автореферат диссертации по транспорту, 05.22.13, диссертация на тему:Разработка моделей и прогнозирование характеристик радионавигационных систем с расчетом многостороннего расширения радиоволн

¿цЬ.

М1Н1СТЕРСТВ0 ОСВ1ТИ УКРА1НИ Кшвський лткнародний ушверситет цившьно! ав1ацп

РОЗРОБКА МОДЕЛЕЙ I ПРОГНОЗУВЛННЯ ХАРАКТЕРИСТИК РАДЮНАВ1ГАЦШНИХ СИСТЕМ 3 УРАХУВАННЯМ БАГАТОШЛЯХОВОГО ПОШИРЕШШ РАДЮХВИЛЬ

05.22.13 - Нав1гащя 1 керування повггряним рухом

Автореферат дисертацп на здобуггя паукового ступеня доктора техшчних наук

Для службового використання Прим. № 3)0

УДК 629.7.621.396.98.017

Кшв -1999

Дисертащя е рукописом.

Робота виконана в Кшвському лп'жнародному ушвсрситеп цившыкн ав1аци Мпистсрстиа осят! Украши

Науковий консультант: доктор техшчних наук професор Ильницький Людвиг Якович Кшвський кижнародинй университет цивильно! ав1ацп, зав1дувач кафедри

Офщшш опоненти:

доктор техшчних наук професор Кош'и Валер1й В1кторович НД1 «Нових ф1зичних 1 прикладних проблем», директор

доктор техшчних наук професор Кошевий Анатолш Андршович НД1 «Квант-Нав1гашя», директор

доктор техшчних наук професор Яновський Фсл1кс Йосипович Кишський м1жнародний ушверситет цит'льноГ аш'ацп, професор кафедри

Провщт установа - КиТвський шститут вшськово-повггряних сил Мппстерства оборони Украши

Захист вщбудсться 27 травня 1999 р. о 15 годин! на засщанш спещалвованоГ вчено! ради Д 26.062.03 при Кшвському мЬкнародному ушверситет1 цившьно! ав1ацн за адресою: 252058, Ки1в, проспект Космонавта Комарова, 1, КМУЦА.

3 дисертащоо можна ознайомитися в б1блттещ КМУЦА.

23

Автореферат розюланий « » квпня 1999 р.

Вчений секретар спещал1зованоУ вчено! ради, доктор техшчних наук

ОЛ.Запорожець

ЗЛГАЛЫ1А ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуалымсть проблемп. Радгонашгашйш системи належать до систем особливо'1' вишовщалмгасп, осмльки вони безпосередиьо впливають на безпеку, регуляршсть, нггенсившсть i еконокмчну ефектившсть польопв. Враховуючи стаи парку РНС в нашш KpaïHi, виникають актуалып питания вибору типу i М1сця розмйцення обладнаиш як при 3aMini системи, так i при рекоиструкцн асродрому, включаючи питаиня минм1зацн обсягу буд1вельних po6iï в зонах перед аитенами РНС.

Як!сть функцюнування РМС шппачасп.ся ршнями tomhoctî, nLiicHocri, nenepeBiiocTi обслуговування i доступносп. Точшсть ош'нгосться за допомогою пазем!Ю1 системи контролю та льотних псревфок лггаком-лаборатор1'ао, причому ряд характеристик i параметрш виьи'рюються ттльки при льотних перевфках.

Дналв похибок РНС висвшшв основний фактор, який негативно впливае на точшсть системи. Це - багатошляхове поширення (БШП) радюхвиль В1д антени до точки спостереження в 30iii ли" системи. Наприклад, основною npiPHiiioio проведения дослщжень i розробок п галуз1 перспективних систем посадки поштряних корабл1в (ПК) с вплив Micucniix умов асродрому на вихщш параметри радютехшчно'1 системи посадки ПК метрового д1алазону хвиль (системи ILS). Значний вклад похибок БШП i в бюджеп похибок М1'крохвильово! системи посадки (системи MLS) та супутниково'! системи посадки.

Визначення характеристик РНС шляхом стежения за Tpaeicropicio лггака-лаборатори гндшмае багато часу i е дорогим. В документах ICAO вказуеться на можливють прогнозування точносп РНС в умовах ïx застосування за допомогою математичного моделювшшя. Причому о шика характеристик РНС на вадповщннх моделях засобами обчислювально'1 техшки не тшьки решмзусться бшыл просто i дешево в пор1внянш з експериментальними методами, але j дозволяе В1'дтворити ситуацп, яи небезпечш або рщко зустргчаються на практтн.

Результата математичного моделюваши дозволяють не тыьки знизити експлуатахцйш вшрати, але i виробити рекомендацн з оптимального складу i мгсць розмкцешм РНС; оцшити точшсть систем» i pieem. безпеки у вигляд1 загалыюго показника ризику.

Зазначеш обставшш вимагають розв'язання значно'1 науково-техтчшм проблеми прогнозувашш характеристик РНС в умовах багатошляхового поширення радюхвиль i ргонку застосування шк систем.

В ¡доMi приклади вирниенпя окремих задач вказано! проблеми, а саме для пнсадного радюмаяка i системи MLS, що знайшло воображения в прадях

колективу дослщншив тд кер^вшщгвом НД.Войтовича та Г.А.Пахолкова I американських вчених Дж.Калона, Дж.Еванса, Р.Орра, Р.Шшдмана.

На сучасшму сташ прюритетним с комнлексне дооидження дано! проблеми, яке дозволяе створити методичш основи побудови шдиоьцших математичних моделей РНС 1 розробити алгоритми модслювания, що доповнюють 1полшшутоть в1до\п ршення.

Особливо актуальна проблема доапдження для Украши в зв'язку з необхщшстю замши парку РНС 1 впровадження ефективно! системи aepoнaвiraцiйнoгo обслуговуванпя.

Зв'язок робот з науковимн нрограмамн, планами, темами. Дослщження, як! склали основний змгст роботи, виконувапися у вииюшдносп з такими державними профамами.

В СРСР:

• програма "Ввести в эксплуатацию единую Государственную систему посадки сантиметрового диапазона воли "Плацдарм" (шифри 2.01.03,2.03.01);

• програма ДКН'Г СРСР. 0.54.15 (шдпрограма 0.26.03, Додаток №30 до постанови №472/248 вщ 12.12.80) "Создать и освоить в производстве и ввести в эксплуатацию радиолокационные комплексы, бортовые и наземные системы предупреждения столкновений воздушных судов в воздухе с высокими помехоустойчивостью и качеством информации о воздушной обстановке". Завдашш 2.6. "Провести исследование, разработать и внедрить новые методы и средства автоматизации комплексного планировашш развития бортовых наземных средств и систем УВД, навигации, посадки и связи и их рационального размещения на воздушных трассах, аэродромах и воздушных судах ГА";

• Постанова Ради М1шстр1в СРСР №581-119 вщ 07.05.88р. шифр "Заход МВЛ".

В У крапп:

• "Комплексна цшьова програма розробки 1 виробництва наземно! та бортово! апаратури для систем керуванця повпряним рухом цивыьшм ав1аци" (шифр теми 6.2);

• державна науково-техшчна програма 6.6.3 "Розвиток аеронавй-ащшюго обслуговування Украши" Державного комггету Украши з питань науки 1 технологш;

• постанова Кабшету Мшстр1в Украши №517 вш 13.05.96р. (шифр теми 7.96.196); державне замовлення на 1997р. (шифр теми 7.97.278).

Мета Ч задач! дослщженпя. Мета роботи полягае в розробщ теорп та алгоритм1в, яю узагалыпоють нayкoвi даш, метода 1 алгоритми побудови математичних моделей РНС в умовах багатошляхового поширення радюхаиль для забезпечення вимог ЯЫР (Потр1бних навиащйних характеристик).

Досягнеиня посгавлено'1 мет» забезпсчусться шляхом вирапсння таких

задач:

1. Ексшпкащя проблеми прогнозування характеристик РИС з урахуванням умов поширення радюхвиль в 3011Í дн системи. Впзначення фактор!'в, вплип яких неможливо втнряти наземним контролем РНС, а також гмдмножини napaMCTpiB i характеристик, схильних до такого впливу.

2. Лналв, систематизащя i узагальнення алгортлнв моделювання РНС.

3. Розробка теоретичних основ розв'язання дифракцшних задач на плах pÍ3iioi форми, що знаходяться в зош ;üí систем, з урахуванням можливосп реал13аш1 шдпошдних алгоритмт в математичних моделях.

4. Розробка теоретичних основ i побудова типових математичних моделей мкцевих умов в 3ohí дн РНС, яю вщр1зняються трудомютюстго i BapTÍCTio пьдготування внх1'дних даних, а також кшьюстю фрагметзв, алроксимаци земно! поверхш' i míchcbiix предмет.

5. Досл1'дження i побудова математичних моделей антешшх систем РНС, яю дозволяють прогнозувати поле випромниовання по всш 3ohí дн, в тому числ1 бл!гж1пй та пром1ж1пй.

6. Розробка метод1п i алгоритм1в, яю встановлтоють зв'язки м1ж моделями обладнання i мюцевнх умов, в тому числ1 для впзначення положения i po3MÍpÍB /млянки вторинних джерел поля.

7. Airan¡3 метод i в псретворення ¡((формативного параметра в бортових приймачах РНС i побудова вщповщних математичних моделей.

8. Проведения багатопар&метричного дослщження систем посадки ПК з урахуванням гарантованого ртня безпеки польот1в у пигляд1 загального показника ризику.

9. Визначешм ímobíphíchiix характеристик систем посадки, яга включшоть приховагп похибки, в умовах конкретного аеродрому для оцшки цшсносп системи.

10. Розробка пакет1в прикладши програм, призначених для прогнозування характеристик РНС, впзначення оптимального м!сод встановлення, складу i типу обладнання.

Наукова новизна одержаиих результате. Полягае в тому, що вперше:

1. Запропонований метод еюнвалентно! апертури (MEA), згщно з яким реальна апертура вторинних джерел поля на поверхш вщбивача замшгосться еквшалентного апертурою. Розроблешш алгоритм вюначення положения у npocropi i po3M¡pÍB ек!пвалс1гпю1 апертури. В результат! апробацн MEA i iiopÍBimniiH з методами Юрхгофа та Котлера дакггься рекомендаци по його застосуваншо.

2. Побудована математична модель фазовано! шггенно! репитки системи MLS, яка дозволяе розраховувати значения амгоптудно! i фазово'1 д1'аграм

спрямованосп (ДС) в зонах Френеля та Фраунгофера при будь-яких кутах сканування.

3. Проведено аналггичне досжтженпя структури поля випромйповання антен радюмаяюв системи ILS в ближшй зон!.

