RU2659582C1 - Способ повышения достоверности мониторинга систематических погрешностей измерения барометрической высоты - Google Patents
Способ повышения достоверности мониторинга систематических погрешностей измерения барометрической высоты Download PDFInfo
- Publication number
- RU2659582C1 RU2659582C1 RU2017128433A RU2017128433A RU2659582C1 RU 2659582 C1 RU2659582 C1 RU 2659582C1 RU 2017128433 A RU2017128433 A RU 2017128433A RU 2017128433 A RU2017128433 A RU 2017128433A RU 2659582 C1 RU2659582 C1 RU 2659582C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aircraft
- barometric
- data
- space
- monitoring
- Prior art date
Links
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 abstract 1
- FNYLWPVRPXGIIP-UHFFFAOYSA-N Triamterene Chemical compound NC1=NC2=NC(N)=NC(N)=C2N=C1C1=CC=CC=C1 FNYLWPVRPXGIIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000010006 flight Effects 0.000 description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C5/00—Measuring height; Measuring distances transverse to line of sight; Levelling between separated points; Surveyors' levels
- G01C5/06—Measuring height; Measuring distances transverse to line of sight; Levelling between separated points; Surveyors' levels by using barometric means
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области авиационного оборудования и может быть применено в системе организации воздушного движения в условиях сокращенных интервалов вертикального эшелонирования. Способ повышения достоверности мониторинга систематических погрешностей измерения барометрической высоты на самолетах заключается в выделении для мониторинга области пространства с бортов ВС, вещают данные о горизонтальных координатах, геометрической и барометрической высотах, а также данные о векторе путевой скорости, курсе и воздушной скорости, переданная информация принимается наземной радиостанцией. Весь объем данных, полученных в выделенной области пространства, разделяется на сеансы наблюдений, каждый из которых определен в пространстве и времени. При наземной обработке данных для каждого ВС с помощью вычислительного комплекса определяют разность геометрической и барометрической высот, а также осредненное значение скорости ветра. При обнаружении повышенной скорости ветра как признака попадания атмосферного фронта в зону наблюдения, данные соответствующего сеанса исключаются из дальнейшего рассмотрения. Далее проводят статистическую обработку полученных данных и определяют погрешность измерения барометрической высоты на ВС. Для каждого ВС отбираются сеансы с его участием и по результатам статистической обработки выделяется систематическая составляющая погрешности измерения барометрической высоты, которая сравнивается с заданным порогом. ВС, для которых заданный порог погрешности превышен, признаются непрошедшими проверку. Технический результат – повышение достоверности результатов мониторинга систематических погрешностей измерения барометрической высоты за счет исключения из статистической обработки недостоверных измерений, обусловленных влиянием атмосферного фронта. 2 ил.
Description
Область техники
Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено в системе организации воздушного движения (ВД) в условиях сокращенных интервалов вертикального эшелонирования.
Уровень техники
В связи с ростом интенсивности полетов гражданских воздушных судов (ВС) и переходом, в соответствии с правилами ИКАО, на сокращенные интервалы вертикального эшелонирования (RVSM) чрезвычайно важным является выполнение жестких требований к точности выдерживания заданной барометрической высоты эшелона.
Наиболее трудно контролируемой составляющей суммарной погрешности выдерживания высоты является погрешность ее измерения: она не выявляется ни экипажем, ни диспетчером, ни системой предотвращения столкновений ВС в воздухе. При этом наиболее важной составляющей погрешности измерения высоты является систематическая, которая является причиной отклонения от высоты эшелона на протяжении большого числа полетов и делает такое ВС опасным с точки зрения возможных столкновений. Эта погрешность связана в большинстве случаев с особенностями обтекания фюзеляжа в точке установки приемников воздушного давления (аэродинамическая погрешность) или ее учета (аэродинамическая поправка). Поэтому мониторинг систематических погрешностей измерения барометрической высоты при полетах в пространстве RVSM является обязательным (Doc 9574 AN/934 «Руководство по применению минимума вертикального эшелонирования в 300 м (1000 фут) между ЭП290 и ЭП410 включительно», издание 3, 2013, п. 6.1.1).
