HUT62094A - High-precision instrument landing system - Google Patents
High-precision instrument landing system Download PDFInfo
- Publication number
- HUT62094A HUT62094A HU9202414A HU241492A HUT62094A HU T62094 A HUT62094 A HU T62094A HU 9202414 A HU9202414 A HU 9202414A HU 241492 A HU241492 A HU 241492A HU T62094 A HUT62094 A HU T62094A
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- aircraft
- transponder
- rxj
- receivers
- high precision
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S1/00—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
- G01S1/02—Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using radio waves
- G01S1/08—Systems for determining direction or position line
- G01S1/14—Systems for determining direction or position line using amplitude comparison of signals transmitted simultaneously from antennas or antenna systems having differently oriented overlapping directivity-characteristics
- G01S1/16—Azimuthal guidance systems, e.g. system for defining aircraft approach path, localiser system
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/74—Systems using reradiation of radio waves, e.g. secondary radar systems; Analogous systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/0009—Transmission of position information to remote stations
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
- G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
- G01S5/14—Determining absolute distances from a plurality of spaced points of known location
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Paper (AREA)
- Servomotors (AREA)
- Forklifts And Lifting Vehicles (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
Description
A találmány tárgya nagypontosságú repülési leszállító rendszer, pontosabban olyan leszállító rendszer, amely a repülőgép pillanatnyi helyzetét a repülőgép fedélzeti transzponderétől érkező jelek alapján távolságmeghatározó számításokkal számítja ki.
Az irodalomból számos nagypontosságú repülési leszállító rendszer ismert. Ezek közül néhány, mint a jelenleg elterjedten alkalmazott műszeres leszállító rendszer (ILS), kúpos vagy piramisalakú megközelítési teret határoz meg, amelynek csúcsa a leszállópálya végében helyezkedik el. Ezekben a rendszerekben a repülőgép úgy tartja a megfelelő megközelítési útvonalat, hogy hossztengelye szerinti sávban mindig középen marad. (Például az ILS a leszállópálya középvonala meghosszabbításának jelzésére iránysávadót, a fel- levezetés előse • *
-2gítésére siklópályaadót és a leszállópályától való távolságot megadó elő- és föbevezetési jelként helyjeladókat alkalmaz.) Ezek a leszállító rendszerek egyenes megközelítési pálya virtuális meghatározására szolgálnak, így alkalmazásuk lehetetlen olyan repülőterek esetében, amelyek a környező természeti akadályok vagy műtárgyak miatt kanyarodó, lépcsős vagy szegmentált megközelítési pályát igényelnek. Ehhez járul még, hogy az ilyen leszállító rendszereknél szükséges antennák száma, bonyolultsága és járulékos költsége miatt leszálló pályánként általában csupán egy megközelítési pályát határoznak meg, elkerülve ezzel különböző siklópályák használatát, melyek olyan esetben célszerűek, ha különböző típusú repülőgépek veszik igénybe ugyanazt a leszállópályát.
A nagypontosságú repülési leszállító rendszerek másik csoportja meghatározza a repülőgép helyzetét, azt összehasonlítja egy elméleti megközelítési pályával és az esetlegesen szükséges korrekciókat visszaközvetíti a repülőgéphez. Az US-PS 3.564.543 számú szabadalmi leírás ilyen rendszert ismertet, amelynek jellegzetessége, hogy más rendszerekhez hasonlóan a szimmetriát, valamint alacsonyabb rendű matematikai összefüggéseket használja fel a gúlaalakú megközelítési pálya meghatározására.
Az említett szabadalmi leírásban ismertetett helyzetmeghatározó rendszer azt az időt figyeli, amely alatt a kibocsátott rádiójelek megteszik a távolságot a leszállásra készülő repülőgép és három ismert földi lokációs pont között és három megfelelő távolságot határoz meg. Ebből a három távolságból kiszámítja a repülőgép pillanatnyi helyzetét. Ennek megfelelően az említett helyzetmeghatározó rendszer egy rádió-irányadót és három vevőt használ. Működés közben a rádió-irányadó rádiójelet sugároz a repülőgép fedélzeti transzponderének. A transzponder a rádiójelre válaszként válaszjelet bocsát ki, amelyet a három vevő fogad. Mindegyik vevő méri a kibocsátott rádiójel észlelési időpontja és a transzponder által kibocsátott válaszjel észlelési időpontja közötti időintervallumot. A három vevő három időintervallumából aztán a rendszer kiszámítja a repülőgép és a három vevő közötti távolságokat.
A rádió-irányadó jelének vétele valamint a transzponder válaszjelének kibocsátása között néhány ps nagyságrendű reakcióidő telik el. Ennek a transzponder válaszidőnek a figyelmen kívül hagyása hozzávetőlegesen 100 méteres hibát okoz a repülőgép helyzetének kiszámításánál. Jóllehet az idézett szabadalmi dokumentum tudomással bír a transzponder válaszidő létezéséről, az általa okozott hiba korrigálására vagy megelőzésére nem ad javaslatot vagy kitanítást. Ehelyett a rádió-irányadót és a vevőket a leszállópályára keresztben húzódó, lényegében függőleges geometriai síkban helyezi el. Ennek az elrendezésnek köszönhetően az említett hiba a leszállópálya hosszában vízszintes irányban jelentkezik, amelyet az említett szabadalom még elfogadhatónak tart. További jellegzetesség, hogy ez az elrendezés a repülőtér környékén növelt magasságú antennatornyokat igényel, így abban az esetben, ha az összes vevő talaj szinten, egyetlen közös vízszintes síkban volna elrendezve, a repülőgép kiszámított magassága már olyan lényeges hibát tartalmazna, amely egy precíziós leszállítórendszer esetében elfogadhatatlan szituációt eredményezne. Az US-PS 3.665.464 számú szabadalmi leírás olyan repülőgép helyzetét meghatározó rendszert ismertet, amely az előző rendszerhez hasonlóan a rádió-irányadó rádiójele és a repülőgép transzpondere válaszjelének észlelése közötti időintervallumokat figyeli. Ez a megoldás is elismeri a transzponder válaszidő meglétét és fontosságát és hatását úgy igyekszik kiküszöbölni, hogy meghatározott értékét levonja a mért időintervallum értékekből. Ennél a megoldásnál azonban épp a transzponder válaszidő meghatározása szolgál mérhető nagyságú szórás fellépéséhez egy transzponder válaszidő középértékből kiindulva. Ez aztán észlelhető pontatlanságot okoz a leszálló repülőgép helyzetének meghatározásában.
A találmánnyal célunk olyan precíziós, nagypontosságú repülési leszállító rendszer kidolgozása, amely valósidejű alapon képes egy repülőgép helyzetének meghatározására a rádióirányadó által kibocsátott rádiójel és a repülőgép transzponder válaszjele észlelése közötti időintervallumok előre meghatározott lokációs pontokon történő mérése alapján és így képes elkerülni a transzponder válaszidő káros kihatását a mérési eredményre.
A találmány szerinti leszállító rendszer létrehozta a szükséges eszközöket ahhoz, hogy egy leszálló repülőgép helyzetét legalább négy vevő felhasználásával valósidejű alapon periodikusan meghatározza. A vevők száma lehetővé teszi a transzponder válaszidőből eredő hibák kiküszöbölését a repülőgép leszálló pályához viszonyított helyzetének meghatározásában.
Találmányunkkal összhangban a repülőtér körül legalább négy vevő van különböző, előre meghatározott helyen telepítve. Mindegyik vevő a transzponder válaszjelek észlelésére van hangolva és egymással szinkronban járó precíziós órája van. A transzponder válaszjelének észlelésekor mindegyik vevő rögzíti az észlelés időpontját.
A találmány szerinti nagypontosságú repülési leszállító rendszemek továbbá egy földi állomáson elhelyezett központi vezérlő egysége (CPU) van, amely begyűjti a vevők által mért időértékeket és végrehajtja a számításokat a repülőgép helyzetének meghatározásához. Ez a központi vezérlőegység általában az irányítótoronyban van elhelyezve annak érdekében, hogy a légiirányítók egyszerűen és folyamatosan figyelemmel kísérhessék, azonban máshol is elhelyezhető. Mivel legalább négy egymástól független mérést alkalmazunk, a földi állomás központi vezérlőegysége nem csupán a repülőgép háromdimenziós koordinátáit, hanem a transzponder válaszidejét is ki tudja számítani.
