Анализ и организация средств РТОП в регионе Красноярск-контроль
Гражданская авиация как один из важных факторов мирового развития. Анализ вопросов, связанных с радиотехническим обеспечением полетов в регионе Красноярск-контроль. Особенности стратегии развития систем связи, навигации и наблюдения в гражданской авиации.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.11.2020 |
| Размер файла | 2,7 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Анализ и организация средств РТОП в регионе Красноярск-контроль
Клименок В.В.
Введение
Курсовая работа позволяет просмотреть важнейшие вопросы, связанные с радиотехническим обеспечением полетов в регионе Красноярск-контроль (анализ степени перекрытия зон РТС) и с помощью имитационного моделирования, построенного на пакете прикладных программ «Альфа-7», позволяет оценить точность самолетовождения и БП.
Гражданская авиация стала одним из важных факторов мирового развития. Глобализация межгосударственных межнациональных отношений, и укрепление экономических связей, расширение гуманитарных отношений и, в частности, развитие туризма - далеко не полный список областей человеческой деятельности, где гражданская авиация играет важнейшую роль. Научно-технический прогресс в гражданской авиации проявляется в нескольких направлениях. Прежде всего, это относится как к увеличению разнообразия используемых типов летательных аппаратов (начиная с малой коммерческой авиации и заканчивая широкофюзеляжными аэробусами и сверхзвуковыми воздушными лайнерами), так как повышению общего объема воздушных перевозок, сопровождающемуся ростом числа трасс и их протяженности.
Три основных показателя, а именно безопасность, регулярность и экономичность полетов, тесно связаны друг с другом и существенно зависят от эффективности УВД.
В настоящее время область обеспечения воздушного движения принадлежит к тем не многим отраслям народного хозяйства Российской Федерации, которые в условиях перехода к рыночной экономики и структурных преобразований переживают период радикального и интенсивного технического обновления на основе новых информационных технологий. Это объясняется рядом обстоятельств. Не смотря на существенное снижение объема внутренних воздушных перевозок, интенсивность воздушного движения в ряде регионов даже выросло. Одна из причин состоит в большей открытости и, как следствие, увеличении количества трансконтинентальных трасс и объема международных перевозок. С другой стороны, международный характер воздушного движения и интеграция РФ в мировую систему воздушного транспорта требуют повышения уровня аэронавигационного обслуживания и безопасности полетов, приведения их в соответствие с международными требованиями ИКАО и Евроконтроля и новой стратегии CNS/ATN. Все это не возможно без модернизации и коренного обновления морально и физически устаревших технических средств аэронавигации и управления воздушным движением.
Высокая интенсивность воздушного движения обусловливает необходимость четкой координации перемещения ВС в воздушном пространстве. Влияние природной среды и другие многочисленные внешние факторы производственно технического и социального характера приводят к необходимости постоянного сбора информации о фактических и прогнозируемых погодных условиях, динамической воздушной обстановке, состояние аэропортов, ВС и других элементов системы воздушного транспорта, надлежащей корректировке хода всех процессов в этой системе и контроля над реализацией управляющих воздействий. Основным источником информации о быстро протекающих разнообразных динамических процессах в системе воздушного транспорта, средством ее обработки для формирования решений по управлению ими служит комплекс радиотехнических средств УВД, навигации, посадки и электросвязи.
Комплекс мероприятий по сбору информации о динамических процессах в системе воздушного транспорта и управлению этими процессами с помощью радиотехнических средств и средств электросвязи для достижения максимальных объемов перевозок и авиационных работ и поддержания высокого уровня безопасности и экономичности полетов принято называть радиотехническим обеспечением полетов.
Таким образом, радиотехническое обеспечение полетов представляет собой важную составную часть процесса функционирования СВТ и предполагает формирование развернутой сети радиотехнических средств УВД, навигации, посадки и средств электросвязи и обеспечение их функционирования с целью реализации функций по сбору, обработке, транспортировке и отображению информации и управлению производственными процессами в СВТ.
Стратегия развития систем связи, навигации и наблюдения в гражданской авиации основывается на спутниковых технологиях. Спутниковые радионавигационные системы (СРНС) обладают рядом преимуществ по сравнению с навигационными измерителями радиотехнического и инерциального типа. В отличие от радиолокаторов, РСБН и РСДН спутниковые системы в значительно меньшей степени подвержены влиянию помех, вызванных аномалиями распространения и переотражения, влиянием рельефа местности и других фактов.
СРНС имеют высокие характеристики надежности, готовности, целостности и непрерывности, недостижимые для систем других типов. Очень важными свойствами спутниковых систем являются универсальность (они могут использоваться на всех этапах полета), доступность (оперативный выбор периодичности измерений), высокая точность и информативность. СРНС позволяют определять не только местоположение ВС, включая высоту, но и параметры его движения (путевую и вертикальную скорости, значения ускорений и путевой угол).
