RU2403591C2 - Method for prevention of helicopter collision with high-voltage power transmission lines - Google Patents

Method for prevention of helicopter collision with high-voltage power transmission lines Download PDF

Info

Publication number
RU2403591C2
RU2403591C2 RU2008149338/09A RU2008149338A RU2403591C2 RU 2403591 C2 RU2403591 C2 RU 2403591C2 RU 2008149338/09 A RU2008149338/09 A RU 2008149338/09A RU 2008149338 A RU2008149338 A RU 2008149338A RU 2403591 C2 RU2403591 C2 RU 2403591C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
helicopter
power transmission
distance
finder
transmission line
Prior art date
Application number
RU2008149338/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008149338A (en
Inventor
Владимир Иванович Винокуров (RU)
Владимир Иванович Винокуров
Дмитрий Владимирович Винокуров (RU)
Дмитрий Владимирович Винокуров
Владимир Николаевич Зыков (RU)
Владимир Николаевич Зыков
Original Assignee
Владимир Иванович Винокуров
Дмитрий Владимирович Винокуров
Владимир Николаевич Зыков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Владимир Иванович Винокуров, Дмитрий Владимирович Винокуров, Владимир Николаевич Зыков filed Critical Владимир Иванович Винокуров
Priority to RU2008149338/09A priority Critical patent/RU2403591C2/en
Publication of RU2008149338A publication Critical patent/RU2008149338A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2403591C2 publication Critical patent/RU2403591C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: method consists in reception of electromagnetic oscillations reflected from supports of power transmission line in the range of radio waves by the first and second direction finders arranged in helicopter at distance B along front from each other. Each of direction finders scans space along helicopter flight, besides the first direction finder does scanning counterclockwise, and the second one - clockwise, observed bearings are identified for each of two supports of power transmission line by each direction finder, besides α1 and α2 -observed bearings are identified with the first direction finder of the first and second support of power transmission line, and β1 and β2 - observed bearings - by the second direction finder of the first and second support of power transmission line relative to construction line of helicopter, distance is determined to wires of power transmission lines along with direction of helicopter construction line with the help of according calculation formula, and based on distance value, decision is made on correction of helicopter flight direction adjustment.
EFFECT: increased accuracy of determining shortest permissible distance between helicopter and power transmission line.
2 dwg

Description

Изобретение относится к радиолокационной технике и может использоваться для обеспечения безопасных полетов вертолетов, а именно для предупреждения их столкновений с высоковольтными линиями электропередач.The invention relates to radar technology and can be used to ensure safe flights of helicopters, namely to prevent their collisions with high-voltage power lines.

Известен способ предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач, заключающийся в том, что принимают электромагнитные колебания с помощью приемного устройства, размещаемого на вертолете, прием электромагнитных колебаний осуществляют в диапазоне радиоволн, излучаемых высоковольтными линиями электропередач, при этом прием излучаемых высоковольтными линиями электропередач электромагнитных колебаний ведут с различных направлений с помощью нескольких приемных антенн, максимумы диаграмм направленности которых ориентированы в разных угловых секторах плоскости полета вертолета, и по наличию сигнала в одной из приемных антенн определяют угловое положение проводов высоковольтной линии электропередач относительно корпуса вертолета, сравнивают значения принятого сигнала с опорными напряжениями, соответствующими величинам напряженности электромагнитного поля, излучаемого высоковольтной линией электропередачи на известном расстоянии от нее, и по результатам сравнения принимают решение по корректировке направления полета вертолета. (Патент РФ на изобретение №2156985, G01S 13/93, G08G 5/04, опубл. 27.09.2000).A known method of preventing collisions of a helicopter with high-voltage power lines, which consists in the fact that they accept electromagnetic waves using a receiving device placed on a helicopter, the reception of electromagnetic waves is carried out in the range of radio waves emitted by high-voltage power lines, while the radiation of high-voltage power lines of electromagnetic waves is received from different directions using multiple receiving antennas, maximum radiation patterns which are oriented in different angular sectors of the helicopter’s flight plane, and by the presence of a signal in one of the receiving antennas, the angular position of the wires of the high-voltage power transmission line relative to the helicopter body is determined, the values of the received signal are compared with the reference voltages corresponding to the values of the electromagnetic field radiated by the high-voltage power line on a known distance from it, and according to the results of the comparison, they decide on adjusting the direction of flight of the helicopter. (RF patent for the invention No. 2156985, G01S 13/93, G08G 5/04, publ. 09/27/2000).