Используемые в настоящее время методы мониторинга предполагают либо наличие на борту ВС спутникового навигационного оборудования и присутствие наблюдателя, контролирующего его работу, либо организацию специальных наземных станций, использующих технологию MLAT (мультилатерация), позволяющую определять координаты ВС, находящихся в зоне действия этих станций. Основными недостатками данных методов являются высокая стоимость оборудования и сложность организации системы наблюдения для покрытия больших пространств.
Известен «Способ периодического контроля (мониторинга) средств измерения барометрической высоты самолетов при их эксплуатации» (описание патента РФ на изобретение, №2221221, www1.fips.ru), основанный на измерении геометрической высоты с помощью спутникового навигационного приемника и барометрической высоты спомощью штатного измерителя, заключающийся в том, что на борту ВС регистрируют информацию от штатного спутникового навигационного приемника, а также информацию о геометрической и барометрической высотах, полученную по каналу автоматического зависимого наблюдения, вычисляют для пары ВС, состоящей из оцениваемого ВС и одного (i-го) из n встречных ВС, величину δi, характеризующую предварительную оценку погрешности измерения барометрической высоты, на оцениваемом ВС, полученные для n пар значения осредняются и осредненная величина принимается за окончательную оценку искомой величины погрешности штатного измерителя барометрической высоты.
В числе основных недостатков данного способа необходимо отметить следующие:
- информация обрабатывается и накапливается на борту ВС, в то время как она должна сосредотачиваться в государственном органе, контролирующем работу перевозчиков и отвечающем за безопасность ВД;
- необходимо оснащение ВС дополнительным оборудованием, в т.ч. каналами приема радиосигналов от окружающих ВС и аппаратными средствами для обработки и хранения полученной информации, что ведет к усложнению системы.
В качестве прототипа выбран «Способ мониторинга (периодического контроля) систематических погрешностей измерения барометрической высоты» (заявка РФ, №2016150693, www1.fips.ru), заключающийся в том, что выделяют область пространства для мониторинга, с бортов ВС, находящихся в заданной области пространства, вещают данные о горизонтальных координатах, геометрической и барометрической высотах, переданная информация принимается наземной радиостанцией, на наземной радиостанции для каждого ВС с помощью вычислительного комплекса определяют разность геометрической и барометрической высот, проводят статистическую обработку полученных данных и определяют погрешность измерения барометрической высоты на ВС, весь объем данных, полученных в выделенной области пространства, разделяется на сеансы наблюдений, каждый из которых определен в пространстве и времени; на первом этапе производится предварительная оценка систематической погрешности измерения барометрической высоты, заключающаяся в следующем: по полученным наземной радиостанцией в заданном диапазоне высоты и горизонтальных координат данным строится зависимость разностей между геометрической и барометрической высотами для всех наблюдаемых самолетов в функции координат и времени; для каждого ВС в каждом сеансе наблюдения определяется разность между разностью геометрической и барометрической высот для ВС и ожидаемой разностью, определенной по полученной функциональной зависимости; на втором этапе - для каждого ВС отбираются сеансы с его участием и по результатам статистической обработки предварительных оценок погрешности выделяется систематическая составляющая погрешности измерения барометрической высоты, которая сравнивается с заданным порогом; ВС, для которых заданный порог погрешности превышен, признаются непрошедшими проверку.
Основной недостаток прототипа заключается в том, что при его использовании в условиях прохождения атмосферного фронта через зону мониторинга возникают большие методические погрешности, обусловленные нарушением гладкости изобары и четкого соответствия между высотой и давлением.
Целью предлагаемого способа является повышение достоверности результатов за счет исключения измерений с повышенной погрешностью, возникающих при прохождении атмосферного фронта через зону мониторинга.
