокационного контроля, в условиях влияния на эти средства неоднородностей ионосферы, тропосферы и подстилающей поверхности Земли.

2. Анализ средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах и обоснование критерия оценки качества работы комплекса этих средств.

3. Разработка методов построения комплекса средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах.

4. Оценка рабочей зоны средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС в условиях влияния на сигналы неоднородностей полярной ионосферы, тропосферы и подстилающей поверхности Земли.

6. Обоснование структуры комплекса средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС для высоких широт.

7. Разработка методики наземных и летных испытаний средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС в высоких широтах и проведение экспериментов на ВС.

8. Аппаратурное и технологическое обеспечение разработанных методов.

Практическая значимость работы состоит в том, что полученные результаты позволили:

1. Разработать методику создания адаптивного автоматизированного комплекса средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС, позволяющую в условиях воздействия на радиосигналы неоднородностей различного вида осуществлять навигационное обеспечение полетов ВС в высокоширотных, океанических, горных, труднодоступных районах.

2. Разработать методы оценки зоны действия средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС в высоких широтах при планировании маршрутов полетов ВС, в зависимости от времени суток, года, активности Солнца и интенсивности влияния неоднородностей подстилающей поверхности Земли, ионосферы и тропосферы.

3. Разработать методы коррекции на электронных картах базы навигационных данных дрейфующих аэродромов, расположенных на льдинах Северного Ледовитого океана.

4. Разработать методы повышения качества работы средств навигационного обеспечения полетов ВС в высоких широтах при эксплуатации в условиях влияния неоднородностей ионосферы, тропосферы и подстилающей поверхности Земли.

5. Разработать предложения по созданию новых и модернизации старых средств навигационного обеспечения полетов ВС, находящихся на эксплуатации в высоких широтах.

6. Разработать проект центра прогноза рабочих частот в ДКМВ - диапазоне волн и штормового предупреждения в ионосфере для экипажей ВС и диспетчеров центров УВД, обеспечивающих полеты в высоких широтах.

7. Совместно с Институтом прикладной геофизики (Москва), Институтом космофизических исследований и аэрономии (Якутск) и Отделом физических проблем Бурятского научного центра СО РАН (Улан-Удэ) разработать программное обеспечение выбора рабочих частот в средствах навигационного обеспечения полетов и управления ВС.

Работы проводились во исполнение:

- Федеральной программы модернизации единой системы организации воздушного движения (ОВД) РФ, на период до 2005 г., см. разд. «Исследования и разработки», (п. 7): «Исследование принципов организации и функционирования перспективных адаптивных автоматизированных комплексов и систем связи и наблюдения ГКМВ, ДКМВ, МВ и спутниковых диапазонов частот для различных зон воздушного пространства России, в том числе в высокоширотных и труднодоступных районах с учетом конверсионных программ», утвержденной постановлением Правительства РФ № 368 от 20.04.95 [182];

- распоряжения Правительства РФ № 358-р от 18.03.98 «О техническом оснащении кроссполярных трасс» [183];

- концепции модернизации и развития единой системы организации воздушного движения РФ, утвержденной постановлением Правительства РФ № 114 от 22.02.2000 [184];

- распоряжения Министерства транспорта РФ № НА-21-р от 04.02.03 «О введении в действие рекомендаций по подготовке воздушных судов и эксплуатантов гражданской авиации России к полетам в системе точной зональной навигации Р-КЫАУ в Европейском регионе по требованиям 1ШР-1» [186];

- концепции ИКАО по внедрению глобального аэронавигационного плана, применительно к системам ОКЭ/АТМ [187].

Внедрение результатов работы. Основные результаты диссертационной работы внедрены в научно-технические разработки Московского конструкторского бюро «Компас», ОАО НПК НИИДАР (Москва), ФГУП НЛП «Радиосвязь» (Красноярск), что подтверждено соответствующими актами.

Результаты исследований использованы в отчетах о научно-исследовательских работах, проведенных диссертантом с 1990 г. по настоящее время по заказам Государственного научно-исследовательского института «Аэронавигация» РФ, Научно-исследовательского института дальней радиосвязи МО России, Научно-исследовательского института приборов и автоматики МО России, и в учебном процессе. Полученные результаты исследований включены в курс лекций «Радиотехнические средства воздушных судов», читаемых диссертантом в Сибирском государственном аэрокосмическом университете имени академика М. Ф. Решетнева, что также подтверждается соответствующим актом о внедрении.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на Всесоюзной научно-технической конференции «Проблемы совершенствования радиоэлектронных комплексов и систем обеспечения полетов» (Киев, 1989); XV межведомственном семинаре «Распространение километровых и более длинных радиоволн» (Алма-Ата, 1989); XVII межведомственном семинаре «Распространение километровых и более длинных радиоволн» (Томск, 1991); научно-технической конференции КМУ ГА по проблемам авиационного транспорта (Киев, 1994, 1995); Международной научно-технической конференции «Современные научно-технические проблемы ГА» (Москва, 1996); Международной научно-технической конференции «Проблемы совершенствования систем аэронавигационного обслуживания и управления подвижными объектами» (Киев, 1996); Международной научно-технической конференции «Спутниковые системы связи и навигации» (Красноярск, 1997); Международной научно-технической конференции «Проблемы развития систем аэронавигационного обслуживания и ав ионик и ВС» (Киев, 1998); Международном семинаре «Состояние и направления развития перспективной концепции СЫ8/АТМ ИКАО в России и других странах» (Москва, 1999); совещании-семинаре штурманов РФ «Пути совершенствования аэронавигационного обеспечения полетов в гражданской авиации» (Санкт-Петербург, 1999); совещании Российско-американской координационной группы по управлению воздушным движением (Анкоридж, США, 2000); Втором международном симпозиуме по аэронавигации «Результаты полета ВС Ил-76 по маршруту Красноярск - Черчилл (Канада) - Красноярск по трассе РОЬАЯ-2» (Москва, 2000); Международной научно-технической конференции авиакосмического салона «АВИА-2000» (Киев, 2000); совещании ФСВТ России «Аэронавигация и аэронавигационное обеспечение полетов в ГА» (Москва, 2000); совещании Российско-американской координационной группы по управлению воздушным движением (Лос-Анджелес, 2001); Всероссийской конференции по физике солнечно-земных связей (Иркутск, 2001); совещании Российско-американской координационной группы по управлению воздушным движением (Москва, 2001); Международных научно-практических конференциях Сибирского авиационно-космического салона «САКС-2001» и «САКС-2002» (Красноярск, 2001, 2002); Международной научно-практической конференции, посвященной 80-летию ГА РФ (Москва, 2003), Пятой международной научно-практической конференции «АВИА-2003» (Киев, 2003), Всероссийской научно-практической конференции, посвященной Дню радио (Красноярск, 2004).

