RU2614194C1 - Complex system of preparation, navigation, and control of aerial vehicle - Google Patents
Complex system of preparation, navigation, and control of aerial vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2614194C1 RU2614194C1 RU2015154368A RU2015154368A RU2614194C1 RU 2614194 C1 RU2614194 C1 RU 2614194C1 RU 2015154368 A RU2015154368 A RU 2015154368A RU 2015154368 A RU2015154368 A RU 2015154368A RU 2614194 C1 RU2614194 C1 RU 2614194C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vlfm
- flight
- navigation
- formation
- control
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C23/00—Combined instruments indicating more than one navigational value, e.g. for aircraft; Combined measuring devices for measuring two or more variables of movement, e.g. distance, speed or acceleration
Abstract
Description
Изобретение относится к области авиационного приборостроения.The invention relates to the field of aviation instrumentation.
Известны способы и комплексные бортовые навигационные системы ЛА, реализующие полет ЛА по маршруту. Различные аспекты функционирования бортового оборудования ЛА при полете по маршруту, а также описание некоторых из систем, реализующих процедуры подготовки к полету ЛА по маршруту и обеспечивающих управление ЛА при полете по маршруту, приведены в следующих работах:Known methods and integrated on-board navigation systems of the aircraft that implement the flight of the aircraft along the route. Various aspects of the functioning of the aircraft’s onboard equipment during flight along the route, as well as a description of some of the systems that implement the procedures for preparing for the flight of the aircraft along the route and provide control of the aircraft during flight along the route, are given in the following works:
1. Батенко А.П. Управление конечным состоянием движущихся объектов, М.: Советское радио, 1977. 256.1. Batenko A.P. Management of the final state of moving objects, M .: Soviet Radio, 1977.256.
2. Воробьев Л.М. Воздушная навигация, М.: Машиностроение, 1984. 256.2. Vorobyov L.M. Air Navigation, Moscow: Engineering, 1984. 256.
3. Система планирования и подготовки полетных заданий тактической группы самолетов. Патент РФ на изобретение №2147141. ОАО "РПКБ", 1999.3. A system for planning and preparing flight missions for a tactical group of aircraft. RF patent for the invention No. 2147141. OJSC "RPKB", 1999.
4. Комплексная система подготовки и навигации ЛА. Патент РФ на изобретение №2434202. ОАО "РПКБ", 2010.4. An integrated system for the preparation and navigation of aircraft. RF patent for the invention No. 2434202. OJSC "RPKB", 2010.
5. Устройство управления траекторией ЛА при полете по маршруту. Патент РФ на изобретение №2444044. ОАО "РПКБ", 2010.5. A control device for the aircraft trajectory during flight en route. RF patent for the invention No. 2444044. OJSC "RPKB", 2010.
6. Комплексная система навигации и управления ЛА. Патент РФ на изобретение №2481558. ОАО "РПКБ", 2011.6. Integrated system of navigation and control of aircraft. RF patent for the invention No. 2481558. OJSC "RPKB", 2011.
7. Усовершенствованная система планирования полетного задания. Сб. "Новости зарубежной науки и техники", ГОСНИИАС, №11, 1992, с. 11-15.7. Advanced mission planning system. Sat "News of foreign science and technology", GOSNIIAS, No. 11, 1992, p. 11-15.
8. Рогожин В.О. и др. Пилотажно-навигационные комплексы воздушных судов (на украинском языке), К.: НАУ, 2005. 316.8. Rogozhin V.O. et al. Aircraft navigation and navigation systems (in Ukrainian), K .: NAU, 2005. 316.
В работах [1, 2, 8] описаны различные теоретические и практические аспекты управления ЛА при полете по маршруту. В патенте [3] и работе [7] описаны наземные системы подготовки полетного задания (СППЗ) для ЛА. В патентах [4, 5, 6] описаны бортовые системы, обеспечивающие полет ЛА по маршруту в соответствии с полетным заданием.In works [1, 2, 8], various theoretical and practical aspects of aircraft control during flight en route were described. In the patent [3] and work [7], ground-based flight mission preparation systems (SPS) for aircraft are described. The patents [4, 5, 6] describe on-board systems that ensure flight of an aircraft along a route in accordance with a flight mission.
Одной из функций СППЗ является планирование и построение маршрута полета ЛА из исходного пункта маршрута в конечный пункт маршрута в виде последовательности заданных координатами геодезических навигационных точек, соединенных пространственными прямолинейными траекториями. Параметры этого маршрута могут передаваться на борт ЛА при подготовке к вылету посредством переносного носителя данных (ПНД) или по соответствующим каналам информационного взаимодействия наземной и бортовой аппаратуры. Параметры маршрута могут также формироваться экипажем и на борту ЛА с помощью соответствующих бортовых информационно-управляющих систем, например многофункциональных пультов-индикаторов, или передаваться на борт ЛА по соответствующим каналам связи непосредственно в процессе полета.One of the functions of the HSS is the planning and construction of the flight route of the aircraft from the starting point of the route to the final point of the route in the form of a sequence of geodesic navigation points defined by coordinates connected by spatial rectilinear trajectories. The parameters of this route can be transferred on board the aircraft in preparation for departure by means of a portable data carrier (PND) or through appropriate channels of information interaction between ground and airborne equipment. Route parameters can also be formed by the crew and on board the aircraft using the corresponding on-board information and control systems, for example, multifunctional display panels, or transmitted to the aircraft via the appropriate communication channels directly during the flight.
