Скачать презентацию Радионавигация Воздушная навигация цели и методы Воздушная Скачать презентацию Радионавигация Воздушная навигация цели и методы Воздушная

Radionavigation-2014.ppt

  • Количество слайдов: 81

Радионавигация Радионавигация

Воздушная навигация: цели и методы Воздушная навигация– прикладная наука о методах и средствах формирования Воздушная навигация: цели и методы Воздушная навигация– прикладная наука о методах и средствах формирования заданной пространственновременной траектории движения воздушного судна(ВС) Счисления Позиционные Методы -Достоинство: автономность навигации. -Ограничения: a)точность падает с течением времени b)строгие требования к непрерывности измерений -Достоинство: высокая точность и непосредственность измерений -Ограничения: a)необходимость наземной (и космической) инфраструктуры b) ограниченное покрытие. Обзорно-Достоинство : простота реализации сравнительные -Ограничения: требует особых условий

Методы радионавигации Методы счисления пути Позиционные методы Экстремальнокорреляционные методы Основаны на измерении и интегрировании Методы радионавигации Методы счисления пути Позиционные методы Экстремальнокорреляционные методы Основаны на измерении и интегрировании составляющих скорости ВС относительно земной поверхности Основаны на нахождении линий или поверхностей положения Основаны на сравнении некоторых наблюдаемых с помощью бортовых датчиков физических параметров, характеризующих местность(высоты рельефа) с эталонными , хранящимися в памяти системы

Радионавигационные средства обеспечения полета Совокупность бортовых и наземных компонентов радионавигационных систем(РНС) и устройств(РНУ), обеспечивающих Радионавигационные средства обеспечения полета Совокупность бортовых и наземных компонентов радионавигационных систем(РНС) и устройств(РНУ), обеспечивающих решение основной задачи навигации-реализации заданной пространственно-временной траектории полета Бортовая часть из радионавигационного поля извлекает навигационный параметр полета создает радионавигационное поле Наземная часть Орбитальная часть РНС являются радиотехническими системами извлечения информации

Навигационные параметры и элементы полета Навигационные элементы полета(НЭ) Скалярные величины , характеризующие положение центра Навигационные параметры и элементы полета Навигационные элементы полета(НЭ) Скалярные величины , характеризующие положение центра масс ВС и его движение в пространстве Геометрическая или физическая величина , значение которой Навигационные зависит от навигационного параметры полета(НП) элемента полета. НП- измеренный НЭ.

Радионавигационные измерения Навигационные элементы полета(НЭ) Воздушное судно Датчик навигационной информации Параметр радиосигнала Навигационный параметр Радионавигационные измерения Навигационные элементы полета(НЭ) Воздушное судно Датчик навигационной информации Параметр радиосигнала Навигационный параметр полета(НП) Радионавигационное поле Радионавигационный маяк

Навигационные элементы, связанные со скоростью полета Навигационный треугольник скоростей Истинная воздушная скорость True Air Навигационные элементы, связанные со скоростью полета Навигационный треугольник скоростей Истинная воздушная скорость True Air Speed (TAS) Угол сноса* Drift Angle V U Скорость ветра Wind Speed W Путевая скорость* Ground Speed * - элемент измеряется радионавигационным оборудованием

Навигационные элементы, связанные с направлением полета NM Magnetic heading Магнитный курс Magnetic course Магнитный Навигационные элементы, связанные с направлением полета NM Magnetic heading Магнитный курс Magnetic course Магнитный путевой угол V U W Курс: магнитный МК истинный (true) ИК компасный КК ортодромический ОК Курс –угол в горизонатальной плоскости между направлением, принятым за начало отсчета в точке местоположения самолета, и проекцией на эту плоскость его продольной оси Угол между направлением истинного и магнитного меридиана называется магнитным склонениемΔ М

Навигационные элементы относительного расположения(1) NM Magnetic bearing Магнитный пеленг маяка МПР* NM Xc Курсовой Навигационные элементы относительного расположения(1) NM Magnetic bearing Магнитный пеленг маяка МПР* NM Xc Курсовой угол маяка КУР * Relative bearing Magnetic bearing(reciprocal) Магнитный пеленг самолета МПС*

Особенности терминологии Радиосредство Магнитный пеленг Magnetic bearing Маяк VOR Радиал Radial Радиолокатор Азимут Azimuth Особенности терминологии Радиосредство Магнитный пеленг Magnetic bearing Маяк VOR Радиал Radial Радиолокатор Азимут Azimuth Радиопеленгатор Пеленг QDR Маяк NDB Пеленг Reciprocal bearing