Радионавигационные точки СРНС располагаются на навигационных искусственных спутниках Земли (НИСЗ). НИСЗ обращаются на высотах от 600 до 36000 км. Благодаря этому расстояние прямой видимости НИСЗ оказывается весьма значительно, что полезно для навигационных измерений.
Мероприятия по модернизации и развитию систем АТМ в мировом масштабе и ЕС ОрВД Российской Федерации в рамках стратегии CNS/ATM должны отвечать потребностям авиакомпаний, обусловленным ростом воздушного движения при обеспечении высокого уровня безопасности.
В нынешних условиях авиакомпании стремятся:
· Использовать воздушное пространство в оптимальных условиях эксплуатации за счет выигрыша в расстоянии и высоте полетов (при минимизации расхода топлива);
· Сделать максимально экономичным использование наземной инфраструктуры, обеспечивающей выруливания и взлеты без задержек, сокращенные сроки техобслуживания и т.д.
Для реализации этих потребностей разрабатываются новые концепции, такие как IMA (модульное интегрированное бортовое электронное оборудование), обеспечивающее оптимизацию собственно систем бортового оборудования, а также его техобслуживание и эксплуатацию за счет повышенной надежности. Отметим и влияние перспективного УВД на функции бортового электронного оборудования с требуемыми навигационными характеристиками (RNPC) ориентированного на использование в рамках системы автоматического зависимого наблюдения - АЗН (ADS):
· Сети авиационной телесвязи (ATN);
· Спутниковой навигации (GPS/GLONASS) и посадки (DGPS);
· Спутниковой связи (SATCOM).
ИКАО ввело 4 базовых варианта RNP:
Таблица 1
навигация радиотехнический контроль
1. Требования к оснащению аэродромов и трасс РТС
1.1 Состав объектов УВД, радионавигации и посадки по классам аэропортов и аэродромов ГА
Таблица 2
Размещение в аэропортах 1 класса районных и аэродромных АС УВД и входящих в их состав ТРЛК и ОРЛ-А предусматриваются только по специальному заданию руководящих органов ГА. Выделенный ПрРЦ в аэропортах 3…4 классов организуется при невозможности обеспечения радиоприёма в КДП.
В аэропортах 4 и 5 классов ОРЛ-Т и ВРЛ устанавливаются в случае организации в них ВРДП. В аэропортах 5 класса РМСП 1 категории предусматривается только по заданию руководящих органов ГА и для аэропортов, имеющих аэродром класса не ниже Д и принимающих самолёты типа Ан-24, ЯК-40.
1.2 Требования к РТС оснащению и связи
Высокая интенсивность воздушного движения обуславливает необходимость чёткой координации перемещения ВС в воздушном пространстве. Влияние природной среды и другие многочисленные факторы производственно - технического и социального характера приводят к необходимости постоянного сбора информации о фактических и прогнозируемых погодных условиях, динамической воздушной обстановке, состоянии аэропортов, ВС и других элементов системы воздушного транспорта, надлежащей корректировке хода процессов в этой системе и контроля над реализацией управляющих воздействий. Основным источником информации о быстропротекающих разнообразных динамических процессах в системе воздушного транспорта, средством её обработки для формирования решений по управлению ими служит комплекс радиотехнических средств УВД, навигации, посадки и электросвязи.
Радиотехнические средства навигации и качество их функционирования оказывают существенное влияние на эффективность транспортных перевозок и авиационных работ, прежде всего потому, что они позволяют значительно расширить диапазон природных условий, в пределах которых оказываются возможными полеты. Кроме того, РНС оказывают непосредственное влияние на уровень безопасности, регулярности и экономичности полетов.
Обеспечение безопасности полетов - одна из основных функций РНС всех типов. Трассовые РНС должны обладать высокой точностью и надежностью, позволять исключать столкновения ВС, вероятность которых при высокой интенсивности воздушного движения оказывается весьма значительной. Высокая точность радионавигационных измерений является надежной основой предотвращения столкновений ВС с горными образованиями и наземными объектами.
РНС должны обеспечивать высокую регулярность и экономичность полетов. РТС посадки должны обеспечивать существенное повышение безопасности выполнения операций по взлету и посадке, которые из-за своей сложности являются источником значительного числа авиационных происшествий.
Свойства и возможности процесса навигации и бортовых навигационных средств оказывают определяющее влияние на выбор норм эшелонирования, на организацию воздушного пространства и на эффективность его использования. При выборе интервалов эшелонирования РНС должны обеспечивать достижение максимальной пропускной способности и экономичности полетов при обеспечении требуемого уровня безопасности воздушного движения. Требования достижения максимальной пропускной способности воздушного пространства диктует необходимость уменьшения норм вертикального, продольного и бокового эшелонирования.
Определяющее влияние на оптимальные значения норм эшелонирования оказывают показатели точности и надежности РНС, от которых зависит достигаемая точность и надежность самолетовождения.