A repülőgép helyzetkoordinátáit ezt követően összehasonlítja a kívánt megközelítési pálya matematikai leírásával. Minden olyan megközelítési pálya alkalmazható, amely matematikai
-4lag leírható, beleértve az íveket, lépcsőket, szegmenseket tartalmazó megközelítési pályákat is. Járulékos előnyként tekinthető, hogy ugyanahhoz a leszállópályához különböző előre meghatározott megközelítési pályát alkalmazhatunk, így kiválaszthatjuk azt a megközelítési pályát, amely leginkább megfelel az éppen érkező és leszállni kívánó repülőgép leszállási jellemzőinek.
A találmány egy előnyös kiviteli alakja értelmében a földi állomás központi vezérlő egysége becslési szűrő számításokat, például Kalman-szűrést végez annak érdekében, hogy növelje a helyzetmeghatározás pontosságát és lehetővé tegye a hibák felismerését és korrigálását.
Ezért egyik fö célunk a találmánnyal, hogy megfelelő rendszert hozzunk létre egy leszálló repülőgép helyzetének nagypontosságú kiszámítására. Ezt a helyzetet aztán összehasonlíthatjuk egy előre meghatározott megközelítési pályával, meghatározzuk az eltérést és ezt az információt közöljük a repülőgéppel.
Célunk továbbá, hogy a leírt tipusu repülési leszállító rendszerben kiküszöböljük a transzponder válaszidőből származó káros hatásokat.
A kitűzött feladat megoldása során egyrészt olyan nagypontosságú repülőgép leszállító rendszert vettünk alapul a repülőgép előre meghatározott megközelítési pálya mentén való megvezetésére, földre telepített rádiójeleket kibocsátó rádió irányadó hatósugarán belül, ahol a repülőgépnek a vett rádiójelre válaszként válaszjelet kibocsátó fedélzeti transzpondere van. Ezt a találmány értelmében úgy fejlesztettük tovább, hogy legalább négy földön telepített vevőt tartalmaz, melyek mindegyike előre meghatározott helyen helyezkedik el és rádió-irányadó rádiójelét fogadó eszközöket, a transzponder válaszjelét fogadó eszközöket és a rádiójel beérkezése és a transzponder válaszidő beérkezése közötti időtartamot meghatározó eszközöket tartalmaz, továbbá olyan számítógéppel rendelkezik, amely a vevőktől a mért időtartamokat jelentő mérési adatot fogadó eszközöket, a mérési adatokból a repülőgép helyzetét kiszámító eszközöket és a repülőgép helyzetét előre meghatározott megközelítési pályával összehasonlító és helyzeteltérést meghatározó eszközöket tartalmaz, valamint a helyzeteltérést a repülőgéppel közlő eszközökkel rendelkezik.
A kitűzött feladat megoldása során másrészt olyan nagypontosságú repülőgép leszállító rendszert vettünk alapul a repülőgép előre meghatározott megközelítési pálya mentén való megvezetésére, ahol a repülőgépnek a vett rádiójelre válaszként válaszjelet kibocsátó fedélzeti transzpondere van. Ezt a találmány értelmében úgy fejlesztettük tovább, hogy földre telepített, rádiójeleket kibocsátó rádió-irányadót, legalább négy földön telepített vevőt tartalmaz, melyek mindegyike előre meghatározott helyen helyezkedik el és a rádió-irányadó rádiójelét fogadó eszközöket, a transzponder válaszjelét fogadó eszközöket és a rádiójel beérkezése és a ····
- 5 transzponder válaszidő beérkezése közötti időtartamot meghatározó eszközöket tartalmaz, továbbá olyan számítógéppel rendelkezik, amely a vevőktől a mért időtartamokat jelentő mérési adatot fogadó eszközöket, a mérési adatokból a repülőgép helyzetét kiszámító eszközöket és a repülőgép helyzetét előre meghatározott megközelítési pályával összehasonlító és helyzeteltérést meghatározó eszközöket tartalmaz, valamint a helyzeteltérést a repülőgéppel közlő eszközökkel rendelkezik.
A kitűzött feladat megoldása során továbbá olyan nagypontosságú repülőgép leszállító rendszert vettünk alapul a repülőgép előre meghatározott megközelítési pálya mentén való megvezetésére, amelynek a találmány értelmében földre telepített, rádiójeleket kibocsátó rádióirányadója, a repülőgépnek a vett rádiójelre válaszként válaszjelet kibocsátó fedélzeti transzpondere van, továbbá legalább négy földön telepített vevőt tartalmaz, melyek mindegyike előre meghatározott helyen helyezkedik el és a rádió-irányadó rádiójelét fogadó eszközöket, a transzponder válaszjelét fogadó eszközöket és a rádiójel beérkezése és a transzponder válaszidő beérkezése közötti időtartamot meghatározó eszközöket tartalmaz, továbbá olyan számítógéppel rendelkezik, amely a vevőktől a mért időtartamokat jelentő mérési adatot fogadó eszközöket, a mérési adatokból a repülőgép helyzetét kiszámító eszközöket és a repülőgép helyzetét előre meghatározott megközelítési pályával összehasonlító és helyzeteltérést meghatározó eszközöket tartalmaz, valamint a helyzeteltérést a repülőgéppel közlő eszközökkel rendelkezik.
A találmány szerinti nagypontosságú leszállító rendszer egy előnyös kiviteli alakjánál a vevők egyetlen, lényegében vízszintes geometriai síkban vannak elrendezve.
A találmány szerinti nagypontosságú leszállító rendszer egy további előnyös kiviteli alakjánál a számítógép számítóeszközei becslési szűrőt tartalmaznak.
Előnyös a találmány szerinti nagypontosságú leszállító rendszer olyan kiviteli alakja, amelyben a becslési szűrő Kalman-szűrő.
A kitűzött feladat megoldása során továbbá olyan nagypontosságú repülőgép leszállító rendszert vettünk alapul a repülőgép előre meghatározott megközelítési pálya mentén való megvezetésére, ahol a repülőgépnek a vett rádiójelre válaszként válaszjelet kibocsátó fedélzeti transzpondere van. A találmány értelmében legalább négy földön telepített vevőt tartalmaz, melyek mindegyike előre meghatározott helyen helyezkedik el és a fedélzeti transzponder rádiójelét fogadó eszközöket, a transzponder válaszjelének fogadásával összefüggő érkezési időt meghatározó időmérő eszközöket és a vevők időmérő egységeit szinkronizáló eszközöket tartalmaz, továbbá olyan számítógéppel rendelkezik, amely a vevőktől a mért időtartamokat jelentő mérési adatot fogadó eszközöket, a mérési adatokból a repülőgép helyzetét kiszámító • · · ·
-6eszközöket és a repülőgép helyzetét előre meghatározott megközelítési pályával összehasonlító és helyzeteltérést meghatározó eszközöket tartalmaz, valamint a helyzeteltérést a repülőgéppel közlő eszközökkel rendelkezik.
A találmány szerinti nagypontosságú leszállító rendszer egy további előnyös kiviteli alakjánál a szinkronizáló eszközök az egyes vevőkben elhelyezett, szinkronizáló jelet fogadó eszközöket tartalmaznak.
A találmány szerinti nagypontosságú leszállító rendszer egy további előnyös kiviteli alakjánál a szinkronizáló eszközök rádió-irányadó által kibocsátott rádiójelet fogadó eszközöket tartalmaznak.
Előnyös a találmány szerinti nagypontosságú leszállító rendszer olyan kiviteli alakja, amelyben a vevők egyetlen, lényegében vízszintes geometriai síkban vannak elrendezve.
A találmány szerinti nagypontosságú leszállító rendszer egy további előnyös kiviteli alakjánál a számítógép számítóeszközei becslési szűrőt tartalmaznak.
Előnyös a találmány szerinti nagypontosságú leszállító rendszer olyan további kiviteli alakja, amelyben a becslési szűrő Kálmán szűrő.
A találmány szerinti nagypontosságú leszállító rendszer egy további előnyös kiviteli alakjánál a közlő eszközök a repülőgép fedélzeti (ILS) műszereivel vett jelet kibocsátó eszközt tartalmaznak.
