CC BY
50ной нулю. Но генератор случайных чисел задает число, соответствующее вероятности qi(t) в точке, и, следовательно, по значению этой вероятности может быть определено и время и отказа элемента не на отрезке [0, /;], а в точке 4
Поскольку рассматриваемая система с замещением откажет за время суммарной наработки всех пяти элементов, то в каждом опыте определялось именно это время последовательным заданием пяти значений qi(t) и определением по функции q (?) (рис. 2) соответствующих наработок.
Всего выполнено 150 опытов. По результатам их статистической обработки построена функция вероятности отказа рассматриваемой системы Q(t). Она приведена на рис. 3.
Подобный вид функции распределения из литературных источников не известен. Поскольку функция Q(t) определяет вероятность отказа системы на интервале [0, ?], то в качестве оценки безотказности такой системы целесообразно использовать точечную оценку в виде математического ожидания времени до отказа.
q\t) 1
0,75
0,5
0,25
сад
г"' / г !
i I / /
/
у / J /
8 t,10'34
0,8
0.6
0,4
0,2
/
/ /
/
/ /
[у
0,5 1 1,5
2,5 3 t, .10-4 ч
Рис. 2. Функция распределения вероятности отказа ламп
Рис. 3. Функция распределения отказов системы
Библиографические ссылки
1. Девятков В. В. Практическое применение имитационного моделирования в России и странах СНГ: обзор, анализ перспектив, методика. 2010.
2. Соболь И. М. Метод Монте-Карло. М. : Наука, 1985.
3. Воробьев В. Г., Константинов В. Д. Надежность и эффективность авиационного оборудования. М. : Транспорт, 1995. 245 с.
References
1. Devyatkov Practical application of simulation modeling in Russia and the CIS: a review, analysis, perspectives, methods, 2010.
2. Sobol I. M. Monte-Carlo Method. M. : Nauka, 1985.
3. Vorobjev V. G., Konstantinov C. D. The Reliability and efficiency of aviation equipment. M. : Transport, 1995. 245 c.
© Шаймарданов Л. Г., Бойко О. Г., 2014
УДК 621.396.969.1, 629.051
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУШНЫХ ОБЪЕКТОВ СРЕДСТВАМИ ИМПУЛЬСНО-ФАЗОВЫХ РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ
А. М. Алешечкин, В. Н. Гейман
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Предложен вариант использования импульсно-фазовой радионавигационной системы, реализующей даль-номерный режим определения места объектов, для определения координат воздушных объектов, например вертолетов или беспилотных летательных аппаратов, при их заходе на посадку и полетах вблизи посадочной площадки. Рассмотрены особенности определения координат объектов в пространстве с неизвестной высотой, проведен расчет погрешностей определения координат для разной высоты полета, предложены меры по повышению точности определения координат на этапах снижения и посадки.
Ключевые слова: координаты, высота, дальномерные, посадка, радиовысотомеры, вертолеты, посадочная площадка, алгоритмы.
Решетневскуе чтения. 2014
DETERMINATION OF MOTION PARAMETERS OF AIR OBJECTS BY MEANS OF PULSE-PHASE RADIONAVIGATION SYSTEMS
A. M. Aleshechkin, V. N. Geyman
Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation E-mail: [email protected]
In present report offered the option of using a pulse-phase radionavigation system that implements the positioning in ranging mode, to determine the coordinates of aircraft, such as helicopters or unmanned aerial vehicles, when they are landing and flying near the landing site. Peculiarities of determination of coordinates of objects in space with an unknown height, calculation of coordinates determination accuracy for different flight heights, proposed means to improve the accuracy of aircraft position determination on the phases of decline and landing,
Keywords: coordinates, altitude, range-finding, landing, alimeter, helicopters, landing pad, algorithms.
При выполнении терминальных процедур и выполнении полетов на малых высотах вблизи посадочных площадок требуется обеспечение высокой точности определения координат летательных аппаратов (ЛА). Это достигается использованием специальных систем посадки и сопровождения ЛА. Однако, следует отметить, что данные системы имеют высокую стоимость и не позволяют напрямую выполнять измерения пространственных координат объектов.
Знание точных координат ЛА требуется при решении задач посадки на необорудованные стандартными средствами взлетно-посадочные полосы, особенно в условиях плохой видимости, а также при наличии снежного покрова, поскольку работающие винты поднимают снег и создают снежный вихрь, что значительно ухудшает видимость посадочной площадки и отрицательно сказывается на безопасности полетов.
Для решения задачи определения координат ЛА в указанных условиях могут быть использованы радиотехнические средства, обеспечивающие всепогодную работу в любое время суток. К указанным средствам определения координат могут быть отнесены высокоточные импульсно-фазовые радионавигационные системы (ИФРНС), которые традиционно используются для координатного обеспечения морских объектов [1].
Для решения задачи определения координат вертолета при выполнении терминальных процедур и посадки предлагается ИФРНС, состоящая из 3-6 опорных станций (ОС), расположенных в геодезически привязанных точках вблизи посадочной площадки и бортовых станций (БС), находящихся на борту ЛА. При этом, при работе ИФРНС в дальномерном режиме каждая БС выполняет измерения дальностей между БС и наземными ОС (см. рисунок).
