Система сбора, отображения информации о местоположении воздушного судна государственной авиации при выполнении полетов в высоких широтах, на малых и предельно малых высотах с использованием СНС Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Секция

«ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРОСИСТЕМ И АВИОНИКА»

УДК 656.7.022; 656.7.05

Н. В. Елисеева, А. О. Курышов, А. Р. Акзигитов Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

СИСТЕМА СБОРА, ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ О МЕСТОПОЛОЖЕНИИ ВОЗДУШНОГО СУДНА ГОСУДАРСТВЕННОЙ АВИАЦИИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ПОЛЕТОВ В ВЫСОКИХ ШИРОТАХ, НА МАЛЫХ И ПРЕДЕЛЬНО МАЛЫХ ВЫСОТАХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СНС

Рассматриваются перспективы развития системы мониторинга воздушных судов в районах где отсутствует наземный радиолокационный контроль посредством спутниковых систем связи.

Организация воздушного движения заключается в обеспечении работы систем связи, навигации, наблюдения и автоматизированных систем управления воздушным движением.

За наблюдением воздушных судов в системе управления воздушным движением используют первичные и вторичные радиолокаторы, в горных местностях в океанических районах и удаленных районах используют донесения, передаваемые по каналам речевой связи. Зоны действия первичного и вторичного радиолокаторов ограничивается континентальными и прибрежными районами, с их помощью невозможно обеспечить мониторинг воздушных судов над океаническими районами, а в горных местностях зона действия их ограниченна [1].

Все это обуславливает необходимость перехода на перспективную систему в^\АТМ (связи, навигации и наблюдения), внедрение такой системы покажет эффективность полетов воздушных судов, а именно повышении точности навигации и наблюдения, уменьшение интервалов между воздушными судами и увеличение пропускной способности, спрямление траекторий полета, снятие с эксплуатации наземных средств, мониторинг воздушных судов в горных местностях на малых и предельно малых высотах и в высоких широтах.

Рассмотренные существующие системы наблюдения и связи не совершенны, следовательно внедрение системы сопряжения «БОРТ ВС - ЗЕМЛЯ» позволит существенно повысить точность отображения воздушной обстановки, расширить функциональные возможности диспетчера.

На борту воздушного судна предлагается использовать интегрированный приемоиндикатор МРК-22М состоящий из угломерного приемоиндикатора спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС/GPS и терминала глобальной мобильной спутниковой связи системы GLOBALSTAR.

Он предназначен для высокоточного определения географических и прямоугольных координат вертолетов, самолетов, их скорости, курса, угла сноса, крена, тангажа. Обеспечивает в режиме реального времени определение трехмерного положение ВС в заданную точки пункта промежуточного маршрута с учетом высоты, что необходимо при выполнении полетов в горных местностях и над ледяными и водными поверхностями в высоких широтах и на малой высоте при посадке [2; 3]. Обмен информацией осуществляется по каналам передачи данных ССС GLOBALSTAR, в СВ, КВ, УКВ диапазонах волн и через геостационарные ИСЗ.

Система сопряжения «БОРТ ВС - ССС - ЗЕМЛЯ» рис. 1 должна обеспечивать выдачу информации о широте, долготе, высоте полета, текущем времени, точности определения местоположения воздушного судна, определение курса (истинного или магнитного), скорости относительно земли, крена, тангажа и угла сноса, выдачи на дисплее точки цели с указанием азимута и дальности до нее. Отображать на электронной карте географическое местоположение, направление, трассу и скорость движения воздушных судов.

Структурная схема системы передачи данных

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

Для реализации передачи данных спутниковая система связи и навигации должна обеспечивать пропускную способность т. е. обладать энергетическими и частотными ресурсами спутника - ретранслятора -его выходной мощностью и полосой частот предназначенных для связи с воздушным судном.

Данная система повысит безопасность полетов воздушных судов за счет повышения достоверности и оперативности передачи навигационных данных, точности отображения навигационной обстановки в центах управления воздушным движением.

