Методы и средства навигационного обеспечения воздушных судов и управления воздушным движением на основе спутниковых технологий

• Автор: Слепченко, Петр Михайлович
• Шифр специальности: 05.22.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 222 с. : ил.

Содержание
Введение.
1. Методы навигационных определений в спутниковых радионавигационных системах при решении задач навигации и посадки воздушных судов и пути их совершенствования
1.1. Сравнительный анализ методов навигационных определений пространственных координат ВС и пути их совершенствования
1.1.1. Глобальные и дифференциальные навигационные определения пространственных координат ВС

1.1.2. Относительные навигационные определения

пространственных координат ВС

1.1.3. Навигационные определения пространственных

координат ВС по фазе несущей.

1.1.4. Совершенствование относительных навигационных определений пространственных координат ВС на основе разностнодальномерного способа измерений
1.2. Анализ возможности угломерных навигационных определений координат ВС для решения задачи
категорированной посадки.
1.3. Минимизация бортового навигационного оборудования
путем комплексного измерения вектора положения ВС
1.3.1. Комплексные измерения вектора положения ВС
с дискретным каналом связи.
1.3.2. Комплексные измерения вектора положения ВС с ретранслятором радионавигационного поля СРНС.
1.4. Оценка точности навигационных определений
координат ВС и способы ее повышения
1.4.1. Обобщенная модель трассы распространения сигналов СРНС при различных методах
навигационных определений координат ВС.
1.4.2. Оценка точности глобальных, дифференциальных
и относительных навигационных определений координат ВС.
1.4.3. Способы повышения точности навигационных
определений координат ВС.
1.4.4. Оценка применимости относительных навигационных определений координат для решения задачи
категорированной посадки ВС.
1.5. Основные результаты и выводы.
2. Технические средства, реализующие перспективные методы навигационных определений в спутниковых радионавигационных системах при решении задач навигации
и посадки воздушных судов, и пути их совершенствования
2.1. Анализ характеристик сигнала на входе аппаратуры потребителей СРНС в условиях многолучевого приема
сигналов при полетах ВС на малых высотах
2.1.1. Энергетические и вероятностные характеристики сигнала
на входе аппаратуры потребителей СРНС.
2.1.2. Моделирование сигнала на входе аппаратуры
потребителей СРНС.
2.2. Совершенствование аппаратуры потребителей СРНС для реализации перспективных методов навигационных
определений координат ВС
2.2.1. Синтез алгоритма квазиоптимальной обработки навигационной информации в аппаратуре потребителей СРНС в условиях многолучевого приема сигналов
при полетах ВС на малых высотах.
2.2.2. Оценка погрешности оптимальной фильтрации радионавигационных параметров в условиях многолучевого
приема сигналов СРНС
2.2.3. Разработка требований к ретранслятору радионавигационного поля СРНС для реализации
относительных навигационных определений координат ВС
2.3. Основные результаты и выводы.
3. Анализ информационного обмена в каналах Земля борт Земля при управлении воздушным движением с использованием спутниковых систем связи и пути его совершенствования.
3.1. Анализ информационных потоков в каналах
Земля борт Земля при УВД на международных авиатрассах
3.2. Пути сокращения объема информационных потоков в каналах Земля борт Земля при УВД с использованием спутниковых систем связи
3.2.1. Сокращение объема информационных потоков за счет повышения точности местоопределения по СРНС.
3.2.2. Сокращение объема информационных потоков за счет совмещения речи и данных в спутниковых
каналах связи.системы УВД.
3.3. Анализ эффективности информационного обмена при использовании для УВД системы ИНМАРСАТ
3.3.1. Характеристики информационного обмена
в системе ИНМАРС АТ.
3.3.2. Методы расчета статистических характеристик цифровой линии передачи данных, функционирующей в соответствии с протоколом системы ИНМАРСАТ.
3.3.3. Разработка модели информационного обмена
в системе ИНМАРСАТ
3.3.4. Оценка эффективности процессов информационного
обмена в системе ИНМАРСАТ.
3.4. Совершенствование дисциплин обслуживания ВС
при УВД с использованием спутниковых систем связи.
3.4.1. Разработка рекомендаций по организации связи
по инициативе ВС, обеспечивающей уменьшение задержки
передачи сообщений и минимизацию энергетического и
частотного ресурсов связного канала.
3.4.2. Разработка рекомендаций по выбору дисциплин обслуживания
ВС с учетом различной приоритетности сообщений
3.5. Основные результаты и выводы.
4. Повышение эффективности использования при
управлении воздушным движением спутниковых каналов
связи в условиях мешающих воздействий.
4.1. Анализ факторов, влияющих на достоверность передачи информации в спутниковых каналах связи
4.2. Влияние интермодуляционных помех, обусловленных нелинейностью ретранслятора ИСЗ, на достоверность передачи информации в спутниковых каналах связи и пути его уменьшения.
4.3. Влияние условий распространения радиоволн в высоких широтах на достоверность передачи информации
по традиционным и спутниковым каналам связи системы УВД и пути его уменьшения.
4.4. Основные результаты и выводы.
Заключение
Список использованных источников