Недостатком данного способа предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач является зависимость результатов измерения от погодных условий. Так, уровни напряженности электромагнитного поля, излучаемого линией электропередач, вызванные высокочастотными переходными процессами могут быть на 10-20 дБ больше при высокой влажности, тумане или дожде, чем при сухой погоде (Дональд Р.Ж. Уайт Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств и непреднамеренные помехи. Выпуск 1. Общие вопросы ЭМС. Межсистемные помехи. М.: Советское радио. 1977), в результате чего при обработке сигнала растет ошибка определения кратчайшего расстояния до линии электропередач. Кроме того способ не работоспособен при выключении напряжения в линии электропередач.The disadvantage of this method of preventing collisions of a helicopter with high-voltage power lines is the dependence of the measurement results on weather conditions. So, the levels of the electromagnetic field emitted by a power line caused by high-frequency transients can be 10-20 dB more in high humidity, fog or rain than in dry weather (Donald R.Zh. White Electromagnetic compatibility of electronic equipment and unintentional interference. Issue 1. General issues of EMC. Intersystem interference (M.: Soviet Radio. 1977), as a result of which the signal processing increases the error in determining the shortest distance to the power line. In addition, the method is not functional when turning off the voltage in the power line.

Технической задачей изобретения является устранение указанных недостатков.An object of the invention is to remedy these disadvantages.

Технический результат изобретения достигается тем, что в способе предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач, заключающемся в том, что принимают электромагнитные колебания с помощью приемного устройства, размещаемого на вертолете, прием электромагнитных колебаний осуществляют в диапазоне радиоволн, дополнительно осуществляют излучение и прием сигналов первым и вторым пеленгаторами, установленными на вертолете и расположенными по фронту на расстоянии Б друг от друга, каждый из пеленгаторов сканирует пространство по направлению полета вертолета, причем первый пеленгатор осуществляет сканирование против часовой стрелки, а второй - по часовой стрелке, определяют углы пеленга каждой из двух опор линии электропередач каждым пеленгатором, причем α1 и α2 - углы пеленга, определяемые первым пеленгатором первой и второй опор линии электропередач, a β1 и β2 - углы пеленга, определяемые вторым пеленгатором первой и второй опор линии электропередач относительно строительной оси вертолета, определяют дальность до проводов линии электропередач по направлению строительной оси вертолета из выраженияThe technical result of the invention is achieved by the fact that in the method of preventing collisions of a helicopter with high-voltage power lines, which consists in receiving electromagnetic oscillations using a receiver placed on a helicopter, receiving electromagnetic oscillations in the radio wave range, additionally emitting and receiving signals first and the second direction finders mounted on the helicopter and located along the front at a distance B from each other, each of the direction finders there is space in the direction of flight of the helicopter, the first direction finder scanning counterclockwise, and the second direction-clockwise, the angles of the bearing of each of the two power line supports with each direction finder determined, and α 1 and α 2 the angles of the bearing determined by the first direction finder of the first and the second power line supports, a β 1 and β 2 are the bearing angles determined by the second direction finder of the first and second power line supports relative to the helicopter construction axis, determine the distance to the power line wires ah in the direction of the construction axis of the helicopter from the expression

Figure 00000001
Figure 00000001

где Б - расстояние между пеленгаторами, µ - угол между линией электропередач и строительной осью вертолета, определяемый из выраженияwhere B is the distance between direction finders, µ is the angle between the power line and the construction axis of the helicopter, determined from the expression

Figure 00000002
Figure 00000002

где

Figure 00000003
Figure 00000004
Where
Figure 00000003
Figure 00000004

исходя из значения дальности, принимают решение по корректировке направления полета вертолета.based on the value of the range, make a decision to adjust the direction of flight of the helicopter.