4. Запропоноваш теор1я i алгоритм розв'язання задач! дифракцп хвши на щшндричнш иоверхш скшчених po3MipiB, яка довьтьно розташована в зонах Френеля та Фраунгофера шгген РНС.

5. Розроблеш теор1я i алгоритма для моделювання характеристик точное™ системи ILS при сумкному базуванш з системою MLS, як! можуть використовуватися для оцшки впливу предмете, розташованих в ближшй 3oni антен системи ILS.

6. Розроблений алгоритм апроксимаци земно! iioaepxiii в 3oni аеродрому, що автоматизуе процес ш'дготовки даних до прогнозування характеристик точносп РНС.

7. Розроблена розширена модель ризику зггкнення (РМРЗ) для системи посадки будь-якого типу, яка призкачена для визначення ¡мов1рш'сних характеристик за трьома просторовими координатами (трьома каналами): азимуту, куту м1сця, далыюсп.

8. Моделювання за допомогою РМРЗ дозволило визначити ÎMOBÎpuocTÎ ирихованих похибок i оцииовати цшсшсть за факторами впливу на безнеку i економ1чну ефектившсть польстив.

9. Виконано моделювання ¡мов1ршсних характеристик суиутникових систем посадки у номшальному i диференщальному режимах. Встановлеш потенщйш можливост! супутиикових систем посадки на ochobî ГЛОНАСС, GPS i йггегрування ГЛОНАСС+GPS.

Практнчне значения одержаних результате. Полягае в тому, що:

1. Розроблеш алгоритм и i пакет прикладиих програм для прогнозування характеристик точносп системи MLS, в тому числ1 таких, яю вщображають MicucBi умови аеродрому в зонах ди азимутального та кутомюцевого радюмаякш, застосування як их мшшпуе В1гграти на: пошуки мкця встановлення системи за критер1см миймального впливу похибок з причшш БШП; льотш персв1рки на етапах розгортшшя i îiacrynuoï експлуатацп; буд!вельш робота в зонах перед антенами радюмаяюв; пошуки областей в зош Л11 з гадвищеними похибками наведения ПК. Модель використовусться в ДержНД1 "Аэронавигация" (м. Москва).

2. Розроблеш матсматична модель i пакет прикладиих програм для прогнозування характеристик системи ILS з урахуванням впливу об'екпв, розташоваиих в ближнш зош поля випромйповання антен. Як показали дослщжешш, довжина зони Френеля ппсадного радюмаяка залежить вщ курсового кута i може досягати 3 км i бшьше. Враховуючи, що розташоваш в зош Френеля об'екги впливають на характеристики радюмаяюв на инцевому

етат заходу на посадку, дана модель е шструментом для оцшки цього дестабшзуючого вплипу. Розробка модел1 була шщшовапа практичною неохщшстю пошуку М1сця встановлення системи MLS при сумюгому базуванш" з системою ILS за KpirrepieM мнймального попршення характеристик точности КРМ i ГРМ. Апробащя мoдeлi проводилася в умовах а/п "Пулково". В пор|"внянш з рекомендащ'ями ICAO, як-i пропонують до розгляду достатньо велику область для КРМ i вельми обмежену для ГРМ, результат» пропюзування дають конкретш рииення, то забезпечують б1льш висок-у точшсть системи чи скопомiio koiutîb за рахунок виключення експериментального пошуку mîciw розмйцення.

3. Anani3 характеристик систем посадки ПК за допомогою розроблених моделей е основним засобом для пошуку причин попршення точности системи на окремих д1лянках траекторп заходу на посадку. П:'сля з'ясування питания про те, яи з мюцевих предметт чи дшянок земно! поверхш' впливають на T04nicTb, моделюються Bapiaimi piiueiib, пов'язаних h змшою мкцевих умов i вибирасться найбшьш прийнятне для конкретного ав1ши'дприсмства.

4. Запропонована розширена модель рнзику 31ткнення ПК, то дозволяс прогнозувати piBCHb безпеки заход1в на посадку i злету для рвних схем полмупв, а також витрати, пов'язаш з хибним внходом на друге коло чи запасний аеродром. Модель пройшла апробащю за даннми а/п "Луганск", "Дш'пропетровськ", "Впплпос", "Кишишв".

5. Матер¡али дисертацшноУ роботи утишили до «Концешш розвитку системи aepoiiaiiiranirnioro обслуговувашш Украпш», яка розроблена при BincoHaniii НДР «Розробка методик вибору оптимального складу та роз мщения 3aco6is аеронав^ащйного забезпечення польотсв у поштряному npocropi Украши з обгрунтуванням вимог до мшцевих умов i рекомендащй щодо досягнення необх!'дних характеристик комгтлексних систем радюнав1гацп, спостереження i посадки».

При виконанш дисертащйио! роботи одержшн i inmi значим1 для практики результати, а саме:

1. Запропонована симетрична шггена привщгом радюстанци, яка в деилька раз1В змешпуе похибки з причшш БШП i мае в 3-4 рази бшьшу потужшеть випромштования i КПД в пор^вияши з штатного антеною. Аитена впроваджена в а/п ".Якутськ", "Hepioirrpi", "Co4i".

2. Розроблена методика оцшки якостх функшонування (цшсносп та кеперервносп обслуговування) радютехшчних систем посадки повпряних корабл1'в в npoueci експлуатацп за результатами наземного контролю.

3. Результати НДР, в яюй досл1джуеться ешелонування ПК на пов1"тряпих трасах Украши, запроваджеш Украв1ащао як шетруктивний документ у зонах ¡з скороченим вертикальним ешелонуванпям.

4. Розроблеш рекомендацн щодо розмйцення антен 3aco6in зв'язку метрового д1апазону хвиль, затверджеш MiiiicTepcTBOM цивильно'/ aBiauiï СРСР, виконання яких забезпечуе електромагштну сумюшсть 3aco6iB радюзв'язку.

OcnoBni результати дослщжень знайшли практичне використання в po6oTi гпдприемств MiiiicTepcTea транспорту Украши, Департаменту aeiaui иного транспорту Украши, Держав1арепстру Украши, Мийстерства цившьно! aBiauiï СРСР, ведучого профшьного наукового шституту PociilcbKoï федераци - ДержНД1 "Аэронавигация" (м. Москва), концерну "Якутавиа" (РФ).

MaiepiajiH роботи використовувалися при розробщ державних стандарт!в Украши: ДСТУ 2598-94, ДСТУ 2902-94.

Результати доо/нджень запроваджеш в навчапьний процес КМУЦА шляхом включения до пщручника "Теория антенных устройств", поабниюв:"Антени", "Фазированные шггенные решетки" i "Излучатели и антенные решетки", довщника "Датчики", використання в дипломному та курсовому проектуванш.

Впровадження розробок автора дозволило одержати значний економ1чний, сошалышй i техшчний ефект, що шдтверджуеться вщновщними актами.

Особистий внесок здобувача. Основш результати дослщжснь, яи увшшли до дисертацшжи роботи, одержан! особисто автором. В роботах з сшвавторами здобувачу належить постановка задач, методики дослщжень i aнaлiз peзyльтaтiв.

Аиробацш результатов дисертацп. Автор догкшв про результати досльчжеш. i одержав позитивну оцшку на 20 м1жнародних, всесоюзних та республжансышх науково-техшчних конферешнях (НТК), зборах i сем in ар ах, в тому числ1: всесоюзшй НТК "Статистические методы в теории передачи и преобразования информационных сигналов" (Кшв, 1985, 1988, 1991, 1992 p.p.); республшанськш НТК "Эксплуатация и перспективы развития радиотехнических систем посадки" (Льв1в, 1987р.); республжанськш НТК "Опыт организации радиосвязи для обеспечения полетов в Украинском УГА" (Дншропетровськ, 1988 р.); зборах робочох групи ICAO з переходу шд системи ILS до системи MLS IMTEG-II-IP/9 (Париж, 1991р.); 5-Ш НТК Харкшського вШськового aeiauiSHoro училища радюелектронки "Пути повышения эффективности средств связи, радиотехнического обеспечения и автоматизированных систем управления ВВС" (Харюв, 1991р.); м1жнародшй НТК "Проблемы совершенствования радиоэлектронных комплексов и систем обеспечения полетов" (Кшв, 1989, 1992, 1994 p.p.); зборах робочо1 групи ICAO з всепогодшх польопв AWOP-WP/641 (Монреаль, 1993р.); звший НТК наукових колектив1в Кшвського М1Жнародного ушверситету цившыкй aBiauiï (КиГв, 1993, 1994 p.p.); м1жнародшй НТК "Теория антенн и техника" (Харюв, 1995р. i Киш, 1997р.); м1жнародшй НТК "Проблемы совершенствования

систем аэронавигационного обслуживания и управления подвижными объектами" (Кшв, 1996р.); III м1жнародшй конференци з електрозв'язку, телевЫйного i звукового мовлення (Одеса, 1997р.); мЬкнародшй НТК "Повышение эффективности систем защиты информации" (Кшв, 1997р.); кнжнародшй НТК "Проблемы развития систем аэронавигационного обслуживания и авионики воздушных судов" (Кшв, 1998р.).

Пуб.'йкацн. За результатами виконаних дослщжень опублшовано 48 друкованих po6iT, в тому числг 3 книги, один навчальний nociöiniK, 3 навчально-методичних поЫбники, 18 статей, 5 авторських свщоцтв, 2 стандарта Укра'ши, 2 доповщ«' на м1жнародних НТК. 0;uiooci6no опублжоваш одна монография, 6 статей i KpiM того депоновано 3 CTarri. С 2 публ1кацн фуп IMTEG i AWOP ICAO з представлених результатш роботи. Матер ¡ал и дослщжень увшшли до 32 звтв про НДР.

Структура i обсяг днсертацй. Робота складаеться з вступу, семи роздь'ип, висновк1в, списку використаних джерел ¡з 138 найменувань i 1 додатку. Загальний обсяг роботи - 370 сторшок, у тому чисти 105 рисуикт i 3 таблищ, один додаток на 29 сторшок.

ОСНОВНИЙ 3MICT РОБОТИ

У першому роздш роботи проводиться анал1'з похибок РНС i причин ix шшнкнення. Показано, що багатошляхове поширення радюхвиль в умовах аеродрому с основним чинником внливу на точшсть системи, а математичне моделювання дозволяе прогнозувати характеристики i параметри РНС в цих умовах.

Процес моделювання включае етапи побудови математично! модел1 множшги елеметтв РНС Z i множили eлeмeIrriв мшцевих умов W, якл вщображують стан системи в k-ий момент часу, множини зп'язкш R м1ж Z i W:

(Z,R)xT(k) (z,W,R)xT(k) =>Q(k), де Q(k) - розрахунков1 значения вихщних параметр1'в.

