RU2620590C1 - Способ определения геометрической высоты полета при заходе летательного аппарата на посадку - Google Patents
Способ определения геометрической высоты полета при заходе летательного аппарата на посадку Download PDFInfo
- Publication number
- RU2620590C1 RU2620590C1 RU2016122960A RU2016122960A RU2620590C1 RU 2620590 C1 RU2620590 C1 RU 2620590C1 RU 2016122960 A RU2016122960 A RU 2016122960A RU 2016122960 A RU2016122960 A RU 2016122960A RU 2620590 C1 RU2620590 C1 RU 2620590C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aircraft
- air temperature
- board
- ground
- geometric
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P21/00—Testing or calibrating of apparatus or devices covered by the preceding groups
-
- 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
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
- G01S13/42—Simultaneous measurement of distance and other co-ordinates
-
- 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
- G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
- G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08G—TRAFFIC CONTROL SYSTEMS
- G08G5/00—Traffic control systems for aircraft, e.g. air-traffic control [ATC]
- G08G5/02—Automatic approach or landing aids, i.e. systems in which flight data of incoming planes are processed to provide landing data
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при расчете высоты полета летательных аппаратов (ЛА) для обеспечения посадки в условиях ограниченной видимости. Техническим результатом заявленного способа является повышение точности и целостности характеристик измерения высоты при заходе ЛА на посадку за счет более полного учета температуры воздуха. Указанный результат достигается за счет того, что информация о давлении и температуре в предполагаемой точке касания ЛА взлетно-посадочной полосы, полученная на метеостанции, автоматически передается в диспетчерский пункт, с диспетчерского пункта она передается на борт ЛА и автоматически вводится в бортовой вычислитель. Информация, введенная в бортовой вычислитель, вновь передается на диспетчерский пункт для автоматического подтверждения правильности ее введения. На борту на основании измеренных резервированными измерителями данных о статическом давлении и температуре заторможенного потока, а также полученной с диспетчерского пункта информации определяется геометрическая высота ЛА над планируемой точкой касания. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Область техники
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при расчете высоты полета летательных аппаратов (ЛА) для обеспечения посадки в условиях ограниченной видимости.
Уровень техники
В связи с тем, что посадка является самым ответственным этапом полета, ориентировочный уровень требуемой безопасности соответствует одной катастрофе на 10 миллионов посадок. Поэтому к измерительным средствам предъявляются повышенные требования как в части точности (порог погрешностей, который не должен встречаться чаще, чем в пяти процентах случаев), но и, что еще труднее выполнить, в части требования достоверности. Количественно достоверность оценивается на основе понятия целостность, которая характеризуется очень низкой вероятностью (для данной задачи - порядка 10-6) возникновения погрешностей, превышающих дополнительно заданный порог.
Для обеспечения посадки в условиях ограниченной видимости используются радиотехнические системы посадки. Чем хуже видимость, при которой необходимо осуществить посадку, тем сложнее наземное радиотехническое оборудование. Наиболее широко в мире в настоящее время применяется радиотехническая система ILS (instrument landing system), которая требует наличия сложного оборудования на аэродроме. Большинство аэродромов в РФ не оборудовано такой системой. В результате существенно страдает регулярность полетов: посадки при ограниченной видимости невозможны.
Известен «Способ стабилизации заданной высоты полета ЛА»(описание патента РФ на изобретение, №1833003, www1.fips.ru), заключающийся в измерении текущей высоты полета; формировании сигнала пропорционального текущей высоте полета; сравнении сигналов, пропорциональных текущей и заданной высотам полета; формировании, по результату сравнения, сигнала, пропорционального отклонению текущей высоты полета ЛА от заданной высоты полета; учете температуры окружающей среды и формировании сигнала, пропорционального изменению температуры окружающей среды.
Недостатками данного способа являются:
- не решается задача повышения целостности данных о высоте полета ЛА;
- при определении высоты полета ЛА отсутствует учет данных о температуре воздуха, имеющихся у наземных служб (метеостанции).
В качестве прототипа выбран «Способ определения высоты полета летательного аппарата в системах вторичной радиолокации» (описание патента РФ на изобретение, №2047185, www1.fips.ru), при котором измеряют величины атмосферного давления воздуха на высоте полета ЛА и на уровне моря; измеряют температуру воздуха на уровне моря и температурный градиент изменения температуры воздуха и вычисляют высоту полета.