A kitűzött feladat megoldása során továbbá olyan nagypontosságú repülőgép leszállító rendszert vettünk alapul a repülőgép előre meghatározott megközelítési pálya mentén való megvezetésére, földre telepített rádiójeleket kibocsátó repülőgép irányadó hatósugarán belül, ahol a repülőgépnek a vett rádiójelre válaszként válaszjelet kibocsátó fedélzeti transzpondere van. Ezt a találmány értelmében úgy fejlesztettük tovább, hogy legalább három földön telepített vevőt tartalmaz, melyek mindegyike előre meghatározott helyen helyezkedik el és a transzponder válaszjelét fogadó eszközöket, a transzponder válaszjelének fogadásával összefüggő érkezési időt meghatározó időmérő eszközöket és a vevők időmérő egységeit szinkronizáló eszközöket tartalmaz, továbbá olyan számítógéppel rendelkezik, amely a vevőktől a mért időtartamokat jelentő mérési adatot fogadó eszközöket, a mérési adatokból a repülőgép helyzetét kiszámító eszközöket és a repülőgép helyzetét előre meghatározott megközelítési pályával összehasonlító és helyzeteltérést meghatározó eszközöket tartalmaz, valamint a helyzeteltérést a repülőgéppel közlő eszközökkel rendelkezik.
• 9* .* * · · * ·· « β ****·· ...... ..· ·..·
-7A találmány szerinti nagypontosságú leszállító rendszer egy további előnyös kiviteli alakjánál a szinkronizáló eszközök az egyes vevőkben elhelyezett, szinkronizáló jelet fogadó eszközöket tartalmaznak.
Előnyös a találmány szerinti nagypontosságú leszállító rendszer olyan további kiviteli alakja, amelyben a szinkronizáló eszközök rádiójelet vevő eszközöket tartalmaznak.
A találmányt az alábbiakban a mellékelt rajz segítségével ismertetjük részletesebben, amelyen a találmány szerinti repülési leszállító rendszer működési vázlatát tüntettük fel. A rajzon az
Lábra a találmány szerinti repülési leszállító rendszer egy lehetséges kiviteli alakjának egy repülőtér környezetében telepített részeit mutatja, és a
2.ábrán nagypontosságú repülési leszállító rendszer egyes elemeinek elhelyezkedése és távolsága figyelhető meg.
Az 1. ábrán 10 repülőteret tüntettünk fel jelképesen, amelynek 12 leszállópályája és 14 irányítótornya van. A találmány szerinti nagypontosságú repülőgép leszállító rendszer működése során 16 repülőgépet előre meghatározott 18 megközelítési pályán vezet végig, amely a 12 leszállópályához vezet. A nagypontosságú leszállító rendszer több, legalább négy Rxj vevőt tartalmaz, amelyek ismert, előre meghatározott helyeken vannak a 10 repülőtér körül és repülőtéren telepítve. Az Rxj vevők, amelyek a földön, nem feltétlenül szükséges módon egymással egymagasságban telepíthetők, T alakban helyezkednek el a 18 megközelítési pálya mellett. A bemutatott példaként! kiviteli alaknál az Rxj és RX3 vevők egymástól 4 km távolságra helyezkednek el, míg az Rx2 vevő a 12 leszállópálya végétől 2 km-re található. Általánosságban igaz, hogy a javasolt leszállító rendszer pontossága az Rxj vevők egymástól illetve a 12 leszállópályától mért távolságával arányosan nő. A bemutatott T alakú Rxj vevőelrendezés habár ugyan szokásos, nem feltétlenül szükséges a javasolt leszállító rendszer megfelelő működéséhez. Amire feltétlenül szükség van az az, hogy az Rxj vevőket különböző, nem egyvonalba eső helyeken kell telepíteni.
A találmány szerinti leszállító rendszerben fontos szerepe van a 16 repülőgép fedélzetén elhelyezett B transzpondemek valamint ugyancsak ismert helyen a földre telepített Tx rádióirányadónak. Ezek a 10 repülőtér és a 16 repülőgép egyéb műszereitől függetlenek lehetnek, vagy ugyanolyan típusúak lehetnek, mint amilyeneket a légi forgalom-irányítás radaijelző rendszerében (ETCRBS) vagy pedig egyedi címjelző rendszerben (DABS) használnak. A működés során a Tx rádió-irányjeladó és a B transzponder úgy működik együtt, hogy a Tx rádióirányjeladó jelet bocsát ki, amelyet a B transzponder észlel és válaszként válaszjelet generál és bocsát ki.
·*·
-8Az Rxj vevők úgy vannak hangolva, hogy mind a Tx rádió-irányadó rádiójelét, mind a B transzponder válaszjelét venni tudják. A mindegyik Rxj vevőben kialakított precíziós időmérő egység méri az említett két jel észlelése közötti időintervallumot.
Áttérve a 2. ábrára, a Tx rádió-irányadót, az Rxj vevőket és a B transzpondert tüntettük fel jelképesen ahhoz, hogy az alábbi részletes magyarázatban használt elhelyezkedéseket és távolságokat bemutassuk. A Tx rádió-irányadó (xq, vq, ζθ) ponton van elhelyezve. Az Rxj vevők különböző xj, yj, zj pontokon helyezkednek el, ahol az Rxj vevők száma η. A 16 repülőgép fedélzeti B transzponderének helyzete xyz pontban van. Az egyes Rxj vevők Tx rádióirányadótól mért távolságát Lj jelöli, B transzpondertől mért távolságát dj jelöli és a Tx rádió-irányadó és a B transzponder közötti távolságot öq jelöli.
A nagypontosságú repülőgép leszállító rendszer működése során a Tx rádió-rányadó olyan rádiójelet sugároz ki, amely hordozófrekvenciára modulált impulzusokból áll. Ezt a rádiójelet mind az Rxj vevők, mind a B transzponder veszik. A B transzponder a vett rádiójelre válaszként olyan válaszjelet sugároz ki, amely ugyancsak hordozófrekvenciára modulált impulzusokból áll. A B transzponder rádiójel vételi időpontja valamint az ezt követő válaszjel kibocsátási időpontja közötti időintervallumot γ transzponder válaszidőnek nevezzük.
A bemutatott példaként! kiviteli alaknál mindegyik Rxj vevő demodulálja a Tx rádió-irányadó rádiójelét és detektálja az első impulzus felfutó élét. Mindegyik Rxj vevő demodulálja továbbá a B transzponder válaszjelét is és ott is az első impuluzus felfutó élét detektálja. Az egyes Rxj vevőkben kiképzett precíziós időmérő egységek a vett két jel impulzusainak felfutó élét markerként használva mérik a két érzékelt jel közötti időintervallumot. Az Rxj vevők mindegyikében mért időintervallumot tj-vei jelöljük. Ezeket az egyenként meghatározott t]-tn időintervallumokat a földön telepített 19 központi feldolgozó egységhez továbbítjuk.
Szakember számára nyilvánvaló, hogy a Tx rádió-irányadó rádiójelének észlelésével az Rxj vevők időmérő fokozatait szinkronizáljuk. Ha az Lj/c időt, tehát azt az időt, amely ahhoz szükséges, hogy a Tx rádió-irányadó rádiójele elérje az egyes Rxj vevőket (ahol c a rádióhullám terjedési sebessége), hozzáadjuk a mért tj időintervallumokhoz, akkor mindegyik Rxj vevő időmérő fokozata ugyanabban a pillanatban indul, azaz abban a pillanatban, amint a Tx rádió-irányadó kibocsátja rádiójelét. Más módszerek megfelelő szinkronizáló jelek időmérő fokozatokhoz küldésére, például a B transzponder vagy a Tx rádió-irányadó üzemi frekvenciájától eltérő frekvencián működő adó vagy száloptikai kapcsolat azonos eredményt biztosítana.
Valóban, alternatív szinkronizálási módszerrel a találmány szerinti nagypontosságú leszállító rendszer megfelelő működéséhez nincs többé szükség rádió-irányadó jelekre, hiszen a rend-
-9szer követni tudna bármely olyan 16 repülőgépet, amelynek fedélzetéről gyakori időközönként azonosító jeleket bocsátanak ki.