Однако, помимо традиционных РНС, получили распространение также РНС, специально предназначенные для обеспечения безопасности полетов. К ним относятся бортовые системы предотвращения столкновений (БСПС) ВС в воздушном пространстве, системы предотвращения столкновений ВС с землей, получившие название систем сигнализации об опасной скорости сближения (ССОСС) с землей, бортовые метео-радиолокационные станции и, наконец, системы поиска и спасения ВС, потерпевших аварию.
Таким образом, с помощью РНС должен решаться весьма широкий круг задач по обеспечению безопасности полетов.
Нормальное функционирования системы воздушного транспорта в настоящее время невозможно без эффективной службы УВД, обеспечивающей надежное управление потоками ВС в воздушном пространстве. Управление ВС предполагает поддержание непрерывной и надежной связи с ними. Такая связь осуществляется с помощью средств авиационной электросвязи и их разновидности - средств радиосвязи.
Таким образом, средства авиационной связи должны обеспечивать взаимодействие диспетчеров УВД с экипажами ВС для обеспечения безопасности, регулярности и экономичности полетов. Обеспечивать взаимодействие смежных, вышестоящих и нижестоящих органов УВД при планировании полетов, корректировке планов полетов и обмене необходимой информации, касающейся процессов УВД, с учетом реальной обстановки. Средства авиационной связи также должны обеспечивать управление производственной, технологической, оперативной и коммерческой деятельности авиапредприятий и их служб.
Средства связи должны обеспечивать быстрое установление и устойчивое поддержание бесперебойной связи на всем протяжении полета и в любое время суток при высоком качестве передачи сообщений и их верности.
Радиосеть воздушной связи должна организовываться по радиальному принципу, обеспечивающему переговоры диспетчера, являющегося главным корреспондентов в сети, с экипажами всех ВС в зоне его ответственности, должна позволять вести обмен информации между диспетчером и экипажем каждого ВС, а также циркулярную передачу данных все ВС одновременно. Достоинствами используемого при организации воздушной связи радиального метода построения сетей является их экономичность. Такая сеть реализуется с помощью минимального числа радиостанций при минимальном числе рабочих частот.
В районах аэродромов необходима организация специальной радиосети, обеспечивающей возможность беспрепятственного получения экипажем сведений по фактической и прогнозируемой погоде на трассах, аэродромах назначения и запасных аэродромах.
2. Оценка степени перекрытия радионавигационных и радиолокационных полей
2.1 Методика оценки степени перекрытия РН и РЛ полей
Методика расчёта зоны действия
Под зоной действия понимается область пространства, в пределах которой обеспечивается получение требуемой навигационной информации.
Для свободного пространства зону действия характеризуют максимальной (Дmax) и минимальной (Дmin) дальностью действия.
=f (,,G,л…)
Максимальная дальность действия зависит от используемого диапазона радиоволн и условий их распространения (характера земной поверхности, рельефа местности, состояния атмосферы и ионосферы, времени суток, высоты полета и др.), а также от технических характеристик передающих, приемных и антенных устройств РТС.
В частности, основными факторами, учитываемыми при оценке дальности действия РТС, работающих в диапазонах сверхдлинных (СДВ) и длинных (ДВ) волн, являются мощности наземных станций, электрические свойства подстилающей поверхности и время суток; для средних (СВ) и коротких (КВ) волн - состояние ионизированных слоев атмосферы и время суток; для ультракоротковолнового диапазона (УКВ) - учет высоты полета ВС, а также высоты антенн и препятствий на пути распространения радиоволн.
Максимальная дальность действия РТС УКВ диапазона вследствие прямолинейности распространения радиоволн чаще всего определяется дальностью прямой видимости
Минимальная дальность действия УКВ РТС определяется высотой эшелона и линий визирования, а также определяется мёртвой зоной (воронкой).
tgг = , где г- угол визирования.
На зону действия в несвободном пространстве влияет ряд факторов:
влияние земной поверхности;
В этом случае в точку пространства придет как прямой сигнал так и отраженный.
Если придут в фазе, то сложатся, в противофазе - сигнал в точке приема уменьшится.
Отражение от земной поверхности приводит либо к усилению сигнала, либо к ослаблению, а следовательно к многолепестковости ДН на узких углах.
Н=r*sinг
т.к земля сферична, то максимальная дальность действия зачастую определяется радиусом прямой видимости;
Это справедливо для радиоволн, распространяющихся по прямой (л - мм, см, дм, м и в какой-то степени дкмв).
Определение радиуса прямой видимости:
(км)= 3,7((м) + (м))
Т.к >>, то
= 3,7
Иногда получаются данные 4,12
Коэффициент увеличивается до 4,12 за счет явлений рефракции (огибание волн земной поверхности).
Для маяков РСБН на Н=10000 м. составляет 350-370 км.
третий фактор который искажает ЗД- это наличие препятствий;
При наличии углов закрытия дальность действия РТС может существенно уменьшатся.
Рис. 1
Образуется зона затенения, следовательно, уменьшается дальность действия на некоторых эшелонах.
