Методы и средства построения элементов мобильной частотно-фазовой системы посадки летательных аппаратов в базисе ПЛИС

• Автор: Саси Саед Ахмед
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 181 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Глава 1. СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ПОСАДКИ САМОЛЕТОВ И АНАЛИЗ МНОГОЧАСТОТНЫХ СИСТЕМ РАДИОНАВИГАЦИИ В ЗОНЕ ПОСАДКИ

1.1 Обзор радионавигационных систем посадки самолетов.

1.1.1 Требования авиационной навигации

1.1.2 Элементы системы посадки самолета и возможного выполнения

1.1.3 Система посадки по приборам.

1.1.4 Системы посадки микроволнового диапазона

1.1.5 Глобальная спутниковая навигационная система

vii i .

1.1.6. Сравнение систем посадки самолетов.

1.2 Пространственно и частотноразнесенная фазовая система слепой посадки самолетов анализ ограничений.
1.2.1 Структура построения системы
1.2.2 Основные уравнения
1.2.3 Анализ ограничений
1.3 Обоснование постановки задачи исследований.
1.3.1 Системы посадки самолета сегодня
1.3.2 Методы измерения расстояния с помощью радиосигналов.
1.3.3 Выбор элементной базы и сигналов
1.4 Постановка задачи исследований.
ВЫВОДЫ.
Глава 2. АНАЛИЗ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАДИОНАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ПОСАДКИ САМОЛЕТА.
2.1 Анализ радионавигационной системы посадки самолета
2.1.1 Анализ геометрии трасс распространения сигналов
2.1.2 Анализ навигационных элементов системы
2.1.3 Вычисление расстояния.
2.1.4 Многопутевой эффект и способы его решения.
2.2 Бортовой цифровой приемник.
2.2.1 Цифровое преобразование спектра вниз
2.2.2 I алгоритм.
2.2.3 Бортовой цифровой приемник архитектура и проектирование
ВЫВОДЫ.
Глава 3. СИНТЕЗ И АНАЛИЗ БОРТОВОГО ЦИФРОВОГО ПРИЕМНИКА В БАЗИСЕ ПЛИСБРвА
3.1. Синтез и анализ схем умножения в базисе ПЛИС
3.1.1. Базовые модели умножителей
3.1.2. Обзор реализации умножителей на ПЛИС
3.1.3. Синтез умножителей в базисе ПЛИС.
3.1.4. Анализ сложности модели схемы умножения в базисе ПЛИС.
3.2. Синтез и анализ сложности схем цифровых фильтров в базисе ПЛИСРРОА
3.2.1. Базовая модель.
3.2.2. Обзор реализации цифровых фильтров на ПЛИС.
3.2.3. Синтез цифровых фильтров в базисе ПЛИС
3.2.4. Анализ сложности реализации в базисе ПЛИСТРОА.
3.3. Синтез и анализ сложности схемы управляемого синтезатора частоты в базисе ПЛИСБРвА
3.3.1. Управляемый цифровой синтезатор частоты
3.3.2. Метод экономичной реализации табличной функции синуса
3.3.3. Симметрия синусакосинуса
3.4.4. Реализация ООББ на ПЛИС
3.4. Синтез и анализ сложности реализации каскадного интегральнокомбинированного фильтра в базисе программируемых логических интегральных схем
3.4.1. Структурная модель каскадного интегральнокомбинированного фильтра
3.4.2. Реализация СС на ПЛИС.
3.5. Синтез и анализ сложности реализации СОШС алгоритма в базисе ПЛИСБРОА
3.5.1 Параллельный циклический СОШС алгоритм
3.5.2 Последовательный циклический СОШС алгоритм
3.5.3. Параллельный ациклический СОШС алгоритм
3.5.4. Реализация СОШС алгоритма на ПЛИС класса РРвА
3.6 Синтез и анализ сложности бортового цифрового
приемника в базисе ПЛИСБРвА
3.6.1 Варианты реализации цифрового приемника в базисе ПЛИСРРОА
3.6.2 Вариант 1 Реализация цифрового приемника на 8 микросхемах типа ХСХЬА
3.6.3 Вариант 2 Реализация цифрового приемника на 2х микросхемах типа ХС0ХУ
