RU2791603C1 - Method for monitoring performance of onboard receiver of satellite radionavigation system - Google Patents
Method for monitoring performance of onboard receiver of satellite radionavigation system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2791603C1 RU2791603C1 RU2022117326A RU2022117326A RU2791603C1 RU 2791603 C1 RU2791603 C1 RU 2791603C1 RU 2022117326 A RU2022117326 A RU 2022117326A RU 2022117326 A RU2022117326 A RU 2022117326A RU 2791603 C1 RU2791603 C1 RU 2791603C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- value
- aircraft
- roll
- pitch
- srns
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при создании и модернизации средств контроля работоспособности бортового приемоиндикатора спутниковой радионавигационной системы (СРНС).The invention relates to the field of radio engineering and can be used in the creation and modernization of the means of monitoring the performance of the onboard receiver-indicator of a satellite radio navigation system (SRNS).
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу (прототипом) является способ контроля работоспособности бортового приемоиндикатора СРНС (см., например, патент на изобретение №2254591 от 20.06.2005 г.), сущность которого заключается в том, что измеряют высоту hPB полета летательного аппарата (ЛА) с помощью установленного на нем радиовысотомера, определяют высоту hP местности, над которой находится ЛА в момент измерения высоты, используя для этой цели данные о плановых координатах с выхода приемоиндикатора СРНС и цифровую карту местности (ЦКМ), вычисляют абсолютную высоту hA=hPB+hP, сравнивают ее с высотой hПИ, снимаемой с выхода приемоиндикатора СРНС, и формируют сигнал его работоспособности, если меньше устанавливаемого порога П.The closest in technical essence to the claimed method (prototype) is a method for monitoring the performance of the SRNS on-board receiver indicator (see, for example, patent for invention No. apparatus (LA) using a radio altimeter installed on it, determine the height h P of the terrain over which the aircraft is located at the time of measuring the height, using for this purpose data on the planned coordinates from the output of the SRNS receiver indicator and a digital terrain map (DCM), calculate the absolute height h A =h PB +h P , compare it with the height h PI taken from the output of the SRNS receiver indicator, and form a signal of its performance if less than the set threshold P.
К недостаткам прототипа относится снижение вероятности правильного контроля работоспособности бортового приемоиндикатора СРНС в условиях, когда значения крена или (и) тангажа превышают половину ширины диаграммы направленности антенны (ШДНА) радиовысотомера. Это объясняется следующим. Измеряемая радиовысотомером высота hPB соответствует расстоянию между ЛА и характерным участком подстилающей поверхности (ХУПП), представляющим собой ближайший к ЛА участок подстилающей поверхности от которого сигнал радиовысотомера отражается с достаточной для его приема мощностью. В условиях, когда значения крена и тангажа ЛА меньше половины ШДНА радиовысотомера, ХУПП совпадает с находящейся непосредственно под ЛА точкой и измеряемая радиовысотомером высота hPB в среднем соответствуют относительной высоте h0 ЛА (под относительной высотой h0 ЛА в данном случае понимается расстояние между ЛА и точкой, находящейся на подстилающей поверхности непосредственно под ЛА). В условиях, когда значения крена или (и) тангажа ЛА превышают значение половины ШДНА радиовысотомера, ХУПП сдвигается в сторону от точки, находящейся непосредственно под ЛА, что приводит к увеличению измеряемой радиовысотомером высоты hPB по сравнению с относительной высотой h0, то есть радиовысотомер в этих условиях формирует некорректные измерения hPB. При этом, чем больше значения крена или (и) тангажа, тем больше несоответствие между величинами hPB и h0, тем больше вероятность ложного решения о неработоспособности бортового приемоиндикатора СРНС, тем ниже вероятность правильного контроля его работоспособности в целом.The disadvantages of the prototype include a decrease in the probability of correct control of the performance of the onboard receiver indicator SRNS in conditions where the values of roll and (and) pitch exceed half the width of the antenna pattern (SHDNA) of the radio altimeter. This is explained as follows. The height h PB measured by the radio altimeter corresponds to the distance between the aircraft and the characteristic area of the underlying surface (KULP), which is the area of the underlying surface closest to the aircraft from which the signal of the radio altimeter is reflected with sufficient power to receive it. Under conditions when the roll and pitch values of the aircraft are less than half of the radio altimeter’s SHDNA, the HUPP coincides with the point directly under the aircraft and the height h PB measured by the radio altimeter on average corresponds to the relative height h 0 of the aircraft (in this case, the relative height h 0 of the aircraft means the distance between the aircraft and a point located on the underlying surface directly under the aircraft). Under conditions when the roll and/or pitch values of the aircraft exceed the value of half of the radio altimeter’s SHV, the HPU shifts away from the point directly under the aircraft, which leads to an increase in the height h PB measured by the radio altimeter compared to the relative height h 0 , that is, the radio altimeter under these conditions generates incorrect measurements of h PB . At the same time, the greater the values of roll or (and) pitch, the greater the discrepancy between the values of h PB and h 0 , the greater the probability of a false decision about the inoperability of the onboard SRNS receiver, the lower the probability of correct control of its performance in general.