Учитывая цели предлагаемого изобретения, а также для большей определенности, в дальнейшем тексте заявки считается, что основным оборудованием, с помощью которого формируется и попадает в бортовые базы данных ЛА маршрут полета, являются СППЗ и ПНД.Given the objectives of the invention, as well as for more definiteness, in the further text of the application it is considered that the main equipment with which the flight route is formed and gets into the aircraft on-board databases are SPPS and IPA.
С учетом целей предлагаемого изобретения считаем, что наиболее близким к нему по технической сущности является устройство, описанное одновременно в книгах [2] (главы 6 и 7), [8] (глава 5, разделы 7.8, 7.9 и 8.1) и патентах [3, 4, 6]. С учетом только существенных для предлагаемого изобретения признаков данное устройство выбирается в качестве прототипа.Taking into account the objectives of the present invention, we believe that the closest to it in technical essence is the device described simultaneously in the books [2] (
Устройство-прототип состоит из наземной системы подготовки полетного задания (СППЗ) и бортового навигационного комплекса (НК), связь между которыми осуществляется посредством переносного носителя данных, причем СППЗ состоит из универсального устройства записи информации на ПНД, универсального видеомонитора и комплекта универсальных устройств управления, соединенных входами-выходами с электронным блоком, включающим взаимосоединенные входами-выходами по универсальной магистрали информационного обмена вычислительно-логический функциональный модуль (ВЛФМ) базы данных картографической информации, ВЛФМ базы данных аэронавигационной информации, ВЛФМ интерактивного формирования маршрута полета, ВЛФМ формирования полетного задания и ВЛФМ записи полетного задания на ПНД, а НК состоит из взаимосоединенных входами-выходами по каналу информационного обмена устройства считывания информации с ПНД, комплекта многофункциональных индикаторов, комплекта навигационно-пилотажных систем, бортовой радиотехнической системы связи и бортовой цифровой вычислительной системы, включающей взаимосоединенные входами-выходами по бортовой магистрали информационного обмена ВЛФМ объединенной базы данных, ВЛФМ формирования навигационно-пилотажных параметров, ВЛФМ формирования отображаемой информации, ВЛФМ формирования управляющих сигналов, ВЛФМ ввода-вывода и управления информационным обменом.The prototype device consists of a ground-based flight mission preparation system (SPS) and an on-board navigation system (NK), the communication between which is carried out using a portable data carrier, the SPS consisting of a universal device for recording information on an airborne navigation system, a universal video monitor and a set of universal control devices connected inputs and outputs with an electronic unit including interconnected inputs and outputs on a universal backbone of information exchange the national module (VLFM) of the cartographic information database, the VLFM of the aeronautical information database, the VLFM of the interactive flight route formation, the VLFM of the flight mission formation and the VLFM of the flight mission recording on the air traffic control unit, and the NK consists of interconnected inputs and outputs through the information exchange channel of the information reading device with IPA, a set of multi-functional indicators, a set of navigation and aerobatic systems, an on-board radio communications system and an on-board digital computer system, incl flashing interconnected inputs and outputs on the onboard highway for information exchange of the VLFM integrated database, VLFM for the formation of navigation and aerobatic parameters, VLFM for the formation of displayed information, VLFM for the formation of control signals, VLFM for input-output and information exchange control.