ВЫВОДЫ.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Главнейшей проблемой гражданской авиации, а также одной из важнейших народохозяйственных задач является обеспечение регулярности и высокой интенсивности полетов и посадки летательных аппаратов ЛА с заданной безопасностью как, на стационарных категорийных аэродромах, так и на временных аэродромах и площадках базирования со сложными георельефом и климатическими условиями. Особые трудности вызывает решение задач оперативного развертывания и организации посадки в кратчайшие сроки на необорудованных площадках решения задач МЧС, посадка на льдину, экстренной эвакуации и оказание медицинской помощи и т. Решение основной задачи посадки самолета вывода самолета при подходе к аэропорту в заданную точку с необходимой точностью требует применения современных навигационных и посадочных средств, позволяющих определять местонахождение самолета и параметры его движения. Требования к точности определения местонахождения самолета задает международная организация гражданской авиации I. Системы посадки по приборам I, микроволнового диапазона и глобальная навигационная спутниковая система в настоящее время это самые популярные системы посадки самолетов. Современные системы посадки самолета по приборам I и стоят 1,5 и 5 млн. Значительный интерес проявляется к использованию спутников, т. Ее стоимость зависит от стоимости наземной части системы, плюс расходы на содержание спутникового созвездия, которое необходимо возобновлять через каждые 5 лет. Системы I и могут быть использованы при оборудовании международных аэропортов, но возможность оборудования такой техникой обычных аэропортов республиканских, областных как в России, так и в СНГ, и в случаях спасения, и операций поддержки в отдаленных местах практически исключена изза дороговизны и сложности их установки и настройки. Потребность в надежной, точной, гибкой и дешевой системе посадки ЛА на необорудованной площадке остается неудовлетворенной. Необходима система посадки, которая могла бы преодолеть ограничения ранее предложенных систем и удовлетворяла требованиям I. Одним из направлений решения данной задачи является реализация вычислительных элементов системы посадки ЛА в базисе программируемых логических интегральных схем ПЛИС, которые позволяют обеспечить высокую точность и скорость обработки радиосигналов. Несмотря на большое количество публикаций по данному направлению, задачи анализа и синтеза систем посадки ЛА на основе новой элементной базы изучена недостаточно. Актуальным является вопрос реализации данных систем в базисе программируемых логических интегральных схем ПЛИС. ПЛИС методов и алгоритмов цифровой фильтрации сигналов, цифровых синтезаторов частоты и анализаторов фаз. Объект исследования. Вычислительная система посадки ЛА в критических ситуациях. Предмет исследования. Цель работы. Повышение эффективности вычислительной системы посадки ЛА в критических ситуациях путем создания мобильных систем их посадки на основе предлагаемых моделей, методов и алгоритмов, осуществляемых в базисе ПЛИС. Научная задача работы разработка моделей, методов алгоритмов и средств построения мобильной вычислительной системы посадки ЛА в базисе ПЛИС. ПЛИСБРвА, включая вопросы синтеза и анализа сложности реализации цифровых фильтров, управляемого синтезатора частоты, каскадного интегральнокомбинированного фильтра и алгоритма вычисления фаз в базисе ПЛИС. ПЛИС при использовании САПР Xiix i i . Методы исследований. При проведении исследований для достижения поставленных задач использовались теория цифровых радиоприемников методы теории распространения радиоволн теория цифровых фильтров методы цифровой обработки сигналов аппарат линейной алгебры и дискретной математики методы моделирования и проектирования. ПЛИС алгоритмов цифровых фильтров, управляемого синтезатора частоты, каскадного интегральнокомбинированного фильтра и вычисления фаз. Практическая ценность и внедрение результатов. МЧС, посадки на льдину, экстренной эвакуации, медицинской помощи и т. КИПМЭА и КС КГТУ им. А.Н. Туполева в курсовом и дипломном проектировании. Достоверность полученных результатов. Подтверждена корректным использованием методов математического моделирования и экспериментальными исследованиями при использовании программных продуктов i i, , Vi i и САПР Xiix i i .