Из рис.1. найдём соотношение, связывающее угол закрытия ??c максимальной дальностью Dз для заданной высоты эшелона или приведённой высоты ?H .
?H берём в метрах, DЗ - в километрах, тогда:
Приведённая высота ?H может быть найдена иным образом. Полагая земной шар круглым и с учётом рефракции получаем:
где
Rэз - эквивалентный радиус земли = 8,45 тыс.км., отсюда:
навигация радиотехнический контроль
где: ?H и Hэш - в метрах;
D3 - в километрах;
Приравняем (1) к (2) :
;
Получим квадратное уравнение, его решением будет:
При этом считаем, что высота эшелона намного больше высоты антенны наземного РТС.
Оценить зону действия РТС можно по данным лётных испытаний. Однако, лётные испытания дают данные только для двух - трёх эшелонов полёта. Найти зону действия для других высот можно путём использования метода аппроксимации.
Пусть D1л - дальность для высоты эшелона Hэш1;
D2л - дальность для высоты эшелона Hэш2;
Данные для высот получаем так:
Минимальная дальность действия РТС зависит от диаграммы направленности антенны наземного радиомаяка:
где - угол наклона верхней границы диаграммы направленности.
Все это связано с углами закрытия. Зона действия в горизонтальной плоскости искажается.
Рис.2. Зона действия РТС
1 - Расчетная зона действия;
2 - расчетная зона действия РТС с учетом углов закрытия;
3 - зона действия РТС, уточненная по результатам летных облетов.
Рис.3. Перекрытие радионавигационных и радиолокационных полей в регионе.
2.2 Методика определения рабочих областей
Рабочей областью РТС называют объем пространства, в пределах которого погрешность определения места летательного аппарата не превышает заданную с определенной вероятностью
ZДОП -определяет размеры рабочей области.
Рис. 6
Под рабочей областью (РО) радионавигационной системы понимают объем пространства, в пределах которого погрешность определения места летательного аппарата не превышает заданную с определенной вероятностью. Поэтому внутренняя граница РО ограничивается окружностью с радиусом Dmin, а внешняя - кривой равной точности RРО, либо окружностью с радиусом Dmax. На границе РО СКП ЛБУ не должна превышать допустимую. Поэтому значения RРО могут быть определены аналитическим путем из выражений (11) при условии, что . Если полученное значение RРО будет больше Dmax , то радиус рабочей области равен Dmax.
Рис. 7
2.3 Оценка степени перекрытия зон действия РТС навигации и УВД
На карту наносим зоны действия РТС навигации и УВД для высот Н=10000 м. и Н=6000 м.
Таблица 3. ЗОН действия РТС навигации и УВД
Таблица 4. Обозначения на карте. Зоны действия:
Оценка степени перекрытия рабочих областей РТС навигации и УВД
На карту наносим рабочие области для ВС: ТУ-154 и АН-24
Таблица 5. Радиусы рабочих областей РТС навигации и УВД для ВС: ТУ-154 и АН-24
Выводы о степени перекрытия РН и РЛ полей в регионе Красноярск - контроль
Выводы о перекрытии зон действия в регионе Красноярск - контроль:
Регион Красноярск перекрывается 100% из-за хорошего оснащения РТС.
Выводы о перекрытии рабочих областей в регионе Красноярск - контроль:
Рабочие зоны РНС для типа ВС ТУ-154 дают 97% перекрытие, часть Ю-З не перекрывается. Для АН-24 перекрытие составляет 90%, не перекрывается часть Ю-З.
3. Анализ точности и безопасности полётов в регионе Красноярск-контроль
3.1 Методика оценки точности и БП с помощью имитационного моделирования
ПРОГРАММА "ALFA-7" АНАЛИЗ ТОЧНОСТИ САМОЛЕТОВОЖДЕНИЯ И БЕЗОПАСНОСТИ ПОЛЕТОВ
Методика использования.
1. Назначение программы.
ПРОГРАММА " ALFA-7 " ПОЗВОЛЯЕТ:
- оценить максимально возможную точность самолетовождения и безопасность полетов для заданного типа ВС по любому маршруту;
- провести анализ реальных точности самолетовождения и безопасности полетов с учетом существующей практики навигационных определений;
- выявить участки, на которых безопасность полетов не соответствует требованиям, и разработать рекомендации по ее повышению с наименьшими экономическими затратами;
- сформировать оптимальную технологию эксплуатации в полете средств навигации, обеспечивающую требуемую или наивысшую точность самолетовождения и облегчающую труд экипажа;
- оценить возможность полетов самолетов с сокращенным составом экипажа;
- повысить квалификацию летного состава и качество предполетной подготовки, сократить время, затрачиваемое на предварительную и предполетную подготовку;
- облегчить подготовку экипажей к полетам за границей;
- оценить эффективность установки нового бортового и наземного навигационного и радиолокационного оборудования;
2. Теоретические основы функционирования программы.