На чертеже (см. фиг. 1) представлена блок-схема устройства-прототипа, на которой обозначены:In the drawing (see Fig. 1) is a block diagram of a prototype device, which indicates:
1. система подготовки полетного задания (СППЗ);1. flight mission preparation system (HSS);
2. навигационный комплекс (НК);2. navigation complex (NK);
3. переносной носитель данных (ПНД);3. portable storage medium (HDPE);
4. универсальное устройство записи информации на ПНД (УЗ);4. universal device for recording information on PND (UZ);
5. универсальный видеомонитор (ВМ);5. universal video monitor (VM);
6. комплект универсальных устройств управления (УУ);6. set of universal control devices (UU);
7. электронный блок (ЭБ);7. electronic unit (EB);
8. универсальная магистраль информационного обмена (УМИО);8. universal highway information exchange (UMIO);
9. ВЛФМ базы данных картографической информации (БДКИ);9. VLFM database of cartographic information (BDKI);
10. ВЛФМ базы данных аэронавигационной информации (БДАНИ);10. VLFM database of aeronautical information (BDANI);
11. ВЛФМ интерактивного формирования маршрута полета ЛА (ФМП);11. VLFM interactive formation of the flight route of the aircraft (FMP);
12. ВЛФМ формирования полетного задания (ФПЗ);12. VLFM formation of the flight mission (FPZ);
13. ВЛФМ записи полетного задания на ПНД (ЗПЗ);13. VLFM records of the flight mission at the PNA (ZPZ);
14. канал информационного обмена (КИО);14. channel of information exchange (KIO);
15. устройство считывания информации с ПНД (УС);15. device for reading information from the PND (CSS);
16. комплект многофункциональных индикаторов (МФИ);16. set of multi-functional indicators (IFIs);
17. комплект навигационно-пилотажных систем (НПС);17. set of navigation and flight systems (NPS);
18. бортовая радиотехническая система связи (БРСС);18. airborne radio communications system (BRSS);
19. бортовая цифровая вычислительная система (БЦВС);19. airborne digital computer system (BTsVS);
20. бортовая магистраль информационного обмена (БМИО);20. airborne information exchange highway (BMIO);
21. ВЛФМ объединенной базы данных (ОБД);21. VLFM integrated database (HBS);
22. ВЛФМ формирования навигационно-пилотажных параметров (ФНПП);22. VLFM formation of navigation and flight parameters (FNPP);
23. ВЛФМ формирования отображаемой информации (ФОИ);23. VLFM forming the displayed information (FOI);
24. ВЛФМ формирования управляющих сигналов (ФУС);24. VLFM formation of control signals (FUS);
25. ВЛФМ ввода-вывода и управления информационным обменом (ВВУИО).25. VLFM input-output and information exchange management (WSIS).
Пунктирные связи на чертеже между блоками 4-3-15 обозначают процедуру перемещения ПНД 3 из наземного УЗ 4 в бортовое УС 15 и обратно. Кроме этого на чертеже обозначена пунктиром непронумерованная и не входящая в состав устройства наземная радиотехническая система связи (НРСС), в которой предусмотрена возможность получения и передачи по эфиру на борт ЛА кодированной информации для корректировки полетного задания.The dotted connections in the drawing between blocks 4-3-15 indicate the procedure for moving the
Система-прототип функционирует следующим образом.The prototype system operates as follows.
СППЗ 1, которая является наземной частью устройства, обеспечивает планирование и построение маршрута полета ЛА. СППЗ 1 содержит комплект универсальных устройств управления 6 (клавиатура, манипуляторы различного типа), универсальный видеомонитор 5, универсальное устройство записи информации на ПНД 4 и электронный блок 7, который включает в себя взаимосвязанные по УМИО 8 ВЛФМ БДКИ 9, ВЛФМ БДАНИ 10, ВЛФМ ФМП 11, ВЛФМ ФПЗ 12 и ВЛФМ ЗПЗ 13.
Электронный блок 7 является вычислительной системой, при этом все входящие в его состав ВЛФМ исполнены по стандартным вычислительным схемам на основе процессоров и запоминающих устройств.The
Сама процедура планирования и построения маршрута полета осуществляется оператором на основе целевого задания на полет путем интерактивного взаимодействия с ВЛФМ БДКИ 9 и ВЛФМ БДАНИ 10 из состава ЭБ 7 посредством УУ 6 и ВМ 5.The very procedure for planning and constructing a flight route is carried out by the operator on the basis of the target task for the flight by interactive interaction with
Параметры этого маршрута передаются в бортовую часть устройства при подготовке к вылету посредством ПНД 3. ПНД 3 является носителем полетных заданий с долговременной репрограммируемой памятью (типа стандартных флеш-карт).The parameters of this route are transferred to the on-board part of the device in preparation for departure by means of
Информационная взаимосвязь всего оборудования НК 2, который является бортовой частью устройства, осуществляется по КИО 14, включающему электрические, механические, электромеханические связи.Information interconnection of all
Введенное в ПНД 3 полетное задание ЛА - исходные данные для бортового оборудования, параметры навигационных точек на маршруте, параметры возможных аэродромов базирования и другие данные, через УС 15 и КИО 14 поступают на вход БЦВС 19, а затем через БМИО 20 и ВЛФМ ВВУИО 25 в ВЛФМ ОБД 21.The flight mission entered in
Параметры маршрута могут также формироваться или корректироваться экипажем непосредственно на борту ЛА с помощью комплекта МФИ 16.Route parameters can also be formed or adjusted by the crew directly on board the aircraft using the
Комплект МФИ 16 содержит "n" многофункциональных индикаторов с цветными жидкокристаллическими экранами.The
Комплект НПС 17 включает инерциальные навигационные системы, спутниковые навигационные системы, системы воздушных сигналов и другие системы, измеряющие параметры полета ЛА, которые с входа-выхода НПС 17 через КИО 14 поступают на вход-выход БЦВС 19 и через БМИО 20 и ВЛФМ ВВУИО 25 в ВЛФМ ФНПП 22, ВЛФМ ФОИ 23, ВЛФМ ФУС 24.The set of
БРСС 18 обеспечивает обмен кодированной информацией между наземными пунктами управления и ЛА, в том числе данными, обеспечивающими, при необходимости, оперативное изменение полетного задания ЛА.