Навигационные элементы относительного расположения(2) Distance(slanted) Высота Altitude Height* Наклонная дальность* Distance Горизонтальная дальность Угол Навигационные элементы относительного расположения(2) Distance(slanted) Высота Altitude Height* Наклонная дальность* Distance Горизонтальная дальность Угол места* Elevation angle Радиомаяк

Место самолета (МС) Место самолета –проекция пространственного места самолета на поверхность земли, описывается координатами Место самолета (МС) Место самолета –проекция пространственного места самолета на поверхность земли, описывается координатами Система координат Геодезическая (географическая) * Геосферическая Ортодромическая Полярная * Координаты Широта B , долгота L, высота H Широта φ, долгота λ, высота h Удаление S, боковое отклонение Z, высота H Азимут, дальность , угол места θ

Физическая природа радионавигации основана на двух главных свойствах электромагнитных волн Постоянство скорости распространения радиоволн Физическая природа радионавигации основана на двух главных свойствах электромагнитных волн Постоянство скорости распространения радиоволн Скорость распространения радиоволн и в среде с коэффициентом преломления n определяется как v= =с/n, где с =299 792 456, 2 ± 1, 1 м/с— скорость радиоволн (скорость света) в вакууме. В приближенных расчетах не учитывают влияния n и принимают n=с=300 000 км/с=3 -108 м/с. Для стандартной атмосферы (давление 101, 325 к. Па, температура 4 -15°С, относительная влажность 70 %) скорость распространения уменьшается до 299 694 км/с, что объясняется увеличением коэффициента преломления радиоволн. Изменение скорости и при изменении параметров атмосферы принимается во внимание в РНУ высокой точности. Распространение радиоволн по кратчайшему расстоянию между точками излучения и приема Распространение электромагнитных колебаний по кратчайшему пути между точками излучения и приема возможно только в свободном пространстве. На практике радиоволны при отражении от ионосферы и различных объектов вследствие ионосферной и тропосферной рефракции, дифракции и некоторых других факторов отклоняются от линии, соответствующей кратчайшему расстоянию. Это обстоятельство необходимо учитывать в РНУ повышенной точности.

Классификация радионавигационных средств По виду информативного параметра радиосигнала Амплитудные, временные, фазовые, частотные По виду Классификация радионавигационных средств По виду информативного параметра радиосигнала Амплитудные, временные, фазовые, частотные По виду навигационного параметра Дальномерные, угломерные, разностнодальномерные, измерители скорости По степени автономности Автономные, неавтономные однопозиционные, неавтономные многопозиционные По назначению Системы посадки, системы дальней навигации, системы ближней навигации, системы глобальной навигации

Позиционные методы Общий принцип определения положения ВС по отношению к навигационным ориентирам реализуется в Позиционные методы Общий принцип определения положения ВС по отношению к навигационным ориентирам реализуется в виде обобщенного метода поверхностей и линий положения Поверхность положения – геометрическое место точек пространстве, в которых значение навигационного параметра постоянно Bearing=const R=const

Определение пространственного места ВС Ra Rb пмс Rc Для определения ПМС необходимы 3 поверхности Определение пространственного места ВС Ra Rb пмс Rc Для определения ПМС необходимы 3 поверхности положения

Линии положения Линия положения(ЛП)– линия пересечения поверхности положения с земной поверхностью –геометрическое место точек Линии положения Линия положения(ЛП)– линия пересечения поверхности положения с земной поверхностью –геометрическое место точек вероятного МС. Значение навигационного параметра в каждой точке линии положения постоянно Точка пересечения двух ЛП определяет место ВС (МС). В радионавигации используются следующие основные виды линии положения Линии равных пеленгов разностей дальностей самолета дальностей Line of Position (LOP)

Позиционирование по линиям равных пеленгов самолета Данный метод реализован в угломерных радионавигационных системах Nm Позиционирование по линиям равных пеленгов самолета Данный метод реализован в угломерных радионавигационных системах Nm Nm MПСВ MПСА A B MС Прямая – на плоскости Ортодромия – на сфере 1) 2 VOR 2) 2 NDB 3) VOR+NDB

Позиционирование по линиям равных дальностей (расстояний) Окружность – на плоскости Данный метод реализован Окружность– Позиционирование по линиям равных дальностей (расстояний) Окружность – на плоскости Данный метод реализован Окружность– на сфере в дальномерных радионавигационных системах 1) 2 DME+ 2) 3 DME 3) GNSS* Rb B A С Ra Rc

Позиционирование по линии равных дальностей и линии равных пеленгов Nm VOR -DME Ra A Позиционирование по линии равных дальностей и линии равных пеленгов Nm VOR -DME Ra A MПСА