Раскрытие изобретения
Техническим результатом заявляемого способа является повышение достоверности результатов мониторинга систематических погрешностей измерения барометрической высоты за счет исключения из статистической обработки недостоверных измерений, обусловленных влиянием атмосферного фронта. Ключевым моментом является тот факт, что наклон изобары обусловливает появление ветра (из зоны с высоким давлением в зону с низким давлением), атмосферный фронт сопровождается резким усилением ветра. Выявление фронта в зоне наблюдения основывается на анализе ветра.
Указанный результат достигается тем, что в выделенной для мониторинга области пространства с бортов ВС вещают данные о горизонтальных координатах, геометрической и барометрической высотах, а также данные о векторе путевой скорости, курсе и воздушной скорости, переданная информация принимается наземной радиостанцией. Весь объем данных, полученных в выделенной области пространства, разделяется на сеансы наблюдений, каждый из которых определен в пространстве и времени. На наземной радиостанции для каждого ВС с помощью вычислительного комплекса определяют разность геометрической и барометрической высот, а также осредненное значение скорости ветра. Алгоритм определения средней скорости ветра выбирается исходя из следующих условий. Для каждого самолета в каждый момент времени, а соответственно для каждой точки его положения в пространстве, вычисляется скорость ветра следующим образом.
Вектор путевой скорости передается в виде двух составляющих - северной Vпс и восточной Vпв.
Воздушная скорость раскладывается по этим осям с помощью соотношений:
Vвс=Vвcosϕ;
Vвв=Vвsinϕ,
где
ϕ - курсовой угол, передаваемый с борта;
Vв - модуль вектора воздушной скорости, передаваемый с борта.
Составляющие ветра на север и восток вычисляются по соотношениям
Wс=Vпс-Vвс;
Wв=Vпв-Vвв.
Полученные для каждого i-ого самолета из n самолетов в сеансе составляющие осредняются
Среднее значение скорости ветра вычисляется по соотношению
Полученное значение Wср сравнивается с пороговым, и при превышении порогового значения материалы данного сеанса алгоритмом наземного вычислителя признаются недостоверными и исключаются из дальнейшего анализа.
Далее проводят статистическую обработку полученных данных и определяют погрешность измерения барометрической высоты на ВС. Для каждого ВС отбираются сеансы с его участием и по результатам статистической обработки выделяется систематическая составляющая погрешности измерения барометрической высоты, которая сравнивается с заданным порогом. ВС, для которых заданный порог погрешности превышен, признаются непрошедшими проверку.
Краткое описание чертежей
Сущность изобретения поясняется фиг. 1 и фиг. 2, на которых представлены два варианта зависимости изобары от горизонтальных координат или времени (искажения изобары в пространстве и времени одинаково влияют на результат),
где
Н - геометрическая высота;
Р - изобара (поверхность постоянного давления) ;
L - перемещение в пространстве (например вдоль трассы) или во времени.
Фигура 1 показывает плавную зависимость в спокойной атмосфере, когда проблем сопоставления и осреднения результатов не возникает.
При прохождении атмосферного фронта (фиг. 2) плавность зависимости нарушается, что приводит к недопустимости сопоставления данных, полученных даже при небольшой разнице в пространстве или времени, и соответствующим погрешностям выходных результатов. Выявленное с помощью анализа скорости ветра прохождение атмосферного фронта дает возможность исключить недостоверные данные из дальнейшей обработки.
Осуществление изобретения
Предложенный способ осуществляется следующим образом. Наряду со сбором и обработкой информации, предусмотренными в прототипе, используются данные о векторе путевой скорости, воздушной скорости и курсовом угле, также передаваемые с борта. На основании этих данных вычисляется скорость ветра. Если скорость ветра превышает заданный порог, вычислитель принимает решение о наличии атмосферного фронта и отбраковке материалов, полученных в данном сеансе. В дальнейшую статистическую обработку, которая осуществляется способом, описанным в прототипе, попадают только достоверные материалы.