ВЦВС 19 является вычислительной системой, при этом все ВЛФМ, входящие в состав ВЦВС 19, исполнены по стандартным вычислительным схемам на основе процессоров и запоминающих устройств.
ВЛФМ ВВУИО 25 через вход-выход осуществляет прием, преобразование и передачу данных во взаимодействующее оборудование через вход-выход БЦВС 19 по КИО 14. Другой вход-выход ВЛФМ ВВУИО 25 подключен к БМИО 20, осуществляющей информационный обмен между всеми ВЛФМ БЦВС 19.
ВЛФМ ОБД 21 выполнен на стандартном долговременном запоминающем устройстве, хранящем данные, поступившие с ПНД 3.
В ВЛФМ ФИНН 22 осуществляется комплексная обработка информации от НПС 17 и ВЛФМ ОБД 21 и формируются текущие навигационно-пилотажные параметры ЛА, поступающие по БМИО 20 в ВЛФМ ФОИ 23 и ВЛФМ ФУС 24.In
В ВЛФМ ФОИ 23 по данным, полученным по БМИО 20 от ВЛФМ ОБД 21, ВЛФМ ФНПП 22, ВЛФМ ФУС 24 и от взаимодействующего оборудования через КИО 14 и ВЛФМ ВВУИО 25, формируются обобщенные мнемокадры функциональной, цифробуквенной информации, совмещенной с представлением многофункционального пульта управления. Сформированные мнемокадры изображений с входа-выхода ВЛФМ ФОИ 23 через БМИО 20, ВЛФМ ВВУИО 25 и КИО 14 поступают в МФИ 16 для отображения на экранах с целью принятия экипажем решений по работе с оборудованием НК 2 через обрамляющие экраны многофункциональных индикаторов органов управления (сенсорные кнопки, кнопки-клавиши).In
В ВЛФМ ФУС 24 по координатам НТ из ВЛФМ ОБД 21 определяют параметры линий заданного пути (ЛЗП) маршрута, представляющих собой прямые линии кратчайшего расстояния между НТ. По текущим координатам ЛА из ВЛФМ ФНПП 22 и параметрам ЛЗП определяют заданный курс ЛА ψЗ, обеспечивающий полет ЛА по заданному маршруту.In
В соответствии с рассогласованием между текущим курсом ЛА ψИ и ψЗ в ВЛФМ ФУС 24 формируется сигнал заданного крена, который используется для управления ЛА для маневра в боковой плоскости. После того, как текущий курс ЛА ψИ сравняется с заданным курсом ψЗ и вектор скорости ЛА будет направлен на НТ, крен ЛА становится равным нулю, и ЛА летит на НТ.In accordance with the mismatch between the current aircraft course ψ И and ψ З in the
Таким образом, ЛА летит в направлении текущей НТ из заданного маршрута. После пролета НТ происходит смена НТ. В соответствии с полетным заданием из ВЛФМ ОБД 21 выбирается очередная НТ, которая становится текущей, а бывшая текущая НТ становится предыдущей. По координатам предыдущей и текущей НТ и определяются параметры очередной ЛЗП.Thus, the aircraft flies in the direction of the current NT from a given route. After the passage of the NT, the NT changes. In accordance with the flight task, the next NT is selected from
Однако, как показывает практика эксплуатации современных ЛА, построение маршрута, состоящего только из прямолинейных траекторий, не всегда и не в полной мере соответствует требованиям по безопасности выполнения полетов. Во многих случаях, например при полете на малой высоте в горных условиях или выполнении взлета или захода на посадку вблизи городских агломераций, единственно возможная траектория полета ЛА имеет сложную геометрическую форму.However, as the practice of operating modern aircraft shows, the construction of a route consisting only of straight-line trajectories does not always and fully complies with safety requirements for flight operations. In many cases, for example, when flying at low altitude in mountain conditions or when taking off or landing near urban agglomerations, the only possible flight path of an aircraft has a complex geometric shape.
Геометрические схемы возможных траекторий полета в горизонтальной плоскости при выполнении взлета или захода на посадку регламентируются соответствующими документами по управлению полетами в зоне соответствующего аэродрома и осуществляются, как правило, в ручном режиме под контролем диспетчера соответствующего центра по управлению полетами с использованием информации от угломерно-дальномерных радиотехнических навигационных систем типа VOR/DME.The geometric patterns of possible flight paths in the horizontal plane during take-off or approach are regulated by the relevant flight management documents in the area of the corresponding aerodrome and are carried out, as a rule, in manual mode under the control of the dispatcher of the corresponding flight control center using information from the goniometric-range radio engineering navigation systems like VOR / DME.
Целью предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей системы и соответственно ЛА за счет повышения степени автоматизации процессов управления ЛА при полете по траектории, имеющей сложную геометрическую форму.The aim of the invention is to expand the functionality of the system and, accordingly, the aircraft by increasing the degree of automation of the control processes of the aircraft during flight along a trajectory having a complex geometric shape.