На фиг.1 представлена схема дополнительных построений для вывода формулы определения расстояния до линии электропередач, где:Figure 1 presents a diagram of additional constructions for the derivation of the formula for determining the distance to the power line, where:

CD - высоковольтная линия электропередач;CD - high voltage power line;

С - точка размещения первой опоры линии электропередач;C is the location point of the first power line support;

D - точка размещения второй опоры линии электропередач;D is the location point of the second power line support;

А - точка размещения первого пеленгатора;And - the location of the first direction finder;

В - точка размещения второго пеленгатора.In - the location of the second direction finder.

Для пояснения предполагаемого способа как процесса выполнения действий над материальным объектом с помощью материальных средств и подтверждения возможности осуществления заявляемого изобретения, на фиг.2 представлена функциональная схема устройства для реализации способа предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач, где:To explain the proposed method as a process of performing actions on a material object using material means and confirming the possibility of carrying out the claimed invention, figure 2 presents a functional diagram of a device for implementing a method for preventing collisions of a helicopter with high-voltage power lines, where:

1,2 - пеленгаторы; 3 - вычислитель; 4 - индикатор.1,2 - direction finders; 3 - calculator; 4 - indicator.

Устройство для предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач, содержит последовательно соединенные первый 1 пеленгатор, вычислитель 3 и индикатор 4, причем второй вход вычислителя 3 соединен с выходом второго 2 пеленгатора.A device for preventing collisions of a helicopter with high-voltage power lines, contains in series the first 1 direction finder, calculator 3 and indicator 4, and the second input of the calculator 3 is connected to the output of the second 2 direction finder.

В качестве первого 1 и второго 2 пеленгаторов могут быть использованы радиолокационные сканирующие пеленгаторы, осуществляющие излучение и прием электромагнитной энергии и выдающие на выходе пеленг обнаруженного объекта.As the first 1 and second 2 direction finders, radar scanning direction finders can be used that emit and receive electromagnetic energy and issue a bearing of the detected object at the output.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

На фиг.1 в точках С и D расположены опоры линии электропередач (ЛЭП). Прямая, проходящая через указанные точки - провода линии электропередач.In Fig.1, at points C and D are the power line supports (power lines). The straight line passing through the indicated points is the wires of the power line.

Вертолет находится в точке О и выполняет полет в направлении линии OF. Из чертежа видно, что отрезок OF является дальностью проводов ЛЭП до вертолета - DЛЭП. На вертолете в точках А и В размещены два пеленгатора (радиолокационного типа, либо оптико-электронного). Пеленгаторы разнесены друг относительно друга на расстояние АВ, которое обозначено буквой Б.The helicopter is at point O and flies in the direction of the OF line. From the drawing it can be seen that the segment OF is the distance of the wires of the power lines to the helicopter - D power lines . Two direction finders (radar type, or optical-electronic) are located on a helicopter at points A and B. Direction finders are spaced relative to each other by a distance AB, which is indicated by the letter B.

Каждый из пеленгаторов сканирует пространство, причем пеленгатор, расположенный в точке А, осуществляет сканирование против часовой стрелки, а пеленгатор, расположенный в точке В - по часовой стрелке. Пеленги объектов - α1 α2, β1 β2, измеряемые пеленгаторами, отсчитываются от линии, проходящей через пеленгатор, которая параллельна строительной оси вертолета.Each of the direction finders scans the space, with the direction finder located at point A scans counterclockwise and the direction finder located at point B clockwise. Bearings of objects - α 1 α 2 , β 1 β 2 , measured by direction finders, are counted from the line passing through the direction finder, which is parallel to the construction axis of the helicopter.