Полученные на КС поправки передаются на ВС и корректируются результаты измерений. Точность работы СРНС в таком режиме повышается за счет компенсации большинства системных погрешностей. Способы организации дифференциального режима достаточно описаны в литературе и здесь ограничимся их краткой характеристикой. Подчеркнем важную особенность, характерную для любой модификации ДПС точная АП размещается на неподвижной КС и требует большого времени накопления для фильтрации и точной геодезической привязки. Эти требования существенно ограничивают круг решаемых задач и исключают возможность установки КС на мобильных объектах , например на палубе морского судна при решении с помощью ДПС СРНС задачи посадки ВС на палубу. Рис. Структура дифференциальной подсистемы ДПС показана на рис. П, например экипажем ВС, как оптимальное для проведения НО в стандартном режиме. Собственно ДПС образуют средства наземной КС и дополнительная бортовая аппаратура П. На КС размещены точная аппаратура П, которая путем длительного накопления и фильтрации обеспечивает точные НО формирователь корректирующей информации КИ, вычисляющий поправки и передатчик Прд канала связи с П. У пользователя находятся приемник КИ и устройство ввода ее в стандартную АП для коррекции текущих отсчетов, получаемых в стандартном режиме. КксКкс АКАК Кп Кп , 1. Ккс, Лс, Ай, ДЯ, Яя Яя йЯ. Яя. Сл,0ЯДА сгс1 СгдЛ 1. Ах, в у Ах, i 0,
1. Дадим краткую характеристику методов. Метод коррекции координат обеспечивает точные НО в ограниченной зоне около КС, поскольку рабочее созвездие, оптимальное для КС, перестает быть таковым для удаленного П. Кроме того, НО на КС и у П должны проводится обязательно по одному рабочему созвездию. Метод коррекции НП обеспечивает повышенную точность НО на значительных удалениях от КС. Здесь ограничения связаны с явлением пространственной декорреляции системных погрешностей в силу различия углов абсервации одного КА. При эфемеридной погрешности с 0 м некомпенсируемая погрешность определения координат составляет 7,5 м на удалениях до 0 км. Метод разностной коррекции НП позволяет пользователю иметь упрощенную аппаратуру, поскольку основной объем вычислений ведется на КС. Однако метод применим только на минимальных удалениях от КС, поскольку предположение о равенстве матрицы на КС и у П справедливо только на минимальных удалениях. СКП СА код м 2СКО, СКПРкод м 2СКО. Надежных экспериментальных данных по точности определения координат дифференциальным методом в системе ГЛОНАСС по сведениям автора нет. В СРНС наряду со стандартными НО глобальных координат находят применение относительные определения . В них участвуют два объекта ВС и КС, относительно которой ВС определяет свои координаты. Поскольку для ВС точка расположения КС совпадает с началом системы координат, то ее для краткости в дальнейшем будем именовать точкой координации ТК. НП в ТК и на ВС с последующим вычислением их относительных координат. Поскольку эти координаты разностные, то здесь ряд сильнокоррелированных погрешностей также исключается, аналогично дифференциальному режиму. Но в отличие от последнего в относительной схеме оба объекта равноправны и точной геодезической привязки одного из них не требуется. Известны по крайней мере две основные модификации относительных НО ,. Первая модификация относительных НО предполагает синхронное измерение НП в ТК и на ВС, передачу их на ВС по цифровому каналу связи и вычисление на последнем искомых относительных координат. Под НП здесь подразумеваются или глобальные координаты Ктк и Квс или измеренные массивы псевдодальностей и Лвс, у 1 . У, причем рост числа измерений при у 4 ведет только к некоторому повышению точности, что здесь не принципиально. Кв,т
1. КПшс I Хтклс,упвс, 1тквс т глобальные координаты ТК ВС, АК искомые координаты ВС относительно ТК. Алгоритм вычисления глобальных координат описан выше 1. Ктк непосредственно в ТК или на ВС. В качестве цифрового канала связи может быть использован стандартный канал связи ВС с центром УВД или иной другой, позволяющий дополнительно передавать 0 0 битс. ЯЯге НП, Д НПтк, Д,, 1.