Достижение поставленной цели в предлагаемом изобретении предлагается путем дополнения системы блоками, обеспечивающими включение в маршрут полета траекторий произвольной геометрической формы (ТПФ) с последующей декомпозицией ТПФ непосредственно на борту ЛА, или, предварительно, в составе СППЗ, на несколько взаимосоединенных прямолинейных микротраекторий (ПМТ), количество которых, а также их длину и направление определяют из условия нахождения точек взаимосоединения ПМТ непосредственно на исходной ТПФ, а также из условия о предельно допустимом боковом отклонении ЛА от исходной ТПФ.Achieving this goal in the present invention is proposed by supplementing the system with blocks that provide inclusion in the flight route of trajectories of arbitrary geometric shape (TPF), followed by decomposition of TPF directly on board the aircraft, or, previously, as part of the SPPS, into several interconnected rectilinear microtrajectories (PMT), the number of which, as well as their length and direction, is determined from the condition for finding the points of interconnection of the PMT directly at the initial TPF, as well as from the condition about the maximum Permissible lateral deviation of the aircraft from the original TPF.
С учетом только значимых для изобретения признаков, достижение указанной цели обеспечивается тем, что комплексная система подготовки, навигации и управления летательного аппарата, состоящая из наземной системы подготовки полетного задания (СППЗ) и бортового навигационного комплекса (НК), связь между которыми осуществляется посредством переносного носителя данных (ПНД), причем СППЗ состоит из универсального устройства записи информации на ПНД, универсального видеомонитора и комплекта универсальных устройств управления, соединенных входами-выходами с электронным блоком (ЭБ), включающим взаимосоединенные входами-выходами по универсальной магистрали информационного обмена (УМИО) вычислительно-логические функциональные модули (ВЛФМ) базы данных картографической информации (БДКИ), ВЛФМ базы данных аэронавигационной информации (БДАНИ), ВЛФМ интерактивного формирования маршрута полета ЛА (ФМП), ВЛФМ формирования полетного задания и ВЛФМ записи полетного задания на ПНД, а НК состоит из взаимосоединенных входами-выходами по каналу информационного обмена (КИО) устройства считывания информации с ПНД, комплекта многофункциональных индикаторов, комплекта навигационно-пилотажных систем, радиотехнической системы связи и бортовой цифровой вычислительной системы (БЦВС), включающей взаимосоединенные входами-выходами по бортовой магистрали информационного обмена (БМИО) ВЛФМ объединенной базы данных (ОБД), ВЛФМ формирования навигационно-пилотажных параметров (ФНПП), ВЛФМ формирования отображаемой информации (ФОИ), ВЛФМ формирования управляющих сигналов (ФУС), ВЛФМ ввода-вывода и управления информационным обменом, дополнительно снабжена введенным в состав ЭБ ВЛФМ формирования графического образа пространственной траектории произвольной формы (ТПФ) и ВЛФМ декомпозиции графического образа ТПФ, взаимосоединенными по УМИО с ВЛФМ БДКИ, ВЛФМ БДАНИ и ВЛФМ ФМП, а также введенным в состав БЦВС второго ВЛФМ декомпозиции графического образа ТПФ, взаимосоединенным по БМИО с ВЛФМ ОБД, ВЛФМ ФНПП, ВЛФМ ФОИ и ВЛФМ ФУС.Taking into account only the features that are significant for the invention, the achievement of this goal is ensured by the fact that an integrated training, navigation and control system for the aircraft, consisting of a ground-based flight mission preparation system (HMS) and an on-board navigation system (NK), the communication between which is carried out via portable medium data (PND), and SPPS consists of a universal device for recording information on the PND, a universal video monitor and a set of universal control devices connected in odes-outputs with an electronic unit (EB), including interconnected inputs-outputs on the universal highway of information exchange (UMIO), computational-logical functional modules (VLFM) of the database of cartographic information (BDKI), VLFM of the database of aeronautical information (BDANI), VLFM of interactive the formation of the flight route of the aircraft (FMP), the VLFM of the formation of the flight task, and the VLFM of recording the flight task on the PNA, and the NK consists of interconnected inputs and outputs through the information exchange channel (KIO) of the device with collection of information from the PND, a set of multifunctional indicators, a set of navigation and flight systems, a radio engineering communication system and an on-board digital computer system (BTSC), including interconnected inputs and outputs on the on-board information exchange highway (BMIO) of the VLFM integrated database (OBD), VLFM formation navigation and flight parameters (FNPP), VLFM of the formation of the displayed information (FOI), VLFM of the formation of control signals (FUS), VLFM of input-output and control of information exchange m, it is additionally equipped with a graphic image of a spatial path of arbitrary shape (TPF) and a VLFM decomposition of a graphic image of a TPF, interconnected by UMIO with a VLFM BDKI, VLFM BDANI and VLFM FMP, and also included in the BCVS of the second VLFM graphic composition of a second VLFM deco TPF, interconnected by BMIO with VLFM OBD, VLFM FNPP, VLFM FOI and VLFM FUS.