Ha az időmérő fokozatok ultraprezíziós pontosságú órák lennének, úgy elegendő lenne csupán egyetlen szinkronizáló lépés a rendszer inicializálása során. Mivel azonban a gazdaságilag szóba jöhető időmérő fokozatok feltétlenül rendelkeznek kismértékű eltéréssel, drifltel, a Tx rádió-irányadó rádiójelére történő szinkronizálásnak meg van az az előnye, hogy ez közvetlenül a B transzponder válaszjelének fogadása előtt történik, így minimálisra csökken az az időtartam, amelyen keresztül az egyes időmérő fokozatoknak egymással szinkronban kell futniuk.
A rendszer egy másik lehetséges kiviteli alakjánál az Rxj vevők egymástól eltérő módszereket használhatnak a jelek detektálására és az időintervallumok mérésére. Egy ilyen rendszerben az első impulzus lefutó élének detektálása is elképzelhető a felfutó él detektálása helyett vagy amellett. Egy másik rendszerben a radartechnikában jól ismert hangolt szűrőkörös vevőfokozat alkalmazható a beérkezési időpontok mérése pontosságának növelésére. Egy másik rendszer fáziskoherens eljárásokat, például a már említett US-PS 3.564.543 számú szabadalmi leírásban ismertetett eljárást alkalmazhat a kibocsátott rádiójel és a beérkező válaszjel közötti időintervallum mérésére.
A javasolt rendszer egy másik kiviteli alakjánál az Rxj vevők minden egyes Tx rádió-irányadó jel - B transzponder válaszjel cikluson belül több periódusban mérnek időt. Mindegyik időintervallum a fent leírtak szerint kezdődik és a különböző intervallumok a válaszjelben lévő vonatkozó különböző impulzus detektálásával végződnek. Egy első impulzust követő további válaszimpulzusok hatása ilyen esetben ugyanaz, mintha megnövelnénk a B transzponder válaszidejét. Ezeket az időket átlagolhatjuk vagy különálló mérésjel csoportként tekinthetjük.
Ezekből az időintervallum csoportokból a földi állomás 19 központi jelfeldolgozó egysége kiszámítja a B transzponder és ezen keresztül aló repülőgép helyzetét. A számítás menetét később még részletesebben ismertetjük. A kiszámított helyzetet összehasonlítjuk a kívánt 18 megközelítési pálya adataival. Az összehasonlítás általános jellege következtében minden olyan 18 megközelítési pályát felhasználhatunk a 16 repülőgép részére, amely matematikailag leírható. Ennek következtében a javasolt rendszer alkalmazása nem korlátozódik le 12 leszállópályánként egyetlen 18 megközelítési pálya kijelölésére.
A 16 repülőgép kívánt 18 megközelítési pályán elfoglalt helyzetének összehasonlítása eredményeként meghatározható a 16 repülőgép esetleges helyzeteltérése a 18 megközelítési pályától. Ezt az eltérést aztán számos ismert módszer valamelyikével közölhetjük a 16 repülő- 10géppel. A legegyszerűbb esetben az eltérést kijelezhetjük egy légiirányítónak, aki aztán a pilótával szóban közli az eltérést és a szükséges tennivalókat.
Az észlelt eltérésnek a pilótával való közlésére szolgáló másik eljárás aló repülőgépbe beszerelt és általánosan használt ILS műszerek használatát igényli. Általános esetben egy ILS műszer két pár jelet észlel, mint azt a technika állását ismertető részben leírtuk. Az ILS műszerek esetében az említett két jel relatív erőssége mutatja a 16 repülőgép eltérését a kijelölt leszállási 18 megközelítési pályától. A földi állomás olyan adót működtethet, amely ezt a két pár jelet változó jelintenzitással tudja kibocsátani úgy, hogy aló repülőgép ILS műszerei egyben a szükséges korrekciót is ki tudják jelezni.
Egy harmadik kommunikációs módszer a 16 repülőgép fedélzetén speciális műszerek alkalmazását jelentheti, amelyek alkalmasak a földi állomástól megfelelő információ fogadására. Egy ilyen speciális műszer nem csupán arra lenne alkalmas, hogy kimutassa a vízszintes és függőleges eltéréseket a 18 megközelítési pályától akár analóg akár digitális formában, hanem más kiszámított információ kijelzésére is alkalmas lenne, például kimutatná a 12 leszállópályától mért távolságot, a süllyedés értékét valamint függőleges és vízszintes sebesség értékeket.
Végül a földi állomás megfelelő utasításokat továbbíthatna aló repülőgép fedélzetén lévő robotpilótának, amely aztán automatikusan rávezetné aló repülőgépet a leszállásra.
Az az időtartam, mely alatt a Tx rádió-irányadó rádiójele eléri a 16 repülőgépet, plusz a B transzponder γ válaszideje, plusz a B transzponder válaszjel Rx, vevőkhöz érkezési ideje egyenlő azzal az időtartammal, amely ahhoz szükséges, hogy a B transzponder rádiójele eléije az Rxi vevőket, plusz az Rxj vevők által mért Tj időintervallum. Ezt a 2. ábra jelöléseit használva az alábbi egyenlettel írhatjuk le:
c (1)
Mivel a Tx rádió-irányadó és az egyes Rxj vevők közötti Lj távolságok ismertek, egy tj+Lj/c vei egyenlő t'j változó felhasználásával az (1) összefüggést az alábbi módon tudjuk leírni:
(2)
A Tx rádió-irányadó, B transzponder és Rxj vevők helyzetkoordinátáinak felhasználásával a (2) összefüggés kifejtése után ezt kapjuk:
< = +(y-y0)2+(z-z0)2 +->l(x-xi)2+(y-yi)2+(z-zi)2 + γ c c (3) • ·
-11 Négy ismeretlen tényezőnk van, nevezetesen X, Y, Z és γ, így legkevesebb négy, különböző helyen lévő Rxj vevőre van szükség ahhoz, hogy a négyismeretlenes egyenletet megoldjuk. Induljunk ki i = 1, 2, 3, 4 esethez négy tj mérésből. Ennek eredményeképpen négy nemlineáris egyenletet kapunk négy-négy ismeretlennel, amelyeket szimultán nemlineáris egyenletek megoldására alkalmas numerikus analizáló számításokkal tudunk megoldani. Ennek eredményeképpen aló repülőgép XYZ helyzete valamint a B transzponder γ válaszideje is meghatá rozható.
Mivel a B transzponder γ válaszideje nem érdekes, az egyenleteket differenciálással leegysze rűsíthetjük és kiküszöbölhetjük a γ válaszidőt. Ennek eredményeképpen három új λ{ változót valamint háromegyenletes rendszert kapunk, amelyek a három X, Y és Z ismeretlen fuggvé
(4a) (4b) (4c)
Az utóbbi három (4a), (4b), (4c) összefüggés hiperbolát ír le, pontosabban egy hiperbola két ága közül az egyik ágat. A 16 repülőgép pontos helyzetét a három hiperbola metszéspontja adja meg. Általában három domború felület együttesen két pontban metszi egymást, úgy hogy két megoldás adódik. Az egyik, hibás megoldást a gyakorlat alapján kell elvetnünk, vagy azért mert fizikai lehetetlenséget ad (például aló repülőgép helyzete a föld felszíne alatt van), vagy más, célszerűségi meggondolások alapján.
A találmány szerinti leszállító rendszerben négynél több Rx vevőt is használhatunk, a problé ma ilyen esetekben túlhatározott és a legkisebb négyszög elve alapján oldható meg. A járulé kos Rx vevők a hamis eredmény problémáját is magukban rejtik mindaddig, amíg nem he lyezkednek el közös síkban. Az összes közös síkban fekvő Rx vevő két-két eredményt állít elő, mivel az Rx vevők által meghatározott sík egy szimmetriasík lesz. Az eredmény csak ak kor tekinthető eredménynek igazán, ha az említett síkon keresztül vetül. Azonban ez a hamis eredmény az egysíkban elhelyezkedő Rx vevők esetén könnyen kiszűrhető, hiszen földfelszín alatti helyzetet ad. Feltehetőleg nem közös síkban elhelyezkedő Rx vevők a hamis eredmény problémáját kiküszöbölik.
Négynél több Rx vevő alkalmazása előnnyel is jár: redundáns Rx vevők kialakításával hibaja vítási lehetőséget visz be a rendszerbe. Mindaddig, amíg a fennmaradó működő Rx vevők nem esnek egyvonalba, a földi állomás 19 központi feldolgozó egysége folytatni tudja a leszálló 16 repülőgép helyzetének kiszámítását.