Як1сть модел1 для прогнозувшшя характеристик точности РНС визначасться багатьма факторами, з яких основним с метод розрахунку напруженосп поля дифракцшно"1 хвшп при БШП. В робот! не розглядаються складш асимптотики вирнпення з причини неможливосп побудови дано! модел1 на Ix ocnosi. Для вирпнення практичних задач звичайно застосовують методи геометрично! теори дифракцп (ГТД) i ф1зично1 оптики. В ГТД передбачаеться побудова системи проме!пв, яю поширюються у вщповщносп з законами геометрично! оптики i дифракцп, вщокремлення перехщних зон в околу ребер, вершин, каустик.

РНС мають обширну зону ди i збудувати систему промешв для кожного випадку взасмного положения точки спостереження \ мвдевих предмета з видкпенням перехщних зон прсдставляе дуже трудом!Стку I складну задачу. Тому в вщомих алгоритмах використовусгься принцип Пойгенса-Клрхгофа чи просто метод Юрхгофа.

Для того, щоб оцпшти коректшсть використаних в роботах Г.А.Пахолкова, НЛ.Войтовича 1 Дж.Капона формул, "¿х було одержано анагптично, починаючи з хвильового р1вняння. Останне виршуеться за допомою друга'!' тотожносп Грша. Формула Юрхгофа була також виведена на основI принципу еквшалентност] i теореми Гауса з використанням математичного апарата Стрсттона 1 Чу.

Дал1 розглядасться використання одержаних вирами у вщомих моделях. Так в вираз для иапруженосп поля хвшп, в|'дбито'1 1»д ¡деалыюго проводника, вводиться екв1валентний коефпи'пп вщбиття, що с грубою помилкою I не використовуються поправки Котлера. При куп вщбиття 0 -> 90°, як виходить ¡з формулн, напружешсть поля наближасться до нуля, що не вщповщас ф!зичним процесам при вшбитп.

Кр1м проведеного анашзу розглянуп причини, за якими вирази з книги Г.А.Пахолкова непридатш' для зони Френеля. В дисертацн одержан! формули для коректного визначення фазових сшввщпошень напруженосп поля хвиль у будь-якШ точщ зони ди.

Електродинамгашм аналогом методу Юрхгофа, розробленого для застосування в оптищ, е метод Котлера, що також належнть до метащв фпично1 оптики I ранте не використовувався при виршенш потбних задач. Академ ¡к Л.А.Вайнштейп пише про високу точшсть методу при випромшюванш з вщкритого кшця хвилеводу. Тому виникла пропозншя дошдити цей метод. 3 вихщних формул, записаних за методом Котлера, аналогично одержат загалыи вирази для складових напруженосп електричного 1 м агатного пол1в.

Структура математично! мод ел 1 для прогнозувашш характеристик точносп РНС показана на рис.1. 3 урахуванням ¡нтервалу часу, необхщюго для ошнки характеристик РНС, 1 задано! обласп визначення параметр1в знаходигься траектор1я польоту ПК 1 координата точки спостереження (т.е.). Для моделювання поля випромиоовання системи потр1бно мати оснопш параметри РНС, координати випромшювач1в наземно? антени та и модель. Одшоо з найважливипих вимог до модел1 антени е можлшпеть вщгворешш поля системи в ближшй та пром1жшй зонах. Нерегулярна складова напруженосп поля випром1нюваиш антени в першу чергу виклихасться флюктуащями амшнтудно-фазового розподшення.

Рис.1. Структура математичнсн модед! для прогнозувашм характеристик tohhoctí рнс

1нформащя про земну поверхшо i Micueei предмета в 30iii ди системи м!ститься в координатах тонок на поверхн! даних o6'cKTiB, в даних про м1крорельсф поверхт', значениях електричних параметр!в. В модел1 апроксимуються велик«' фрагмента рельефу м1сцевост1 та предмета, знаходяться нерегулярш складов! м!крорельсфу та електричних параметр1в. Меж! наближення земноТ noeepxni вибирашться ¡3 умови можливосп оцшки параметр ¡в системи на максимально потребному вщдаленш. Юльюсть дшянок апроксимаци реально!" поверхш" залежить вщ типу РИС, задачу що розв'язуеться, та дифракцшного методу.

По впливу на поширення радюхвиль (ПРХ) в зош да системи Micueei об'екти можна роздшити на ti, що вщбивають хви/ii, i tï, що екранутоть (затшюють) шлях поширення. Пкля визначения характеру впливу об'екта на ПРХ знаходяться значения напруженосп електричного i мапитного пол ¡в на поверхш' модел! вщбивач1в (екршпв), положения i розм1ри областей, в яких зосереджеш вторинш джерсла поля.

Другий рошл роботи починасться з побудови математичних моделей шгген систем посадки. Перш за все це актуально для систем MLS, в яюй використовуються фазоваш airrenni рсшпки (ФАР). Безпосередне шдсумовування налруженост! иол ¡в ecix випромипопачт ФАР незручне з причини велико'1 ïx юлькост! i неперервного повторения под1'бних ш'драхуша'в. Тому анаштично одержаний вираз для ХС антенн в дальшй 3oni випромппованя.

На рис. 2. наведен! ДС антени УРМ: експериментальна (д!аграма 2) при Д=2.5°, розрахункова (д!аграма 3) при Д=2.5° i вщсташ точки спостерсження УРМ г =1000 м, розрахункова (д1аграма 1) при А=27.5° i г =1000 м. 3 рисунку видна близьшсть експериментально!" i розрахунково!" fliarpaM, особливо поблизу порогового значения, яке встановлюсться на piBHi 0.707 вщ максимуму сигналу в приймач!. 1з збшьшенням кута сканування ширина ДС зростае. Pieera. бокових пелюсток при розрахунку нижний за фактичний, але оскшьки ршень бокових пелюсток складае -25 дБ вщ основного, то ïx можна не враховувати.

Мшшальний paniyc зош Фраунгофера ФАР дор!внюе 670 м. В ближшй зош ХС антени можна обчислити шляхом застосування методу парщалышх апертур, який був розроблений в дисертацн. При зменшешн розм!ру апертури антени у два рази миймальний раддус зменшусться до 167 м, а в чотири рази -до 42 м, що задовольняе практичним вимогам.

Виведеш формули для напруженост пол!в випром!шовання парщальних рсшпок. Результата розрахунюв прошили перев!рку i формули можуть усшшно використовуватися. При наближенш точки спостереження до антени ширина ДС збшьшуеться.

Проведений аншнз поля випромшювання антен системи ILS. Показано, що довжина ближнын зони випромшювашы сильно залежить вщ напрямку.

Рис.2. Експериментальна 1 розрахунков! ДС ФАР

Так для ГРМ в залежносп вщ курсового кута мйпмальна вщстань до дальньо! зони може зростати вщ 1250 м (реннтка «М») в 3 1 бшьше разт.

Дал1 в робот1 знаходяться вирази для розрахунку тангенщальннх складових електр£1чиого 1 маппшого гкшв на поверхт вщбивача. Падаюча хвиля розкладасться на хвшн горизонтально!" та вертикально! поляризацн. Для цього розглядаються вщповщн площини 1 вектор».

Меридюнальна Е0 та азнмутальна Ее складов! напружсносп поля дифракщйно! хвши в т.е. за методом Котлера знаходяться з виразгв:

с-1[к(г+р)+х] Е0 = ¡ВеА0РЛР(л)аЬ- + рЕф ;

е-1[к(г+р>ьх] (' Еф = 'В(;|А0Рдр(А)аЬ 4(г + ^ РБф ,

де

В0 =(фзсо3ф + ф451пф)-(ф,5!пф-ф2со5ф)со30; 1 Вф = (- ф3 БШф + Ф4 с05ф)с03б - (ф] СОЭф - Ф2 ЭШф); Г

б i ф - меридюнальний та азнмуталышй кути т.е. стосовно noeepxni вщбивача; Ф,,Ф2,Ф3,Ф4 - екв1валентш коефщенти вщбигтя для складових напруженосп електичного i магштного пол ¡в; рдр(Д)- множник ДС антени радиомаяка; А • кут у площиш сканування антени в напрямку т.е.; a i b -розм!ри прямокутноТ noeepxni вторипних джерел поля; rip- вщповщно вщеташ вщ фазового центру антени до початку власно! системи координат на поверхн1 вщбивача (шеля визначення облает! вторинних джерел) i вщ uiei точки до точки спостереження; % -кутовий аргумент, залежний вщ взаемного положения фазового ценгру антени, т.е. i вщбивача;

Ьбф = [C(u,)+ C(u2)- iS(u,)- iS(u2)IC(u,)+ С(и2>- iS(u,)- iS(u2)]; C(u) i S(u) -нггеграли Френеля.

Перешкоди, як> затшюють суттсву при поширенш радюхвиль область, враховуються за допомогою методу Бабше.

3 метою врахування мшких нер1вностей поверхш" вщбивач1в значения напруженосгп поля дзеркально вщбито! хви.н множиться на коеф1пдент дифузн, який введений в po6oTi Бекмана i Сшзичипо.

В третьему роздш робота розглядасться апроксимашя земно! поверхш та М1сцсвих предмет в 30Hi аеродрому, а також визначення положения i po3Mipie облаетi вторинних джерел поля на цих об'ектах.

Рельеф мюцевосп звичайно наближусгься простими геометричними ф1 гурами, наприклад прямокутними пластинами. Деяк1 об'екти добре апроксимуються цшшщричною поверхнею.

В тому випадку, коли вся лш1я профшо м1сцевосп чи Г! значна частина коливаеться навколо деяко! прямо!, розроблений алгоритм, що автоматизус пронес побудови модел1 земно! noeepxni.

Для системи MLS обсяг шформацн, яка вводиться до ЕОМ, буде скорочений, якщо при пщготовщ вихвдних даних дослщжувати тшьки видим! ¿з фазового центру антени кутомкцевого радюмаяка дшянки земно! поверх!», яю с потенщалышми перевипромниовачами сигналу в межах кута роздшешш 1.7(2905). Тут 2905 -ширина ДС на piBHi половшшо! потужносп. Розроблеш вщповщш програми.

BiuoMi вирази для розрахунку положения i po3Mipie дшяшеи, суггево! при вщбиванш радюхвиль на граншц двох середовшц, яю вщображають випадок, коли випромиповач i точка спостереження знаходяться по одну сторону вщ поверхн1 роздшу. Застосувшшя цих формул для вирилення задач1 знаходження випромнповача i т.е. з обох сторш вщ залняючо! площини призводить до грубих помилок. В робот1 наводиться виведешш вщповщних сгаввщношень.