Позиционирование по линиям равных разностей дальностей (расстояний) Гипербола – на плоскости Сферическая гипербола – Позиционирование по линиям равных разностей дальностей (расстояний) Гипербола – на плоскости Сферическая гипербола – на сфере A Loran-C B Ra-Rc= -const 1 Rb-Rc= - const 2 Ra=Rc Rb=Rc Ra-Rc=const 1 C Rb-Rc=const 2

Вычисление пеленга самолета при измерениях курсового угла NM Magnetic bearing Магнитный пеленг маяка МПР Вычисление пеленга самолета при измерениях курсового угла NM Magnetic bearing Магнитный пеленг маяка МПР NM Xc Курсовой угол маяка КУР Relative bearing Magnetic bearing(reciprocal) Магнитный пеленг самолета МПС МПР= КУР + МК МПС= МПР± 180+δм~ МПР± 180 ~

Рабочие зоны РНС Факторы, ограничивающие рабочую зону 1. Прямая видимость 2. Мощность передатчитка - Рабочие зоны РНС Факторы, ограничивающие рабочую зону 1. Прямая видимость 2. Мощность передатчитка - чувствительность приемника 3. Геометрический фактор 4. Ближняя зона антенных систем 5. «Мертвая» зона антенных систем 5. Допустимая величина навигационной погрешности Рабочая зона – область в пространстве, в пределах которой параметры радионавигационнного поля и точность РНС удовлетворяет заданным требованиям

Радионавигационная система NDB-ADF Радионавигационная система NDB-ADF

Навигационные параметры, измеряемый системой NDB-ADF Radio Magnetic Direction Indicator (RMDI) NM Magnetic bearing NDB Навигационные параметры, измеряемый системой NDB-ADF Radio Magnetic Direction Indicator (RMDI) NM Magnetic bearing NDB Магнитный пеленг маяка МПР NM Xc ADF Курсовой угол маяка КУР Relative bearing NDB Reciprocal bearing Магнитный пеленг самолета МПС МПР= КУР + МК МПС= МПР± 180+δм~ МПР± 180 При использовании RMDI можно определить: МК, МПР, МПС, КУР

Автоматический радиокомпас ADF Дальность до 300 км (70 мк. В/м) Параметр Relative Bearing (КУР) Автоматический радиокомпас ADF Дальность до 300 км (70 мк. В/м) Параметр Relative Bearing (КУР) Частота 190… 1750 k. Hz Диапазон волн LW, MW Наземный маяк NDB (ПРС) Точность (95%) 2 градуса (5 –Приложение 10) Бортовое оборудование ADF(АРК) Вид излучения MCW или CW NDB Relative Bearing Курсовой угол ADF Bearing Indicator (ИКУ) Xс

Структура радиокомпаса ADF Направленная антенна Радиоприемное устройство Пульт управления (частота настройки, режим работы) Ненаправленная Структура радиокомпаса ADF Направленная антенна Радиоприемное устройство Пульт управления (частота настройки, режим работы) Ненаправленная антенна Канал измерения курсового угла Режимы работы: -основной ADF -прослушивания ANT -внутренней модуляции BFO

Принцип действия ADF NDB Хс Relative Bearing (КУР) Принцип действия ADF NDB Хс Relative Bearing (КУР)

Дальность действия NDB D Дальность действия NDB ограничена зоной , в пределах которой создается Дальность действия NDB D Дальность действия NDB ограничена зоной , в пределах которой создается напряженность поля Е не менее 70 мк. В/м. На дальность пеленгования влияют следующие факторы: -мощность излучения передатчика NDB -время суток -наличие зон грозовой деятельности между ВС и NDB -электризация ВС -диапазон частот Дальность действия обозначается ближайшим кратным 25 nm (46, 3 км) при D не более 150 nm (278 км), или ближайшим кратным 50 nm (92, 7 км) при D более 150 nm Дальность действия NDB не ограничивается прямой видимостью

Виды маяков NDB Класс маяка Гарантированная дальность nm (км) Обозначение Мощность в табл. “Navaids” Виды маяков NDB Класс маяка Гарантированная дальность nm (км) Обозначение Мощность в табл. “Navaids” передатчика сборника Вт Jepessen Трассовый NDB HH не менее 200 75(140) Трассовый NDB H от 50 до 200 50 -74 (93 -140) Трассовый NDB HM не более 50 25 -49(46 -91) Маломощный NDB HO – Compass Locator не более 25 до 26(46) Маломощный NDB, входящий в ILS HL - Locator не более 25 до 26(46) В случае использования NDB в составе ILS, NDB совмещается с маркерным маяком)