Программа разработана на основе математической модели оценки точности самолетовождения по заданному маршруту. Математическая модель, в свою очередь, базируется на методе вероятностного анализа, позволяющего оценить среднюю квадратическую погрешность (СКП) линейного бокового уклонения (ЛБУ) ВС при использовании той или иной навигационной системы. Укрупненная структурная схема математической модели программы представлена на рисунке.
В качестве исходных данных используются эксплуатационно-технические характеристики средств навигации и УВД, а также координаты пунктов маршрута, радионавигационных точек и радиолокационных ориентиров, координаты границ зон и пунктов размещения РЦ УВД, названия, (позывные, частоты и номера каналов) радиотехнических средств, тип воздушного судна, скорость и высота полета и некоторые другие параметры, характеризующие маршрут полета и тип ВС.
При решении задачи на ЭВМ маршрут полета "просматривается" с заданным шагом и на каждом шаге производится вычисление СКП ЛБУ ВС при использовании курсо-доплеровской или инерциальной системы счисления пути, бортового радиолокатора, систем ближней или дальней навигации и АРК (см. рисунок).
Точность самолетовождения (СКП ЛБУ) непосредственно связана с критериями безопасности полетов - вероятностью невыхода за пределы ширины трассы или эшелона, риском столкновений и др. В программе производятся вычисления вероятности невыхода за пределы ширины трассы или трека (при полетах над океаном). Учитывается возможность использования для навигации данных службы УВД, передаваемых на борт ВС по запросу экипажа или по инициативе диспетчера в особых точках маршрута, регламентируемых существующей технологией УВД (например, при пересечении границ зон РЦ УВД). В модели предусмотрена возможность имитации коррекции гироскопических измерителей курса, учтены расположение радионавигационных точек относительно текущих участков маршрута, зоны действия радиотехнических средств, режимы работы бортового оборудования и другие специфические особенности, влияющие на точность навигации. Учитываются изменение требований к точности самолетовождения и изменения в технологии навигации и УВД, возникающие при полетах вне территории СССР и над океанами.
Особое место в математической модели и программе занимает блок сравнительного анализа точности навигационных систем, автоматического выбора используемой навигационной системы и коррекции доплеровской м инерциальной систем счисления пути. Именно этот блок обеспечивает "гибкость" модели и увязывает ее с существующей практикой самолетовождения. Блок и вся модель в целом могут работать в двух режимах:
- режим оценки МАКСИМАЛЬНО возможной точности самолетовождения и безопасности полетов;
- режим оценки РЕАЛЬНО достижимой точности самолетовождения и безопасности полетов при выборе средств навигации с учетом существующей практики самолетовождения.
В первом режиме все навигационные системы (НС) считаются равноправными и из них выбирается та, которая обеспечивает наивысшую точность в данной точке маршрута. Предлагаются возможными непрерывная коррекция счисленных координат по данным позиционных радионавигационных систем и смена режимов работы навигационной аппаратуры на каждом шаге расчета. Таким образом, определяются идеальный план применения в полете средств навигации и вычисляется максимально возможная точность самолетовождения. В реальной практике самолетовождения такой идеальный план был бы неудобен, а иногда и невозможен, так как он не учитывает возможности экипажа, его загрузку в полете, инерционность восприятия и время, необходимое для навигационных определений, коррекции и переключения режимов. Кроме того, учитывается, что АРК, БРЛС и в большинстве случаев радиотехническая система дальней навигации (РСДН) и ИНС относятся к вспомогательным навигационным системам, которые по ряду причин целесообразно активно использовать только на тех участках маршрута, где основные навигационные системы не обеспечивают требуемую точность самолетовождения.
Несмотря на указанные недостатки, объем полезной информации, получаемой в результате работы программы, в первом режиме весьма велик, так позволяет найти "точку отсчета" - МАКСИМАЛЬНО возможную точность самолетовождения и безопасность полетов выбранного типа ВС по заданному маршруту. Кроме того, этот режим позволяет выявить участки, на которых безопасность полетов не соответствует существующим требованиям, определить зоны действия и рабочие области радиотехнических средств, разработать рекомендации по повышению точности самолетовождения, оценить эффективность установки нового бортового и наземного навигационного и радиолокационного оборудования.
Во втором режиме работы программа позволяет оценить РЕАЛЬНО достижимую точность навигации и безопасность полетов с учетом существующих ограничений и практики самолетовождения. В этом случае навигационные системы делятся на: основные и вспомогательные. К основным относятся курсо-доплеровская система счисления пути, РСБН и бортовая аппаратура, работающая с маяками ВОР/ДМЕ. При полетах по трекам к основным НС добавляются инерциальная система и РСДН. Если основные измерители обеспечивают требуемую точность самолетовождения, то выбор используемой в данной точке маршрута НС производится только из их состава. Коррекция системы счисления пути и ИНС проводится через определенные интервалы, минимальные значения которых задаются в исходных данных. Кроме того, коррекция предусмотрена только в том случае, если она обеспечивает повышение точности автономных навигационных систем. На тех же участках маршрута, где основные навигационные системы не обеспечивают существующих требований к точности самолетовождения, программа переходит в первый режим работы. Объясняется это необходимостью соблюдения требуемой или максимальной точности навигации и безопасности полетов, с привлечением для этого любых возможных средств и методов в рамках концепции комплексного самолетовождения. Таким образом, программа во втором режиме работы позволяет не только оценить реальную точность самолетовождения, но и сформировать оптимальную или близкую к ней технологическую последовательность эксплуатации в полете средств навигации. Использование такой технологии обеспечит требуемую или наивысшую точность самолетовождения и облегчит подготовку к полету и труд экипажа в полете.