Данная система реализуется передачей по цифровой линии связи координатной информации, получаемой на борту воздушного судна от бортовых навигационных систем и систем определения местоположения.

Библиографические ссылки

1. Мизун Ю. Г. Распространение радиоволн в высоких широтах. М. : Радио и связь, 1986.

2. Борсоев В. А., Новиков В. С., Торишний В. М. Расчет доплеровского смещения частоты для радиотехнических систем, эксплуатирующихся в высоких широтах : тр. междунар. авиац. конгресса. Киев, 2008. С. 33; 48.

3. Беляевский Л. С., Новиков В. С., Олянюк П. В. Основы радионавигации. М. : Транспорт, 1992.

© Елисеева Н. В., Курышов А. О., Акзигитов А. Р., 2011

УДК 621.396.932.1

Н. В. Карлов Научный руководитель - В. М. Мусонов Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

МИРОВЫЕ СПУТНИКОВЫЕ НАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ИХ ТОЧНОСТИ (ОБЗОР)

Рассмотрены глобальные и региональные спутниковые навигационные системы, эксплуатируемые и разрабатываемые в мире на сегодняшний день, а также методы и системы, позволяющие повышать точность определения координат.

Спутниковые навигационные системы (СНС), изначально разрабатываемые для целей наведения межконтинентальных баллистических ракет, сегодня используются не только в военных целях, но и в различных мирных приложениях: геодезия, составление карт, навигация наземного, морского и воздушного транспорта, а также определение времени с точностью до десятков наносекунд.

На сегодняшний день наиболее распространенной СНС в мире является американская глобальная навигационная спутниковая система (GNSS) GPS (Global Positioning System), полная функциональность которой была объявлена в 1994 г. Точность определения координат от 3 до 15 метров (используя гражданский сигнал L1). В настоящий момент на орбитах находятся 31 рабочий спутник, что больше необходимого для полной функциональности количества [1].

Все большее распространение получает российская СНС ГЛОНАСС. На сегодняшний день на орбитах находятся 22 спутника из необходимых 24-х. Точность этой СНС по сигналу стандартной точности составляет 5-10 м [2].

В КНР на данный момент ведется доработка региональной системы Beidou, (функционирует с 2000 г.). Данная СНС основана на геостационарных спутниках. К 2012 г. ожидается покрытие Азии и Тихого океана, а к 2020 г. - глобальное, что образует GNSS Compass. Точность определения координат - до 10 м [3].

К 2014 г. ожидается запуск региональной индийской системы IRNSS (Indian Regional Navigational Satellite System), состоящей из семи спутников, три из

которых будут помещены на геостационарные орбиты. Точность системы ожидается в районе 20 м [4].

Для нужд Европы разрабатывается система Galileo. Ожидается, что к 2015 г. будут запущены все 18 запланированных спутников [5].

За то время, пока система GPS получала мировое распространение, были созданы многочисленные системы повышения точности определения координат, одной из которых является дифференциальная GPS -DGPS.

К DGPS относят наземные системы поправок -GBAS (Ground Based Augmentation System), региональные наземные системы поправок - GRAS (Ground based Regional Augmentation System) и спутниковые системы поправок - SBAS (Satellite Based Augmentation System).

К GBAS относят различные версии локальной системы поправок LAAS (Local Area Augmentation System). Принцип работы LAAS заключается в том, с помощью приемников сигналов GPS возле ВПП по известным координатам определяют поправки к псевдорангам спутников (из-за убегания их бортовых часов и неоднородностей атмосферы) и по СВЧ или другим каналам передают эти поправки на борт ВС, где их используют для коррекции сигналов GPS во время посадки [6].

Среди спутниковых систем (SBAS), улучшающих точность GPS, можно выделить наиболее известные [7]:

WAAS (Wide Area Augmentation System) - американская система определения поправок по референц-ным станциям и пересылки поправок потребителям