Кшцевий результат прогнозування характеристик точиосп сильно залежить вщ коректного визначення положения I розм]'р1в обласп вторинних джерел поля. Розроблеш алгоритм I програма розрахуику, в яких поошдовно розглядаються не! випадки взаемного розташування елшеа, створеного випевцшим числом перших зон Френеля, 1 пластини, яка апроксимуе поверхню перешкоди. Потчм знаходяться меж! йггегрування облаетI вторишшх джерел поля 1 положе!шя точки дзеркалыгого вщбитгя.

В зош дн РНС розташоваш об'екти, поверхня яких добре наближасться цшиндричною поверхнею. Це - фюзеляж! лггаюв, дишнки земно!" поверхн!, цистерни ! т.п. В четвертому роздш роботи анал!зуються вирази, яю пропонуються для побудови вщповщннх моделей в кшш Г.А.Пахолкова. Основним з вщм!чених недолшв с зам!на еюнченних меж йггегрування неск!нченними, тобто здшснюсться перех!д до пил!ндру нескшченних розм!р!в, а також введения коеф!ц!ент!в вибиття в формулу, одержану для щеалыю провщно! поверхш, проведения розрахунк!в тшьки в дальшй зош в1шром!нювання антени. В робот! Лижольнсько! лабораторп ефект розходження промен!в враховусться шляхом введения простого множника, який обчислюсться за виразом для цил!идру неск!нченних розм!р1в.

Таким чином вшомим алгоритмам притаманш недол!ки, пов'язаш" з грубим наближенням результат!в до точного вир!шення задач! дифракци на шш!ндричн!й поперхш'.

В четвертому роздш розглядаегься запропонований алгоритм розв'язку задач! дифракци на цшнндр! скшченно!' довжини ! великого рад!уса а0 (ка0»1). Для розрахуику використовусться формула Юрхгофа. При виведешн сшввщношень розглядалось пад!ння локально плоско! хвшн на елемент щшндрично! поверхн! з розм!рами, вщиовщними розм!рам елементарного випромшювача Гюйгенса, що дозволяе проводити розрахунки на вщетанях бшьше шж 100 м вщ антенн РНС.

3 формули Юрхгофа знаходяться складов! напруженост! поля. Поддайний ¡нтеграл, представлений через добуток одновишрних, один з яких виражасться через ¡нтефали Френеля, а другий обчислюсться за допомогою формули Якоб!-Ангера.

Меридюнальна ! азимутальна складов! напруженост! поля визначаються за формулами

Е0 = в0(г, е,ф)10(у„ у2)[г? (в,ф)+1®(е,ф) Еф = Во^Дф)!,,^,, У2)[1Г(е,ф) + 12°(ё,ф)

де

-in а9 т2

а„А„ -iwr(.m> Ri "v « krr„

2л/2Хгг0(г + г0) ф Vr+ro

T = V2^(cosx + cose); I0(vlf v2) = C(vt) + C(v2) - i[S(vJ + S(v2)];

1

IjíG.cp) = B,jsin,neiuC0!',dT] = -B1(eiucos,u -eiucosn2). n, u

I2(8, ф) - B2 J eos TieiucosndTi = B2 {J0 (u)(sin л2 - sin r], ) +

sin(n - l)r)2 - sin(n - l)rj, sin(n + l)r|2 - sin(n + l)r)j

+ 2i-J„(u)

n-1 n+1

Tij = i|/t - i|/K; T)2 = vj/2 - i|/K; C(v),S(v)-¡нтеграли Френеля; косфнпснти B,,B2 визначаються взаемним положениям антенн РНС, цилнщра i точки спостереження; Jp(u) - функш'я Бесселя 1-го роду р-го

порядку вщ apryMcirry и; и = ka 0 л/siñ2 у. +^2s^n0sinxcos9~+sÍn2 0.

П'ятий роздш присвячений моделюванню структури поля в 30iii наведения радютехшчних систем посадки ILS та MLS з урахуванням БШП. В точку спостереження хвшп надходять ршшми шляхами i сумарна напружешеть поля

n m

eitn = Enb + Y, ЕдВ, - Ед^, i-1 j=l

де Еш- напружешеть поля прямо! xbiuií; n, ш - вщгювщно кшьисть вщбиваючнх i затнюючих фрагменпв апроксимацн, яы враховуються при розрахунку поля в данш точщ.

Ефектившсть застосування методу Котлера визначалася за допомою тестових задач, розв'язок яких вщомий. Розмкггимо пластину на шляху поширення прямо! хвил1 вщ антенн кутомюцевого радюмаяка. Розм1ри пластини насллыси велию, що повшетю перекривають зону, суттеву при поширешп радюхвиль (fi раддус ~ 20 м) вщ антени до т.е. з координатами (1000м, 0, 60м).

Будемо обертати пластину навколо вертикально! oci. Кут падишя xbuiií

змйсоеться вщ 0 до 70° . Оскшьки пластина перекривас площу перших 12 зон Френеля, то номшальне значения напруженосп поля в т.е. залишаеться

незмшним. Розрахупков! значения ЕдВ зменшуються ¡з зростанням куга падшня .\Biuii (крива 1 на рис.3).

Едв Еном

0.6 0.4

0.2

0 20 40 60 80 град

Рис.3. Залежш'сть напруженосп поля дифракцшно! хвшп в1д кута падшня

Розмюгимо вертикальну пластину велико'! плопн (в пор1'внянш з зонами Френеля) паралельно площшп, яка проходить через в'кь ЗПС. Положения перешкоди 1 т.е. змшюються таким чином, щоб пряма ¡з фазового центру антенн до т.е. проходила через центр пластини, а кут падшня хвшп змнловався. В Д1"апазош купв падшня Эп =70 ...90° напружешеть поля дифракцшно! хеши значно метла номшального значения, яке обернено пропорш'йне множнику 1/(г+р). Графк залежносп ЕдВ/Е1ШМ = 1:(ЭП)

показаний на рис.3 (крива 2). В области менших значень 9П крива 2 практично повторюе криву 1.

Аналопчш результата одержан! для горизонтально! пластини, яка анроксимуе дшянку земнох поверхш. Детальний анал13 показав, що при будь-ямй ор1ентацп пластини у простор! (поляризацн хвил1 вццгосно пластини) напружешеть дифракцШно! хвшп прямо пропорцшиа косинусу кута паднпш. Такий же висновок для методу Юрхгофа отриманий у першому роздш.

Таким чином, застосувашм методу Котлера характеризуемся наймешшши похибками при нормальному пад1нм хвшп на пластину. Дании р1вень похибок можна зберегги в широкому дшиазош купв падншя, якщо вщ реально!" апертури вторшпшх джерел поля перейти до екшвалентно! апертури, площина яко! перпендикулярна напрямку поширення дифракшйно! хвшп (рис.4). При цьому тангенщалыи складов! напруженосп' будуть дор1'внювати самим векторам, оскшьки площина скв^валснтно! апертури зби-асться з

V1

X

\

картинном площиною. Так був запропонований метод еквевалентшй апертури (МЕА).

Критере'ем вшначення розм1р!в екв1валентноТ апертури е р1вшсть ширили Д1аграм спрямованосп еюывалентноТ апертури 1 вторинних джерел. Тобто екв!валентна I реальна апертури повили) формувати ¿центичш ДС. Розмгр екв1валентно'1 апертури може бути знайдений а формули

аХ

л

п+1аё2дп +

2сА

лЬвт9„

де а - кутовий аргумент, який вщповщае заданому р1вню шириии ДС; 9П -кут падшня.

У Ъ

Рис 4. Створення еквшалентно! апертури

Для розрахунку Ьекя треба задатися конкретним значениям кутового аргумента а . Дослщження показали, що точшсть розрахунюв в облает! великих купв падшня буде вищою при бывших а. Якщо а = я, то це вщповщае визначенню розм1ру еюивалентноТ апертури ¡з р1вност! ширшш ДС за нулевим рёвнем випром!нювання.

Розм1р залежить вщ кута падишя (рис. 5). В облает! купв падцння

9П >80° екв1ваяенггна апертура за формою наближаегься до стр1чки шириною Ьскв , яку згщно з методом Бабине замшюемо пи липою таких же розм!р1в у плоскому екраш. При Ьеы) < X щшинний випромниовач набувае резонансних властивостей, гошбних до властивостей тонких в1братор!в, I метода фЬично? оптики застосовувати не можна.

Lekb, m 2

1

O

70 75 80 85 9П> фад Рис. 5. Залсжшсть розм1ру екв!валентно! апертури п!д куга падшня xbjuií

Дшп в po6oT¡ наводиться виведения другого po3M¡py екв!валентно! апертури i математичних вираз1в для peani3ani! МЕЛ. Складов! напруженост)' поля в anepTypi визначаються за формулами:

=-cosXRb^-Fap(A); H*0=sinXRr;^FAP(A); .

с

= sinxRrEóFAP(A); = cosxRbE6Fap(A).

Тут у- кут mí ж плотинами падшня i поляризацп хеши; RB(r)- коефщент

вщбиття хвиль вертикально!' (горизонтально!) поляризацн; х,у - oci власно! системи координат екв!валенпю! апертури.

Апробац1я MEA для випадку вертикально! пластини велико! плоил подтвердила теоретичне обфунтування. В широкому д1апазош купв падишя (рис.6) одержуемо потр1бне значения напруженост! поля дифракщйно! xbrtií. В

Едв -----|-

Еном

1.0_____

0.9 ____

20 40 60 80 Vn, град Рис.6. Результата застосування MEA для вертикально! перешкоди

обласп великих купв падшня (рис.7) коливальний характер залежносп поясшоеться впливом зменшення розм|'ру екв!валентно! апертури. В той же час похибки розрахунюв MEA на порядок менни в пор!вняшп з алгоритмом, викладеним в роздш 2. Аналопчш результата одержат для горизонтально! пластини, яка апроксимуе земну поверхшо.

Едв Еном 1.2

1.0

0.8

88 89 Vn, фад Рис.7. Характер змши напруженосгп для великих кутш падшня

В робот1 Лшкольнсько! лабораторп наводягься результата розрахунюв, одержаних за допомою методу Юрхгофа i геометричноУ Teopii дифракци на основ! даних ф1рми "1ТТ Джилфшлан". Розглядасться сиоруда аеропорту (рис.8). Початок системи координат знаходиться у фазовому центр!

x/N /

Координата вершин вщбивача:

zoch = -2.745м ; z„ = 15.555м

(366,366) L-4 (427,366)

-Е

О Точка спосгереження X

т.О розташована в zTH= 17.5м

фазовому ueirrpi ФАР

Рис.8. БШП вщ шоруди аеропорту

аитени MLS (Ьф =2,745м). На рис.8 позначен) координата вершин споруди.