В числе основных недостатков прототипа необходимо отметить следующие:
- определение температурного градиента по данным наземных измерений представляет технические сложности и на большинстве аэродромов не осуществляется;
- определение высоты полета производится на земле, а не на борту ЛА, где она необходима в первую очередь для осуществления захода на посадку;
- в случае, если вследствие погодных условий температура существенно меняется с высотой, учет температуры оказывается неполным: для ввода поправок нужна не температура в точке, а средняя температура столба воздуха от земли до самолета;
- не предлагается мер для повышения целостности информации о высоте.
Целью предлагаемого технического решения является получение информации о заданной высоте полета с характеристиками 1 кат. ИКАО без использования ILS при заходе ЛА на посадку в условиях ограниченной видимости.
Раскрытие изобретения
Для обеспечения захода на посадку должны с высокой степенью точности и достоверности измеряться горизонтальные координаты и высота над точкой приземления. К измерению высоты предъявляются более жесткие требования, чем для горизонтальных координат, поэтому их трудно удовлетворить радиотехническими методами. Однако на всех самолетах установлены барометрические высотомеры, которые являются основным средством измерения высоты на маршруте и вспомогательным при заходе на посадку. Из-за ряда особенностей барометрической высоты ее используют только на достаточно больших высотах, где возникающая погрешность не грозит столкновением с землей. К этим особенностям относятся:
- методические, обусловленные косвенным методом измерения: измеряется давление наружного воздуха и в предположении стандартного состояния атмосферы по измеренному давлению рассчитывается высота. Наличие этой погрешности приводит к ухудшению точности измерения;
- возможные ошибки человека (человеческий фактор); эти ошибки обусловлены тем, что в высотомер должно быть введено давление в точке посадки для выбора начала отсчета высоты. Информация об этом давлении формируется на аэродромной метеостанции, затем передается диспетчеру, руководящему процессом захода на посадку; диспетчер по радиотелефону сообщает эту информацию экипажу, и экипаж вводит ее в высотомер. Возможные ошибки при передаче информации в цепочке метеостанция - бортовой вычислитель приводят к нарушению целостности информации.
Техническим результатом заявленного способа является повышение точности и целостности характеристик измерения высоты при заходе ЛА на посадку за счет более полного учета температуры воздуха и исключения влияния человеческого фактора и возможных помех при передаче и вводе информации в систему управления ЛА.
Поставленная цель достигается тем, что наряду с данными о температуре воздуха на высоте полета, определенной с помощью стандартной бортовой системы регистрации воздушных сигналов, используется измеренная на земле температура воздуха в точке касания ЛА взлетно-посадочной полосы. С земли передается информация о давлении и температуре в предполагаемой точке касания. Информация о температуре из двух источников сравнивается в бортовом вычислительном устройстве. При редком, но возможном случае расхождения сравниваемых значений более заданного порога полученная информация признается недостоверной и в соответствии с действующими авиационными правилами принимается решение об уходе на запасной аэродром, где условия видимости позволяют визуальный заход на посадку. Если сравниваемые показания находятся внутри допустимого порога, то они осредняются. Осреднение имеет два достоинства:
- в бортовой вычислитель вводится средняя температура воздушного столба, что является необходимым исходя из физического смысла задачи;
- как известно из математической статистики, осреднение данных двух независимых источников уменьшает случайную погрешность почти в полтора раза.
Полученная средняя температура столба воздуха используется в бортовом вычислителе для определения эквивалента геометрической высоты.
Для повышения наиболее важного параметра – целостности - ключевым моментом является исключение влияния человеческого фактора. Для этой цели используется современные методы передачи цифровой информации земля-земля и земля-борт АЗН - В (автоматическое зависимое наблюдение - вещательного типа). Данные с метеостанции 10 передаются на наземную радиостанцию и оттуда по радиоканалу 12 - на борт ЛА. На борту они автоматически вводятся в вычислитель 2. Ввиду чрезвычайной ответственности задачи и необходимости получения максимально возможной целостности предусматривается дополнительная проверка процедуры введения данных в бортовой вычислитель 2 путем передачи на землю полученных в бортовом вычислителе 2 данных и сопоставления их с исходными данными метеостанции 10 (см. чертеж - Схему обмена данными с землей для повышения целостности используемой метеорологической информации). Результат сравнения передается на борт. При подтверждении правильности передачи данных в бортовом вычислителе определяется эквивалент геометрической высоты, который используется аналогично сигналу ILS: передается в систему автоматического управления самолетом 1 и отображается на индикаторах пилотов.
Таким образом, обеспечивается защита от использования ошибочной информации при заходе ЛА на посадку в условиях ограниченной видимости.