На фигурах 2 и 3 представлены рисунки, иллюстрирующие примеры траекторий, полет по которым обеспечивает предлагаемая система. Рисунки иллюстрируют геометрические схемы декомпозиции ТПФ, соединяющих две НТ из маршрута полета, на несколько ПМТ.In figures 2 and 3 presents figures illustrating examples of trajectories, flight on which provides the proposed system. The figures illustrate the geometric diagrams of the decomposition of the TPF connecting two NTs from the flight route into several PMTs.
На рисунке фиг. 2 проиллюстрирована декомпозиция траектории входа в зону аэропорта Колката (Индия) с направления 122°. В качестве HTi используется геодезическая точка входа в зону аэропорта. В качестве следующей точки HTi+1 используется геодезическая точка, в которой должно происходить переключение бортовых систем индикации и управления ЛА в режим ПОСАДКА по данным от бортовой посадочной системы ILS.In the figure of FIG. 2 illustrates the decomposition of the trajectory of the entrance to the zone of the airport of Kolkata (India) from the direction of 122 °. As an HTi, a geodetic entry point to the airport area is used. As the next point HTi + 1, a geodetic point is used, at which the on-board display and control systems of the aircraft should switch to the LANDING mode according to data from the onboard landing system ILS.
На рисунке фиг. 3 проиллюстрирована декомпозиция траектории ЛА при облете горных препятствий.In the figure of FIG. 3 illustrates the decomposition of the aircraft trajectory during the flight of mountain obstacles.
Известно, что основной целью полета ЛА по маршруту является пролет всего маршрута с максимально возможной точностью, т.е. обеспечение на всем маршруте минимального отклонения ЛА от заданной траектории. Как видно из рисунков на фигурах 2 и 3, в изобретении, для того чтобы отклонение ПМТ от ТПФ не превышало заданного значения бокового отклонений ЛА от ТПФ, при декомпозиции ТПФ на ПМТ предлагается осуществлять учет меняющейся кривизны ТПФ.It is known that the main purpose of flying an aircraft along a route is to fly the entire route with the greatest possible accuracy, i.e. ensuring the entire route minimum deviation of the aircraft from a given trajectory. As can be seen from the figures in figures 2 and 3, in the invention, in order to ensure that the PMT deviation from the TPF does not exceed a predetermined value of the lateral deviations of the aircraft from the TPF, it is proposed to take into account the varying TPF curvature when decomposing the TPF into the PMT.
На чертеже (см. фиг. 4) представлена блок-схема предлагаемого устройства, содержащего:In the drawing (see Fig. 4) is a block diagram of the proposed device, containing:
1. систему подготовки полетного задания (СППЗ);1. flight mission preparation system (HSS);
2. навигационный комплекс (НК);2. navigation complex (NK);
3. переносной носитель данных (ПНД);3. portable storage medium (HDPE);
4. универсальное устройство записи информации на ПНД (УЗ);4. universal device for recording information on PND (UZ);
5. универсальный видеомонитор (ВМ);5. universal video monitor (VM);
6. комплект универсальных устройств управления (УУ);6. set of universal control devices (UU);
7. электронный блок (ЭБ);7. electronic unit (EB);
8. универсальную магистраль информационного обмена (УМИО);8. universal highway information exchange (UMIO);
9. ВЛФМ базы данных картографической информации (БДКИ);9. VLFM database of cartographic information (BDKI);
10. ВЛФМ базы данных аэронавигационной информации (БДАНИ);10. VLFM database of aeronautical information (BDANI);
11. ВЛФМ интерактивного формирования маршрута полета ЛА (ФМП);11. VLFM interactive formation of the flight route of the aircraft (FMP);
12. ВЛФМ формирования полетного задания (ФПЗ);12. VLFM formation of the flight mission (FPZ);
13. ВЛФМ записи полетного задания на ПНД (ЗПЗ);13. VLFM records of the flight mission at the PNA (ZPZ);
14. канал информационного обмена (КИО);14. channel of information exchange (KIO);
15. устройство считывания информации с ПНД (УС);15. device for reading information from the PND (CSS);
16. комплект многофункциональных индикаторов (МФИ);16. set of multi-functional indicators (IFIs);
17. комплект навигационно-пилотажных систем (НПС);17. set of navigation and flight systems (NPS);
18. бортовую радиотехническую систему связи (БРСС);18. airborne radio communications system (BRSS);
19. бортовую цифровую вычислительную систему (БЦВС);19. on-board digital computer system (BTsVS);
20. бортовую магистраль информационного обмена (БМИО);20. airway information exchange (BMIO);
21. ВЛФМ объединенной базы данных (ОБД);21. VLFM integrated database (HBS);
22. ВЛФМ формирования навигационно-пилотажных параметров (ФНПП);22. VLFM formation of navigation and flight parameters (FNPP);
23. ВЛФМ формирования отображаемой информации (ФОИ);23. VLFM forming the displayed information (FOI);
24. ВЛФМ формирования управляющих сигналов (ФУС);24. VLFM formation of control signals (FUS);
25. ВЛФМ ввода-вывода и управления информационным обменом (ВВУИО);25. VLFM input-output and information exchange management (WSIS);
26. ВЛФМ формирования графического образа пространственной траектории произвольной формы (ФГОТПФ);26. VLFM formation of a graphic image of a spatial trajectory of arbitrary shape (FGOTPF);
27. ВЛФМ декомпозиции графического образа ТПФ (ДГОТПФ);27. VLFM decomposition of the graphic image TPF (DGOTPF);
28. второй ВЛФМ декомпозиции графического образа ТПФ (ДГОТПФ2).28. second VLFM decomposition of the graphic image TPF (DGOTPF2).
