CC BY
37ориентиры, и проблема обеспечения посадки ВС в местах, для этой цели не предназначенных.
Указанную проблему можно попытаться решать с помощью установки дополнительных средств навигации на борту ВС в виде автономных устройств и например, радиометрического оборудования или иного. Однако установка дополнительного оборудования не всегда желательна, а для ряда типов ВС и невозможна.
Поэтому рассматривается вариант решения сформулированной выше проблемы путем использования штатного бортового радиотехнического оборудования в качестве навигационного средства, одновременно решающего задачу навигации ВС по маршруту и обеспечения посадки ВС на необорудованные площадки при сохранении заданного уровня безопасности полетов.
В этой связи возникает важная научно-техническая задача обеспечения навигации ВС при доставке грузов и людей в труднодоступные районы страны в условиях отсутствия единого радионавигационного поля путем использования для этих целей штатного бортового радиотехнического оборудования.
Библиографические ссылки
1. Вовк В. И., Липин А. В., Саранский Ю. Н. Зональная навигация : учеб. пособие. СПБ. : Академия ГА, 2004. 145 с.
2. Бочкарев В. В., Крыжановский Г. А., Сухих Н. Н. Автоматизированное управление движением авиационного транспорта / под ред. Г. А. Крыжановского. М. : Транспорт, 1999. 298 с.
3. Вычужанин В. Б., Борсоев В. А. Методы повышения достоверности передачи данных по спутниковым каналам связи при УВД с автоматическим зависимым наблюдением // Современные проблемы радиоэлектроники : сб. науч. ст. Краснояр. гос. техн. унта. М. : Радио и связь, 2006. С. 446-450.
References
1. Vovk V. I., Lipin A. V., Saranskij Ju. N. Zonal'naja navigacija: uchebnoe posobie. SPB. : Akademija GA, 2004. 145 s.
2. Bochkarev V. V., Kryzhanovskij G. A., Suhih N. N. Avtomatizirovannoe upravlenie dvizheniem aviacionnogo transporta / pod red. G. A. Kryzhanovskogo. M. : Transport, 1999. 298 s.
3. Vychuzhanin V. B., Borsoev V. A. Metody povyshenija dostovernosti peredachi dannyh po sputnikovym kanalam svjazi pri UVD s avtomaticheskim zavisimym nabljudeniem // Sovremennye problemy radiojelektroniki : sb. nauch. st. Krasnojar. gos. tehn. un-ta. M. : Radio i svjaz', 2006. S. 446-450.
© Акзигитов Р. А., Акзигитова И. А., Любченко О. И., 2013
УДК 621.396.932.1
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ ПОСАДКИ ПОСРЕДСТВОМ СТАЦИОНАРНЫХ ПСЕВДОСПУТНИКОВ
И. А. Акзигитова, Е. И. Стапуль
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Россия, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31. E-mail: [email protected]
Рассматривается метод захода на посадку посредством псевдоспутников. Ключевые слова: псевдоспутник, посадка, навигация.
IMPROVING THE EFFICIENCY OF LANDING BY STATIONARY PSEUDOLITES
I. A. Akzigitova, E. I. Stapul'
Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russia. E-mail: [email protected]
This article considers a method of approach by pseudo satellites.
Keywords: pseudolite, landing, navigation.
Современные спутниковые радионавигационные системы ГЛОНАСС/GPS позволяют определить координаты потребителя с точностью порядка 10-15 м, что удовлетворяет требованиям по точности навигационных определений воздушных судов при маршрутных полётах и полётах в аэродромных зонах, включая некатегорированный заход на посадку. Вы-
полнение же требований по точности навигационных определений при обеспечении захода на посадку по категориям ИКАО может быть достигнуто с использованием дифференциальных методов спутниковой навигации. Перспективным вариантом является реализация дифференциального режима с использованием псевдоспутника (ПС). Наличие псевдоспутников
Эксплуатация и надежность авиационной техники
позволяет уменьшить значение геометрического фактора в вертикальной плоскости в 6-8 раз и в горизонтальной плоскости в 3-4 раза за счет появления в зоне радиообзора воздушного судна дополнительной радионавигационной точки, расположенной в нижней полусфере. Именно данное обстоятельство существенно уменьшает погрешность при использовании псевдоспутника [1].
При реализации дифференциальной системы с использованием псевдоспутника возникает ряд проблем. Излучаемые источником навигационного сигнала псевдоспутника сигналы являются помехой как для навигационной аппаратуры ГЛОНАСС/вР8 воздушного судна, совершающего заход на взлетно-посадочную полосу, так и для эталонного навигационного приёмника самого псевдоспутника.
Псевдоспутники выполняют функции по формированию корректирующей информации и передаче на борт потребителя необходимых для дифференциальной коррекции сигналов. Цифровые сообщения могут передаваться в структуре цифрового кадра навигационного сигнала псевдоспутника аналогично информации навигационного космического аппарата (НКА). Первоначально при проработке систем с использованием ПС предлагалось сигнал псевдоспутника принимать той же антенной что и сигналы НКА. Следовательно, в таком варианте не требуются изменения и доработки в бортовом радионавигационном оборудовании ВС в связи с внедрением псевдоспутника.