Публикации. Основные результаты работы изложены в 65 печатных трудах, из них 5 - в центральных изданиях по списку ВАК и 3 авторских свидетельства.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, библиографического списка и двух приложений. Общий объем работы составляет 299 страниц, из них 270 страниц основного текста, включая 86 рисунков, 20 таблиц, список литературы из 230 наименований на 19 страницах, два приложения на 10 страницах.

268 ВЫВОДЫ

1. Разработано аппаратурное и технологическое обеспечение предложенных в диссертации методов повышения качества работы средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах, в том числе:

- бортовых автоматических радиокомпасов КМВ и ГКМВ - диапазонов волн;

- бортовых автоматических радиокомпасов широкого диапазона волн;

- бортовых многофункциональных интегрированных ПИ «ГЛОНАСС - GPS», включающих угломерные ПИ;

- адаптивных автоматизированных бортовых и наземных радиостанций КМВ, ГКМВ, ДКМВ и УКВ - диапазонов волн, включая спутниковые системы связи;

- аппаратуру прогноза рабочих частот ДКМВ - диапазона волн и предупреждения экипажей ВС, выполняющих полеты в высоких широтах, о начале бури в ионосфере и магнитосфере;

- панорамного устройства для анализа спектров сигналов при прогнозе рабочих частот в КМВ, ГКМВ, ДКМВ и УКВ - диапазонах волн.

2. На основе применения предложенных методов разработана технология навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах.

3. Одновременное использование в комплексе для навигации и посадки АРК, ПИ со станциями дифференциальных поправок, линий адаптивной цифровой передачи информации, высокоточных электронных карт, автоматического зависимого наблюдения и управления ВС с РЦ УВД повышает качество навигационного обеспечения полетов при воздействии на эти средства различного вида неоднородностей.

4. Образец интегрированного ПИ МРК-18АМ в апреле 2001 г. демонстрировался в Лос - Анджелесе (США) на заседании Российско-американской координационной группы по УВД. Он был удостоен диплома и большой Золотой медали на Сибирской ярмарке (Новосибирск) в сентябре 2002 г.

5. Образец МРК-18А в ноябре 1998 г. прошел испытания на самолете Ил-76ТД (б/н 76464) при выполнении тестового полета Красноярск - Хатанга — Северный полюс - Черчилл (Канада) и обратно, а также в апреле 2002 г. по трассе Хатанга - остров Средний - Ледовая база (86° с. ш. и 145 в. д.) на самолете Ан — 26 и на Северном полюсе на вертолете Ми-8.

6. Технические решения по построению автоматических радиокомпасов и панорамного устройства защищены тремя авторскими свидетельствами.

269

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе содержится решение важной народнохозяйственной задачи по разработке и обоснованию методов и средств навигационного обеспечения полетов и управления воздушными судами в высоких широтах. Актуальность проблемы заключается в том, что в высоких широтах при влиянии на средства навигационного обеспечения полетов и управления ВС различных неоднородностей ионосферы, тропосферы и подстилающей поверхности Земли качество их работы снижается, что негативно влияет на безопасность полетов.

Значимость этой проблемы возрастает в связи с освоением природных ресурсов Северного Ледовитого океана, проведением ледовой разведки Северного морского пути, открытием высокоширотных полярных станций и освоением международных кроссполярных, трансвосточных трасс, часть которых пролегает вне зоны радиолокационного контроля в районе Северного полюса и горных труднодоступных регионах Сибири.

При решении поставленной задачи в работе:

1. Проведен анализ средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах, определены пути повышения качества работы этих средств. С указанной целью произведен анализ средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС и анализ влияния полярной ионосферы, тропосферы и подстилающей поверхности Земли на качество работы этих средств, обоснован критерий оценки качества работы комплекса средств навигационного обеспечения полетов ВС, эксплуатирующихся в высоких широтах.

2. Разработаны методы построения комплекса средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах, в том числе: проведена оценка рабочих зон средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС в КМВ, ГКМВ и УКВ - диапазонах волн, разработаны методы повышения качества работы бортовых автоматических радиокомпасов КМВ, ГКМВ - диапазонов и автоматических радиокомпасов УКВ - диапазона; получены аналитические выражения для расчета доплеровских смещений частот прямых и переотраженных волн на входе радиокомпасов при полетах ВС;

- показана возможность разделения прямых (поверхностных) и переотраженных (пространственных) радиоволн, разработана методика их фильтрации в реальном масштабе времени;

- разработаны методы повышения качества работы спутниковых ПИ, для целей навигации и посадки предложены угломерные спутниковые ПИ;

- разработаны методы повышения качества работы средств связи, навигации, посадки, наблюдения и управления ВС в ДКМВ, УКВ, ГКМВ и УКВ -диапазонах волн;

- разработаны методы повышения качества работы средств наблюдения и управления ВС в высоких широтах;

- обоснован критерий оценки качества работы комплекса при подготовке к работе.

3. Дано обоснование структуры построения комплекса средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС, эксплуатирующихся в высоких широтах, в том числе бортового и наземного оборудования комплекса. Показаны технические возможности этого комплекса при эксплуатации в условиях неоднородностей высоких широт и обоснован критерий оценки качества работы комплекса при выполнении оперативной задачи.

4. Выполнены экспериментальные исследования для обоснования методов построения комплекса средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС, эксплуатирующихся в высоких широтах, в том числе проведены:

- оценка влияния подстилающей поверхности тундры на зону действия и качество работы средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС в КМВ и ГКМВ - диапазонах волн;

- оценка влияния подстилающей поверхности Северного Ледовитого океана на зону действия и качество работы средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС в КМВ и ГКМВ - диапазонах волн;

- оценка влияния ионосферы на зону действия и качество работы средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС в ДКМВ - диапазоне волн для субполярных радиолиний;

- оценка влияния ионосферы на зону действия и качество работы средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС в ДКМВ - диапазоне волн при расположении ВС и РЦ УВД в субполярной зоне и средних широтах;

- оценка влияния ионосферы на зону действия и качество работы средств навигации, посадки, связи и управления ВС, выполняющих полеты над Северным Ледовитым океаном, включая Северный полюс;

- оценка влияния ионосферы на зону действия и качество работы спутниковых навигационных ПИ «ГЛОНАСС - GPS» в полярных районах;

- оценка влияния рефракции УКВ - радиоволн на зону действия и качество работы средств навигации, связи, наблюдения и управления ВС на субарктических тропосферных трассах;

- оценка влияния тропосферного сигнала УКВ - радиоволн на зону действия и качество работы средств навигации, связи, наблюдения и управления ВС на субарктических трассах;

- экспериментальная проверка методов разделения многолучевого сигнала средств навигации в КМВ, ГКМВ, ДКМВ и УКВ - диапазонах волн;

- наземные и летные испытания предложенного комплекса средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС над тундрой, акваторией Северного Ледовитого океана, включая Северный полюс, территорию Канады, США.