- 12A találmány szerinti nagypontosságú repülőgép leszállító rendszer egy előnyös kiviteli alakja Kalman-szűrést alkalmaz a 16 repülőgép helyzetmeghatározási pontosságának növelésére. A szűrés úgy javítja a rendszer pontosságát, hogy nem csupán az aktuális Rxj vevő mérési eredményeket, hanem az azelőtt meghatározott 16 repülőgép helyzetét is felhasználja, pontosabban annak statisztikai valószínűségét, és az aktuális mérések statisztikai eltérését.
A Kalman-szűrést négynél több Rxj vevő használatával kombinálva járulékos hibafelismerési és hibajavítási lehetőséget nyújt. A Kalman-szűrés megfelelően működhet értékek, adatok elvesztése esetén is, ami könnyen felléphet például egy megsérült Rxj vevő esetében, és egy más módon működő Rxj vevőtől érkező hamis adatok felismerésére is alkalmas. Mindegyik esetben a Kalman-szűrés teszi lehetővé, hogy a felhasználásra alkalmatlan adatokat érvénytelenítsük és ezzel biztosítsuk aló repülőgép helyzetének a maradék működőképes Rxj vevő adatain alapuló, statisztikailag optimális meghatározását. Ehhez járul még, hogy a Kalmanszűrés valósidejű hibabecslést végez, amelyet hasznosan alkalmazhatunk arra, hogy eldöntsük: megbízhatunk-e a helyzetmeghatározásban, vagy hibás megközelítés üzenetet kell küldenünk.
A Kalman-szűrés számításaiban használt mennyiségeket az alábbi 1. táblázatban soroljuk fel, ahol m a helyzetvektor kitelj edése és n a mérési adatvektor kitelj edése.
I. táblázat mátrix kiterjedés leírás
| X | m * 1 | helyzetvektor |
| P | m * m | helyzethiba szórás mátrix |
| Φ | m * m | helyzetátmenet mátrix |
| Q | m * m | eljárási zaj szórás mátrix |
| z | η * 1 | mérési adatvektor |
| R | η * n | mérési adathiba szórás mátrix |
| h | η * 1 | mérési adat függvény |
| H | n * m | mérési adat mátrix |
| V | η * 1 | mérési adatkülönbözet |
| S | η * n | adatkülönbözet szórás mátrix |
| K | m * n | erősítési mátrix |
Ezeket a mátrixokat a 16 repülőgép helyzetének kiszámítására az alábbi egyenletekben használjuk:
x( k + l|jt) = fák +1, fc)x(£|£) (5)
| P(k +1 Ár) = +1, £)Ρ(ψ)^ (k +1, k) + Q(k) | (6) |
| H(k + l)=^k + 1,X^ | (7) |
| v(k +1) = z(k +1) - /i[& +1, x(k + l|A)j | (8) |
| S(k +1) = H(k + 1)P(K +1| k)Hr (k +1) + R(k +1) | (9) |
| K(A-i-l) = P(A + l|A)/fz(A + l)5“'(A + l) | (10) |
| x(k + 1|A +1) = x(k + 1|A)+K(k + l)v(A +1) | (11) |
| P(k + l|jt + !) = [/- K(k +1) H(k + 1)]P(A + l|jt) | (12) |
A fenti egyenletekben a (k | j) független változó jelölés azt jelenti: tj ideig adott adat becsült értéke t^ időpontban. X és Z értékeknél a (k) független változó jelölése t^ időpontban pontos értéket jelöl, míg a (k|j) becsült értékre utal. Az (5) és (6) egyenleteket idő felfrissítés egyenleteknek nevezzük, míg a(ll)és(12) egyenleteket ezt követően mérési adat felfrissítés egyenleteknek nevezzük.
A φ helyzetátmenet mátrix, a h mérési adat függvény és a H mérési adat mátrix általában kódolt alakban jut a Kalman-szűrőbe, míg az x(0 | 0) helyzetvektor és a P(0 | 0) helyzethiba szórás mátrix kiindulási értékeit vagy a kezdeti érzékelő érintkezésből számítjuk ki, vagy tapasztalati becslésre támaszkodunk. Q eljárás zaj szórás mátrix általában tapasztalati érték, amelyet a várt tárgy manőverek adaptálására állítunk be, de a Kalman-szűrés fejlettebb összefüggései segítségével célzottabban is beállítható. A R mérési adat hiba szórás mátrixot az érzékelő zajkarakterisztikája határozza meg. Ennek az egyenletcsoportnak a fo változata a Kalman-szűrő úgynevezett UD vagy Bierman formája, amely különböző módszereket alkalmaz az erősítésre valamint a P helyzethiba szórás mátrix felfrissítésének végrehajtására.
x helyzetvektor A 16 repülőgép x helyzetvektora tartalmazza a 16 repülőgép helyzetét, sebességösszetevőit és a B transzponder γ válaszidejét. A x helyzetvektor mátrix formában így írható le:
(13)
Φ helyzetátmenet mátrix A Φ helyzetátmenet mátrixot az (5) és (6) egyenletekben használjuk aló repülőgép következő helyzetének előjelzésére. Mivel a leszálló 16 repülőgép feltételezés szerint nem-gyorsuló üzemmódban repül, az új koordináták általában a régi koordináták plusz a régi sebesség és Át növekmény szorzatának összegéből adódnak ki. A sebességelemek és a B transzponder γ válaszideje nem változik:
| x(k + 1|á?) = x(£|fc) + vx(Ar|fc)ÁZ | (14a) |
| y(k +1| AT) = y(fc|A:) + vy (A|A)Át | (14b) |
| z(k + 1|á:) = ζ(Λ|Λ) + vf (&|£)ÁZ | (14c) |
| νχ(Α + ψ) = νχ(ψ) | (14d) |
| νΛ(Α + 1|λ:) = ν/(ψ) | (14e) |
| νχ(£ + ψ) =νχ(ψ) | (14f) |
| χ(£ + ψ)= y(k\k) | (14g) |
Mátrix alakjában a Φ helyzetátmenet mátrix így néz ki:
« · ·
| 1 0 0 | 0 1 0 | 0 0 1 | Δί 0 0 | 0 Δί 0 | 0 0 Δί | 0 0 0 | ||
| φ = | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | (15) |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | ||
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | ||
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
Q eljárás zaj szórás mátrix A Q eljárás zaj szórás mátrix arra való, hogy lehetővé tegye két olyan esemény figyelembe vételét, amelyeket a (15) egyenletben nem vettünk figyelembe: nevezetesen, a Φ helyzetátmenet mátrixban nem engedélyeztünk gyorsulásokat, illetve a B transzponder γ válaszidejére nem engedélyeztünk driftet. Általában tapasztalati úton felveszünk egy becsült Q eljárás zaj szórás mátrix értéket majd ezt számítógépes szimuláció vagy repülési tesztek segítségével finomhangoljuk. A Q eljárás zaj szórás mátrix első becsült értékét általában aló repülőgép által végrehajtható maximális gyorsulás figyelembe vételével számítjuk ki. Ha ez a gyorsulás a és két mérés közötti időtartam At, akkor Q eljárás zaj szórás mátrix elemeit az alábbi összefüggésekkel lehetne bemutatni:
Q,.-Q„-Q^ =
Ú(Aí)!