Блок расчета результирующих показателей точности самолетовождения и безопасности полетов позволяет определить:
- координаты начала, конца и протяженность участков, на которых не выполняются требования к точности самолетовождения;
- среднее превышение текущих значений СКП ЛБУ над допустимым уровнем по каждому участку превышения;
- общая протяженность этих участков;
- сумма превышения СКП ЛБУ над допустимым уровнем на каждом шаге расчетов и их среднее значение по всем участкам превышения;
- среднее значение СКП ЛБУ и его отклонение от среднего уровня по всей длине трассы.
Протяженность и среднее превышение СКП ЛБУ над допустимым уровнем по каждому участку характеризуют "опасность" (степень несоблюдения требований к точности самолетовождения) полета по этим участкам в отдельности. Общая протяженность участков превышения допустимого уровня СКП ЛБУ, сумма и среднее значение СКП ЛБУ по всем участкам превышения характеризуют "опасность" полета по всем участкам в совокупности. И, наконец, последние показатели дают представление о средней точности самолетовождения по всему маршруту.
Блок отображения результатов моделирования основан на использовании компьютерной графики. На экране дисплея изображается трасса, ее границы, пункты маршрута, радионавигационные точки и радиолокационные ориентиры, границы зон РЦ УВД. В качестве условных используются обозначения, приближенные к символике карт "JEPPESEN". Для удобства восприятия результатов расчета на экране вместо графика зависимости СКП ЛБУ от пройденного пути отображается симметрично оси трассы график удвоенного значения средней квадратической погрешности линейного бокового уклонения ВС от оси трассы. Таким образом, выделяется область, в пределах которой воздушное судно находится с вероятностью 0,95. Требования к точности самолетовождения нарушаются там, где указанная зависимость проходит выше границы трассы.
3. Методика эксплуатации программы и анализа результатов расчета
Загрузка программы производится в соответствии с технологией работы, принятой на конкретном автоматизированном рабочем месте (АРМ) навигатора. В исходном варианте для загрузки программы используйте файлы “go-a7.bat” и “go1-a7.bat”.
Работа с программой состоит из нескольких этапов.
Первый этап - ввод исходных данных и выбор режима работы программы. Необходимо загрузить файлы данных о выбранном Вами маршруте и о характеристиках воздушного судна. Для этого следует, отвечая на запрос с экрана дисплея, правильно указать названия этих файлов. Затем в диалоговом режиме работы с дисплеем введите остальные данные, характеризующие маршрут полета, выберите режим работы программы и укажите вариант расчета. Для удобства пользователя и расширения возможностей программы предусмотрено три варианта расчета.
Первый вариант может быть назван "оптимистическим". В случае его выбора в качестве исходных данных, характеризующих средства навигации и УВД, используются минимально возможные по величине средние квадратические погрешности (СКП) измерения навигационных параметров и максимально возможные радиусы действия радиотехнических средств (РТС).
При выборе второго варианта в качестве исходных данных используются средние по величине СКП измерения навигационных параметров и радиусы действия радиотехнических средств. Таким образом, этот вариант расчета можно условно назвать "реальным".
При выборе третьего варианта используются максимально возможные по величине СКП измерения навигационных параметров и минимально возможные радиусы действия РТС. Следовательно, этот вариант расчета может быть назван "пессимистическим".
Разумеется, все три названия являются условными и отражают лишь усредненное отношение к расчетам точности самолетовождения. Первый вариант может быть использован для оценки точности самолетовождения, протекающего в идеальных условиях, при идеальной работе бортовых и наземных средств навигации и УВД. Этот вариант расчета ни в коем случае нельзя использовать для оценки в целом безопасности полетов по маршруту. В то же время "оптимистический" вариант можно применять для приближенной к реальной оценке точности самолетовождения на отдельных участках маршрута. Поясним это на следующем примере. Маяки VOR, как известно, подразделяются на "стандартные", "доплеровские", "прецизионные" и "прецизионные доплеровские". Второй и третий варианты расчета ориентированы на характеристики "стандартного" и - в определенной степени - "доплеровского" радиомаяков ВОР. Но если участок маршрута оснащен "прецизионными" маяками и если на борту самолета установлена достаточно совершенная аппаратура (например, КУРС MП-7О), то для оценки точности самолетовождения на данном участке можно использовать "оптимистический" вариант.