Поверхня пластини pinna з щеалыюю провшпстю. Точка спостережсння перемодуеться вдовж продовження oci злггно-посадково1 смуги на BHCOTi 17,5м.

На рис.9 крива 1 представляе результата розрахунку за алгоритмом на основ! ГТД, крива 2 - за МЕА, крива 3 - за методом Kipxroфa Коли точка дзеркального вщбиття знаходиться в iuioiui пластини, три кршй зливаються в одну на piBiii -ЗдБ вцдаосно нaпpyжeнocтi поля прямо! хвшн. При збшьшеши вадсташ мЬк спорудою i центром зош! Френеля при вщбшп' хвиль починасться розходження кривих. Пор1вняния графшв показало ix малу вщм1ну для трьох

метода в. При близьких обсягах обчислень МЕА характеризусться меншими похнбками в iiopiniwHiii з методом Kipxro(j)a.

Рис.9. Результати розрахунгав: 1 - алгоритм на ocuoni ГТД, 2 - на ocuoBi МЕА, 3 - за методом Юрхгофа

Американськ1 виробшжи MLS «Бендшс», «Хазелтайн» втнряли pisenb дифракщшкЯ хвил1 для металевого екрана на рис.10. Результати BHMipio i po3paxynKiB наведет на рис. 11,а при змнн вщсташ до т.е. на сталШ bhcotî hTC =4,7 м. На рис. 11,6 показаний вертикальний зро напруженосп поля на вщсташ, де сигнал досягае максимального pÎBiui. Спостернаеться узгоджешеть

ДШП1Х.

Розроблений також алгоритм розрахунку характеристик точносп i для глюадного радиомаяка, riopiniwinw результап'в розрахунюп запропонованого алгоритму з результами за методом ГТД показуе ïx сш'впадання. Особлив¡стю моделтовання для еистеми ILS с обмежешм на кигьюсть перших зон Френеля, яга враховуготься при визначенш обласп вторшпшх джерел поля. Це число в загальному випадку не буде цишм.

У

О (132;76;25)

-Л 13.58°

/ /

О

Ьекр = 15.9м;

2осн = -4.575м; т^ = 2.415м

X

Точка спостереження (х;0;г) Рис. 10. Розташування екраиа на аеродроми Ет

1- Хазслтайн

2- Лшкольська лаб.

3- Бендшс

4- Запроп. алгоритм

1200 1500 1800 хтн)м а

Е

'дв

Е,

пр

,ДБ 0 -10 -20

хт.н. ~ 1680м 1

2,4

* —---- --— "з

1500 3000 4500 6000 2т.н..м б

Рис. 11. Пор1вняшш експерименгальних 1 розрахункових даних

В шостому роздш розглядасться моделювання характеристик точносп системи ILS при знаходженш перешкод в ближньому пол! антен. Аналопчна ситуащя виникае при сшльному базуванш tía аеродром! двох систем: ILS та

Мюцев1 умови аеродрому часто пргаводять до порушення фазових сптвщношень радюмаямв на дЬянках траекторп ПК. Перетворення виразу для визначення р;зносп глибин модуляцп (РГМ) у бортовому приймач1, яке раш'ше запропоноване в роботах автора, дало можлшпсть обгрунтувати адггивний характер пикриплснь писади чи курсу внаслщок багатошляхового поширення.

Поршняно менша юлькють перешкод в ближшй зош антен дозволила застосувати бщьш точш методи розрахунку в пор1внянш з методами ф1зично! оптики. Поверхия мкцевого об'скта розглядасться як неперервна сукушн'сть елементарних випромшювач1'в Гюйгенса. Знаходиться напружешсгь електричпого поля в кожному елемешт Гюйгенса вщ випромшювач1в антенно! реинтки радюмаяка як сумарного, так I р|'зницевого канал1'в. Пот1м обчнслюсться напружешсгь поля сумарного 1 р:зницсвого канал1в у т.е. як сума пол:в вииром1"нювання вЫх елемеигпв Гюйгенса.

Апробащя результате прогнозування пройшла у а/п «Пулково». Розташування ГРМ на аеродром1 показано на рис.12. Кут ппсади дор1вшос 2°40', висота опорно! точки - 16,4 м. Лнпя 1 на рис. 12, яка паралельна оЫ ЗПС 1 вщдалена на 100 м вщ не!, встановлюс минмальну припустиму вщетань кутомюцевого радюмаяка вщ оа ЗПС, що пов'язано з висотою перешкод в

MLS.

352м

300м

200м

100м

Торець ЗПС

I

гт

-5

1

Рис.12. До пошуку взаемного розмццення ГРМ i УРМ

3ohí аеродрому. Ширина ДС антени ГРМ в горшонталыпй площиш на piem 0,1 потужност! дор!внюе 50°. Цей напрямок показаний на рис.12 лшгао 2. KpHBi 3

i 4 обмежують дишнку, встановлення в яку кутом1сцевого радюмака дае piîiiimio висот опорно! точки обох систем менше за 1м.

В результат!, як бачимо з рис.12, рекомендована 1САО дшянка для встановлення УРМ мае мал1 pojMipii. В ¡шлих випадках и можс зовам не бути i значения прогностистичного розрахунку ще бшьше зростае.

Точками A...M на рис.12 позначен! можлив! мюця розм!щення радюмаяка, для яких проводився розрахунок характеристик точност! ГРМ. Точка А розташована в напрямку максимального випром!шовшиш антенн ГРМ в азимутальшй площин!. Вщповщно до цього змнпосться структура поля i зростають викривлення лiniï гл!сади на найбшьш вщповщальшй частц! гл!сади В1Д точки А до точки Т системи ILS (рис.13). Пунктирною лийею на рис.13 позначено допускове значения викривлення писади для систем посадки II i III категорш. Ампл!туда викривлень гл!сади значно перевищус допускове значения. Це тим больше неприйнятно, оскшьки не враховусться вплив рельефу MicucBocTi.

Рис.13. Змши щформативного параметра при встановлеши перешкоди в точку А на рис. 12

Точка В розташована в напрямку j=150 ДС антенн ГРМ в азимутальшй площин!. При цьому амгштуда викривлень лшп пйсади зменшуеться до менше припустимого значения. Для точок С, 01Е амплпуда викривлень лшн гл!сади менше допуску бйьш н1ж на один порядок. 3! збшьшенням вщстан! м!ж точкою! фазовим центром шггеш! амплитуда викривлень зменшуеться. Так для точки Е амшптуда викривлень гл!сади менше, шж для точки С.

В результат! зроблено висновок про те, що кутомюцевий радаомаяк можна встановлювати не -пльки в рекомендован!?! 1САО облает!, але ! там, де р!вень ДС антенн ГРМ перевищуе значения 0,1 при виконанш умови

сумппсння опорних точок систем. Межа uieï области, яка показана пунктирною лнпею 5 на рис. 12, визначаеться викривленнями лпш писали.

Курсовий радюмаяк в напрямку зМК-100° в а/п "Пулково" розташований на вщсташ 950 м вiд ближнього тория ЗПС. ICAO рекомендуе встановлювати азимуталышй радюмаяк (АРМ) на продовжешп oci ЗПС не ближче 30 м гид антсни КРМ.

За дашши математичного моделювання побудовшп графики залежносп амгоптуди вчкривлепъ лит курсу bîji пщсттп м'ж фазовнм центром антенно'У репптки КРМ i плотиною апертури антепи АРМ. На рис. 14 крива 1 шдпошдас bîicotî фазового центру антенн КРМ, яка доршнюс Иф=3,5 м, а крива 2 -

Ьф=4м, крива 3 - Ьф=4,5 м. Припустиме значения амплггуди викривлення

лпш курсу для 1,11 категорш системи ILS складас 0,005 РГМ.

При невеликих вщстанях м1ж радюмаяками 1 маши р1зшпц висот тдв!су антени КРМ та верхньоТ меж1 котуру АРМ (ЬАрМз2,9м), азимуталыпщ радюмаяк затйпос пом!тну частилу суттевоГ зони при понгоренш хвиль вщ антеш! КРМ. В бшыши М1р1 це характерно для точок спостережелня, розташованих на малШ вщсташ вщ КРМ.

1з збшьшенням висоти гвдвку антенн КРМ вплив азимутального радюмаяка на точшсть слабшае. При цьому, як видно з рис.14, краще розм!щувати АРМ на в ¡деталях, бшыних за 300 м. Яюцо КРМ розмнцений на

невеликш вщстан! вщ ближнього торця ЗПС, то необхщно довести рпнишо висот до Ьф - Ьарм « 1,5 м.

Одержан! для а/п "Пулково" результата добре узгоджен! з експериментальними даиими 1 даними вим!рювань, проведеними в США, Великобританн, ФРН.

Згщно з 8АЯРБ (МЬкнароднимн стандартами 1 Рекомевдоваиою гграктикою) незалежно вщ eкcплyaтaцiЙIшx мннмудпв середне число а(пацшних катастроф з смертелышм наслщком шд час посадки з причини виходу з ладу системи не повинно перевищувати р!вень ¡мов!рпосп 1 • 10~7. Цей показник називають загальним показником ризику системи.

Як зазначено в RNP (Потр1бних нав1гащйних характеристиках) загальний ризик визначасться не тшьки точшстю, але 1 цшсшстю, 1 неперервшстю обслуговування. Цьшсжсть - де якють системи, вщповщна впевненосп в тчм, що даний зааб забезпечус правильною шформацкю. 1Чвень цшсносп виражаеться у вигляд! ¡мов1рност1 вщсутносп сигна)пв неправильного наведения.

Таким чином, необхщною умовою ошнки р1вня ризику системи посадки е визначення ¡мсшршсних характеристик, як! включають приховаш помилков! ршення в систем!'.

В сьомому роздш на основ! робгг В.П.Харченка проведена формамзащя заход1в ВС на посадку. Нехай система посадки Б складасться з керуючо! ! керовано! С2 ш'дсистем, тод1 0 = Стан системи О

характсризусться складеним вектором Ъ, який нал ежить п^нриому евклщовому простору И". Компонентами вектора Ъ прийнят! наступи! величшш:

X е1Г;Д еКр;УбГ;ЕбЕч;Х е К8;п = V+ р+ ш + я +^ Визначеш також щдпростори добупав вектор!в:

ХхДеКГРи Ех1е112ч+е. Тут введет позначення: Х- вектор фазового стану, який характеризуе керований об'ект (шдсистему С2) в простор! координат Е/, що вим1рюються (кут курсу, бокове в!дхилення, кут ташажу та шше); Д - вектор-параметр для визначення "внутршнього" стану об'екта управлншя С2 (для л!така компонентами керовано! пщсистеми с маса ! площа крила,

аеродштичш коефвденти 1 ипие); У- ш -м!рний вектор фазових координат пщсистеми 02, що вим!рюсться на виход! керуючо! пщсистеми

F- вектор характеристик керуючо! пщсистеми (розглянул у першому

роздш); А, - вектор-параметр "внутршнього" стану керуючо! пщсистеми.