Ö-44 Qí5 Qó6 ~
Qy = 0 i j esetre (16a) (16b) (16c)
A 16a-16b összefüggésekben meg nem határozott maradék Q77 elem jellemzi γ válaszidő rövididejű változásait valamint az ezeknek a kisértékű rövididejű változásoknak az összegződéséből adódó hosszúidejű módosulását. Ezt az elemet kísérleti úton vagy a B transzponder műszaki adataira támaszkodva kell külön meghatározni.
h mérési adat függvény Minden egyes Rx, vevő (őq + d, - Lj)/c + γ időintervallumot mér. Az L] mennyiségek minden egyes installációra megfigyelés alapján ismertek úgy, hogy az időintervallumot a (2) egyenletben látható módon korrigálhatjuk, hogy megkapjuk a h mérési adat függvényt, n számú Rxj vevővel (ahol i = 1, 2..., n) a h mérési adat függvény mátrixa így írható le:
(17)
Ebből maga a H mérési adat mátrix :
(18) ahol xj a 16 repülőgép x helyzetének j-edik eleme, nem pedig a j-edik Rx vevő x helyzete. Ennek alapján
Hn d dQ+dx ck d_ dn + + γ =c 1 X~X0 | *~*1 d0 dx +2ΞΛ í/0 dx (19) (20) + / =c íZ0 dx (21) d dn + J, ^z jy _ dn + dy ,5 = aT rr _ ő dn + dy “16 ~ = _^d0+dl 17 (22) (23) (25) (24)
| í/0 + —--- + γ | _ 1 |
| c | c |
R mérési adat hiba szórás mátrix Mivel az Rxj vevők között nincs várt korreláció, az R mérési adat hiba szórás mátrix átlós az Rjj - σ; 2-tel, azaz Rxj vevő időzítési variációjával. A σ, 2 i-edik Rx vevő jel/zaj viszonyának és az időzítési rendszerben fellépő összes többi járulékos hibának a függvénye. Ezeket úgy jellemezhetjük, hogy σ, 2 az i-edik Rxj vevő mért jel erősségétől függően számítjuk ki. A jelszint függvényét alkotó σ, 2 szórásnégyzetet a javasolt rendszer egy előnyös kiviteli alakjánál minden egyes Rx, vevőre kísérleti úton mérésekkel határozhatjuk meg. Ezt a kalibrációs eljárást szükség esetén időszakonként később is elvégezhetjük. A σ,2 szórásnégyzet B transzponder kibocsátott impulzusa felfutási idejének is függvénye. Mivel ez a felfutási idő mérhető, így minden esetben megfelelő pontosságot érhetünk el akkor is, ha a különböző 16 repülőgépek B transzponderei különböző felfutási idejű impulzusokat bocsátanak ki.
A h mérési adat függvény, a H mérési adat mátrix és az R mérési adathiba szórás mátrix úgy lett meghatározva, mintha párhuzamos üzemmódban futó Kalman-szűrőben alkalmaznánk. Azonban szakember számára nem okoz nehézséget a bemutatott összefüggéseket szekvenciális üzemű szűrőre átkonvertálni.
Szűrő inicializálás A szűrőt a 16 repülőgéppel felvett kezdeti kontaktus felhasználásával inicializáljuk. Az R|, R2, R3 és R4 vevőktől érkező időintervallum mérési adatokat felhasználva a 16 repülőgép helyzetét és a B transzponder γ válaszidejét a 4 vevő esetére érvényes számításokkal kapcsolatban leírt módon számíthatjuk ki. Az x helyzetvektor sebességelemeit az inicializálás során nullára állítjuk be. Ha az érkező 16 repülőgép irányát és sebességét ismerjük, úgy ezeket az adatokat is felhasználhatjuk az x helyzetvektor sebességelemeinek kezdeti értékeihez.
A [P(0 | 0)] négyszer négyes almátrixot, amely az X, Y, Z és γ elemeknek felel meg, R mérési adat hiba szórás mátrix értékéből szabványos hibaszámítással számítjuk ki:
(28) ahol H a helyzet inicializálására használt négy mérési adatnak megfelelő négyszer négyes H mátrix.
- 18A P helyzet hiba szórás mátrix elemeit az átlók nagy értékre állításával inicializáljuk:
Λ4 = Λ5 = v2·™»,* (29a) ^66 = v π'·*' (29b) ahol a vmax paraméterek jelentik a legnagyobb 16 repülőgép sebességértékeket, amelyeket számítógépes szimulációk felhasználásával választunk. A vmax v függőleges komponens kisebb, mint a vmax, vízszintes komponens.
Ha a sebesség kezdeti meghatározására ismert irányt és sebességet vettünk alapul, úgy P44, P55 és Pgg elemeket úgy választjuk meg, hogy az említett számok szórásnégyzetét tükrözzék, melyek az említett mennyiséget mérő műszerek pontosságától, például a 16 repülőgép fedélzeti műszereinek pontosságától függnek.
Az eredményként kapott P helyzet hiba szórás mátrix a következő:
| p„ | p^ | P^ | |
| p22 | P23 | ||
| ρ» | P22 | A, | |
| P = | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | |
| 0 | 0 | 0 | |
| P7, | P12 | Ρ» |
| 0 | 0 | 0 | ρ^ |
| 0 | 0 | 0 | P21 |
| 0 | 0 | 0 | P17 |
| p» | 0 | 0 | 0 |
| 0 | λ5 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | pi6 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | ρ„ |
(30)
A x helyzetvektort és a P helyzet hiba szórás mátrixot két kezdő mérés felhasználásával inicializálhatjuk. Ilyen esetben a sebességelemeket a helyzetelemek közötti különbségek At elosztott értékére inicializálnánk. A P(010) mátrixot hasonló hibaszámítási technika alkalmazásával határozhatjuk meg.
Ha egyetlen Kalman-szűrő többszörös megfigyeléseket dolgoz fel, a B transzponder γ válaszidejének becsült értéke konstansnak tekinthető. Ha γ válaszidő értékét jól ismeijük, úgy elegendő, ha az egyes Rx, vevők 16 repülőgéptől mért távolságát figyeljük ahelyett, hogy az egyes Rxj vevők távolsága közötti különbségeket határoznánk meg. Ebben az esetben összesen három Rxj vevő elegendő a 16 repülőgép helyzetének meghatározására az Rxj vevők síkja körüli reflexióhoz, míg a negyedik, eltérő síkban elhelyezkedő Rx, vevő a kétértelműség megszüntetésére szolgál.
- 19Ebből a célból mindaddig, míg a Kálmán szűrőt a helyes megoldáshoz közeli módon inicializáljuk, igen kicsi a hibás megoldás elfogadásának a veszélye.
Az eddig leírtak során használt definíciók és kifejezések kizárólag az ismertetés célját szolgálják és a találmány oltalmi körét nem korlátozzák vagy határolják le. Az oltalmi kör meghatározására a következő szabadalmi igénypontok hivatottak.
Claims (10)
- Szabadalmi igénypontok1. Nagypontosságú repülőgép leszállító rendszer a repülőgép előre meghatározott megközelítési pálya mentén való megvezetésére, azzal jellemezve, hogy földre telepített rádiójeleket kibocsátó rádió irányadója (Tx) és a repülőgépnek a vett rádiójelre válaszként válaszjelet kibocsátó fedélzeti transzpondere (B) van, továbbá legalább négy földön telepített vevőt (Rxj) tartalmaz, melyek mindegyike előre meghatározott helyen helyezkedik el és rádió-irányadó (Tx) rádiójelét fogadó eszközöket, a transzponder (B) válaszjelét (γ) fogadó eszközöket és a rádiójel beérkezése és a transzponder (B) válaszidő (γ) beérkezése közötti időtartamot meghatározó eszközöket tartalmaz, továbbá olyan számítógéppel rendelkezik, amely a vevőktől (Rxj) a mért időtartamokat jelentő mérési adatot fogadó eszközöket, a mérési adatokból a repülőgép (16) helyzetét kiszámító eszközöket és a repülőgép (16) helyzetét előre meghatározott megközelítési pályával (18) összehasonlító és helyzeteltérést meghatározó eszközöket tartalmaz, valamint a helyzeteltérést a repülőgéppel (16) közlő eszközökkel rendelkezik.
- 2. Nagypontosságú repülőgép leszállító rendszer a repülőgép előre meghatározott megközelítési pálya mentén való megvezetésére, azzal jellemezve, hogy a repülőgépnek a vett rádiójelre válaszként válaszjelet kibocsátó fedélzeti transzpondere (B) van, továbbá legalább három földön telepített vevőt (Rxj) tartalmaz, melyek mindegyike előre meghatározott helyen helyezkedik el és a fedélzeti transzponder (B) rádiójelét fogadó eszközöket, a transzponder (B) válaszjelének (γ) fogadásával összefüggő érkezési időt meghatározó időmérő eszközöket és a vevők (Rxj) időmérő egységeit szinkronizáló eszközöket tartalmaz, továbbá olyan számítógéppel rendelkezik, amely a vevőktől (Rxj) a mért időtartamokat jelentő mérési adatot fogadó eszközöket, a mérési adatokból a repülőgép (16) helyzetét kiszámító eszközöket és a repülőgép (16) helyzetét előre meghatározott megközelítési pályával (18) összehasonlító és helyzeteltérést meghatározó eszközöket tartalmaz, valamint a helyzeteltérést a repülőgéppel (16) közlő eszközökkel rendelkezik.