Правило знаков для пеленгов следующее. Для пеленгатора, расположенного в точке А, пеленг считается положительным, если направление его отсчета совпадает с положительным движением часовой стрелки. На фиг.1 пеленг опоры ЛЭП - D - α2 положителен, пеленг опоры С - α1 отрицателен. Для пеленгатора, расположенного в точке В, пеленг считается положительным, если направление его отсчета совпадает с обратным движением часовой стрелки.The rule of signs for bearings is as follows. For a direction finder located at point A, a bearing is considered positive if its direction of reference coincides with a positive clockwise movement. In Fig. 1, the bearing of the power line support - D - α 2 is positive, the bearing of the support C - α 1 is negative. For a direction finder located at point B, a bearing is considered positive if its direction of reference coincides with the reverse clockwise movement.

При сканировании пространства пеленгаторами, расположенными в точках А и В, измеряют пеленги опор ЛЭП. Пеленги опоры С - α1 β1 а опоры D - α2, β2. Кроме того известна база Б - расстояние между пеленгаторами.When scanning the space with direction finders located at points A and B, bearings of power transmission line poles are measured. Bearings of the support C - α 1 β 1 and bearings D - α 2 , β 2 . In addition, base B is known - the distance between direction finders.

Дальность до проводов ЛЭП, согласно фиг.1, определяют какThe distance to the wires of the power lines, according to figure 1, is determined as

Figure 00000005
Figure 00000005

На фиг.1 видно, чтоFigure 1 shows that

Figure 00000006
Figure 00000006

Рассмотрим определение координат опоры С (СМ и МА).Consider the determination of the coordinates of the support C (SM and MA).

Используя теорему синусов, получимUsing the sine theorem, we obtain

Figure 00000007
Figure 00000007

ИлиOr

Figure 00000008
Figure 00000008

Отрезок СМ=ОК определится с учетом формулы (3)The segment CM = OK is determined taking into account the formula (3)

Figure 00000009
Figure 00000009

Величина отрезка MA определитсяThe value of the segment MA is determined

Figure 00000010
Figure 00000010

Получим аналогичные формулы для опоры DWe obtain similar formulas for the support D

Figure 00000011
Figure 00000011

Figure 00000012
Figure 00000012

Figure 00000013
Figure 00000013

Угол µ определяет направление ЛЭП по отношению к направлению полета вертолета.The angle µ determines the direction of the power lines with respect to the direction of flight of the helicopter.

Тангенс этого угла, согласно фиг.1, определяется какThe tangent of this angle, according to figure 1, is defined as

Figure 00000014
Figure 00000014

ИлиOr

Figure 00000015
Figure 00000016
Figure 00000015
Figure 00000016

Тогда дальность до проводов ЛЭП будет определяться формулойThen the distance to the wires of the power lines will be determined by the formula

Figure 00000017
Figure 00000017

После преобразований получимAfter the transformations we get

Figure 00000018
Figure 00000018

Значение дальности до линии передачи электроэнергии индицируется индикатором 4 и служит для предупреждения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач.The distance value to the electric power transmission line is indicated by indicator 4 and serves to prevent helicopter collisions with high-voltage power lines.

Claims (1)

Способ предотвращения столкновений вертолета с высоковольтными линиями электропередач, заключающийся в том, что осуществляют прием сигналов в диапазоне радиоволн, отличающийся тем, что излучение и прием сигналов осуществляют первым и вторым пеленгаторами, установленными на вертолете и расположенными по фронту на расстоянии Б друг от друга, каждый из пеленгаторов сканирует пространство по направлению полета вертолета, причем первый пеленгатор осуществляет сканирование против часовой стрелки, а второй - по часовой стрелке, определяют углы пеленга каждой из двух опор линии электропередач каждым пеленгатором, причем α1 и α2 - углы пеленга определяют первым пеленгатором первой и второй опоры линии электропередач, a β1 и β2 - углы пеленга определяют вторым пеленгатором первой и второй опоры линии электропередач относительно строительной оси вертолета, определяют дальность до проводов линии электропередач по направлению строительной оси вертолета из выражения
Figure 00000019
где Б - расстояние между пеленгаторами, µ - угол между линией электропередач и строительной осью вертолета, определяемый из выражения
Figure 00000002
где
Figure 00000003
Figure 00000004