Claims (1)
- Способ повышения достоверности мониторинга систематических погрешностей измерения барометрической высоты на парке самолетов, оборудованных штатными измерителями барометрической высоты, курса и истинной воздушной скорости, спутниковыми навигационными приемниками, а также передатчиками, например АЗН-В, при полетах в воздушном пространстве с сокращенными минимумами вертикального эшелонирования, заключающийся в том, что выделяют область пространства для мониторинга, с бортов ВС, находящихся в заданной области пространства, вещают данные о горизонтальных координатах, геометрической и барометрической высотах, переданная информация принимается наземной радиостанцией, при наземной обработке результатов для каждого ВС с помощью вычислительного комплекса определяют разность геометрической и барометрической высот, проводят статистическую обработку полученных данных и определяют погрешность измерения барометрической высоты на ВС, весь объем данных, полученных в выделенной области пространства, разделяется на сеансы наблюдений, каждый из которых определен в пространстве и времени; для каждого ВС отбираются сеансы с его участием и по результатам статистической обработки предварительных оценок погрешности выделяется систематическая составляющая погрешности измерения барометрической высоты, которая сравнивается с заданным порогом, отличающийся тем, что с бортов ВС, находящихся в заданной области пространства, на наземное устройство передают данные о векторе путевой скорости, курсе и воздушной скорости, в наземном устройстве, на основании полученных данных, вычисляется осредненное значение скорости ветра и при превышении полученной осредненной скорости ветра порогового значения материалы данного сеанса признаются недостоверными и исключаются из анализа погрешности измерения барометрической высоты.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017128433A RU2659582C1 (ru) | 2017-08-09 | 2017-08-09 | Способ повышения достоверности мониторинга систематических погрешностей измерения барометрической высоты |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017128433A RU2659582C1 (ru) | 2017-08-09 | 2017-08-09 | Способ повышения достоверности мониторинга систематических погрешностей измерения барометрической высоты |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2659582C1 true RU2659582C1 (ru) | 2018-07-03 |
Family
ID=62815483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017128433A RU2659582C1 (ru) | 2017-08-09 | 2017-08-09 | Способ повышения достоверности мониторинга систематических погрешностей измерения барометрической высоты |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2659582C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2767506C1 (ru) * | 2020-09-08 | 2022-03-17 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Способ контроля достоверности навигационных измерений, формируемых навигационной аппаратурой потребителя спутниковой радионавигационной системы воздушного судна |
| RU2792022C1 (ru) * | 2022-05-04 | 2023-03-15 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) | Способ контроля достоверности навигационных измерений, формируемых навигационной аппаратурой потребителя спутниковой радионавигационной системы воздушного судна |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2221221C1 (ru) * | 2002-04-25 | 2004-01-10 | Научно-исследовательский институт авиационного оборудования | Способ периодического контроля (мониторинга) средств измерения барометрической высоты самолетов при их эксплуатации |
| US6691004B2 (en) * | 1995-07-31 | 2004-02-10 | Honeywell International, Inc. | Method for determining a currently obtainable climb gradient of an aircraft |
| RU2373498C2 (ru) * | 2007-10-08 | 2009-11-20 | Открытое Акционерное Общество "Конструкторское Бюро "Луч" | Навигационный комплекс, устройство вычисления скорости и координат, бесплатформенная инерциальная курсовертикаль, способ коррекции инерциальных датчиков и устройство для его осуществления |
| RU2620590C1 (ru) * | 2016-06-10 | 2017-05-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно Инженерная Компания" | Способ определения геометрической высоты полета при заходе летательного аппарата на посадку |
-
2017