По результатам проведенных экспериментальных работ дано обоснование построения комплекса средств навигации, посадки, связи, наблюдения и управления ВС.

Ценность представленных в диссертации исследований состоит в большом объеме экспериментальных данных, полученных в результате уникальных летных и наземных экспериментов в реальных условиях полетов в высоких широтах. Эти данные получены в течение длительного времени, включая 11 - летний период солнечной активности.

5. Разработано аппаратурное и технологическое обеспечение предложенных методов повышения качества работы средств навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах, в том числе:

- бортовых автоматических радиокомпасов КМВ и ГКМВ - диапазонов волн;

- бортовых автоматических радиокомпасов широкого диапазона волн;

- бортовых многофункциональных интегрированных ПИ «ГЛОНАСС -GPS», включающих угломерные ПИ;

- адаптивных автоматизированных бортовых и наземных радиостанций КМВ, ГКМВ, ДКМВ и УКВ диапазонов волн, включая спутниковые системы связи;

- аппаратуры прогноза рабочих частот ДКМВ - диапазона волн и предупреждения экипажей ВС, выполняющих полеты в высоких широтах о начале бури в ионосфере и магнитосфере;

- панорамного устройства для анализа спектров сигналов при прогнозе рабочих частот в КМВ, ГКМВ, ДКМВ и УКВ - диапазонах волн;

С использованием предложенных методов разработаны основы технологии навигационного обеспечения полетов и управления ВС в высоких широтах.

Технические решения по построению автоматических радиокомпасов и панорамного устройства защищены тремя авторскими свидетельствами.

Образец многофункционального интегрированного ПИ МРК-18АМ в апреле 2001 г. демонстрировался г. Лос - Анджелесе (штат Калифорния, США) на заседании Российско-американской координационной группы по управлению воздушным движением. Он был удостоен диплома и большой Золотой медали на Сибирской ярмарке (г. Новосибирск) в сентябре 2002 г.

Образец МРК-18А в ноябре 1998 г. прошел испытания на самолете Ил-76 ТД (б/н 76464) при выполнении тестового полета Красноярск - Хатанга - Северный полюс - Черчилл (Канада) и обратно, а также в апреле 2002 г. по трассе Хатанга -остров Средний - Ледовая база (86° с. ш. и 145 в. д. ) на самолете Ан - 26 и на Северном полюсе на вертолете Ми-8.

Образцы МРК-18АМ, МРК-22М с интегрированными адаптивными автоматизированными системами связи, включая спутниковые системы связи «Глобалстар», прошли испытания в Красноярском крае на вертолетах Ми-8Т.

273

1.Воробьев В. Г., Константинов В. Д. Надежность и эффективность авиационного оборудования: Учебник для вузов. - Воробьев В. Г М.: Транспорт, 1995.-248 с.

2. Новиков В. С. Техническая эксплуатация авиационного радиоэлектронного оборудования: Учебник для вузов. М.: Транспорт. 1987 .-261 с.

3. Эксплуатация радиотехнических комплексов. Под ред. А.И. Александрова. М., «Сов. радио», 1976, 280 с.

4. Кудрицкий В. Д., Синица М. А., Чинаев П. И. Автоматизация контроля радиоэлектронной аппаратуры. Под ред. П.И. Чинаева. М., «Сов. радио», 1997, 256 с.

5. Беляевский Л. С., Новиков В. С., Олянюк П. В. Основы радионавигации. -М.: Транспорт, 1982. 288 с.

6. Верещака А. И., Олянюк П. В. Авиационное радиооборудование: Учебник для вузов. -М.: Транспорт, 1996. 344 с.

7. Авиационные приборы и измерительные системы: Учебник для вузов гражданской авиации. / Под редакцией В. Г. Воробьева. М.: Транспорт, 1981. -391 с.

8. Радионавигационные системы летательных аппаратов: Учебник для вузов гражданской авиации / П. С. Давыдов, В. В. Криницын, И. Н. Хресин, Г. В. Кащеев, В. С. Уваров: Под ред. П. С. Давыдова. -М.: Транспорт, 1980. -448 с.

9. Кинкулькин И. Е., Рубцов В. Д., Фабрик М. А. Фазовый метод определения координат. М.: Советское радио, 1979.- 280 с.

10. Харисов В. Н., Перов А. И., Болдин В. А. Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС М.: ИПРЖР, 1998.

11. Олянюк Р. В., Астафьев Г. П., Грачев В. В. Радионавигационные устройства и системы гражданской авиации.- М.: Транспорт, 1983. 320 с.

12. Альперт Я. Л., Гинсбург В. Л., Фейнберг Е. Л. Распространение радиоволн. -М.: Гостехиздат, 1953. 883 с.

13. Альперт Я. Л. Распространение электромагнитных волн и ионосфера. М.: Наука, 1972. - 563 с.

14. Гинсбург В. Л. Распространение электромагнитных волн в плазме. — М.: Наука, 1967. 683 с.

15. Девис К Радиоволны в ионосфере. М.: Мир, 1972. - 502 с.

16. Долуханов М. П. Распространение радиоволн. М.: Связь, 1972. - 336 с.

17. Долуханов М. П. Флуктуационные процессы при распространении радиоволн Распространение радиоволн. -М.: Связь, 1971. 183 с.

18. Грудинская Г. П. Распространение радиоволн. М.: Высшая школа , 1975. — 280с.

19. Белоусов С. П. Средневолновые антенны с регулируемым распределением тока. -М.: Связь, 1974. 104 с.

20. Казанцев М. Ю., Фатеев Ю. JI. Определение ионосферной задержки Радиосигналов в системе ГЛОНАСС и GPS //Материалы Международной научно-практической конференции «САКС-2001»/ CAA. 4.1 Красноярск, 2001. С.28 29.

21. Виленский И. М., Грехов О. М., Леонтьев В. Т., Нестерова И. И., Смирнова A.B. О вертикальных перемещениях в нижней ионосфере. В кн.: Ветры, дрейфы и неоднородности в ионосфере. - М. : АН СССР, 1971, с. 161-165.

22. Корсунский Л. Н. Распространение радиоволн при самолетной радиосвязи. — М.: Советское радио, 1965. 408 с.