- 3. A 2. igénypont szerinti nagypontosságú leszállító rendszer azzal jellemezve, hogy legalább nény földön telepített vevőt (Rxj) és földön telepített számítógépet tartalmaz.
- 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti nagypontosságú leszállító rendszer azzal jellemezve, hogy a vevők (Rxj) egyetlen, lényegében vízszintes geometriai síkban vannak elrendezve.
- 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti nagypontosságú leszállító rendszer azzal jellemezve, hogy a számítógép számítóeszközei becslési szűrőt tartalmaznak.• · ··
- 6. Az 5. igénypont szerinti nagypontosságú leszállító rendszer azzal jellemezve, hogy a becslési szűrő Kalman-szűrŐ.
- 7. A 2-6. igénypontok bármelyike szerinti nagypontosságú leszállító rendszer azzal jellemezve, hogy a szinkronizáló eszközök rádió-irányadó (Tx) által kibocsátott rádiójelet fogadó eszközöket tartalmaznak.
- 8. A 2-6. igénypontok bármelyike szerinti nagypontosságú leszállító rendszer azzal jellemezve, hogy a szinkronizáló eszközök rádiójelet vevő eszközöket tartalmaznak.
- 9. A 8. igénypont szerinti nagypontosságú leszállító rendszer azzal jellemezve, hogy a szinkronizáló eszközök az egyes vevőkben (Rxj) vannak elhelyezve.
- 10. A 7-9. igénypontok bármelyike szerinti nagypontosságú leszállító rendszer azzal jellemezve, hogy a közlő eszközök a repülőgép (16) fedélzeti (ILS) műszereivel vett jelet kibocsátó eszközt tartalmaznak.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/470,643 US5017930A (en) | 1990-01-25 | 1990-01-25 | Precision landing system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HUT62094A true HUT62094A (en) | 1993-03-29 |
Family
ID=23868418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU9202414A HUT62094A (en) | 1990-01-25 | 1991-01-25 | High-precision instrument landing system |
Country Status (17)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5017930A (hu) |
| EP (1) | EP0512078B1 (hu) |
| JP (1) | JP2588662B2 (hu) |
| KR (1) | KR0171428B1 (hu) |
| AT (1) | ATE152248T1 (hu) |
| AU (1) | AU645551B2 (hu) |
| BR (1) | BR9105951A (hu) |
| CA (1) | CA2072121C (hu) |
| DE (1) | DE69125822T2 (hu) |
| DK (1) | DK0512078T3 (hu) |
| ES (1) | ES2102395T3 (hu) |
| FI (1) | FI923376A (hu) |
| GR (1) | GR3024056T3 (hu) |
| HU (1) | HUT62094A (hu) |
| NO (1) | NO302323B1 (hu) |
| RU (1) | RU2100820C1 (hu) |
| WO (1) | WO1991011730A1 (hu) |
Families Citing this family (49)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5296860A (en) * | 1991-11-04 | 1994-03-22 | Li Ming Chiang | Optical fiber based bistatic radar |
| WO1995028650A1 (en) * | 1994-04-19 | 1995-10-26 | Northrop Grumman Corporation | Aircraft location and identification system |
| US5742635A (en) * | 1994-05-05 | 1998-04-21 | Sanconix, Inc. | Enhanced time of arrival method |
| US5523949A (en) * | 1994-08-05 | 1996-06-04 | The Boeing Company | Method and apparatus for an improved autopilot system providing for late runway change |
| US5786773A (en) * | 1996-10-02 | 1998-07-28 | The Boeing Company | Local-area augmentation system for satellite navigation precision-approach system |
| US5926790A (en) * | 1997-09-05 | 1999-07-20 | Rockwell International | Pilot/controller/vehicle or platform correlation system |
| IT1306761B1 (it) * | 1999-01-21 | 2001-10-02 | Associazione Vito Volterra | Sistema di ausilio all'atterraggio. |
| US7576695B2 (en) * | 1999-03-05 | 2009-08-18 | Era Systems Corporation | Multilateration enhancements for noise and operations management |
| US7889133B2 (en) | 1999-03-05 | 2011-02-15 | Itt Manufacturing Enterprises, Inc. | Multilateration enhancements for noise and operations management |
| US7782256B2 (en) | 1999-03-05 | 2010-08-24 | Era Systems Corporation | Enhanced passive coherent location techniques to track and identify UAVs, UCAVs, MAVs, and other objects |
| US7777675B2 (en) | 1999-03-05 | 2010-08-17 | Era Systems Corporation | Deployable passive broadband aircraft tracking |
| US7612716B2 (en) * | 1999-03-05 | 2009-11-03 | Era Systems Corporation | Correlation of flight track data with other data sources |
| US7908077B2 (en) | 2003-06-10 | 2011-03-15 | Itt Manufacturing Enterprises, Inc. | Land use compatibility planning software |
| US7739167B2 (en) * | 1999-03-05 | 2010-06-15 | Era Systems Corporation | Automated management of airport revenues |
| US8203486B1 (en) | 1999-03-05 | 2012-06-19 | Omnipol A.S. | Transmitter independent techniques to extend the performance of passive coherent location |
| US8446321B2 (en) | 1999-03-05 | 2013-05-21 | Omnipol A.S. | Deployable intelligence and tracking system for homeland security and search and rescue |
| US7667647B2 (en) | 1999-03-05 | 2010-02-23 | Era Systems Corporation | Extension of aircraft tracking and positive identification from movement areas into non-movement areas |
| US7570214B2 (en) | 1999-03-05 | 2009-08-04 | Era Systems, Inc. | Method and apparatus for ADS-B validation, active and passive multilateration, and elliptical surviellance |
| CA2392627A1 (en) * | 1999-11-25 | 2001-05-31 | Nigel Corrigan | Aircraft location system for airports |
| US7535404B2 (en) * | 1999-11-25 | 2009-05-19 | Nigel Corrigan | Airport safety system |
| US6469654B1 (en) * | 2000-05-09 | 2002-10-22 | Advanced Navigation & Positioning Corp. | Transponder landing system |
| JP2002296349A (ja) * | 2001-04-03 | 2002-10-09 | Fujitsu Ltd | 超音波位置評定システム |
| US6684176B2 (en) * | 2001-09-25 | 2004-01-27 | Symbol Technologies, Inc. | Three dimensional (3-D) object locator system for items or sites using an intuitive sound beacon: system and method of operation |
| FR2836554A1 (fr) * | 2002-02-22 | 2003-08-29 | Salaberry Bernard Lucien Ch De | Dispositif de localisation pour systeme d'aeronef sans pilote |
| US7419096B2 (en) * | 2004-06-04 | 2008-09-02 | Impinj, Inc. | RFID joint acquisition of time sync and timebase |
| US8794970B2 (en) | 2005-03-14 | 2014-08-05 | Steven G. Testrake | Control systems to emulate jet aircraft in reciprocating engine-powered trainers |
| US9099012B2 (en) * | 2005-03-14 | 2015-08-04 | Cubic Corporation | Adjustment of altitude measurements |
| US8784107B2 (en) * | 2005-03-14 | 2014-07-22 | Cubic Corporation | Flight training system |
| WO2007086899A2 (en) * | 2005-03-29 | 2007-08-02 | Advanced Navigation And Positioning Corporation | Transponder landing system augmentation of the global positioning system |
| US7965227B2 (en) | 2006-05-08 | 2011-06-21 | Era Systems, Inc. | Aircraft tracking using low cost tagging as a discriminator |
| JP2009210407A (ja) * | 2008-03-04 | 2009-09-17 | Mitsubishi Electric Corp | 測位装置および測位推定方法 |
| DE102008033235A1 (de) * | 2008-07-15 | 2010-03-11 | Astrium Gmbh | Verfahren zum automatischen Ermitteln einer Landebahn |
| JP5315825B2 (ja) * | 2008-07-16 | 2013-10-16 | 日本電気株式会社 | 航空機進入滑走路監視システムおよび航空機進入滑走路監視方法 |
| JP5634054B2 (ja) * | 2009-04-28 | 2014-12-03 | パナソニック株式会社 | 無線端末装置、及び、無線基地局装置 |
| KR101007396B1 (ko) * | 2009-10-12 | 2011-01-13 | 삼성탈레스 주식회사 | 기지국 항공기의 상황 인식 장치 및 방법 |