Третий вариант расчета предусматривает использование максимально возможных СКП средств навигации и УВД. Однако следует иметь в виду, что эти погрешности вполне реальны и получены опытным путем, например, в результате облетов маяков РСБН. Поэтому ВСЕ вопросы, связанные с обеспечением БЕЗОПАСНОСТИ полетов, целесообразно решать на основе ТРЕТЬЕГО варианта расчета.
Кроме варианта расчета необходимо задать режим работы программы. Предусмотрено два следующих режима:
- режим оценки максимально возможной точности самолетовождения и безопасности полетов;
- режим оценки реально достижимой точности самолетовождения и безопасности полетов при выборе средств навигации с учетом существующей практики самолетовождения.
Назначение и возможности этих режимов работы были описаны ранее.
После ввода исходных данных начинается второй этап работы программы - счет и затем вывод на дисплей результатов расчета в виде графической и текстовой информации. В центре экрана формируется координатное поле. Центральная горизонтальная линия соответствует оси трассы, ближайшие к ней две параллельные прямые (выше и ниже оси) - границам трассы. Следующими двумя прямыми ограничивается по вертикали координатное поле. По оси абсцисс соответствующей оси трассы, откладывается пройденный путь в километрах. По оси ординат вверх и вниз от нулевого значения откладывается величина максимальной (двойной средней квадратической) погрешности. Таким образом, в координатном поле вычерчиваются два графика:
F(S) =2*CКП
Где: СКП - средняя квадратическая погрешность линейного бокового уклонения воздушного судна от оси трассы, определяемая в процессе работы программы. S - величина пройденного пути.
В соответствии с теорией вероятности воздушное судно находится в пределах области, ограниченной значениями двойной СКП, с вероятностью 0,95. Следовательно, в результате расчета на экране дисплея отображается область пространства, в пределах которой воздушное судно находится в 95 случаях из 1ОО. В соответствии с существующими требованиями к точности самолетовождения воздушное судно должно находиться в пределах трассы шириной 10 км именно с вероятностью 0,95. Таким образом, существующие требования к точности самолетовождения не соблюдаются на тех участках маршрута, где расчетные кривые выходят за пределы линии, обозначающих границы трассы. Такой подход к отображению данных о точности самолетовождения облегчает восприятие и анализ получаемой информации.
Кроме рассчитываемых зависимостей, на координатном поле отображаются названия и точки расположения пунктов маршрута, радиотехнических средств, границ РЦ УВД и позывные РЦ. Для отображения радиотехнических средств и радиолокационных ориентиров, удаленных от оси трассы на величину больше размеров координатного поля, используются два дополнительных поля выше и ниже координатного. Кроме этих полей на экране дисплея имеется четыре информационных табло.
Основное информационное табло расположено в верхней части экрана. На каждом шаге расчета (через 2О км) в этом табло указывается используемое навигационное средство. Если в течение одного шага расчета было проведено две технологических операции с навигационными системами (например, кроме коррекции курсо - доплеровской системы счисления пути проводилась коррекция инерциальной навигационной системы), то дополнительная информация отображается в информационном табло N 2, расположенном в левой нижней части экрана. В остальных двух табло указываются маршрут полета, тип воздушного судна, длина пройденного пути, время полета, текущее значение СКП ЛБУ и вероятность нахождения воздушного судна в пределах трассы.
На третьем этапе работы программы на экране дисплея отображаются результирующие показатели точности самолетовождения и безопасности полетов.
4.Приложения
4.1 Формирование навигационного плана полета
Для формирования навигационного плана полета, удовлетворяющего потребителя в наибольшей степени рекомендуется один и тот же маршрут полета просчитывать несколько раз при различных исходных данных (например, с нарастающим интервалом коррекции ССП).
Распечатка навигационного плана полета
Для распечатки навигационного плана полета используйте программу, записанную в файле “PRTA7.EXE”.
Распечатка графика зависимости СКП ЛБУ от пройденного пути
Для распечатки графика зависимости СКП ЛБУ от пройденного пути используйте программу, записанную в файле “GRFA7.EXE”.
Укрупненная структурная схема математической модели и программы анализа точности самолетовождения и безопасности полетов.