23. Черный Ф. Б. Распространение радиоволн. М.: Советское радио, 1972.- 463 с.

24. Красюк Н. П., Дымович Н. Д. Электродинамика и распространение радиоволн. М.: Высшая школа 1974. - 536 с.

25. Динамика нижней ионосферы. / Под редакцией И. М. Виленского /. Алма — Ата: Наука, 1975. - 64 с.

26. Потин С. Н., Ямпольский В. С. Статистические характеристики поляризации суммарного ночного поля на ДВ. В кн.: Радиофизика и исследование свойства веществ. - Омск: ОГПИ, 1976, с. 17 - 21.

27. Кашпровский В. Е., Кузубов Ф. А. Распространение средних радиоволн земным лучом. М.: Связь, 1971, 220 с.

28. Виленский И. М., Ямпольский В. С. Распространение средних радиоволн в ионосфере Новосибирск: Наука, СОАН СССР, 1983.-119с.

29. Жиряков В. Н., Рубинштейн В. И., Штейнберг A.A. Измерение модуля функции ослабления с борта самолета // Проблемы дифракции и распространения волн. Вып. 23 Л: Изд-во ЛГУ, 1990, 185-188с.

30. Курганов Л. С., Шаров Э. Э Техника измерения напряженности поля радиоволн.- М.: Радио и связь, 1982. -128с.

31. Намазов С. А., Новиков В.Д., Хмельницкий И. А. Доплеровское смещение частоты при ионосферном распространении декаметровых радиоволн. -Радиофизика, 1975, т. 18, № 4, с. 473 500.

32. Захаренко В.Н., Попов Л.И., Вылцан И.А. , Сидехменова В.М. Электропроводность подстилающей поверхности земли в зоне высоких широт. Геомагнетизм и аэрономия, том XXIX, 1989, № 2, 347-349 с.

33. Доржиев В. С., Адвокатов В. Р., Бодиев Б. Б. Геоэлектрические разрезы юга Сибири и Монголии. М.: Наука, 1987. - 94 с.

34. Пылаев A.A., Тихомиров Н.П. О достижимой точности прогнозирования поля земной коры. Проблемы дифракции и распространения волн. Вып. 22. Л., Изд-во Ленинград, ун-та, 1989, -181-195 с.

35. Парфентьев П.А., Пертель М.И. Измеритель поверхностного импеданса на СДВ-СВ диапазоны//Проблемы дифракции и распростр. волн. (Низкочастотный волновод Земля ионосфера).-Алма -Ата: Гылым. -1991. -С. 133-135.

36. Мельчинов В.П., Кузьмин А.И. Поверхностный импеданс Лено Амгинского междуречья в диапазоне СДВ - СВ радиоволн. - В кн.: Распространение электромагнитных волн. - Улан -Удэ: БФ СО АН СССР, 1987, 111-119 с.

37. Цыдыпов Ч.Ц., Цыденов В.Д., Башкуев Ю.Б. Исследование электрических свойств подстилающей среды. Новосибирск; Наука, 1979. - 176 с.

38. Башкуев Ю.Б., Цыдыпов Ч.Ц. Поверхностей импеданс подстилающей среды Центральной Азии в диапазоне СДВ-СВ радиоволн В кн.: Распространение электромагнитных волн оптического и радиодиапазонов. - Улан-Удэ., БФ СО АН СССР, 1984, 17-23 с.

39. Проскурин Е.П., Пылаев A.A., Тихомиров Н.П., Штейнберг A.A. Распространение радиоволн над электрически и геометрически неоднородными трассами. //Распространение радиоволн над земной поверхностью и ионосфере. Вып. 18 Л: 1981 с.171-183.

40. Пылаев A.A., Тамкун А.Г., Трегубов Б.С. Влияние ледового покрова на характеристики распространения радиополя СЧ диапазона. В кн.: Распространение километровых и более длинных волн. Томск, 1991, С. 64-65.

41. Инструкция по обработке ионограмм наклонного зондирования. (Под ред. Ч.Л.Хеджа Ахметова) - Л.: Гидрометеоиздат,1985, 127с.

42. Беспрозванная A.C. Географическое распределение ионизации полярного слоя F2 в зимний период по данным наземного зондирования. Тр. /ААНИИ, 1978, 350, 6-13с.

43. Пономарев Е.А. Механизмы магнитосферных суббурь. М. Наука, 1985, 159с.

44. Бенькова Н.П. , Зикрач Э.К. Физические процессы в области главного ионосферного провала. Сборник статей семинара проектов 5 и 6 КАПГ. Прага. 2831 марта 1983г. ,7-18с.

45. Беспрозванная A.C., Широчков A.B., Щука Т.И. Прогнозирование ионосферы и условий распространения радиоволн. М.: Наука, 1985, 29-39с.

46. Кринберг И.А., Выборов В.И., Кошелев В.В., Попов В.В., Сутырин H.A. Адаптивная модель ионосферы, М., Наука, 1986, 132с.

47. Благовещенский Д.В. Прогнозирование ионосферы и условий распространения радиоволн. М.: Наука,1985, 29-39с.

48. Гончарова Е.Е., Шашунькина В.М., Юдович Л.А. Прогнозирование ионосферы и условий распространения радиоволн. М., Наука, 1985, 109-115с.

49. Афраймович Э.Л., Мамруков А.П., Смирнов В.Ф. Исследования по геомагнетизму, аэрономии и физике солнца. М. Наука, 1985г, вып. 73,м 87-96с.

50. Жеребцов Г.А., Мизун Ю.Г., Миталев B.C. Физические процессы в полярной ионосфере, М», Наука, 1988, - 232 с.

51. Афраймович Э. Л., Интерференционные методы радиозондирования ионосферы. М., 1982, 198с.

52. Евлашина М.Л., Мингалев B.C. Особенности распространения декаметровых радиоволн в области главного ионосферного провала. В кн.: Высокоширотная ионосфера и магнигосферно-ионосферные связи. Апатиты, изд. Кольского филиала АН СССР, 1985, 46-50с.

53. Киселев Е.А., Корнильев В.М., Мамруков А.П., Смирнов В.Ф., Филиппов Л.Д. Реверсивная антенна возвратно-наклонного зондирования ионосферы в четырех фиксируемых азимутах (Физика атмосферы верхних широт) ЯФ СО АН СССР Якутск, 1985, 174-181с.

54. Мамруков А.П., Смирнов В.Ф., Семенова В.А. Высокоширотная ионосфера и магнитосферно-ионосферные связи. Апатиты, 1986, 83-85с.