Повяа нод1Я вшиачасться як:

{Z,t} eRn х J,

де J упорядкована множила дшсних чисел, що вщображае часовни параметр t.

В npocTopi CTaiiie Rm вщцляеться область Dt така, що Dr с Rm i при {Y,t}e DT х Jt, Vt e JT = [t0, tk], забезпечусться нормальне

функцюнування системи. В протилежному випадку при {Y, t} g D, х Jt, Vt е J, стан системи буде ненормалышм, що призводить до передумови льотно! пригоди, виходу на друге коло i т.п. Тому виконання вимоги безпеки польоту полягае в утриманш фазово! точки керованого об'скта, який задаеться вектором Y(t), всередиш' облает! Dt. Керування об'ектом в даному випадку ведеться в умовах неповно! шформаци, осюльки м1ж векторами X i Y немас функщоналыюго зв'язку.

Загалышй В1фаз для критер1я rkoctî системи посадки мае вигляд:

р= jj r(Y*, Y)œ(Y)(a(Y*/Y)dY*dY,

(d„dr)

де r(Y*, Y) - фупкшя фазових координат Y i ïx ощ'нки Y* ; <o(Y)- априорна шшьшеть iMOBipHOCTÏ розподшешш фазових коордштт Y; Cû(Y*/Y) —

умовиа щшьшеть ÎMOBipirocTi розв'язмв Y* при умов1 реашацн Y.

Розроблена розипфена модель рюику зггкнень, яка призначена для: розв'язку задач1 розмвдення 3aco6iB посадки, в тому чис.щ наземннх станщй диференщ'алыюго режиму глобально! Haairaniinioï супутниково! системи; визначення iMOBipHOCTÏ повно! групи подш заходу ПК на посадку; оцшки впливу як сукупносп, так i окремих перешкод в конкретних умовах застосування системи; оцшки значень абсолютно! i вщносно! висоти перешкод; визначення мппмуму посадки i злету повггряного корабля; прогнозування pieim безпеки заход1в на посадку i злету для рпних схем польопв, в тому числ1 стандартних SID i STAR; прийиятгя piinem. про размшдатя чи знесешш перешкоди (об'екта) i його вшпш на абсолютну/вщносну висоту прольоту перешкоди. Термш <фозш!фена» у назв1 модел1 означае розширення функщ'оналышх можливостей у nopisimmi з моделлю CRM ICA О.

В робот1 визначався спектр ÏMOBipuicinix характеристик (Р]=1-а -нормальний захщ ПК на посадку; Р2 = а - хибний вгоад на друге коло чи на

запасний аеродром; Р3 = ß - ризик цшсносп; Р4 = 1-ß - вихщ на друге коло) для каналу писали в чотирьох аеродромах. Внхщними данимн були конус пщходу у верти кал ьн iii площшп (область Dt) i модели траекторш ПК у вибраних аеродромах, яга будуються на основi експериментальних даннх чи результат прогнозування характеристик TOHiiocri.

В аеропортах «Дншропетровськ», <(Луганськ», «Кишиш'в» Bei результати • моделювання заход1в на посадку для використано! виб!рки статистичних даних укладшоться у вимоги RNP. При моделюванш для а/п «Вшьнюс» спещально використаш скспсриментальш даш, як-i вщювщають стану аеродрому до проведения po6iT в зв'язку з встановленням системи посадки друго! категорн. iMOßipiiicrb прихованих похибок перевищуе допуски в обласп вщ трьох до чотирьох кшометр1в В1д торця ЗПС.

Розширена модель ризику зггкнень також застосовувалась для визначсння можливостей супутникових систем посадки. На рис.15 показан! результати моделювання для заходу на посадку при використанш повноТ мереж1 HaBirauirimix супутншйв (НС) ГЛОНЛСС у номшальному режима iMOBipnicrb виходу на друге коло, якщо виходити з економ1чно1 дощ'льносп, визначено! в шетитуп «Аэронавигация» (м. Москва), вщповщае bhcoti гфийняття ршення на вщдалешн 1790м. При цьому ¡мовфшеть успешного заходу на посадку (УЗП) Р|=0,984, iMOBipnicTb виходу на друге коло (ВДК) Р4=0,5*10"3, а приховано! помилки хибного виходу на друге коло (ХВДК) чи запасний аеродром Р2=0,5*10"2. Ризик цшсносп в цьому випадку складае 0,99*10'2, що е явно неприпустимим. Ризик цшсносп системи посадки Рз-1,7*10'7 можна одержати тшьки на вщдаленш 4 км.

Дал1 розглядалися можливоси штегрування систем ГЛОНАСС i GPS (С/А) у номшальному режима Як бачимо з даних табл.1, штегрування систем дозволяе зменшити iMOBipHicTb виходу на друге коло у 4 рази, а хибного виходу на друге - коло в 2 рази. Ризик цйпсност! зменшуеться в 2.12 рази, а шов1ршсть успшшого заходу на посадку збшьшуеться тшьки на 10%.

В табл.2 наведет можливоей супутниково! системи посадки у диференщальному режима Автономне використання мереж! нав!гацшних супутншйв системи ГЛОНАСС дозволяе виконати вимоги першо! категори системи посадки. Забезпечити другу категорш посадки в диференщальному режим! може штегрування повних мереж НС систем ГЛОНАСС i GPS.

Таким чином запропонована модель дозволяе оцшювати ципешеть як на piBHi безпеки, так i на piBHi економ1чно1 ефективносп.

0.0X3500

г, км

Рис. 15. 1мов1ршст характеристики супутншсовсп системи посадки на основ1 використання повио! мерою НС ГЛОНАСС

Таблиця 1

1мов!рш'сш* характеристики номшалыюго режиму супутниково! системи посадки

Конф1гурашя СРНС Вища-лення, км УЗП (Р.) Цшсшсть ВДК (Ра)

Витрати ципсносп (Р2) Рнзик цшсносп (Рз)

Вс1 НС ГЛОНАСС 0.51 0.280018299 0.24398487 0.254366546 0.221634060

1.06 0.797550797 0.087192431 0.104030318 0.011373139

1.79 0.984876930 0.005205223 0.009917841 0.000052417

3.81 0.999999500 0.000000003 0.0000005 0.0

16 НС ГЛОНАСС+СРЙ 0.51 0.313464850 0.240984454 0.25244869 0.194076508

1.06 0.069636471 0.085740245 0.837762892 0.007126895

1.79 0.991225183 0.002770926 0.006009556 0.000016799

3.81 0.999999880 0.000000010 0.000000170 0.0

ВЫ НС ГЛОНАСС+ОРБ 0.51 0.317512482 0.2404771 0.252068251 0.190911069

Таблиця 2

1мо1нршсш характеристики диференщального режиму супутниково! системи посадки

Конфкурашя СРНС В|'дда-лення, км УЗП (Р,) Цшсшсть вдк (Р*)

Витрати цин'сносп (Р,) Ризик цшсносп (Р0

ВЫ НС ГЛОНАСС 0.42 0.985224 0.00458942 0.01014874 0.00004727

0.57 0.99989 0.0000095 0.0001003 0.0

16НСГЛОНАСС+ОР8 0.35 0.986171 0.0039076 0.009898 0.0000392

0.45 0.99779 0.0000193 0.0002014 0.000000003

0.57 0.99999964 0.000000001 0.000000354 0.0

Веч НС ГЛОНАСС+СРБ 0.34 0.983 0.00501987 0.012192947 0.00006227

0.45 0.998781 0.0000081 0.00011415 0.0

0.57 0.99999988 0.0 0.00000012 0.0

висновки

В дисертацшшй робот! проведена розробка теорстичиих основ та способ1в побудови математичних моделей РНС для прогнозування характеристик радюнав^ацшних систем в умовах багатошляхового поширення радюхвнль 1 ризику застосування цих систем, кр1м того внконане комплексне дослщження та систематизац1я вщомих рииень окремих задач прогнозування характеристик точносп РНС.

Основними науковими 4 практичними результатами робота с розробка методолопчних основ ! засоб1в прогнозування ¡снуючих та перспектиних РНС в р!зних, в тому чиеи екстремальних умовах 1'х застосування; теоретичне обгрунтування впливу основного дестабипзуючого фактору - багатошляхового поширення радюхвиль на характеристики РНС; всеб1чне дослщження метод:в 1 алгорнтм1в, в тому чиын методу Юрхгофа, як! застосовуються при виршенш подобных задач; виведення стввщиошень 1 розробка алгортлпв для побудови модел! за методом Котлера, виявлення його можливостей; розробка 1 апробащя методу екв1вале1гтних апертур, побудова моделей на його основ!; розробка моделей антенних пристав РНС, як1 дозволяють розраховувати иапружешсть поля в зонах Френеля ! Фраупгофера; побудова моделей навколишнього середовшда; методологи комбшоваиого дослщження характеристик РНС, яка призначена для пщвгацення в!рог!дност! результате; розробка розширено! модел! ризику зггкнешш пов!тряиих кораблт; визначекня !мов!рн!сних

характеристик систем посадки, в тому чисш помилки хибних piuienb; побудова алгоритму розрахуику p03MipiB облает! вторинних джерел поля на мюцевих об'ектах аеродрому; розробка алгоритм1в i пакет прикладних програм для прогнозування характеристик радютехшчних систем посадки повггряних корабл1в метрового i сантиметрового д!апазошв хвиль, а також супутпикових систем посадки.

Результати роботи дозволяють зроботи таю висновки i рекомендацн.

1. Показана нагальна необхшпсть створення класу моделей для прогнозування характеристик tomhoctî РНС в умовах аеродрому як засобу скорочення обсягу льотних перев1рок систем. Розроблеш теоретичш основи побудови математичних моделей РНС з урахуванням БШП. Побудоваш вщповщш математичш модел1 радютехшчних систем посадки ПК.

2. На ochobî виведення формул для визначення напруженосп поля при багатошляховому поширенш" виявлено ряд недолшв в вйюмих алгоритмах розрахуику, в тому числ1 пршщипового характеру, яю, в основному, полягають в настушюму: коефщгагг ш'дбиття вводиться в внраз для напруженосп поля хеши, знайдений з застосуванням граиичних умов для щеального провщника; при кутах падшня хвиш близьким до 90°, амшитуда вщбитоГ хвшп наближасться до нуля, що не пщпошдас ф1зичним процесам вщбнття; не використовуються поправки Котлера на межах обласп вторишшх джерел; розрахунки проводяться в далыпй зон1 антен.