Пунктирные связи на чертеже между блоками 4-3-15 обозначают процедуру перемещения ПНД 3 из наземного УЗ 4 в бортовое УС 15 и обратно.The dotted connections in the drawing between blocks 4-3-15 indicate the procedure for moving the
Логика функционирования предлагаемой системы в ее ограничительной части соответствует вышеприведенному описанию системы-прототипа.The logic of the functioning of the proposed system in its restrictive part corresponds to the above description of the prototype system.
Вновь введенные в состав системы блоки обеспечивают системе дополнительные свойства и функционируют следующим образом.The blocks newly introduced into the system provide the system with additional properties and function as follows.
Оператор, при необходимости, на основе целевого задания на полет, с учетом динамических свойств ЛА и его систем автоматического управления, в процессе интерактивного взаимодействии, посредством УУ 6 и ВМ 5, с ВЛФМ ФГОТПФ 26 формирует графический образ ТПФ, соединяющей две "стандартные" навигационные точки из маршрута полета.The operator, if necessary, on the basis of the target task for the flight, taking into account the dynamic properties of the aircraft and its automatic control systems, in the process of interactive interaction, through
Эта процедура выполняется путем рисования ТПФ оператором на экране ВМ 5 с помощью УУ 6 на фоне электронной карты местности, выведенной на экран ВМ 5 из ВЛФМ БДКИ 9. В случаях построения траектории посадки или взлета, ее графический образ извлекается напрямую из ВЛФМ Б ДАНИ 10.This procedure is performed by drawing a TPF by the operator on the
Сформированный графический образ ТПФ поступает в ВЛФМ ФПЗ 12, а затем в составе общего полетного задания через ЗПЗ 13 поступает в УЗ 4 и записывается в ПНД 3. После переноса ПНД 3 на борт ЛА графический образ ТПФ в составе общего полетного задания через УС 15, КИО 14, ВЛФМ ВВУИО 25 поступает в БД 21.The generated graphic image of the TPF goes to the
На борту ЛА, при необходимости осуществления полета по ТПФ, экипаж вызывает из ОБД 21 на МФИ 16 карту соответствующей местности, вызывает из ОБД 21 и накладывает на карту графический образ ТПФ, а затем в режиме интерактивного взаимодействия с ВЛФМ ДГОТПФ2 28 производит декомпозицию ТПФ на несколько ПМТ переменной длины. Координаты точек взаимного соединения ПМТ передаются через БМИО 20 в ОБД 21, где запоминаются для дальнейшего использования в качестве "стандартных" НТ.On board the aircraft, if it is necessary to fly over the TPF, the crew calls from the
В некоторых ситуациях, например на ЛА с одним членом экипажа, проведение процедуры декомпозиции графического образа ТПФ непосредственно на борту ЛА не всегда представляется возможным. Для этих случаев в предлагаемой системе предусмотрена возможность проведения процедуры декомпозиции графического образа ТПФ на ПМТ в составе СППЗ 1.In some situations, for example, on an aircraft with one crew member, the procedure for decomposing the graphic image of the TPF directly on board the aircraft is not always possible. For these cases, the proposed system provides for the possibility of performing the decomposition of the graphic image of TPF on the PMT as part of
В составе СППЗ 1, при необходимости осуществления полета по ТПФ, оператор вызывает из ФПЗ 12 уже сформированное полетное задание, извлекает из него графический образ ТПФ, который накладывает на электронную карту соответствующей местности на ВМ 5, а затем в режиме интерактивного взаимодействия с ВЛФМ ДГОТПФ 27 производит декомпозицию ТПФ на несколько ПМТ переменной длины. Координаты точек взаимного соединения ПМТ передаются через УМИО 8 в ВЛФМ ФПЗ 12, где включаются в состав полетного задания в качестве "стандартных" НТ.As part of
В простейшем случае декомпозиция графического образа ТПФ как в составе НК 2, так и в составе СППЗ 1, может быть произведена оператором соответственно на МФИ 16 или ВМ 5 путем выбора, с учетом соответствующих критериев, точек взаимосоединения ПМТ и "скалыванием" с изображения карты местности координат этих точек.In the simplest case, the decomposition of the TPF graphic image, both as part of
Таким образом, на примерах реализации показано достижение технических результатов.Thus, the implementation examples show the achievement of technical results.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015154368A RU2614194C1 (en) | 2015-12-18 | 2015-12-18 | Complex system of preparation, navigation, and control of aerial vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015154368A RU2614194C1 (en) | 2015-12-18 | 2015-12-18 | Complex system of preparation, navigation, and control of aerial vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2614194C1 true RU2614194C1 (en) | 2017-03-23 |
Family
ID=58453028