55. Авдюшин С.И., Данилов А.Д., Дликман Ф.Л и др. Автоматизированная система диагностики и прогноза состояния ионосферы. -М., : Гидрометеоиздат, 1988, -8с.

56. Отчет о НИР "Опробовать методы планетарного моделирования ионосферы применительно к задачам контроля и прогноза". Заключительный отчет, тема 1.08.07, № Гос. Регистрации 01.86.0 047857. Москва, 1988, 221с.

57. А. С. 1075820 СССР. Автоматический радиокомпас средневолнового диапазона/В. А. Борсоев, В.С, Новиков. Опубл. 1983.

58. А. С. 1378592 СССР. Автоматический радиокомпас / В. А. Борсоев, В. С. Новиков, В. П. Макаршцев. Опубл. 1987.

59. А. С. 1366963 СССР. Панорамное приемное устройство / В. А. Борсоев, В. С. Новиков, П. И. Круглов. Опубл. 1987.

60. Борсоев, В. А. Работа бортового радиокомпаса при наличии помех от радиостанций / В. А. Борсоев, Э. О. Брудный // Радиотехническое оборудование аэропортов и ВТ ГА /КИИГА. Киев, 1980. С. 101 -106.

61. Борсоев, В. А. Об одном методе повышения качества работы АРК при воздействии на антенные входы многомодовых сигналов / В. А. Борсоев // Тезисы докладов Ш Всесоюзной научно-практической конференции по БП / ОЛАГА. Л., 1982. С. 229.

62. Борсоев, В. А. Выбор допусков на параметры автоматических радиокомпасов при их ремонте / В. А. Борсоев // Тезисы докладов Всесоюзного научно-практического семинара / ГОСНИИ ГА. М., 1983. С. 24.

63. Борсоев, В. А. Об одном методе разделения поверхностных и пространственных радиоволн в СВ диапазоне / В. А. Борсоев, О. С. Сергиенко // Надежность радиоэлектронного оборудования ГА / КНИГА. Киев, 1983. С. 54- 56.

64. Борсоев, В. А. Учет поляризационных ошибок при воздействии на АРК сигналов от мешающей радиостанции / В. А. Борсоев // Вопросы повышения эффективности функционирования авиационного и РЭО ГА / РКИИГА. Рига, 1983. С. 97-101.

65. Борсоев, В. А. Анализ эксплуатационных факторов и разработка методов повышения качества работы АРК в процессе их эксплуатации на самолетах ГА: В. А. Борсоев // Диссертация, кандидата технических наук. / Киев, 1985. 255 с.

66. Борсоев, В. А. О возможности повышения качества работы радионавигационных и связных систем, эксплуатируемых в высоких широтах / В.

67. A. Борсоев, А. П. Мамруков, В. Ф. Смирнов // Методы обоснования характеристик технологических процессов эксплуатации радиоэлектронного оборудования гражданской авиации / КНИГА. Киев, 1988. С. 124 131.

68. Борсоев, В. А. Новые методы обработки сигналов в радионавигационных системах / В. А. Борсоев // Тезисы докладов Всесоюзной научно- технической конференции/КИИ ГА. К., 1989. С. 32.

69. Борсоев, В. А. О возможности обеспечения устойчивой работы радионавигационных и радиосвязных систем в высоких широтах / В. А. Борсоев // Тезисы докладов Всесоюзной научно технической конференции / КИИ ГА. К., 1989. с. 31.

70. Борсоев, В. А. Статистические характеристики доплеровского смещения частот пространственной радиоволны пеленгуемой радиостанции / В. А. Борсоев,

71. B. С. Новиков, О. С. Сергиенко // Управление техническим состоянием РЭО в ГА /КНИГА. К., 1989. С. 3-6.

72. Борсоев, В. А. О возможности создания надежной системы управления воздушным движением в высоких широтах / В. А. Борсоев, В. С. Новиков // Совершенствование методов эксплуатации наземных РТС обеспечения полетов и УВД КНИГА. / Киев, 1990. с.З 11.

73. Борсоев В.А. Управление воздушным движением в высоких широтах оборудованием "Арлекин А". В кн.: Тезисы докладов научно-технического семинара по современным системам РТО полетов гражданской авиации. РИО НФ НИИ ДАР, Николаев, 1991.

74. Борсоев, В. А. К вопросу разделения поверхностной и пространственных радиоволн километрового диапазона при приеме сигналов на борту подвижного объекта / В. А. Борсоев // Низкочастотный волновод «Земля ионосфера» / Гылым, Алма-Ата, 1991. С. 126 - 127.

75. Борсоев, В. А. Влияние неоднородностей на качество работы РТС ГА в высоких широтах / В. А. Борсоев // Тезисы докладов XVII Межведомственного семинара по распространению километровых и более длинных радиоволн / ТГУ. Томск, 1991. С, 89-90.

76. Борсоев В.А. О возможности использования наземных пеленгаторов декаметрового диапазона в системе УВД. В кн. Тезисы докладов научно-технического семинара по современным системам РТО полетов ГА. РИО НФ НИИДАР, Николаев, 1991.

77. Борсоев В.А. К вопросу учета влияния неоднородностей в пеленгационно-дальномерных системах. В кн. Тезисы докладов научно- технического семинара по современным системам РТО полетов ГА. РИО НФ НИИДАР, Николаев, 1991.

78. Борсоев, В. А. Адаптивный радиотехнический комплекс / В. А. Борсоев, В. С. Новиков // Тезисы докладов научно-технической конференции / КМУ ГА. Киев, 1995. с. 38.

79. Борсоев, В. А. Разработка адаптивных комплексов для обслуживания воздушного флота / В. А. Борсоев, В. С. Новиков // Тезисы докладов научно-технической конференции / КМУ ГА. Киев, 1995. С. 38 39.

80. Борсоев, В. А. Критерии качества одного класса радиотехнических систем управления воздушным движением / В. А. Борсоев, В. С. Новиков // Тезисы докладов научно-технической конференции / КМУ ГА. Киев, 1996. С. 77.

81. Борсоев, В. А. Область Б ионосферы в периоды ФОРБУШ эффектов / В. А. Борсоев, И. Д. Козин // Материалы международной научно-технической конференции по современным научно-техническим проблемам ГА / МГТУ ГА. М.,1996. с. 258-263.

82. Фок В.А. Проблемы дифракции и распространение электромагнитных волн. М.: Советское радио, 1970. 517с

83. Техническое задание на "Создание интегрированного автоматизированного рабочего места диспетчера управления воздушным движением, использующего информацию системы автоматического зависимого наблюдения (Шифр АРМ

84. АЗН)", утвержденное командиром в/ч 14495 М.Г. Кизиловым и начальником УРР и ТЭ ОВД ФАС России Б.В. Михайловым, Москва, 1999г.