Следует отметить, что в существующих морских ИФРНС решение навигационной задачи выполняется на плоскости [1-2], т. е. определению подлежат только координаты в горизонтальной плоскости (режим 2Б). В поставленной задаче определения места ЛА требуется определение пространственных координат (режим 3Б), что диктует необходимость модернизации используемых в наземных РНС алгоритмов ме-стоопределения. В тексте доклада приводятся уравнения для определения пространственных координат объектов в дальномерном режиме ИФРНС и обсуждаются способы решения полученных уравнений.
Расчет погрешностей определения координат БС был проведен методом статистического моделирования при использовании измерений дальностей для 3 ОС расположенных в разнесенных точках с одинаковой абсолютной высотой 200 м, среднеквадратическая погрешность измерения дальностей между БС и ОС полагалась равной 1 м.
Определение координат вертолета
Полученные методом статистического моделирования среднеквадратические погрешности определения координат БС приведены в таблице.
В данной таблице приведены следующие значения СКО погрешностей: стпл - СКО погрешности определения плановых координат БС; стй - СКО погрешности определения высоты полета ЛА; стсф - СКО погрешности определения сферических координат БС, представляющая собой длину вектора с координатами
( , у , г ).
Из результатов расчетов, приведенных в таблице, следует, что при высоте полета ЛА, составляющей не более 100 м над землей, наблюдается возрастание погрешности определения координат БС, что объясняется тем, что координаты всех станций становятся близкими к одной плоскости, т. е. система уравнений для определения координат БС является чувствительной к погрешностям измеренных дальностей или плохо обусловленной. Вместе с тем, при увеличении высоты полета более 1000 м также наблюдается возрастание погрешностей, что также связано с ухудшением геометрического фактора системы (разные ОС наблюдаются с места расположения БС под малыми углами).
Зависимость СКО погрешности определения координат от высоты БС
Параметр Абсолютная высота БС, м
200 300 400 500 600 700 800 1000 2000
°пл , м 387,48 2,93 2,83 2,93 3,03 3,23 3,5 4,08 7,6
ah , м 3357,12 11,38 5,75 4,08 3,26 2,82 2,63 2,41 2,76
°сф , м 3379,41 11,75 6,41 5,02 4,45 4,29 4,38 4,74 8,09
Полученные результаты моделирования показывают, что ИФРНС могут быть использованы для решения задачи определения координат объектов в пространстве. При этом с целью повышения точности определения координат ЛА при посадке или работе на малых высотах требуется использование дополнительных датчиков навигационной информации, например бортовых высотомеров, что позволит использовать информацию о высоте полета при решении систем уравнений для определения координат ЛА.
Библиографические ссылки
1. Пат. 2457629 Российская Федерация, МПК И04Ь 29/02 (2006.01) СШБ 3/46 (2006.01). Фазовая радионавигационная система / А. М. Алешечкин ; заявитель и патентообладатель Сибирский федер. ун-т. № 2011128914/08 ; заявл. 12.07.2011; опубл. 27.07.2012. Бюл. № 21. 24 с.
2. Алешечкин А. М., Иванов П. Н., Кокорин В. И. и др. Высокоточная радионавигационная система для морских потребителей // Гироскопия и навигация : науч.-техн. журнал. 2004. № 2(45). С. 5-12.
References
1. Patent 2457629 Russian Federation, MPC H04L 29/02 (2006.01), G01S 3/46 (2006.01). Phase Radionavigation System / Aleshechkin A. M ; applicant and patentee Siberian Federal University, № 2011128914/08; Appl. 12.07.2011 ; publ. 27.07.2012, Bull. № 21. 24 p.
2. Aleshechkin A. M., Ivanov P. N., Kokorin V. I. Precision radio navigation system for a marine user /, etc. // Gyroscopy and Navigation : Scientific and Technical Journal. 2004. № 2(45). P. 5-12.
© Алешечкин А. М., Гейман В. Н., 2014
УДК 629.73.08; 629.7.004.67
СИГНАЛЫ КАНАЛА VOR
П. С. Гапенко, С. О. Майнашева, Э. В. Горбунов
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
Е-mail: [email protected]
Навигация является основной в большинстве стран мира. Самолеты летают по воздушным трассам, которые строятся из отрезков. Отрезки образуют сеть, опутывающую целые государства. В узлах этой сети (на концах отрезков) расположены VOR - радиостанции. Всенаправленный азимутальный радиомаяк предназначен для определения положения воздушного судна. Работа освещает вопросы , касающиеся формирования сигнала VOR. Рассматриваются преимущества и недостатки данной радионавигационной системы.
Ключевые слова: VOR, радиомаяк, радионавигационный комплекс.
CHANNEL SIGNALS VOR P. S. Gapenko, S. O. Maynasheva, E. W. Gorbunov
Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation Е-mail: [email protected]
Navigation is basic in most countries. Planes fly in the airways, which are constructed from segments. Segments form a network that entangles the entire state. The nodes of the network (at the ends of the segments) located VOR -radio. Azimuthal omnidirectional radio range is designed to determine the position of the aircraft. The work covers issues related to the formation of the signal VOR. Discusses the advantages and disadvantages of this navigation system.
Keywords: VOR, NDB, radionavigation complex.
