CC BY
7
Секция ««Техническая эксплуатация электросистем и авионики»
УДК 351.814.3629.058
АНАЛИЗ ДОСТОВЕРНОСТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ О МЕСТОПОЛОЖЕНИИ ВОЗДУШНОГО СУДНА ПОСРЕДСТВОМ СПУТНИКОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
В ГОРНЫХ МЕСТНОСТЯХ
М.А. Шершнев*, Т. Цогоо Научный руководитель - М.В. Тюпкин
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: mixa99.09@mail.ru
Проведен анализ достоинств и недостатков использования спутниковых радионавигационных систем, а также их применения в горных местностях.
Ключевые слова: навигационная система, GPS, ГЛОНАСС, горные местности.
ANALYSIS OF THE RELIABILITY OF TRANSMISSION OF DATA ON THE LOCATION OF THE AIRCRAFT BY MEANS OF SATELLITE TECHNOLOGIES IN MOUNTAIN AREAS
M.A. Shershnev*, T. Tsogoo Scientific Supervisor - M.V. Tupkin
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: mixa99.09@mail.ru
The analysis of the advantages and disadvantages of the use of satellite navigation systems, as well as their use in mountain areas.
Keywords: navigation system, GPS, GLONASS, mountain.
Применение спутниковых технологий в управлении воздушным движением обуславливает современную тенденцию совершенствования средств навигации. В настоящее время воздушные суда оснащаются аппаратурой навигации, использующей спутниковые системы навигации типа GPS (США) и ГЛОНАСС (РФ), которая в свою очередь позволяет внедрять гибкую систему маршрутов, обеспечивающую ВС выполнение полета по любой заданной траектории.
Использование этой технологии даёт возможность воздушному судну определять своё местоположение в строго определенной зоне воздушного пространства с требуемой точностью. Это позволяет заметно повысить результативность использования воздушного пространства.
Точность определения местоположения воздушного судна в спутниковых радионавигационных системах (СРНС) значительно превышает точность, получаемую в радионавигационных системах с наземным расположением опорных станций. В СРНС вектор состояния воздушного судна включает в себя расширенный набор навигационных данных, содержащий вектор сдвига бортовой шкалы времени ВС относительно шкалы времени навигационной системыи вектор скорости их изменения, а также вектор координат. Такой набор параметров позволяет добиваться решения разнообразных навигационных задач, обеспечивая пользователя трехмерной маршрутной навигацией.
Тем не менее, во время полётов в условиях горной местности использование спутниковых радионавигационных систем имеет ряд специфических проблем.
Характерной проблемой применения СРНС в полётах воздушных судов в горной, холмистой и сильно пересеченной местности являются так называемые «ложные спутники», появление которых связано с отражениями сигналов КА от различных горных образований в условиях отсутствия прямого прохождения их на вход антенны приемника СРНС из-за затенения КА другими
Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2019. Том 2
горными образованиями. Включение «ложных спутников» в рабочее созвездие приводит к возникновению аномальных ошибок местоположения воздушного судна.
Существующие ГЛОНАСС/GPS приёмники разработаны для приёма прямого сигнала от каждого из спутников, но в месте нахождения приёмной антенны вместе с прямым сигналом всегда присутствует отраженный сигнал от различных предметов и горных образований, уровень которого может быть достаточно высоким.
Отраженный сигнал вносит профанации в так называемую корреляционную вершину, используя которую производятся измерения псевдодальностей. Это в свою очередь приводит к ощутимым погрешностям в определении местоположения воздушного судна. Данная проблема осложняется тем, что также может происходить затенение части орбитальной группировки космических аппаратов рабочего созвездия, когда приёмник СРНС размещается непосредственно на воздушном судне.
Один из достаточно эффективных и возможных путей решения задач, связанных с увеличением точности навигационного обеспечения воздушного и обеспечением непрерывности является использование многоканального, многосистемного приёмника с внешней антенной. Должны быть видимы хотя бы три спутника GPS и два ГЛОНАСС. Соответственно, чем больше видимых спутников, тем лучше и четче будет результат. Также необходима хорошая видимость небосвода, т.е. должен быть открытый горизонт. Это дает возможность значительно уменьшить ошибки в определении местоположения воздушного судна.
По детекции отказов и оповещению потребителей о всевозможных нарушениях в работе напрямую не дают возможности считать СРНС пригодной для использования в качестве основного средства навигации ВС без принятия собственных специальных мер по выявлению и исключению измерений, подверженных нарушениям. Такими мерами, являются разработка и применение алгоритмов контроля целостности в приемнике и в навигационном комплексе.
Для достижения данной цели необходимо решение следующих задач:
1. Анализфакторов понижения точности определения местоположения воздушных судов и возникновения аномальных ошибок спутниковых навигационных систем в условиях горной местности.
2. Создание и применение методов устранения аномальных ошибок определения местоположения ВС с помощью СРНС в условиях горной местности.
3. Разбор спутниковых систем навигации и выявление достоинства и недостатков систем GPS и ГЛОНАСС при использовании в качестве средств навигации.
4. Разработка и применение методов повышения точности определения местоположения воздушных судов в условиях горной местности.
На основании вышеизложенного, для увеличения эффективности эксплуатационных показателей СРНС отечественных и зарубежных воздушных судов надлежит провести оценивание возможностей применения многосистемных и многоканальных приемников для анализа изменения пространственно-временных характеристик электромагнитных волн при перемещенииВС в условиях горной местности, а также подготовить методы разделения прямого и отраженного сигналов СНРС, и воплотить алгоритмы контроля целостности в навигационном комплексе и приёмнике.
Библиографические ссылки
1. Арефьев Р. О. Оптимизация размещения псевдоспутников ГЛОНАСС для повышения точности определения координат воздушного судна на этапе посадки / О.Н. Скрыпник, Р. О. Арефьев, Н.Г. Арефьева // В сб. 26-я международная Крымская конференция СВЧ техника и телекоммуникационные технологии. Материалы конференции в 12т. -Севастополь: Севастопольский государственный университет, Т4, 2016
2. Соловьев Ю. А. Системы спутниковой навигации. М. : Эко-Трендз, 2000.
3. Изгутдинов М. С. Повышение эффективности навигационного обеспечения воздушных судов. М., 2006.
4.Маслов В. Ю. Аномальные ошибки спутниковых навигационных систем. М., 2007
© Шершнев М. А., Цогоо Т., 2019 год