| EP2548041B1 (en) * | 2010-03-17 | 2016-07-27 | Honeywell International Inc. | Systems and methods for short baseline, low cost determination of airborne aircraft location |
| DE102010052475B4 (de) | 2010-11-26 | 2014-05-08 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Ortungssystem |
| DE102010052474B4 (de) | 2010-11-26 | 2017-07-27 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Flugführungssystem |
| RU2489325C2 (ru) * | 2011-08-30 | 2013-08-10 | Открытое Акционерное Общество "Научно-Производственное Объединение "Лианозовский Электромеханический Завод" (Оао Нпо "Лэмз") | Многопозиционная система посадки воздушных судов |
| RU2558412C1 (ru) * | 2014-06-05 | 2015-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Фирма "Новые Информационные Технологии в Авиации" | Многопозиционная система посадки воздушных судов |
| GB2527536A (en) * | 2014-06-25 | 2015-12-30 | Bae Systems Plc | Glide path indicator |
| RU2584689C1 (ru) * | 2014-11-11 | 2016-05-20 | Геннадий Николаевич Майков | Многопозиционная система определения местоположения воздушных судов |
| RU2598111C9 (ru) * | 2014-12-30 | 2016-10-20 | Акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" (АО "РПКБ") | Способ управления летательным аппаратом при заходе на посадку |
| FR3033924B1 (fr) * | 2015-03-16 | 2017-03-03 | Sagem Defense Securite | Procede d'assistance automatique a l'atterrissage d'un aeronef |
| KR102064850B1 (ko) * | 2015-05-15 | 2020-01-13 | 전자부품연구원 | 다변측정 감시시스템을 구성하는 컴포넌트의 동작상황 시뮬레이션 장치 및 방법 |
| FR3038991B1 (fr) * | 2015-07-16 | 2018-08-17 | Safran Electronics & Defense | Procede d'assistance automatique a l'atterrissage d'un aeronef |
| RU2608183C1 (ru) * | 2015-11-17 | 2017-01-17 | Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича" | Многопозиционная система посадки воздушных судов |
| EP3330732A1 (de) * | 2016-12-02 | 2018-06-06 | Thales Deutschland GmbH | Verfahren und verarbeitungseinheit einer anordnung zur flugsicherung und/oder flugleitung von luftfahrzeugen |
| KR101827351B1 (ko) * | 2017-06-16 | 2018-02-12 | 주식회사 씨엔테크 | 드론을 이용한 계기착륙 신호 분석 시스템 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1287937B (hu) * | ||||
| US3564543A (en) * | 1968-09-05 | 1971-02-16 | Air Land Systems Co | Aircraft landing control system |
| US3665464A (en) * | 1969-05-01 | 1972-05-23 | Goodyear Aerospace Corp | Method and apparatus for high speed vehicle position acquisition |
| DE2648101C2 (de) * | 1976-10-23 | 1986-04-17 | Standard Elektrik Lorenz Ag, 7000 Stuttgart | Bodenstation für ein Zweiweg- Entfernungsmeßsystem |
| US4210930A (en) * | 1977-11-18 | 1980-07-01 | Henry Richard D | Approach system with simulated display of runway lights and glide slope indicator |
| JPS63253278A (ja) * | 1987-04-10 | 1988-10-20 | Sony Corp | 衛星を用いた測位方法 |
| GB2207787B (en) * | 1987-08-06 | 1991-10-30 | James Terence Barker | Retrieval of lost road vehicles and other articles |
-
1990
- 1990-01-25 US US07/470,643 patent/US5017930A/en not_active Expired - Lifetime
-
1991
- 1991-01-25 WO PCT/US1991/000556 patent/WO1991011730A1/en active IP Right Grant
- 1991-01-25 BR BR919105951A patent/BR9105951A/pt not_active IP Right Cessation
- 1991-01-25 HU HU9202414A patent/HUT62094A/hu unknown
- 1991-01-25 KR KR1019920701517A patent/KR0171428B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1991-01-25 JP JP3505346A patent/JP2588662B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1991-01-25 ES ES91905510T patent/ES2102395T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1991-01-25 DK DK91905510.3T patent/DK0512078T3/da active
- 1991-01-25 DE DE69125822T patent/DE69125822T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-01-25 RU SU925052922A patent/RU2100820C1/ru active
- 1991-01-25 AT AT91905510T patent/ATE152248T1/de not_active IP Right Cessation
- 1991-01-25 EP EP91905510A patent/EP0512078B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-01-25 CA CA002072121A patent/CA2072121C/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-01-25 AU AU74419/91A patent/AU645551B2/en not_active Ceased
-
1992
- 1992-07-23 NO NO922930A patent/NO302323B1/no unknown
- 1992-07-24 FI FI923376A patent/FI923376A/fi unknown
-
1997
- 1997-07-09 GR GR970401711T patent/GR3024056T3/el unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO922930D0 (no) | 1992-07-23 |
| AU7441991A (en) | 1991-08-21 |
| KR920704151A (ko) | 1992-12-19 |
| BR9105951A (pt) | 1992-10-13 |
| WO1991011730A1 (en) | 1991-08-08 |
| CA2072121C (en) | 1999-09-28 |
| NO302323B1 (no) | 1998-02-16 |
| DK0512078T3 (da) | 1997-10-20 |
| ES2102395T3 (es) | 1997-08-01 |
| GR3024056T3 (en) | 1997-10-31 |
| US5017930A (en) | 1991-05-21 |
| FI923376A0 (fi) | 1992-07-24 |
| EP0512078A4 (en) | 1993-08-04 |
| EP0512078A1 (en) | 1992-11-11 |
| ATE152248T1 (de) | 1997-05-15 |
| DE69125822D1 (de) | 1997-05-28 |
| NO922930L (no) | 1992-09-15 |
| DE69125822T2 (de) | 1997-11-06 |
| JPH05506951A (ja) | 1993-10-07 |
| EP0512078B1 (en) | 1997-04-23 |
| CA2072121A1 (en) | 1991-07-26 |
| JP2588662B2 (ja) | 1997-03-05 |
| RU2100820C1 (ru) | 1997-12-27 |
| AU645551B2 (en) | 1994-01-20 |
| FI923376A (fi) | 1992-07-24 |
| KR0171428B1 (ko) | 1999-05-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| HUT62094A (en) | High-precision instrument landing system | |
| US6816105B2 (en) | Vehicle surveillance system | |
| US5144315A (en) | System for accurately monitoring aircraft position during training exercises | |
| US6469654B1 (en) | Transponder landing system | |
| US8063744B2 (en) | System and method for providing timing services and DME aided multilateration for ground surveillance | |
| US7508344B2 (en) | Systems and methods for TDOA/FDOA location | |
| US20130009823A1 (en) | Systems and methods for short baseline, low cost determination of airborne aircraft location | |
| CA2094183A1 (en) | Atmospheric pressure calibration systems and methods | |
| EP0385600A2 (en) | System for tracking an aircraft over an area | |
| AU4595600A (en) | Improvements in or relating to object location | |
| RU2489325C2 (ru) | Многопозиционная система посадки воздушных судов | |
| RU2584689C1 (ru) | Многопозиционная система определения местоположения воздушных судов | |
| CA2101216C (en) | Method of correcting measurement errors caused by clock deviations in a secondary radar system | |
| US9377524B2 (en) | Time synchronization via over-determined measurements | |
| EP3654060A1 (en) | A system and a method for determining the position of an aircraft | |
| RU113242U1 (ru) | Многопозиционная система посадки воздушных судов "лэмз" | |
| RU2558412C1 (ru) | Многопозиционная система посадки воздушных судов | |
| US3560991A (en) | Station keeping,collision avoidance and position fixing system | |
| Sadowski et al. | Asynchronous WAM with irregular pulse repetition | |
| RU2783257C1 (ru) | Способ и система определения относительного положения летательных аппаратов | |
| CN116719020A (zh) | 一种窄脉冲测距方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| DFD9 | Temporary protection cancelled due to non-payment of fee |