Исследование точности работы навигационной системы при автоматической посадке гражданского самолета на необорудованный аэродром

• Автор: Хюн Ен Мок
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 124 с.

ГЛАВА I. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Автоматическая посадка самолета

1.4.1 Процесс автоматической посадки самолета

1.4.2 Требования к точности автоматической посадки

1.2 Радиомаячные системы посадки летательного аппарата

1.3 Выбор структуры навигационной системы

для автоматической посадки

1.4 Программа исследования

I ГЛАВА II. ФОРМИРОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ

НАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

2.1 Математическая модель полета летательного аппарата
2.2 Система наблюдения летательного аппарата
2.2.1 Структура и модель системы наблюдения
2.2.2 Модель системы наблюдения
2.3 Математические модели подсистем НС
2.3.1 Модели инерциальной навигационной системы (ИНС) и радиовысотомера
2.3.2 Модель глобальной спутниковой навигационной системы
2.4 Алгоритм оценки координат и ориентации ЛА

ГЛАВА III. АНАЛИЗ АЛГОРИТМОВ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ
• 3.1 Структура общего алгоритма наблюдения
3.2 Оценка точности определения положения ЛА
по изображениям подстилающей поверхности
3.3 Расчет размеров ЭИ

3.3.1 Аналитический расчет размеров изображений
3.3.2 Моделирование процесса сравнения изображений
3.4 Оценка работоспособности алгоритмов обработки изображений
3.4.1 Проверка работоспособности алгоритмов обработки изображений
3.4.2 Результаты эксперимента и их анализ
ГЛАВА IV. ОЦЕНКА РАБОТОСПОСОБНОСТИ
НАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
4.1 Моделирование процесса посадки ЛА
4.2 Варианты моделирования и исходные данные
4.3 Результаты моделирования
4.4 Определение условий реализации автоматической посадки

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Посадка самолета является одной из наиболее важных и сложных задач самолетовождения. Из-за сложности и опасности этого этапа, в процессе захода на посадку происходит около половины всех авиакатастроф. Быстротечность режимов посадки и неизбежный дефицит времени на принятие решения повышает нервно-психологическую нагрузку летчика, что в ряде случаев приводит к появлению ошибок летчика и снижению уровня безопасности полета. Поэтому даже при нормальных метеоусловиях выполнять успешную посадку может только опытный летчик. Ситуация становится еще более опасной, если совершается вынужденная посадка на какую-либо площадку или аэродром, необорудованный радиомаячными системами. Подобные случаи характерны для самолетов, так называемой малой авиации.
Данная ситуация обусловливает необходимость использования средств автоматизации. Реализация режима автоматической посадки самолета позволит не только обеспечить выполнение полетов независимо от погодных условий, но и повысить степень безопасности полета, поскольку автоматизация уменьшает вероятность возникновения субъективных ошибок летчика во время принятия решения и выполнения управляющих действий [1]. Следует также отметить важность реализации режима автоматической посадки в аварийных ситуациях, когда, например, пилот не в состоянии управлять самолетом.
Очевидно, что реализация режима автоматической посадки будет допустима только в случае, когда система автоматической посадки удовлетворяет требуемому уровню безотказности. Таким образом, важнейшим вопросом разработки систем автоматической посадки является обеспечение безопасности посадки, которая определяется точностью навигация и
поверхности и обратно, а следовательно, пропорциональный текущей высоте полета [21,27].
Вывод модели радиовысотомера с учетом его погрешностей может быть представлен в виде
ЯА = + 3к, + дк2,
СОБ^СОв^
где к - истинная высота полета ЛА; у, & - истинные углы крена и тангажа соответственно; 5к - постоянная погрешность радиовысотомера, Зкг -случайный измерительный шум радиовысотомера. Дифференциальное уравнение для указанного случайного стационарного процесса с входным сигналом типа белого шума имеет вид
Зк2 к^3к2 "Ь ^]2кКа^,
где <7д - среднеквадратическое отклонение переменного 8кг от его среднего значения; кК - коэффициент затухания корреляционной функции для случайной погрешности радиовысотомера; ея - белый шум единичной интенсивности. Определение высоты полета ЛА с использованием радиовысотомера можно представить в следующем виде:
км = ЛА -совусов& + Ак,
где у,&- оцениваемые углы крена и тангажа; Ак - погрешность определения высоты полета ЛА на основе радиовысотомера, обусловленная многими причинами, а именно погрешностью радиовысотомера, несовпадением уровней, получаемых от отраженной земной поверхности и ВПП.
Если используется информация от бортовой электронной карты местности или из бортовой базы данных высот, то ошибки несовпадения уровней исключаются и появляются ошибки карты (в нее войдет ошибка от неточного определения местоположения).