Краткое описание чертежей
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена схема обмена данными с землей для повышения целостности используемой метеорологической информации, где:
1 - система управления самолетом (автопилот или система ручного директорного управления);
2 - вычислитель бортовой;
3 - измеритель статического давления;
4 - измеритель температуры наружного воздуха;
5 - радиоприемник бортовой;
6 - передатчик бортовой;
7 - передатчик наземный;
8 - радиоприемник наземный;
9 - вычислитель наземный;
10 - метеостанция;
11 - каналы передачи электрических сигналов;
12 - радиосигналы.
Осуществление изобретения
Предложенный способ осуществляется следующим образом. Информация о давлении и температуре в предполагаемой точке касания формируется на метеостанции 10 и автоматически передается в диспетчерский пункт. Из диспетчерского пункта она передается на борт и автоматически вводится в бортовой вычислитель 2. Информация, введенная в бортовой вычислитель 2, вновь передается на диспетчерский пункт для автоматического подтверждения правильности ее введения. На борту на основании измеренных резервированными измерителями данных о статическом давлении и температуре заторможенного потока, а также полученной информации формируется информация о синтезированной высоте ЛА над планируемой точкой касания.
Реализация предложенного способа при разработке и эксплуатации самолета, предназначенного для выполнения пассажирских и грузовых перевозок на местных воздушных авиалиниях, позволит получать информацию о геометрической высоте с характеристиками 1 кат. ИКАО без использования ИЛС.
Claims (3)
1. Способ определения геометрической высоты полета при заходе летательного аппарата (ЛА) на посадку, в котором по полученным от наземной службы в районе аэропорта посадки значениям атмосферного давления и температуры воздуха в предполагаемой точке касания ЛА взлетно-посадочной полосы (ВПП) аэропорта, а также по измеренному на борту ЛА значению атмосферного давления воздуха на высоте полета вычисляют геометрическую высоту полета ЛА, отличающийся тем, что на борту ЛА дополнительно измеряют температуру воздуха на высоте полета, вводят полученные с земли и измеренные на борту самолета данные в вычислительное устройство ЛА, в котором сравнивают значения температуры воздуха, полученные на борту самолета, и значения, переданные с земли в предполагаемой точке касания ЛА ВПП аэропорта, при расхождении сравниваемых значений температуры воздуха менее заданного порога вычисляют среднее значение температуры воздуха, затем, используя полученные данные о значении давления на высоте полета и в предполагаемой точке касания ЛА ВПП аэродрома, с учетом полученного среднего значения температуры воздуха расчетным путем определяют геометрическую высоту полета ЛА.
2. Способ измерения геометрической высоты полета по п. 1, отличающийся тем, что в случае расхождения значений температуры воздуха в предполагаемой точке касания ЛА ВПП аэропорта и на высоте полета более заданного порога принимают решение о том, что использование полученных данных небезопасно и необходимо совершить посадку на запасном аэродроме.
3. Способ измерения геометрической высоты полета по п. 1, отличающийся тем, что полученные с земли данные о давлении и температуре воздуха в предполагаемой точке касания ЛА ВПП аэропорта и введенные в вычислительное устройство на борту ЛА с выхода вычислительного устройства передаются наземной службе в районе аэропорта посадки и после подтверждения соответствия значений температуры и давления воздуха, переданных с земли, значениям, полученным на борту самолета, используются для определения значения геометрической высоты.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016122960A RU2620590C1 (ru) | 2016-06-10 | 2016-06-10 | Способ определения геометрической высоты полета при заходе летательного аппарата на посадку |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016122960A RU2620590C1 (ru) | 2016-06-10 | 2016-06-10 | Способ определения геометрической высоты полета при заходе летательного аппарата на посадку |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2620590C1 true RU2620590C1 (ru) | 2017-05-29 |
Family
ID=59031823
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016122960A RU2620590C1 (ru) | 2016-06-10 | 2016-06-10 | Способ определения геометрической высоты полета при заходе летательного аппарата на посадку |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2620590C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2659582C1 (ru) * | 2017-08-09 | 2018-07-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно Инженерная Компания" | Способ повышения достоверности мониторинга систематических погрешностей измерения барометрической высоты |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1833003A1 (ru) * | 1990-02-15 | 1995-12-10 | Казанский Авиационный Институт Им.А.Н.Туполева | Способ стабилизации заданной высоты полета летательного аппарата и устройство для его осуществления |
RU2265855C1 (ru) * | 2004-04-14 | 2005-12-10 | Открытое акционерное общество "ОКБ Сухого" | Способ определения барометрической высоты и вертикальной скорости летательного аппарата |