Навигационное применение NDB Определение места ВС по двум маякам NDB Определение по двум линиям Навигационное применение NDB Определение места ВС по двум маякам NDB Определение по двум линиям равных пеленгов, используя магнитные пеленги самолета от двух NDB: МПС= МК+КУР± 1800 NDB orientation, triangulation) Полет по линии пути, проходящей через два NDB Выдерживание КУР 1=00, КУР 2=1800 Полет на NDB Полет по радиодромии, выдерживая КУР=00 (Homing) Формирование схемы полета(прибытие, заход, вылет), используя NDB Выполнение определенных маневров при заданных значениях КУР или МПС (Holding, approach, circling, etc. )

Применение NDB в ОВД Контроль места воздушного судна при полете по воздушной трассе Задание Применение NDB в ОВД Контроль места воздушного судна при полете по воздушной трассе Задание сети воздушных трасс/маршрутов, используя NDB Использование соответствующих процедур для обеспечения горизонтального эшелонирования Обеспечение полета в зонах ожидания и при заходе на посадку

Обозначения NDB на картах На аэронавигационных картах наносятся места установки NDB с указанием : Обозначения NDB на картах На аэронавигационных картах наносятся места установки NDB с указанием : - символ NDB ; Символ * перед частотой указывает, - наименование ; что NDB работает непостоянно - частота передачи (к. Гц) ; Подчеркивание позывных указывает, - буквенные позывные ; что прослушивание по ADF возможно -позывные кодом Морзе только режиме BFO - географические координаты -стрелка указателя магнитного меридиана.

Оборудование маяка NDB Формирователь позывного Генератор несущей частоты Устройство управления и дистанционного контроля Модулятор Оборудование маяка NDB Формирователь позывного Генератор несущей частоты Устройство управления и дистанционного контроля Модулятор и усилитель мощности Антенная система BITE

Радионавигационная система VOR Радионавигационная система VOR

VHF Omnidirectional Range beacon (VOR) (УКВ маяк ВОР) Дальность 300… 320 km (прямая видимость VHF Omnidirectional Range beacon (VOR) (УКВ маяк ВОР) Дальность 300… 320 km (прямая видимость ) 80… 100 km( RNP 5) NM Точность(95%) 1. . . 2 градус (5, 2 -суммарная по требованиям Приложения 10) Параметр Magnetic Bearing (Radial) (Магнитный пеленг самолета) Частота 108… 118 MHz (160 к. ) Диапазон VHF Наземный маяк VOR Бортовое оборудование VOR Magnetic Bearing (Radial) VOR

Навигационные параметры, измеряемый системой VOR NM Magnetic bearing VOR Магнитный пеленг маяка МПР NM Навигационные параметры, измеряемый системой VOR NM Magnetic bearing VOR Магнитный пеленг маяка МПР NM Xc VOR receiver VOR Radial Магнитный пеленг самолета МПС МПР=МПС± 180 КУР=МПР- МК При использовании RMDI можно определить: МК, МПР, МПС, КУР можно также получить позывной маяка и метеосводку. Курсовой угол маяка КУР Relative bearing

Структура бортовой аппаратуры VOR Ненаправленная антенна Радиоприемное устройство Канал выделения сигнала опорной фазы Пульт Структура бортовой аппаратуры VOR Ненаправленная антенна Радиоприемное устройство Канал выделения сигнала опорной фазы Пульт управления (частота настройки) Канал выделения сигнала переменной фазы Устройство вычисления разницы фаз (радиала) Radial Устройство вычисления курсового угла RMDI Устройство вычисления отклонения от ЛЗП HSI-Horizontal Situation Indicator CDI-Course Deviation Indicator

Структура радиомаяка VOR Формирователь позывного Задающий генератор Амплитудный модулятор Усилитель мощности 9960 Hz Генератор Структура радиомаяка VOR Формирователь позывного Задающий генератор Амплитудный модулятор Усилитель мощности 9960 Hz Генератор низкой частоты Variable Выносное контрольное устройство Частотный модулятор Генератор поднесущей частоты Reference BITE Электронный гониометр 30 Hz Устройство управления и дистанционного контроля

Устройство радиомаяка VOR Антенна Противовес антенны Шелтер с оборудованием маяка Оборудование маяка Устройство радиомаяка VOR Антенна Противовес антенны Шелтер с оборудованием маяка Оборудование маяка

Дальность действия VOR На аэронавигационных картах наносятся места установки VOR с указанием : - Дальность действия VOR На аэронавигационных картах наносятся места установки VOR с указанием : - символ ; - наименование ; - частота работы ; - буквенные позывные ; - географические координаты. Дальность действия ограничивается (что меньше): -прямой видимостью; -зоной , в пределах которой создается напряженность поля Е не менее 90 мк. В/м; -заданным значением линейной погрешности определения линии положения(62 nm для RNP 5).