85. Hufford G.A. An Integral eguation approach to the problem of ware propagation over an irregular surface // Quart. Appl. Math. 1952. V. 9. pp. 391-404.

86. Фейнберг E.JI. Распространение радиоволн вдоль земной поверхности. М.: Изд- во АН СССР, 1961. 546с.,2-е издание, М.: изд-во Наука. Физматлит, 1999. 496с.

87. Марков Г.Т., Чаплин А.Ф. Возбуждение электромагнитных волн. М.: Радио и связь. 1983.

88. АйзенбергГ.С., Белоусов С.П., Журбенко.Э.М., Клигер Г.А., Курашов А.Н. Коротковолновые антенны. М.: Радио и связь., 1985.

89. Отчет по НИР. О проведении научно-исследовательской экспедиции по исследованию влияния ионосферы на работу глобальных навигационных спутниковых систем «ГЛОНАСС-GPS» в полярных широтах. КНЦ СО РАН. Красноярск. 2002. 20с.

90. Отчет по ОКР. Отработка типовых воздушных ситуаций на Дальнем Востоке и в высоких широтах. Промежуточный отчет. Шифр 75Д6М. Инв. 1240.-АВЛУГА, Актюбинск, 1991.

91. Отчет по ОКР. Отработка типовых воздушных ситуаций на Дальнем Востоке и в высоких широтах. Заключительный отчет. Шифр 75Д6М. Инв. 1266,-АВЛУГА, Актюбинск, 1991.

92. Пояснительная записка. Специализированный ПВ спутниковых навигационных систем «Глонасс- GPS» ГШ 111« Радиосвязь» 1997. 75с.

93. Отчет о НИР. Проведение исследований по определению путей повышения качества радиосвязного обеспечения полетов воздушных судов ГА в полярных широтах. Шифр ВШ-91. Инв. 1268. Актюбинск, АВЛУГА, 1991.

94. Отчет о НИР. Проведение исследований и разработка рекомендаций по повышению надежности воздушной СВ и KB радиосвязи в полярных широтах. Шифр ВШ-92. Инв. 1287. Актюбинск, АВЛУГА, 1992.

95. Отчет о НИР. Программное обеспечение комплексного диспетчерского тренажера. Шифр 3/92. Инв. 1288. Актюбинск, АВЛУГА, 1992.

96. Отчет по НИР. Техническая записка об использовании АРТМК «Широта» в системе УВД России. Инв. 03/660-93.НИИДАР, М.,1993.

97. Отчет о НИР. Опытная отработка возможности сопровождения ВС посредством программно-технического комплекса на базе ПЭВМ. Промежуточный этап. Шифр Маршрут. Инв. 1293. АВЛУГА, Актюбинск, 1993.

98. Отчет о НИР. Разработка рекомендаций по внедрению спутниковой системы навигации на ВС республики Казахстан и СНГ. Шифр Широта. Инв. 1294. -АВЛУГА, Актюбинск, 1993.

99. Барсук В.А. Исследования и разработка методики оценки пространственного положения легкого и сверхлегкого самолетов. В журнале Авиакосмическое машиностроение. № 12., М.: изд-во Научтехлитиздат.,2002.68с.

100. Отчет о НИР. Опытная отработка возможности сопровождения ВС посредством программно-технического комплекса на базе ПЭВМ. Заключительный этап. Шифр Маршрут. Инв. 1947. АВЛУГА, Актюбинск, 1994.

101. Отчет о НИР. Проведение испытаний приемников вычислителей спутниковой навигационной системы на ВС различного типа, в том числе в режиме автоматического наблюдения. Шифр АЗН. Инв. 1948. АВЛУГА, Актюбинск, 1994.

102. Авдушин С. А., Данилов А. Д., Дликман Ф.Л. и др. Автоматизированная система диагностики и прогноза состояния ионосферы. СИДИСПИ., Гос. Комитет СССР по гидрометеорологии, серия Геофизика, Гидрометеоиздат, Обнинск. 1988. 7с.

103. Инструкция по технической эксплуатации геостационарной спутниковой системы связи «Легенда МДВ», М.: 1997, 25с.

104. Инструкция по технической эксплуатации низкоорбитальной системы спутниковой связи с пакетной передачей данных «Гонец», М.: 1994, 13с.

105. Отчет о НИР. Разработка и изготовление экспериментального образца пульта управления и индикатора спутникового приемника ГЛОНАСС GPS МРК-18АМ с навигационным программным обеспечением Шифр ПУИН МРК-18А. CAA, Красноярск, 2001.

106. Статистические особенности вариации доплеровского смещения частоты во время суббурь. / Всехсвятская И.С., Сергеенко Н.П., Сергеенко О. С., Харьков И. П. //Вариация ионосферы во время магнитосферных возмущений. М.: Наука, 1980. - 65 с.

107. Концепция развития кроссполярных и трансвосточных авиатрасс. В кн. Концепция развития Красноярского края до 2010 года, Красноярск, 2000 г.

108. Алисов H.A. Климат СССР. М.: Изв. МГУ, 1956, 125с.

109. Борисов A.A. Климат СССР. M.: Просвещение, 1967, 296с.

110. Северная Якутия. Под ред. П.Я. Ганкеля, И.В. Короткевича, Тр ААНИИ. С.: Морской транспорт, 1950, т.226, 280с.

111. Чимитдоржиев Н.Б., Дарижапов Д.Д., Жамсуева Г.С. Коэффициент преломления атмосферы для УКВ в экстремальных климатических условиях. Физика атмосферы и океана, а-1987. т.23, №9. 956-961с.

112. Долуханов М.П. Распространение радиоволн. М.: Связь: 1972, 336с.

113. Черный Ф.Б. Распространение радиоволн. М.: Сов. радио, 1972, 464с.

114. Колосов М.А., Шабелышков A.B. Рефракция электромагнитных волн в атмосферах Земли, Венеры, Марса. М.: Сов. Радио, 1976, 220с.

115. Калинин А.И. Распространение радиоволн на трассах наземных и космических радиолиний. -М.: Связь, 1979, 293с.

116. Фейнберг Ел. Распространение радиоволн вдоль земной поверхности. .М: Наука, 1961, 546с.

117. Дальнее тропосферное распространение ультракоротких радиоволн (Под ред. Введенского В.А., Колосова М.А., Калинина А.И., Шифрина Я.С.). -М.: Сов. радио, 1965, 415с.

118. Давыденко Ю.И. Дальняя тропосферная связь. М.: Воениздат, 1968, 211с.