US20080243316A1 (en) * | 2005-10-25 | 2008-10-02 | Thales | Method For Setting an Aircraft Barometric Altitude |
RU2375690C1 (ru) * | 2008-06-30 | 2009-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Летно-исследовательский институт имени М.М. Громова" | Способ определения аэродинамических погрешностей приемника воздушных давлений в летных испытаниях летательного аппарата |
EP2511657A1 (en) * | 2011-04-15 | 2012-10-17 | Honeywell International, Inc. | Differential altitude estimation utilizing spatial interpolation of pressure sensor data |
RU2487419C1 (ru) * | 2012-02-06 | 2013-07-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Система комплексной обработки информации радионавигационных и автономных средств навигации для определения действительных значений параметров самолетовождения |
-
2016
- 2016-06-10 RU RU2016122960A patent/RU2620590C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1833003A1 (ru) * | 1990-02-15 | 1995-12-10 | Казанский Авиационный Институт Им.А.Н.Туполева | Способ стабилизации заданной высоты полета летательного аппарата и устройство для его осуществления |
RU2265855C1 (ru) * | 2004-04-14 | 2005-12-10 | Открытое акционерное общество "ОКБ Сухого" | Способ определения барометрической высоты и вертикальной скорости летательного аппарата |
US20080243316A1 (en) * | 2005-10-25 | 2008-10-02 | Thales | Method For Setting an Aircraft Barometric Altitude |
RU2375690C1 (ru) * | 2008-06-30 | 2009-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Летно-исследовательский институт имени М.М. Громова" | Способ определения аэродинамических погрешностей приемника воздушных давлений в летных испытаниях летательного аппарата |
EP2511657A1 (en) * | 2011-04-15 | 2012-10-17 | Honeywell International, Inc. | Differential altitude estimation utilizing spatial interpolation of pressure sensor data |
RU2487419C1 (ru) * | 2012-02-06 | 2013-07-10 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг России) | Система комплексной обработки информации радионавигационных и автономных средств навигации для определения действительных значений параметров самолетовождения |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
SU 1833003 A1, 10/12/1995. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2659582C1 (ru) * | 2017-08-09 | 2018-07-03 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно Инженерная Компания" | Способ повышения достоверности мониторинга систематических погрешностей измерения барометрической высоты |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7546183B1 (en) | In-flight verification of instrument landing system signals | |
US9575489B2 (en) | Method of error detection of an aircraft flight management and guidance system and high-integrity flight management and guidance system | |
US9257050B2 (en) | Airplane position assurance monitor | |
EP2496477B1 (en) | Low visibility landing system and method | |
EP3327534B1 (en) | Flight control system with low-frequency anomaly detection of ils localizer data and associated method | |
US20150203214A1 (en) | Method and device for vertically guiding an aircraft during an approach of a runway along a lateral approach trajectory | |
EP3470781A1 (en) | System and method for developing and maintaining temperature-compensated altitude information | |
US5142478A (en) | Computerized aircraft landing and takeoff system | |
EP1807677A1 (en) | Airspace separation control and collision avoidance | |
US7286077B2 (en) | Method and device for aiding the landing of an aircraft on a runway | |
Novák et al. | Measuring and testing the instrument landing system at the airport Zilina | |
RU2559196C1 (ru) | Способ захода на посадку летательного аппарата и система для его осуществления | |
RU2620590C1 (ru) | Способ определения геометрической высоты полета при заходе летательного аппарата на посадку | |
US9612312B2 (en) | Flight guidance system | |
RU2645815C1 (ru) | Способ мониторинга (периодического контроля) систематических погрешностей измерения барометрической высоты | |
US20210026836A1 (en) | Method for validating at least one predetermined position data stored in an aircraft database, associated computer program and device | |
Felux | Total system performance of GBAS-based automatic landings | |
RU2558412C1 (ru) | Многопозиционная система посадки воздушных судов | |
RU2659582C1 (ru) | Способ повышения достоверности мониторинга систематических погрешностей измерения барометрической высоты | |
Geyer et al. | RNAV (GPS) total system error models for use in wake encounter risk analysis of dependent paired approaches to closely-spaced parallel runways: Project memorandum-February 2014 | |
US11035962B2 (en) | Supplemental system for a satellite based approach during low visibility conditions | |
RU2687348C1 (ru) | Способ мониторинга систематических погрешностей измерения барометрической высоты на основании данных о скорости | |
Ostroumov | Risk of Vertical Separation Loss at En-Route Phase of Airplane Flight. | |
Baburov et al. | Recommendations for the Application of the Proposed Technical Solutions in the Satellite-Based Landing Systems and Collision Avoidance Systems | |
Geister et al. | GBAS research station in Braunschweig-Five years of successful GBAS operations |