исходя из значения дальности, принимают решение по корректировке направления полета вертолета.
A method of preventing collisions of a helicopter with high-voltage power lines, which consists in receiving signals in the radio wave range, characterized in that the radiation and reception of signals are carried out by the first and second direction finders mounted on the helicopter and located along the front at a distance B from each other, each of direction finders scans the space in the direction of flight of the helicopter, the first direction finder scans counterclockwise, and the second - clockwise, determine gly bearing each of the two poles power lines each finder, wherein α 1 and α 2 - corners bearing define first direction finder of the first and second transmission tower, a β 1 and β 2 - corners of the bearing defining a second direction finder of the first and second transmission tower with respect to the construction the axis of the helicopter, determine the distance to the wires of the power line in the direction of the construction axis of the helicopter from the expression
Figure 00000019
where B is the distance between direction finders, µ is the angle between the power line and the construction axis of the helicopter, determined from the expression
Figure 00000002
Where
Figure 00000003
Figure 00000004

based on the value of the range, make a decision to adjust the direction of flight of the helicopter.
RU2008149338/09A 2008-12-15 2008-12-15 Method for prevention of helicopter collision with high-voltage power transmission lines RU2403591C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008149338/09A RU2403591C2 (en) 2008-12-15 2008-12-15 Method for prevention of helicopter collision with high-voltage power transmission lines

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008149338/09A RU2403591C2 (en) 2008-12-15 2008-12-15 Method for prevention of helicopter collision with high-voltage power transmission lines

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008149338A RU2008149338A (en) 2010-06-20
RU2403591C2 true RU2403591C2 (en) 2010-11-10

Family

ID=42682387

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008149338/09A RU2403591C2 (en) 2008-12-15 2008-12-15 Method for prevention of helicopter collision with high-voltage power transmission lines

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2403591C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102568251A (en) * 2011-12-13 2012-07-11 天利航空科技深圳有限公司 Aircraft high-voltage wire anti-collision alarm device and aircraft

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112461243B (en) * 2020-11-23 2021-07-02 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 Positioning method and system for inspection robot

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102568251A (en) * 2011-12-13 2012-07-11 天利航空科技深圳有限公司 Aircraft high-voltage wire anti-collision alarm device and aircraft

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008149338A (en) 2010-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6520203B2 (en) Mounting angle error detection method and device, vehicle-mounted radar device
CN110988862B (en) Ultra-close millimeter wave radar sensing method and system
JP2007147532A5 (en)
US20180299558A1 (en) Wind measuring apparatus
JP6358076B2 (en) Direction error detection method and apparatus, and on-vehicle radar apparatus
JP5554384B2 (en) FMCW radar apparatus and signal processing method for FMCW radar
RU2403591C2 (en) Method for prevention of helicopter collision with high-voltage power transmission lines
WO2006134911A1 (en) Radar
RU2005103453A (en) METHOD FOR CONTROLING AIR SPACE IRRADIATED BY EXTERNAL SOURCES OF RADIATION, AND A RADAR STATION FOR ITS IMPLEMENTATION
JP2014001974A (en) Meteorological radar device, meteorological observation method, and meteorological observation program
CN111090106A (en) Atmospheric visibility measuring system, method and device
US7230565B2 (en) Radar
JP2009002921A (en) Radar device
KR101868594B1 (en) Apparatus for Analyzing Topographic Line of Sight Using Radar Beam and Long Range Radar System
RU2674007C1 (en) Located at big elevation angles radar targets elevation angle measuring method
RU2410718C2 (en) Method of preventing collision of helicopters with high-voltage power lines
RU2410720C1 (en) Method of preventing collision of helicopters with high-voltage power transmission lines
JP2012078163A (en) Composite guidance system and composite guidance method
RU2410719C2 (en) Method of preventing collision of helicopters with high-voltage power transmission lines
RU2449309C1 (en) Abstract
CN112068133A (en) System simulation method for multi-mode microwave remote sensor scatterometer mode
CN109283504A (en) The method of detection object
US10809369B2 (en) Radar signal processing apparatus and radar signal processing method
RU2342672C1 (en) Device for measurement of efficient area of large-size object dispersion
RU2392638C1 (en) Method for high-precision radiolocation measurement of lift angle of low flying target under signal interference conditions