Виды маяков VOR Класс маяка Обозначение Диапазон высот, фт. (м) Гарантированная дальность nm (км) Виды маяков VOR Класс маяка Обозначение Диапазон высот, фт. (м) Гарантированная дальность nm (км) High Altitude H 45000. . . 18000(13700. . . 5500) 130(240) High Altitude H 18000. . . 14500(5500. . . 4400) 100 (185) High Altitude H 14500. . . 1000(4400. . . 300) 40(74) Low Altitude L 18000. . . 1000(5500. . . 300) 40(74) Тerminal T 12000. . . 1000(3600. . . 300) 25(46)

Навигационное применение VOR Определение места ВС по двум маякам VOR Определение по двум линиям Навигационное применение VOR Определение места ВС по двум маякам VOR Определение по двум линиям равных пеленгов, используя магнитные пеленги самолета от двух VOR (VOR orientation, triangulation) Полет по линии Выдерживание равенства (Tracking) : пути, проходящей Радиал=Заданный Путевой Угол с индикацией На-От(To-From – Reverse sensing) через VOR Полет на VOR по кратчайшему расстоянию Полет по ортодромии, сформированной благодаря измерению заданного путевого угла Формирование схемы полета(прибытие, заход, вылет), используя VOR Выполнение определенных маневров при заданных значениях радиала (holding, approach, circling, etc. )

Определение места ВС по VOR С ростом расстояния до маяка ошибка определения растет Magnetic Определение места ВС по VOR С ростом расстояния до маяка ошибка определения растет Magnetic bearing(Radial) A Nm Positioning (triangulation) Nm VOR A VOR B Magnetic bearing(Radial) B

Полет по линии пути, проходящей через VOR En-route stabilization Nm Magnetic bearing MB(радиал) Desired Полет по линии пути, проходящей через VOR En-route stabilization Nm Magnetic bearing MB(радиал) Desired course DC ЛЗП – линия заданного пути VOR MB=DC on desired track Радиал=ЗПУ на ЛЗП To Fr DC CDI-Course Deviation Indicator НПП- навигационный плановый прибор

Применение VOR в ОВД Контроль места воздушного судна при полете по воздушной трассе Задание Применение VOR в ОВД Контроль места воздушного судна при полете по воздушной трассе Задание сети воздушных трасс/маршрутов Использование соответствующих процедур для обеспечения горизонтального эшелонирования Обеспечение полета в зонах ожидания Построение схем SID, STAR, Approach

Построение схем SID, STAR, Approach Построение схем SID, STAR, Approach

Ограничения и недостатки VOR Указанные недостатки определяют тенденцию выведения VOR из эксплуатации и переход Ограничения и недостатки VOR Указанные недостатки определяют тенденцию выведения VOR из эксплуатации и переход к навигации Относительно низкая точность по DME Прямая видимость Линейная зависимость погрешности измерения от дальности до маяка Необходимость учета геометрического фактора при позиционировании по VOR Высокая чувствительность точности к подстилающей поверхности вблизи(300 м) маяка Часть перечисленных недостатков устраняется в доплеровских VOR (DVOR)

Оборудование измерения дальности DME Оборудование измерения дальности DME

Оборудование измерения дальности DME (Distance Measuring Equipment) 1. Дальность 300… 370 km (прямая видимость Оборудование измерения дальности DME (Distance Measuring Equipment) 1. Дальность 300… 370 km (прямая видимость ) 2. Точность(95%) ± 0, 2 nm или 0, 25%D ( или 0, 25 nm± 1, 25%D) 3. Параметр Дальность(Slant Range Distance) (наклонная дальность от ВС до наземного маяка) 4. Частота 962(960)… 1213(1215) MHz 5. Число каналов - 252 6. Диапазон - ДМВ 7. Наземный маяк –приемоответчик (transponder)DME 8. Бортовое оборудование – запросчик (interrogator) DME 126. 8 NM запрос Ответ DME

Принцип действия DME (1) Запросчик (самолетный дальномер) Генератор запуска 1 Передатчик прд антенна Измеритель Принцип действия DME (1) Запросчик (самолетный дальномер) Генератор запуска 1 Передатчик прд антенна Измеритель Δt 7 прм fi прд антенна 3 Блок ограничения загрузки 5 f. R Приемник 8 Блок задержки 4 антенна 2 Принцип «запрос-ответ» ведет к ограничению пропускной способности (100 самолетов(сейчас-200)) Приемник прм Передатчик 9 Регулировка усиления Приемоответчик (маяк-ретранслятор) 6