3. При моделюванш поля випромнповання радюмаяюв системи MLS будь-якого типу можиа застосовувати одержан! в робот! математичш вирази як для зони Фраунгофера, так i для зони Френеля, яю набагато спрощуготь модель Як показали результатами досл1джень про залежшеть довжини зога Френеля антенн ГРМ вщ курсового куга i значного и зростання на границях зони дп необхщно використовувати наведен! в робот! вирази для визначення фазових сшввщюшекь на поверхш об'екту.

4. Запропоноваш алгоритми апроксимаци земно! поверхш автоматазують процес пщготовки даних до моделювашш. Для системи ILS використовусться суц!льне наближення земноГ noBepxni в зош перед антенами рад!омаяк1в, в якш враховуеться i ноперечнии ухил .TÎniï профшо. Для системи MLS проводиться попередшй розподш д!лянок i до уваги беруться ттльки потенцшш Bifl6ima4i чи екршш в межах кута роздтлення.

5. Одержат нов! формули для визначення положения i po3Mipie зон Френеля на поверхш перешкоди, яка зат!нюе шлях хвшп вщ шгтени до точки спостережешм.

6.3 метою пщвищення точносп прогнозування створений алгоритм коректного вшначення обласп вторишшх джерел поля, яка береться до уваги при розрахунку напруженосп дифракцнтоУ XBiuii i знаходжегаи инцевого положения точки дзеркального вщбитгя.

7. Запропонований в робот! алгоритм розв'язания задач) дифракцн на цилшдричш'й поверхш дас можливкть б|'льш точного визиачеиня напруженосп поля в поршнянш з вщомими алгоритмами прогнозування характеристик точности РИС.

8. Розроблений i обгру1гговапий метод екв1валентно'1' алертури забезпечуе бшьшу точшсгь в iiopiofWHiii з методами Ю'рхгофа i Котлера при великих кутах падшня xbhjiî на поверхшо перешкоди. Одержан! bci необхщш стввйшошення для реал1зацп МЕА.

9. Пор1вняння результате моделювання характеристик точносп з експериментальними i розрахунковими даними, що ириводяться в науково-техшчних джерелах, евщчать про можливкть застосування розроблених алгоритм1в на етапах: проектування i модершзацн аеродром1в, введения в експлуатащю i при сксплуатаци радютехшчних систем посадки повпряних корабл!в метрового i сантиметрового д1'апазош'в хвиль. Про це також евщчать акти впровадження в Украли i Росшськш Федерацп, апробацш на засщашп фупи AWOP 1С А О.

10. Побудована математична модель для прогнозування характеристик точносп системи ILS при сумюному базуванш з системою MLS. Застосування моде;н значно розширюс можливу область встановлення системи MLS в пор1внянш з рекомендащями 1САО. Модель одержала схвальну оцшку на зaciдaннi групп IMTEG ICAO.

11. Сформульована системна задача багатопараметричного дос.'пджешш системи посадки ПК з урахуванням гарантованого pieiw безпеки польот1в у вигляд1 загального показника ризику. Показано, що визнаючим для oniiiKu безпеки i ефективносп систем посадки е знаходження iMOBipnicmix характеристик, в тому чисш прихованих иохибок.

12. Вш<онаний функщоналышй опис систем посадки необхщний для математичних постановок i розв'язания задач управлшня динам^чними об'ектами. Зроблеш математнчш формулювшшя задач дос.и'джения систем посадки в умовах ризику ïx застосування.

13. Розроблена розширена модель ризику зпкнепня на eTani заходу на посадку. Модель призначена для виршення широкого кола дослщшщьких i практичних задач, в тому чисти визначення ¡мов1ршсних характеристик процесу заходу на посадку, що дозволило визначиги iMoeipuocTi прихованих помилок i диференцнювано ощшгги цшешеть системи посадки в аеропортах.

14. На ochobî моделювання ¡мовфшених характеристик супупшкових систем посадки в номшалыюму i диференщальному режимах встановлеш ïx потенщйш можливосп при застосувашцо ГЛОНАСС, GPS i ¿нтегрування ГЛ OHACC+GPS.

СПИСОК ОПУБЛ1КОВАНИХ ПРЛЦЬ

1.Сибрук Л.В. Моделирование точностных характеристик радиотехнических систем посадки воздушных судов: Монография. -К.:КМУГА, 1998.-188с.

2.Ильницкий Л.Я., Сибрук Л.В., Фузик М.И. Теория антенных устройств. -Киев.КМУГА, 1996.-175с.

3. Датчики: Справочшлс/З.Ю.Готра, Л.Я.Илышцкий, Е.С.Полшцук, Л.В.Сибрук, В.А.Хорошко, О.И.Чайковский, Н.И.Чичикало, В.Калита.-Львов: Каменяр, 1995.-312с.

4. 1льницький Л.Я., С!брук Л.В. Антенн: Навчалышй поабник.-К.:КМУЦА, 1998.-216с.

5.Илышцкий Л.Я., Сибрук Л.В. Фазированные антенные решетки.-Киев.КИИГА, 1990.-40с.

6.Сибрук Л.В., Нейфельд М.И. Влияние подстилающей поверхности на структуру поля глиссадного радиомаяка// Технологические процессы эксплуатации РЭА гражданской авиации.-Киев:КИИГА,1985.-С.95-97.

7.Ильшщкий Л.Я., Сибрук Л.В. Влияние пространственного смещения антенно-мачтового устройства на точностные характеристики ГРМ с антенной "И"// Вопросы оптимального обслуживания и ремонта А и РЭО воздушных судов гражданской авиации.-Киев.КИИГА, 1985.-С.47-51.

8.Сибрук Л.В. Групповой преобразователь информации от датчиков ИИС охраны труда/Юптимизация систем охраны труда в гражданской авиации.-Киев:КИИГА, 1985,с. 10-13.

9.Илышцкий Л.Я., Иванов В.А., Сибрук Л.В., Анисифоров A.C. Коэффициент электромагнитной связи между функционально независимыми антеннами//Контроль и управление техническим состоянием авиационного и радиоэлектронного оборудования воздушных судов гражданской авиации. -Киев:КИИГА, 1986.-С.51-53.

Ю.Ильницкий Л.Я., Сибрук Л.В., Павленко В.Ф. Критерий полноты ко!ггроля радионавигационных систем// Статистические методы обработки информации в авиационных радиоэлектрошшх системах.-Киев.КИИГА,1987.-С. 128-129.

П.Илышцкий Л.Я., Иванов В.А., Сибрук Л.В., Анисифоров A.C. Влияние антенных устройств на обеспечение электромагнитной совместимости средств связи//Проблемы повышения эффективности эксплуатащш авиационного и радиоэлектронного оборудования воздушных судов гражданской авиации.-Киев:КИИГА,1987.-С.31-35.

12.Ильницкий Л.Я., Сибрук Л.В. Входное сопротивление симметричной антенны приводной радиостанции/ЛТовышение эффективности

радиоэлектронных систем и комплексов обеспечения полетов.-Киев:КИИГА, 1991 .-С.36-43.

13.Сибрук JI.B. Математическое моделирование полей РМС ИЛ С при совместном размещении с МЛ С// Статистические методы обработки сигналов в авиационном радиоэлектронном оборудовании. -Киев:КИИГА,1992.-С. 70-75.

14.Ильницкий Л.Я., Сибрук Л.В., Хроленко В.М. О совместном размещении радиомаяков ILS и MLS// Прогрессивные методы эксплуатации и ремонта авиационного и радиоэлектронного оборудования воздушных судов гражданской авиации. -Киев, КНИГА, 1994.-С.99-105.

15.Ильницкий Л.Я., Сибрук Л.В. Положение и размеры зон Френеля в плоскости, которая пересекает область пространства, существенную при распространении радиоволн//Моделирование радиоэлектронных систем и комплексов обеспечения полетов.-Киев:КМУГА,1996.-С. 11-14.

16.Ильницкий Л.Я., Сибрук Л.В. Алгоритмы расширения области применения метода Котлера//Автоматизированные системы обработки информации.-Киев:КМУГА, 1996.-С.43-49.

17.Илышцкий Л.Я.,Сибрук Л.В. Дифракция электромагнитных волн на цилиндре конечных размсров//Автоматизированные системы обработки информации.-Киев: КМУГА,1996.-С.49-52.

18.Ci6pyK Л.В. Моделювання характеристик точносп радюнав!гацшних систем//Автошляховик Укршни.Вгсник ЦНЦ ТАУ.-1998.-№1.-С.18-19.

19.Беляевський Л.С., Сибрук Л.В., Харченко В.П. Стратепя розвитку та вибору систем посадки повггряних корабл1в//Автошляховик Украши.Вкник ЦНЦ ТАУ.-1998.-№1.-С.42-43.

20.Сибрук Л.В. Определение напряженности поля волны отраженной от цилиндрической поверхности//Проблемы информатизации и управления. Вып.З.-Киев:КМУГА,1998.С. 192-197.

21. Сибрук Л.В. Достоверность оценок параметров и характеристик системы посадки с учетом требований защиты информации//Защига информации.-Киев:КМУГА,1999. -С. 123-128.

22.Харченко В.П., Çi6pyK Л.В., Алексеев В.М. Визначення показниюв якосп функцюнування супутникових систем посадки повпряних корабл1в //Автошляховик Украши.Вюник ЦНЦ ТАУ.-1999.-№1. (в друку)

23.Ci6pyK Л.В. Побудова розтирено! модел1 ризику з1ткнення пов1тряних корабл1в//Автошляховик Украши.В1сник ЦНЦ ТАУ.-1999.-№1. (в друку)

24.A.C. 1193614 (СССР), МКИ G 01 S 7/40//G 01 S 1/04. Способ обнаружения фазовой расстройки между суммарным и разностным сигналами глиссадного радиомаяка/Л.Я.Ильницкий, А.Г.Ревук, В.П.Шишкин,

А.И.Пономарев, Л.В.Сибрук, М.И.Фузик (СССР). - №3503100/24-09; Заявлено 15.10.82; Опубл. 23.11.85. Бюл. №43. -Зс.

25.А.С. 1318950 (СССР), МКИ G 01 S 1/18. Устройство контроля глиссадного радиомаяка/ Л.Я.Илышцкий, М.И.Нейфельд, Г.Я.Ретунских, Л.В.Сибрук, И.В.Федоров, М.И.Фузик (СССР). -№3583638/24-09; Заявлено 22.04.83; Опубл. 23.06.87. Бгол. №23. -2с.