Схема
4.2 Формализованное описание маршрутов полётов и их радиотехнического оснащения
Для описания и расчета выбрал 4 маршрута полетов в регионе Красноярск- контроль:
1. OLALA-ROVNO-KRS-OKRIM-MOTIV-LABIK;
2. KELOK-АЧИНСК-OCANO-АГИНСКОЕ-LONKA;
3. LUMET-АЧИНСК-ALUBI-ТОЧКА
4. LAPAK-ШАРЫПОВО-АЧИНСК-MONED-SURIP-ЕНИСЕЙСК-ТОЧКА
3.Результаты расчётов точности и БП по выбранным маршрутам в регионе Красноярск-контроль
Таблица. 6. Рекомендуемый план применения в полете средств навигации
Таблица 7. Интегральные показатели точности самолетовождения
График 1
Таблица 8. Рекомендуемый план применения в полете средств навигации
График. 2. Интегральные показатели точности самолетовождения
Таблица 9
Таблица. 10. Рекомендуемый план применения в полете средств навигации
График. 3
Таблица 11
Таблица. 12. Рекомендуемый план применения в полете средств навигации
График 4
Таблица 13
Таблица. 14. Рекомендуемый план применения в полете средств навигации
График 5. Интегральные показатели точности самолетовождения
Таблица 15
Таблица. 16. Рекомендуемый план применения в полете средств навигации
График. 6
Таблица 17
Таблица. 18. Рекомендуемый план применения в полете средств навигации
График. 7
Таблица 19
Таблица. 20. Рекомендуемый план применения в полете средств навигации
График 8
Таблица 21
Выводы
В результате проделанной курсовой работы произвел оценку точности и БП. При полетах по маршрутам в регионе КРАСНОЯРСКА выяснилось:
Для самолетов Ту - 154 и Ан - 24 не на всех участках маршрута обеспечивается требуемая точность и безопасность полетов.
Для того, чтобы свести к минимуму количество опасных отрезков маршрута требуется дооснастить регион наземными средствами навигации и УВД, а также дооснастить ВС необходимыми средствами для коррекции отклонения от заданного пути. В ходе выполнения работы изучил как работать с пакетом прикладных программ «Альфа 7-4» и произвел все необходимые расчеты
Список литературы
1.Радиотехнические средства навигации (Методические указания к проведению лабораторных занятий на ПЭВМ).
2.А.И. Верещака, П.В. Олянюк Авиационная радиоэлектроника, средства связи и радионавигации Москва «Транспорт» 1993.
3.Под редакцией С.Г. Пятко и А.И. Красова Автоматизированные системы управления воздушным движением Санкт-Петербург «Политехника» 2004.
4.Организация радиотехнического обеспечение полетов. Автор: Соболев Е. В.
5.Конспект лекций по ОРТОП.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Требования к средствам авиационной воздушной связи. Тип сигнала, обоснование рабочего диапазона частот. Дальность связи, количество каналов. Функциональная схема генератора опорной псевдослучайной последовательности. Анализ эффективности разработки.
дипломная работа [274,5 K], добавлен 25.07.2011Природные и климатические Красноярского края и республики Хакасия. Проектирование линии связи на участке железной дороги Красноярск – Саянская – Абакан. Расчет параметров оптического кабеля. Защита аппаратуры связи и автоматики от перенапряжений.
курсовая работа [4,7 M], добавлен 05.02.2013Виды и цели авиационной электросвязи гражданской авиации Российской Федерации, показатели ее надежности. Резервирование средств радиотехнического обеспечения полетов и авиационной электросвязи. Оценка качества передачи речевых сообщений по каналам связи.
реферат [501,9 K], добавлен 14.06.2011Безопасность и регулярность полетов воздушных судов, радиотехнические средства обеспечения полетов. Аналитический обзор аэродромных радиолокационных станций (РЛС): назначение, размещение, особенности и принципы работы. Расчет технических параметров РЛС.
курсовая работа [432,7 K], добавлен 14.11.2010Пути модернизации оборудования в аэропорту Богучаны. Технические характеристики современных средств РТОП. Анализ отказов и неисправностей оборудования в аэропорту Богучаны. Основные мероприятия по совершенствованию оборудования в Богучанском центре ОВД.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 27.10.2012Выбор аппаратуры связи, системы кабельной магистрали и распределение цепей. Монтаж кабельной магистрали. Расчет длин кабелей ответвлений и мешающих влияний на кабельные цепи. Размещение усилительных и регенерационных пунктов на трассе линии связи.
курсовая работа [995,2 K], добавлен 05.02.2013Изучение средств и систем контроля доступа на объекты охраны. Особенности и виды технических средств охраны. Обзор систем контроля доступа на охраняемую территорию. Контроль и учет материальных ценностей в системе охраны и физической защиты предприятия.
контрольная работа [220,2 K], добавлен 20.05.2010Выбор типов кабеля, связевой аппаратуры, размещение цепей по четверкам. Усилительные и регенерационные пункты. Разработка схемы связи. Расчет первичных и вторичных параметров кабеля. Мероприятия по защите аппаратуры связи от опасных и мешающих влияний.
курсовая работа [870,8 K], добавлен 05.02.2013Стратегии управления ошибками при передаче информации по каналам связи: эхо-контроль и автоматический запрос на повторение. Анализ зависимости величины эффективности использования канала связи от его пропускной способности и длины передаваемых пакетов.
курсовая работа [467,3 K], добавлен 20.11.2010Распределение европейского рынка спутниковой системы навигации в 2000-2010 гг. Требования к спутниковым системам навигации. Определение координат наземным комплексом управления. Точность местоопределения и стабильность функционирования навигации.
презентация [2,4 M], добавлен 18.04.2013