Сигналы оборудования DME Кодовый интервал между импульсами τ Земля-воздух (ответ D) 1025. . . Сигналы оборудования DME Кодовый интервал между импульсами τ Земля-воздух (ответ D) 1025. . . 1150 МГц 962. . . 1213 МГц fi f. R=fi - 63 МГц Кодовый интервал между импульсами τ11=12 мкс τ21=12 мкс Частота y Воздух –земля (запрос D) Частота x Параметр Диапазон частот Код fi f. R=fi + 63 МГц Кодовый интервал между импульсами τ12=36 мкс τ22=30 мкс

Структура бортовой аппаратуры DME Ненаправленная (штыревая) антенна Антенный переключатель Приемник (дешифратор импульсов ответа) Пульт Структура бортовой аппаратуры DME Ненаправленная (штыревая) антенна Антенный переключатель Приемник (дешифратор импульсов ответа) Пульт управления (номер(1 -126) и тип(x/y) канала) Передатчик (формирователь импульсов запроса) Следящий измеритель дальности Дальность

Ограничение загрузки маяка-ретранслятора DME При увеличении в зоне действия маяка числа запросчиков свыше 100 Ограничение загрузки маяка-ретранслятора DME При увеличении в зоне действия маяка числа запросчиков свыше 100 (сейчас-200), те запросчики, которые находятся дальше от маяка не обслуживаются. Это происходит за счет уменьшения чувствительности приемника маяка с ростом числа запросов в секунду. Частота повторения ответых пар импульсов , Гц Коэффициент ответов – ответов вероятность получения ответа на запрос 2700 ± 90 1, 0 700 Без учета влияния позывного 0, 84 0, 5 100(200) Число запросчиков (самолетов)

Дальность действия DME IPR CH 40 X Высота, км . . . _ _. Дальность действия DME IPR CH 40 X Высота, км . . . _ _. 1 к. Вт 4 к. Вт 16 к. Вт Дальность, км На аэронавигационных картах наносятся места установки DME с указанием : - символ ; - наименование ; - номер и тип канала ; - буквенные позывные ; - географические координаты. Дальность действия ограничивается: -прямой видимостью (для маяков класса Н); - зоной , в пределах которой создается плотность потока мощности от наземного маяка – 83 д. Б/(Вт м 2), т. е. мощностью передатчика наземного маяка; -мощностью передатчика бортового оборудования;

Виды маяков DME Класс маяка (по излучаемой мощности) H High Altitude L Low Altitude Виды маяков DME Класс маяка (по излучаемой мощности) H High Altitude L Low Altitude T Тerminal Тип маяка (по формату сигналов) DME - N DME-W DME -P Сопряжение с системой VOR/DME ILS/DME MLS/DME -P

Навигационное применение DME Определение места ВС по VOR/DME Определение места(полярных координат)по линии равных пеленгов Навигационное применение DME Определение места ВС по VOR/DME Определение места(полярных координат)по линии равных пеленгов от VOR и линии равных дальностей от DME (VOR и DME совмещены) 2 D - навигация Определение места по 2 ( или 3)линиям равных дальностей от 2 (или 3)DME Определение дальности до важных точек маршрута : -до WPT(ППМ), в которой есть VOR/DME; Определение -до точки приземления(ILS/DME); дальности до точки -до точки установки маяка DME-Р в составе MLS Полет по линии равных дальностей (arc) Полет по дуге, сформированной благодаря выдерживанию заданной дальности от маяка Формирование схем прибытия и вылета), используя VOR/DME Выполнение определенных маневров при заданных значениях радиала и дальности (holding, approach, circling, etc. )

Решение навигационной задачи по DME Неоднозначность отсчета имеет место лишь при ручном варианте использования Решение навигационной задачи по DME Неоднозначность отсчета имеет место лишь при ручном варианте использования метода Для бортового вычислителя есть два варианта итерационных алгоритмов : -вычисление щироты, долготы, высоты по трем. D; -вычисление щироты, долготы по двум. D и высоте. DME B DME A DME-DME ( 2 -D ) Positioning 2 D навигация – очень перспективный метод определения места ВС, хотя и требует учета геометрического фактора и устранения неоднозначности