26.A.C. 1651224 (СССР), МКИ G 01 R 23/04. Устройство для измерения отклонения частоты от номинального значения/Л.Я.Ильницкий, Л.В.Сибрук, И.Л.Шимберг (СССР). -№4493002/21; Заявлено 27.07.88; Опубл. 23.05.91. Бюл. №19. -Зс.

27.А.С. 1409950 (СССР), МКИ G 01 R 23/04. Устройство для измерения отклонения частоты от номинального значения/ Л.Я.Ильницкий, А.Г.Ревук, Л.В.Сибрук (СССР). - №4123399/24-21; Заявлено 24.09.86; Опубл. 15.07.88. Бюл. 26. - 2с.

28.A.C. 1582842 (СССР), МКИ G 01 S 1/18. Устройство выносного контроля глиссадного радиомаяка/ Л.Я.Илышцкий, Л.В.Сибрук, Л.Вальдес, М.И.Нейфельд, Г.Я.Ретунских (СССР). -№4467052; Заявлено 27.07.88. Опубл. 08.90, Бюл. №30. -2с.

29.ДСТУ 2598-94. Снстеми посадки шштряних корабл1в радютехшч-ш.Термши та визначення/Л.Я.Ььницький, Л.В.СШрук, Л.С.Бишевський,

Г.М.Лазарев, В.С.Нош'ков, МЛ.Фузж, 1.Ф.Шешин.-К.:Держстандарт, 1995.-44с.

30.ДСТУ 2902-94. Снстеми радюнавнацшш. Термши та визначення/ Л.С.Бшясвський, ГФ.Шешин, ОЛ.Кравець, Г.М.Лазарев, Л.В.С1брук, М.П.Дедяйкш, Ю.А.Баннов, С.1.Перехрест.-К.:Держстаццарт,1995.-44с.

ЗГСибрук Л.В. Аппроксимация рельефа местности в зоне действия системы посадки MLS. -Киев, 1992. -13с. -Рук. предст. Киев, ин-том шок. гражд. авиации.Деп. в УкрИНТЭИ 10.07.92, 1051-Ук92.

32.Сибрук J1.B. Определение области интегрирования при расчете напряженности поля дифракционной волны в зоне действия Ml ,S.-Киев, 1992,-15с.-Рук. предст. Киев, га-том инж. гражд. авиации.Деп. в УкрИНТЭИ 10.07.92, 1053-У к92.

33. Сибрук Л.В. Модел1фовшше поля излучения радиомаяков МЛС,-Киев,1992.-15с.-Рук. предст. Киев, ин-том инж. гражд. авиации.Деп. в УкрИНТЭИ 10.07.92, 1052-Ук92.

34.1лыпщький Л.Я., Ci6pyK Л.В., Фузк M.I., Онищук С.К. Забезпечення електромагштно! cyMicnocri систем ЧМ мовлення i засоб1в рад10нав1гащ! та зв'язку цнв1лыю1 aBianii/АГр. III Междунар. НТК по электросвязи, телевиз. и звуковому вещашпо. -Одесса: УНИИРТ, 1997.-С.220-224.

35.1лынщький Л.Я., Ci6pyx Л.В. Вим1рювшшя двопровщшх i однопровщних ф1дер1в та характеристик режиму ix роботи//Тр. Ш Междунар.

НТК по электросвязи, телевиз. и звуковому вещанию: -Одесса, УНИИРТ,1997.-С.400-403.

36.Ильницкий Л.Я., Сибрук Л.В. Теория приемных антенн и щелевые излучатели.-Киев:КМУГА,1994. -30с.

37.Ильницкий Л.Я., Сибрук Л.В. Излучатели и антенные решетки: Тексты лекций.-Киев:КИИГА, 1990.-56с.

38. ILNITSKY L., SIBRUK L., FUZIK M., KHROLENKO V. The mathematical modelling of the ILS radiation fields for the détermination of the MLS location. Près, by the USSR. 1MTEG/1 l-lP/9.-Paris,ICAO, 1991.-2p.

39.KHROLENKO V., ILNITSKY L., SIBRUK L., FUZIK M. Multipath modelling for simulating the MLS performance. AWOP-WP/641/1.-MonreaI,1993.-2p.

40.Ильницкий Л.Я., Сибрук Л. В., Фузик M.И. Исследование поля антенн MLS в ближней зоне//Статистические методы в теории передачи и преобразования информационных сигналов.-Киев:КИИГА,1992.-С.48-49.

41.Ильницкий Л.Я., Сибрук Л.В., Фузик М.И. Исследование статистики поля антенных решеток системы посадки MLS// Статистические методы в теории передачи и преобразования информационных сигналов.-Киев:КИИГА, 1992.-С. 78-79.

42.Ильницкий Л.Я., Сибрук Л.В., Фузик М.И. Методика определения частотного или пространственного разноса радиомаячных систем с учетом их электромагнитной совместимости//Проблемы электромагшггной совместимости радиоэлектронных средств.-М.:Радио и связь,1982.-С.91-92.

43.Ильницкий Л.Я., Сибрук Л.В. Оценка полноты контроля характеристик радиоэлектронных систем//Статистические методы в теории передачи и преобразования сигналов.-Киев:КИИГА,1988.-С.73.

44.Ильницкий Л.Я., Иванов В.А., Сибрук Л.В. Оценка полноты контроля параметров глиссадного радиомаяка//Проблемы совершенствования радиоэлектронных комплексов и систем обеспечения полетов.-Киев:КИИГА,1989.-С. 141-142.

45.Харченко В.П., Ci6pyK Л.В., Алексеев В.М. Моделюючий комплекс дослщження ÎMOBipHOciMx характеристик систем посадки повпряних корабл1в//Междунар. научно-технич. конф. "Проблемы развития систем аэронавигационного обслуживания и авионики воздушных судов": Материалы конф.-Киев:КМУГА,1998.-С.27-28.

46. Ьхьницький Л.Я., Ci6pyK Л.В. Експериментальне визначення кoeфiцieнтiв вщбиття//Мсждунар. научно-технич. конф. "Проблемы развития систем аэронавигационного обслуживания и авионики воздушных судов": Материалы конф.-Киев.КМУГА, 1998.-С.86-87.

47.ILN1TSKY L., SIBRUK L. Investigation Aimed at Studying Aircraft Landing System Guidence Errors Emerging due to Multipath Propagation. Proc. of Int. Conf. on Antenna Theory and Techniques. -Kharkov, 1995.-P. 118.

48.ILNITSKY L., SIBRUK L„ ONISHCHUK S. Investigation of Microwave Landing System Phased Antenna Array Reliability. Proc. of Int. Conf. on Ant. Theory and Techniques.-Kharkov,1995.-P.60.

ЛНОТАЦИ

CiGpyK Jl.B. Розробка моделей i прогнозування характеристик p ад i о i ш в i г а щ й н и x систем з урахуваниям багатошляхового поширеиня радюхвиль,- Рукоиис.

Диеерташя на здобуття паукового ступеня доктора техшчних наук за спещалынспо 05.22.13 - нашгашя i керуваиня повггряним рухом.- Кшвський мгжиародний ушверситет цшнлыю? шпацн, Кшв, 1999. ДСВ

Дисерташя присвячена розробш математичних моделей pa;uonaniianifiirnx систем, в тому чист радютехшчних систем посадки повггряних KopaGjiin, для прогнозування характеристик точносп та pieim безпеки в умовах конкретного аеродрому. В призначених для оцшки точносп систем моделях застосовуеться запропонований метод еквгвалентноГ апертури, який забезпечуе MeHuii похибки визначення напруженосп поля дифракцШно! хиилI, а також iiuui алгоритми, що дають лю;ошисть врахувати вгиив земно? поверхш i М1сцевих предмет1в, В!пначати поле в зош Френеля i т.п. Проведене багатопараметричне досл1'джения систем посадки з урахуваниям гарантованого piBHH безпеки польот1в i розроблена розширена модель ризику З1ткнень для його оцшки. Bci модел1 пройшли апробашю. Основш результата робота знайшли практичне застосування в а в i an i дпр исм ств ах, науково-дослщних i проектних орган1защях цившыю? aBiauii.

IOno40Bi слова: математичне моделюпання, pa^tionaBiraniiiiia система, багатошляхове поширення раш'охвиль, точн1сть, безпека польот.

Сибрук JI.B. Разработка моделей и прогнозирование характеристик радионавигационных систем с учетом многопутевого распространения радиоволн. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.22.13 - навигация и управление воздушным движением,-Киевский международный университет гражданской авиации, Киев, 1999. ДСП

Диссертация посвящена разработке математических моделей радионавигационных систем, в том числе радиотехнических систем посадки воздушных судов, для прогнозирования характеристик точности и уровня

безопасности в условиях конкретного аэродрома. В предназначенных для оценки точности систем моделях применяется предложенный метод эквивалентной апертуры, обеспечивающий меньшие погрешности определения напряженности поля дифракционной волны, а также другие алгоритмы, которые дают возможность учитывать влияние земной поверхности и местных предметов, определять поле в зоне Френеля и т.п. Проведено мгогопараметрическое исследование систем посадки с учетом гарантированного уровня безопасности полетов и разработана расширенная модель риска столкновений для его оценки. Все модели прошли апробацию. Основные результаты работы нашли практическое применение в авиапредприятиях, научно-исследовательских и проектных организациях гражданской авиации.

Ключевые слова: математическое моделирование, радионавигационная система, многопутевое распространение радиоволн, точность, безопасность полетов.

Sibruk L. V. Development of models and prediction of characteristics of radio navigational systems with account for multipath. - Manuscript.

Thesis for a doctor's degree by speciality 05.22.13 - navigation and air traffic control.- The Kyiv International University of Civil Aviation, Kyiv,1999.

The thesis is devoted to the development of mathematical models of radio navigational systems, including landing systems, for prediction the characteristics of accuracy and the level of safety in the conditions of a particular air field. In models designed for estimating accuracy the method of equivalent aperture developed by the author is used, as well as other algorithms which enable to take into account the influence of terrestrial surface and local objects, to define the field strength in the Fresnel zone. Multiparameter research of landing systems with the account for the guaranteed level of flight safety has been conducted and the extended model of collision risk to estimated this level has been developed. All the models developed by the author has passed approbation. The main results of the research have found practical application in air firms, research and design organizations of civil aviation.

Key words: mathematical simulation, radio navigational system, multipath, accuracy, flight safety.

Щцписано до друку 21.04.99. Формат 60x84/16. Патр друкарсышй. Офсетний друк. Умов, фарбо-вщб. 10. Умов. друк. арк. 2.09.0бл.-вид. арк.2.25. Тираж 96 прим. Замовлення 1ДСВ. Вид №1/11. Видавницгво КМУЦА.

252058, Ки1в, проспект Космонавта Комарова, 1.