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015154368A RU2614194C1 (en) | 2015-12-18 | 2015-12-18 | Complex system of preparation, navigation, and control of aerial vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2614194C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2747760C1 (en) * | 2020-07-14 | 2021-05-13 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Comprehensive system of preparation and correction of flight missions, navigation and aircraft control |
RU2773453C1 (en) * | 2021-05-21 | 2022-06-03 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Comprehensive system for scheduling application and preparing flight missions for a group of aerial vehicles |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1747905A1 (en) * | 1990-10-31 | 1992-07-15 | Botuz Sergej P | Method of multichannel recording of measurement results and device thereof |
RU2147141C1 (en) * | 1999-04-21 | 2000-03-27 | Открытое акционерное общество Раменское приборостроительное конструкторское бюро | Device for scheduling and preparation of flight tasks for tactic aircraft group |
RU2434202C1 (en) * | 2010-07-21 | 2011-11-20 | Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" (ОАО "РПКБ") | Aircraft complex preparation and navigation system |
RU2481558C2 (en) * | 2011-07-25 | 2013-05-10 | Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" (ОАО "РПКБ") | Aircraft complex navigation and control system |
-
2015
- 2015-12-18 RU RU2015154368A patent/RU2614194C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1747905A1 (en) * | 1990-10-31 | 1992-07-15 | Botuz Sergej P | Method of multichannel recording of measurement results and device thereof |
RU2147141C1 (en) * | 1999-04-21 | 2000-03-27 | Открытое акционерное общество Раменское приборостроительное конструкторское бюро | Device for scheduling and preparation of flight tasks for tactic aircraft group |
RU2434202C1 (en) * | 2010-07-21 | 2011-11-20 | Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" (ОАО "РПКБ") | Aircraft complex preparation and navigation system |
RU2481558C2 (en) * | 2011-07-25 | 2013-05-10 | Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" (ОАО "РПКБ") | Aircraft complex navigation and control system |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
БАБИЧ О.А. Обработка информации в навигационных комплексах. - М.: Машиностроение, 1991, с.6-16, 391-507. * |
Усовершенствованная система планирования полетного задания. Сб. "Новости зарубежной науки и техники", ГОСНИИАС. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2747760C1 (en) * | 2020-07-14 | 2021-05-13 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Comprehensive system of preparation and correction of flight missions, navigation and aircraft control |
RU2773453C1 (en) * | 2021-05-21 | 2022-06-03 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Comprehensive system for scheduling application and preparing flight missions for a group of aerial vehicles |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7269513B2 (en) | Ground-based sense-and-avoid display system (SAVDS) for unmanned aerial vehicles | |
RU2434202C1 (en) | Aircraft complex preparation and navigation system | |
CN104932527A (en) | Aircraft control method and device | |
CN104808674A (en) | Multi-rotor aircraft control system, terminal and airborne flight control system | |
JP2021508893A (en) | Automatic camera-driven aircraft control for radar operation | |
Frew et al. | Flight demonstrations of self-directed collaborative navigation of small unmanned aircraft | |
Ye et al. | A vision-based navigation method for eVTOL final approach in urban air mobility (UAM) | |
RU2614194C1 (en) | Complex system of preparation, navigation, and control of aerial vehicle | |
RU2524276C1 (en) | Multifunctional heavy transport helicopter of day-and-night operation, on-board radioelectronic equipment complex used in given helicopter | |
Harrington et al. | 3D-LZ brownout landing solution | |
RU2392586C1 (en) | Aircraft information-control system | |
RU2310909C1 (en) | Flight simulating pilotage complex | |
CN108205327A (en) | For the auxiliary operation method and system of unmanned plane | |
US20160362190A1 (en) | Synthetic vision | |
Stevenson et al. | Beyond line of sight control of small unmanned aerial vehicles using a synthetic environment to augment first person video | |
RU2611453C1 (en) | Formation method of aerial vehicle flight trajectory | |
CN107356253A (en) | For the method and system that no-fly zone is identified | |
RU2747760C1 (en) | Comprehensive system of preparation and correction of flight missions, navigation and aircraft control | |
RU2270471C1 (en) | Flight vehicle control complex | |
RU2590936C1 (en) | Integrated navigation and control system of aircraft | |
Efimov et al. | Algorithm of geometrical transformation and merging of radar and video images for technical vision systems | |
CN115440091B (en) | Course switching view display method and device, aircraft and storage medium | |
US20230023069A1 (en) | Vision-based landing system | |
RU40811U1 (en) | AIRCRAFT MANAGEMENT COMPLEX | |
RU2263881C1 (en) | Sighting navigational complex for multi-mission aircraft |