- 2017-08-09 RU RU2017128433A patent/RU2659582C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6691004B2 (en) * | 1995-07-31 | 2004-02-10 | Honeywell International, Inc. | Method for determining a currently obtainable climb gradient of an aircraft |
| RU2221221C1 (ru) * | 2002-04-25 | 2004-01-10 | Научно-исследовательский институт авиационного оборудования | Способ периодического контроля (мониторинга) средств измерения барометрической высоты самолетов при их эксплуатации |
| RU2373498C2 (ru) * | 2007-10-08 | 2009-11-20 | Открытое Акционерное Общество "Конструкторское Бюро "Луч" | Навигационный комплекс, устройство вычисления скорости и координат, бесплатформенная инерциальная курсовертикаль, способ коррекции инерциальных датчиков и устройство для его осуществления |
| RU2620590C1 (ru) * | 2016-06-10 | 2017-05-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно Инженерная Компания" | Способ определения геометрической высоты полета при заходе летательного аппарата на посадку |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2767506C1 (ru) * | 2020-09-08 | 2022-03-17 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Способ контроля достоверности навигационных измерений, формируемых навигационной аппаратурой потребителя спутниковой радионавигационной системы воздушного судна |
| RU2792022C1 (ru) * | 2022-05-04 | 2023-03-15 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) | Способ контроля достоверности навигационных измерений, формируемых навигационной аппаратурой потребителя спутниковой радионавигационной системы воздушного судна |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20150203214A1 (en) | Method and device for vertically guiding an aircraft during an approach of a runway along a lateral approach trajectory | |
| US11176836B2 (en) | Flight control system with low-frequency instrument landing system localizer anomaly detection and method of use | |
| US9342988B2 (en) | Method and device for determining a linear terrain profile along a lateral approach trajectory of an airport | |
| EP3470781A1 (en) | System and method for developing and maintaining temperature-compensated altitude information | |
| CN101535846A (zh) | 空中湍流位置系统和方法 | |
| US9377783B2 (en) | Method for securing a ground speed used an algorithm for guiding landing of an aircraft, associated computer program and device | |
| CN106586026B (zh) | 一种飞机相对跑道侧向偏差速率的测量方法 | |
| CN105807087B (zh) | 确定为优化飞行器的起飞重量需考虑的风速的方法和装置 | |
| US20130311013A1 (en) | Measurement Assisted Aerodynamic State Estimator | |
| US9159239B2 (en) | Method for dynamically determining the position of the stop point of an aircraft on a terrain, and associated system | |
| CN113205706A (zh) | 基于航班qar数据的ils信号品质监测方法 | |
| RU2659582C1 (ru) | Способ повышения достоверности мониторинга систематических погрешностей измерения барометрической высоты | |
| US20220406202A1 (en) | A method for assisting the landing of an aircraft on a landing runway | |
| RU2645815C1 (ru) | Способ мониторинга (периодического контроля) систематических погрешностей измерения барометрической высоты | |
| RU2348981C1 (ru) | Способ автономного формирования посадочной информации для летательного аппарата и система для его осуществления (варианты) | |
| RU2687348C1 (ru) | Способ мониторинга систематических погрешностей измерения барометрической высоты на основании данных о скорости | |
| US11715381B1 (en) | Method for identifying aircraft that exceed a specified noise condition in a defined geographical area | |
| RU2541691C1 (ru) | Способ повышения целостности выходных сигналов бортовых спутниковых навигационных приемников | |
| Taib et al. | An analysis of geometric altitude data in ADS-B messages | |
| CN109782271A (zh) | 无线电导航距离测量电波折射误差修正方法 | |
| Felux | Total system performance of GBAS-based automatic landings | |
| RU2680162C1 (ru) | Способ мониторинга систематических погрешностей измерения барометрической высоты при неоднозначности начала отсчета геометрической высоты | |
| RU2620590C1 (ru) | Способ определения геометрической высоты полета при заходе летательного аппарата на посадку | |
| RU2558412C1 (ru) | Многопозиционная система посадки воздушных судов | |
| RU2221221C1 (ru) | Способ периодического контроля (мониторинга) средств измерения барометрической высоты самолетов при их эксплуатации |