119. Троцкий В.Н. Распространение ультракоротких волн в горах. М: Связь, 1968, 81с.138. "Арлекин-А". Эскизно-технический проект. Пояснительная записка. 1987г.

120. Тихомиров В.Н. Формула для функции ослабления на высоте над электрически и геометрически неоднородными трассами // Тезисы докладов XIV Всесоюзной конференции по распространению радиоволн. М.: Наука, 1984, стр. 249-250.

121. Лудченко A.A., Тихомиров Н.П., Фишкин К.И. Поле земной волны на высоте над трассами с рельефом / Тезисы докладов Межведомственного семинара по распространению радиоволн. Красноярск, 1986, стр. 93-96

122. Захаренко В.Н. Влияние вариаций электропроводности подстилающей поверхности на амплитуду напряженности земной волны диапазонов СВ и ДВ. -М.: Электросвязь №1,1992, стр. 34-35

123. Козин О.Г., Макаров Г.И. О влиянии рельефа местности на электромагнитное поле. В кн.: Проблемы дифракции и распространения радиоволн. Вып. 22. -Л.: ЛГУ,1989, стр. 3-10.

124. Козина О.Г. Влияние рельефа местности на низкочастотное поле. В кн.: Низкочастотный волновод "Земля ионосфера". -Алма - Ата: Гылым,1992, стр. 5056.

125. Хмелевский В.К. Электроразведка. -М.: МГУ, 1984.

126. Lin R.V.,Smith P.A.,King J.W. Telecomm J. 1983 V.50. R.408.

127. Михайлов B.A., Терехин Ю.Л., Михайлов B.B. Геомагнетизм и аэрономия, 1990,т.ЗО,стр. 624.

128. CCIR Rep.N.894-1 .DOC.6/299-E. 1989/

129. Rothwell P.J. Phis.Сое.Japan 1962.V.17.P.263/

130. Kohnlein W. Rev. Geophis. 1978. v.18. P.341.

131. Чернышев O.B.,Васильева Т.Н. Прогноз максимально принятых частот М.:Наука,1985.

132. Беспрозванная A.C. Тр. ААНИИ,1966,т.280, стр.100.

133. Беспрозванная A.C. Тр. ААНИИ,1966,т.405, стр.57.

134. Киселева М.В., Кияновский М.П., Князюк B.C., Ляхова Л.Н., Юдович Л.А. В ст. "Ионосферные возмущения и их влияние на радиосвязь". М.: Наука, 1971, стр.74.

135. Михайлов A.B. Геомагнетизм и аэрономия. -1990,т.ЗО, стр.954.

136. Материалы расследования аварии самолета Ан 12 Норильского авиапредприятия на о. Среднем. 2002 г.

137. Шишонок H.A., Репкин В.Ф., Барвинский Л.П. Основы теории надежности и эксплуатации радиоэлектронной техники. Под ред. H.A. Шинонка. М., «Советское радио», 1964.

138. Крамер Г. Математические методы статистики. Издательство «Мир», М.: 1976.

139. Новиков B.C. Техническая эксплуатация и надежность авиационного радиооборудования.-М.: Транспорт, 1970, 232.

140. Астафьев Г.П., Шебшаевич B.C., Юрков Ю.А. Радиотехнические средства навигации летательных аппаратов. Советское радио, 1962.-963с.

141. Руководство по технической эксплуатации средств дальней навигации «Омега» и «Лоран». М., 1995 .

142. Кучерявый A.A. Бортовые информационные системы: Курс лекций. — Ульяновск: УлГТУ, 2003, -510 с.

143. Хиврич И. Г., Белкин A.M. Автоматизированное вождение воздушных судов: Учебное пособие для вузов. М.: Транспорт, 1985. -328 с.

144. Соловьев Ю.А. Системы спутниковой навигации. М.: Эко-Трендз, 2000. -268с.

145. А но дина Т. Г., Кузнецов A.A., Маркович Е.Д. Автоматизация управления воздушным движением. М,: Транспорт, 1997.

146. Зобов Н.Ф., Кошелев Б. В. Современные проблемы развития и внедрения аэронавигационной системы будущего: Учебное пособие. М.: Издательство МАИ, 2002. - 180 с.

147. Федеральные авиационные правила "Радиотехническое обеспечение полетов и авиационная электросвязь. Сертификационные требования". Москва 1999 г.

148. Руководство по радиотехническому обеспечению полетов и технической эксплуатации объектов радиотехнического обеспечения полетов и авиационной электросвязи (РРТОП ТЭ-99). МоскваД999.

149. Руководство по авиационной электросвязи (PC ГА 99). Москва. 1999.

150. FANS CNS/ATM. Комплект исходных материалов. Раздел 1 «Руководство к внедрению»; раздел 2 «Руководство»; Раздел 3 «Анализ затрат/выгод». ICAO -LATA. Апрель, 1995 года.

151. Доклад Группы экспертов по всепогодным полетам (AWOP). Шестнадцатое совещание, Монреаль, 1997г.

152. Материалы неофициальной координационной группы ИКАО высокого уровня по трансазиатским, транссибирским и трансполярным маршрутам (ITASPS), Москва, Россия, апрель 2000 г.

153. Материалы 10-ой Российско-Американской координационной группы RACGAT по УВД. Анкоридж (Аляска - США), октябрь 2000.

154. Материалы 4-ой Российско-Американской координационной группы RACGAT по УВД. Лос - Анжелес (Штат Калифорния, США), март 2001.

155. CNS/ATM. Материалы Международной конференции «Россия XXI век» 24 — 25 июля 2002 г.

156. Анализ качества авиационной воздушной связи океанического Магаданского РЦ УВД за второй квартал 2003 г. Магадан. 2004 г.

157. Приказ Министра обороны РФ и Министерства транспорта РФ № 324/113 от 17 августа 2002 г. «О утверждении перечня воздушных трасс РФ».

158. Перечень районов ОВД. М.: Воздушный транспорт, 1990. - 80с.

159. Концепция полета ВС по любому желаемому маршруту «FRI FLIT», Материалы ИКАО. 2002.

160. Радионавигационные карты (РНК) к Сборникам аэронавигационной информации. 2004 г.

161. Радионавигационные карты (РНК) фирмы «ДЖЕПСЕН» 2004.

162. Постановление Правительства РФ 20 апреля 1995 г. за № 368 "Федеральная программа модернизации единой системы организации воздушного движения (ЕС ОВД РФ) на период до 2005 г.

163. Распоряжение правительства РФ № 358-р от 18. 03.1998 г. « О техническом оснащении кроссполярных трасс».

164. Постановление Правительства РФ 22 февраля 2000 г. за № 144 "Концепция модернизации и развития Единой системы ОВД РФ"

165. Квалификационные требования (КТ-34-10 "Бортовое оборудование спутниковой навигации"), утвержденные президиумом авиационного регистра МАК 03.11.99 г.