Фаза 1 внедрения RNAV(зональной навигации) в Европе 1998 -2002 С 2002 г предусматривается введение Фаза 1 внедрения RNAV(зональной навигации) в Европе 1998 -2002 С 2002 г предусматривается введение зон RNAV с произвольными маршрутами . На маршрутах В зонах ТМА • Бортовое оборудование B-RNAV обязательно • Возможно введение B-RNAV маршрутов в ТМА (где это целесообразно) • VOR/DME остаются для поддержки обычной навигации • • Местные маршруты ОВД могут использоваться в нижнем ВП • DME становится основным навигационным средством Возможно введение RNAV процедур, включающих требования RNP 1 или лучше • Существующие SID и STAR остаются

Применение DME в ОВД Контроль места воздушного судна при полете по воздушной трассе Использование Применение DME в ОВД Контроль места воздушного судна при полете по воздушной трассе Использование соответствующих процедур для обеспечения горизонтального эшелонирования Построение схем SID, STAR, Approach Обеспечение инструментального категорированного захода (ILS/DME, MLS)

Построение схем SID, STAR, Approach Построение схем SID, STAR, Approach

Ограничения и недостатки DME Несмотря на указанные недостатки, DME является самым точным из наземных Ограничения и недостатки DME Несмотря на указанные недостатки, DME является самым точным из наземных средств радионавигации, что и определяют тенденцию выведения VOR из эксплуатации и переход к навигации по DME Ограниченное покрытие ( прямая видимость) Ограниченная пропускная способность(200 ВС) Необходимость учета геометрического фактора при позиционировании по DME Необходимость устранения неоднозначности определения при позиционировании по DME

Радионавигационная система VOR/DME Радионавигационная система VOR/DME

Основные аспекты совмещения маяков VOR и DME VOR/DME – углодальномерная радионавигационная система, с помощью Основные аспекты совмещения маяков VOR и DME VOR/DME – углодальномерная радионавигационная система, с помощью которой на борту ВС определяются его полярные координаты относительно маяка (радиал и дальность) Размещение Антенны маяков могут располагаться: соосно; совместно(разнос не более 180 м); раздельно Координаты При разносе антенн VOR и DME класса «Н» на расстояние более 180 м, на картах ставится “Not Co-located”, а координаты показаны от маяка VOR Позывной Оба маяка излучают один и тот же позывной

Совместная работа DME с маяками VOR , ILS, MLS При совместном использовании DME с Совместная работа DME с маяками VOR , ILS, MLS При совместном использовании DME с системами ILS и VOR осуществляется сопряжение каналов связи системы DME с каналами данных систем, при этом используется только 200 частотно-кодовых каналов DME. Каналы с частотами запроса 1. . . 16 и 60. . . 69 не используются При использовании DME-Р в составе МLS также используется только 200 частотно-кодовых каналов DME, но потенциально число каналов DME-Р может быть увеличено за счет расширения диапазона частот (960 -1215 МГц) и введения дополнительных кодов W и Z

Система инструментальной посадки ILS Система инструментальной посадки ILS

Система инструментальной посадки ILS (Instrument Landing System) Localizer(курсовой маяк) -дальность 46 км (25 nm) Система инструментальной посадки ILS (Instrument Landing System) Localizer(курсовой маяк) -дальность 46 км (25 nm) -частота 108… 112 MHz (шаг 50 к. Гц) Final Approach Fix Высота 60 м Высота 30 м Outer Glide path equipment marker (глиссадный маяк) Глиссада Внешний - дальность 18 км (10 nm) маркер - частота 329… 335 MHz(шаг 150 к. Гц) -угол наклона глиссады Средний маркер Точка приземления Middle marker 2, 7 градуса(2. . . 4) Внутренний маркер Оба маяка имеют 40 частотных каналов Inner marker Все маркерные маяки работают Глиссадный маяк на одной частоте 75 МГц Glide path equipment (Glide Slope-США) L Курсовой маяк Localizer G

Навигационно-посадочные параметры, измеряемый системой ILS (1) Δφ Δφ – угловое уклонение от плоскости курса Навигационно-посадочные параметры, измеряемый системой ILS (1) Δφ Δφ – угловое уклонение от плоскости курса L G L G

Навигационно-посадочные параметры, измеряемый системой ILS (2) L G L L G G Δθ – Навигационно-посадочные параметры, измеряемый системой ILS (2) L G L L G G Δθ – угловое уклонение от плоскости глиссады Δθ

Навигационно-посадочные параметры, измеряемый системой ILS (3) Outer marker Middle marker Inner marker Моменты пролета Навигационно-посадочные параметры, измеряемый системой ILS (3) Outer marker Middle marker Inner marker Моменты пролета маков , расположенных на известной дальности от порога ВПП