Предполагается, что прием сигналов ПС должен производиться антенным устройством, расположенным в верхней части ВС и обеспечивающим одновременный прием сигналов навигационных спутников. Такой подход диктуется соображениями избежания усложнения аппаратуры. Однако при этом существует проблема приема сигнала ПС, так как ПС находится на земле (нижняя полусфера), и приём сигналов от ПС будет производиться боковыми лепестками ДН, уровень которых порядка минус 20 дБ (основной лепесток направлен вверх на приём сигнала НКА). Подавление принимаемого сигнала ПС может быть ещё больше вследствие того, что само ВС является большим экраном. Один из способов решения данной проблемы - увеличение мощности передатчика псевдоспутника, однако при реализации данного решения появляются следующие проблемы. У разных типов ВС может быть разное затухание сигнала, в зависимости от их конструкции и места установки приёмной антенны на ВС. Также затухание может меняться от типа (свойств) антенн, расположения воздушного судна в пространстве в связи с его маневрами и расстояния относительно ПС.
На основании анализа этой проблемы можно сделать вывод, что эффективное использование псевдоспутника возможно в случае применения на воздушном судне двух разнесённых антенн, одна из которых (штатная) - антенна аппаратуры воздушного судна для верхней полусферы, а вторая антенна -снизу фюзеляжа (для нижней полусферы) - обеспечивает приём сигналов псевдоспутника. Такой подход приведёт к усложнению самолётного оборудования, однако он является совершенно необходимым
для обеспечения эффективного использования псевдоспутника, и при этом данное усложнение конструктивно является незначительным. Необходимость установки антенны в нижней части воздушного судна диктуется также возможностью уменьшения мощности излучения сигнала ПС при данной конструкции, поскольку сигнал ПС принимается основным лепестком ДН нижней антенны.
При установке на ВС двух антенн возникает задача обработки двух сигналов. При этом целесообразно выполнять обработку сигналов в единой аппаратуре радионавигации (АРН). В этом случае необходимо выполнить суммирование сигналов верхней и нижней антенн.
Суммирование сигналов НКА и ПС проводится на высокой частоте, т. е. сразу с выходов малошумящих усилителей (МШУ) сигналы подаются на сумматор (Е), далее в радиотракт (РТ), аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), блок цифровой обработки сигналов (БЦОС) и вычислительный блок (ВБ). При использовании данной схемы при приближении ВС к псевдоспутнику уровень принимаемого сигнала от ПС возрастает, в то же время уровень принимаемо -го сигнала от НКА остаётся неизменным, что приведет к нарушению работы АРН ВС [2].
Следовательно, простого добавления в оборудование стандартной антенны и МШУ с суммированием на высокой частоте недостаточно для обеспечения работы системы. Можно предложить установить после приёмной антенны сигналов ПС автоматический регулятор усиления (АРУ), который должен постоянно поддерживать необходимый уровень сигнала на входе сумматора (см. рисунок).
В связи с тем что промышленность не выпускает АРУ, обеспечивающих работу по сигналам малой мощности, необходимо усилить сигнал ПС перед АРУ. Для такого усиления целесообразно применить вариант усиления сигналов ПС с использованием преобразования частоты, поскольку значительное усиление сигнала на одной частоте трудно реалии-зуемо.
При реализации данного решения остаётся вероятность приёма сигнала ПС основной антенной ВС. Перспективным решением может быть передача сигналов ПС не в диапазоне частот работы ГЛО-НАСС/вР8. Например, можно использовать полосу частот, согласно Регламенту радиосвязи РФ выделенную для радионавигации, - 9ГГц.
Одним из наиболее перспективных путей повышения помехозащищенности АРН является использование компенсирующей системы - инерциальной навигационной системы (ИНС). ИНС предназначена для определения координат, углов ориентации и параметров движения летательных аппаратов широкого класса. ИНС определяет и выдает потребителю полный комплект навигационной информации.
Инерциальную систему предлагается эксплуатировать одновременно с системой посадки. Расхождение в данных этих двух систем будет указывать на наличие помехи, что позволит, например, вовремя уйти на второй круг идущему на посадку воздушному судну.
Схема структурная суммирования сигналов НКА
Инерциальной системой предусматривается определение координат с помощью спутниковых навигационных систем. При отсутствии сигналов ГЛОНАСС и GPS возможно использование сигналов псевдоспутников. После пропадания сигналов псевдоспутников система продолжает определение координат в течение 5 минут, а в течение 60 с система позволяет совершить посадку без сигналов от ПС и НКА, удовлетворяющую по точностным параметрам захода на посадку трем категориям ИКАО. Определение углов крена, тангажа, высоты и вертикальной скорости поддерживается неограниченное время.
Библиографические ссылки
2. Бочкарев В. В., Крыжановский Г. А., Сухих Н. Н. Автоматизированное управление движением авиационного транспорта / под ред. Г. А. Крыжановского. М. : Транспорт, 1999. 298 с.
References
1. Vovk V. I., Lipin A. V., Saranskij Ju. N. Zonal'naja navigacija: uchebnoe posobie. SPB. : Akademija GA, 2004. 145 s.
2. Bochkarev V. V., Kryzhanovskij G. A., Suhih N. N. Avtomatizirovannoe upravlenie dvizheniem aviacionnogo transporta / pod red. G. A. Kryzhanovskogo. M. : Transport, 1999. 298 s.
1. Вовк В. И., Липин А. В., Саранский Ю. Н. Зональная навигация : учеб. пособие. СПБ. : Академия ГА, 2004. 145 с.
© Акзигитова И. А., Стапуль Е. И., 2013
УДК 620.179
ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ЗАЩИТЫ БОРТОВОЙ АППАРАТУРЫ СИСТЕМ ПОСАДКИ
ОТ ИНТЕРМОДУЛЯЦИОННЫХ ПОМЕХ
И. В. Алтухов, В. М. Мусонов
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Россия, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31. E-mail: [email protected]
Рассмотрен метод защиты бортовой аппаратуры от интермодуляционных помех системы посадки «Курс МП-70» с помощью колец из магнитомягкого феррита.
Ключевые слова: диапазон, приемник, частота.