166. Глобальный аэронавигационный план применительно к системам CNS/ATM (Doc 9750 AN/963), Издание первое, 2000 г., ИКАО.

167. Automatic Dependant Survellance Requirements. SUR/ET3/ST06.3220/001. EUROCONTROL. 31 January 2000.

168. Руководство по применению линий передачи данных в целях обслуживания воздушного пространства (Doc 9694 AN/995), ИКАО.

169. Автоматический радиокомпас средневолнового диапазона АРК 22. Руководство по технической эксплуатации. М. 1995.

170. Автоматический радиокомпас ультракоротковолнового диапазона АРК-УД. Руководство по технической эксплуатации.

171. Автоматический радиокомпас ультракоротковолнового диапазона АРК-2У. Руководство по технической эксплуатации.

172. Инженерная записка "Системотехнические принципы построения маршрутно навигационной системы топопривязки и ориентирования для изделий 75Д6 и 35Р6. Основные результаты проектирования. ДМ АС ГК 461517.001 ПЗ. Москва, 2000г.

173. Отчет по НИР "Солярий"- 3 этап. АИЛ НИИДАР, Москва. 03/ 62 от 10.11. 2000.

174. Отчет по НИР "Разработка предложений по созданию макетного образца линий адаптивной KB радиосвязи между пунктом управления изделия 29Б6 и воздушными судами" Красноярск. CAA. 2000г.

175. Отчет по НИР «О проведении научно-исследовательской работе экспедиции по исследованию влияния ионосферы на работу глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС-GPS в полярных районах», Красноярск. НТЦ СО РАН. 2002 г.

176. Мельчинов, В. П. Измерение модуля функции ослабления на полярных трассах / В. П. Мельчинов, В. А. Борсоев, В. Ф. Смирнов // Материалы Международной научно практической конференции «САКС-2001» / CAA. Ч. 1. Красноярск, 2001. С. 11.

177. Борсоев, В. А. Многофункциональный авиационный приемоиндикатор спутниковых навигационных систем «ГЛОНАСС GPS» МРК - 18А / В. А.

178. Борсоев, А. В. Гребенников, В. И. Кокорин, В. В. Югай // Материалы Международной научно-практической конференции «САКС 2001» / CAA. Ч. 1. Красноярск, 2001. С. 17-18.

179. Борсоев, В. А. Спутниковый приемоиндикатор системы «ГЛОНАСС GPS» МРК - 22 /В. А. Борсоев, А. В. Гребенников, В. И. Кокорин, В. В. Югай // Материалы Международной научно-практической конференции «САКС — 2001» / CAA. Ч. 1. Красноярск, 2001. С. 17-18.

180. Смирнов, В. Ф. К проблеме надежности связи в высоких широтах / В. Ф. Смирнов, В. А. Борсоев // Материалы Международной научно-практической конференции «САКС 2001» / CAA. Ч. 1. Красноярск, 2001. С. 30 - 31.

181. Благовещенский, Д. В. Особенности трансполярных коротковолновых радиотрасс. Перспективы развития / Д. В., Благовещенский, В. А. Борсоев // Материалы Международной научно-практической конференции «САКС 2001» / CAA. Ч. 1. Красноярск, 2001. С. 34 - 35.

182. Борсоев, В. А. Прогноз Ml 14 по модели «СИДИПИ 1» для субавроральных линий / В. А. Борсоев, В. Ф. Смирнов, А. В. Михайлов, В. И. Денисова // Материалы Международной научно-практической конференции «САКС — 2001» / CAA. Ч. 1. Красноярск, 2001. С. 36.

183. Борсоев, В.А. Повышение качества идентификации сложных систем / В. А. Борсоев, В. Ж. Кондратов, В. С. Новиков, В. Н. Федоренко // Проблемы информатизации и управления: Сборник научных трудов / НАУ. Выпуск 6 Киев, 2002. С. 125 128.

184. Борсоев, В. А. Результаты испытаний Российского сегмента спутниковых систем связи «Глобалстар» в системах GNS/ATM / В. А. Борсоев, Я. В. Баранов,

185. Ю. П. Дегтярев, В. С. Новиков, А. В. Остапчук, Н. С. Ямбуренко // Тезисы докладов Международной научно- технической конференции, посвященной 80-летию ГА России / МГТУ ГА. М., 2003. С. 129 130.

186. Борсоев, В. А. Исследование влияния ионосферы на работу спутниковых навигационных систем «ГЛОНАСС» и «GPS» в полярных районах / В. А. Борсоев, В. М. Владимиров, А. И. Гребенников, М. Ю. Казанцев, А. М. Филиппов,

187. B. С. Новиков, В. Ф. Смирнов // Тезисы докладов Международной научно-технической конференции, посвященной 80-летию ГА России / МГТУ ГА. М., 2003. С. 130-131.

188. Батуева, Е. В. Влияние рефракции на спутниковые системы связи навигации на субарктических тропосферных трассах: / Е. В. Батуева, В. А. Борсоев, Д. Д. Дарижапов // Научный вестник МГТУ ГА. Серия «Радиофизика и радиотехника». №62. М., 2003. С. 159-165.

189. Батуева, Е. В. Характеристики тропосферного сигнала на загоризонтных субарктических трассах / Е. В. Батуева, В. А. Борсоев, Д. Д. Дарижапов // Научный вестник МГТУГА. Серия «Радиофизика и радиотехника». № 62. М., 2003. С. 166-172.

190. Борсоев, В. А. Многофункциональный адаптивный радиотехнический комплекс / В. А. Борсоев, М. Ж. Жаров, В. С. Новиков // Материалы V Международной научно-технической конференции «АВИА-2003» НАУ. Т. 2. Киев, 2003. С. 136-139.

191. Борсоев, В. А. Критерии эффективности систем контроля и управления при подготовке к применению / В. А. Борсоев // Современные проблемы радиоэлектроники: Сборник научных трудов / КГТУ. Красноярск, 2004. С. 467 — 469

192. Борсоев, В. А. Критерии эффективности систем контроля и управления при оперативном использовании подвижных объектов / В. А. Борсоев // Современные проблемы радиоэлектроники: Сборник научных трудов / КГТУ. Красноярск, 2004.1. C. 469-471

193. Борсоев, В. А. Критерии эффективности систем контроля и управления подвижными объектами / В. А. Борсоев, И. К. Жаров, В. С. Новиков // Электроника и системы управления: Сборник научных трудов. Подраздел навигация и УВД / НАУ, Киев, 2004. С. 97-100