Размещение маяков системы посадки ILS Параметр Cat III Высота принятия решения (DH) 60 м(200 Размещение маяков системы посадки ILS Параметр Cat III Высота принятия решения (DH) 60 м(200 ft) 30 м(100 ft) 0 Дальность видимости на ВПП(RVR) 800 м 400 м А-200 м В-50 м С-0 Final Approach Fix ТВГ DH Cat II 400 -1100 м 60 м 30 м Touch Down Point 120 -180 м 250 -450 м (300) Передает позывной 75 -450 м 1050 м Модуляция 3000 Гц 1300 Гц Манипуляция точки 6500 -11000 м Модуляция 400 Гц Манипуляция тире-точка тире

Точностные характеристики ILS Localizer(курсовой маяк) -погрешность Cat I- ± 10. 5 m Cat II- Точностные характеристики ILS Localizer(курсовой маяк) -погрешность Cat I- ± 10. 5 m Cat II- ± 7. 5 m 2σ Cat III- ± 3. 0 m Glide path equipment (глиссадный маяк) - погрешность Cat I- ± 7. 5% Cat II- ± 7. 5% 2σ Cat III- ± 4. 0% Курсовой канал ± 14 m ± 8 m ± 4 m Глиссадный канал ± 1 m ± 0, 4 m Линейная погрешность определяется на пороге ВПП (runway threshold)

Требования к системам посадки Общее требование к доступности для посадки 0, 99999 Целостность Категория Требования к системам посадки Общее требование к доступности для посадки 0, 99999 Целостность Категория КAT III Риск Время предупреждения 2 x 10 -7 6 с 2 x 10 -7 1 x 10 -9 2 с 2 с Требования по целостности и непрерывности Непрерывность 8 x 10 -6 (15 с) 4 x 10 -6 30 с

Принцип действия курсового радиомаяка ILS Принцип действия курсового радиомаяка ILS

Принцип действия глиссадного радиомаяка ILS Принцип действия глиссадного радиомаяка ILS

Зона действия курсового радиомаяка ILS Зона действия курсового радиомаяка ILS

Зона действия глиссадного радиомаяка ILS Зона действия глиссадного радиомаяка ILS

Маркерные радиомаяки Маркерные маяки (Markers) предназначены для определения: - пролета фиксированных точек; - пролета Маркерные радиомаяки Маркерные маяки (Markers) предназначены для определения: - пролета фиксированных точек; - пролета заданного пункта по удалению; - пролета заданного пункта по высоте; - момента достижения DA/H или MDA/H. (ВПР для точных или неточных систем захода на посадку). . • • Маркерные маяки работают на фиксированной частоте 75 МГц, а диаграмма излучения сигнала направлена вверх. Маршрутные маркерные маяки подразделяются на классы. 1. Маркерные маяки класса FM (Fan Marker) элиптической (Elliptical) формы диаграммы направленности в горизонтальной плоскости, и используются для фиксирования момента пролета определенной точки на трассе. Маркерные маяки класса FM гантелевидной ( Bone) формы диаграммы направленности в горизонтальной плоскости используются для контроля пролета фиксированной точки по времени. У маршрутных маркерных маяков мощность излучения сигнала порядка 100 вт. 2. Маркерные маяки класса LFM — Low Powered Fan Marker - с мощностью излучения передатчика 5 вт. имеют круговую диаграмму направленности. 3. Z marker - предназначены для сигнализации пролета определенной точки на схеме захода на посадку, с мощностью излучения передатчика порядка 3 - 5 вт. В системе ILS это внешний, средний и ближний маркеры (ОМ, MM, IM. )

Бортовая аппаратура ILS L Outer marker G Middle marker Inner marker Антенна глиссадная Аппаратура Бортовая аппаратура ILS L Outer marker G Middle marker Inner marker Антенна глиссадная Аппаратура канала курса Аппаратура канала глиссады Маркерный приемник Антенна курсовая Антенна маркерная

Аппаратура канала глиссады Полосовой фильтр 150 Гц 329. . . 335 МГц Курсовой приемник Аппаратура канала глиссады Полосовой фильтр 150 Гц 329. . . 335 МГц Курсовой приемник с АРУ Полосовой фильтр 90 Гц м 1 Выпрямитель напряжения Схема сравнения Выпрямитель напряжения м 2 G

Ограничения и недостатки ILS Ограниченная рабочая зона Фиксированная глиссада для всех воздушных судов Сильное Ограничения и недостатки ILS Ограниченная рабочая зона Фиксированная глиссада для всех воздушных судов Сильное влияние на качество работы погодных условий Сильное влияние на параметры системы переотражателей вблизи антенн маяков