Таким образом, формируемое в соответствии с прототипом решение о неработоспособности борового приемоиндикатора СРНС существенно зависит от углового положения ЛА в условиях, когда значения крена или (и) тангажа превышают половину ширины диаграммы направленности антенны (ШДНА) радиовысотомера. При этом, чем больше значения крена или (и) тангажа, тем ниже вероятность правильного контроля работоспособности бортового приемоиндикатора СРНС.Thus, formed in accordance with the prototype, the decision about the inoperability of the onboard receiver indicator SRNS significantly depends on the angular position of the aircraft in conditions where the values of roll and (and) pitch exceed half the width of the antenna pattern (SHDNA) of the radio altimeter. At the same time, the greater the roll and/or pitch values, the lower the probability of correct monitoring of the SRNS onboard receiver-indicator performance.
Техническим результатом изобретения является повышение вероятности правильного контроля работоспособности бортового приемоиндикатора СРНС.The technical result of the invention is to increase the probability of correct monitoring of the performance of the onboard receiver-indicator of the SRNS.
Указанный результат достигается тем, что в известном способе дополнительно с использованием датчика углового положения (ДУП) измеряют значения тангажа и крена γi ЛА на протяжении его полета, определяют значение индикатора необходимости корректировки величины hPBi по тангажу, для этого сравнивают значение тангажа с половиной ШДНА радиовысотомера, если значение тангажа больше половины ШДНА радиовысотомера, то формируют решение о необходимости корректировки величины hPBi по тангажу, в противном случае формируют решение об отсутствии необходимости корректировки величины hPBi по тангажу, определяют значение индикатора χγi необходимости корректировки величины hPBi по крену, для этого сравнивают значение крена γi с половиной ШДНА радиовысотомера, если значение крена γi больше половины ШДНА радиовысотомера, то принимают решение χγi=1 о необходимости корректировки величины hPBi по крену, в противном случае принимают решение xγi=0 об отсутствии необходимости корректировки величины hPBi по крену, с использованием величин определяют скорректированное значение относительной высоты полета ЛА, с использованием величин и hPi определяют скорректированное значение абсолютной высоты полета ЛА, определяют модуль Mi разности между величинами и , сравнивают модуль Mi с заданным допустимым отклонением Δh, если модуль Mi больше заданного допустимого отклонения Δh, то формируют решение о неработоспособности бортового приемоиндикатора СРНС, в противном случае формируют решение о работоспособности приемоиндикатора СРНС.This result is achieved by the fact that in the known method, in addition using the angular position sensor (APS), the pitch values are measured and roll γ i LA during its flight, determine the value of the indicator the need to adjust the value of h PBi in pitch, for this, the pitch value is compared with half of the radio altimeter SDN, if the pitch value more than half of the radio altimeter SDNA, then form a solution about the need to adjust the value of h PBi in pitch, otherwise a decision is made about the absence of the need to adjust the value of h PBi in pitch, determine the value of the indicator χ γi of the need to adjust the value of h PBi in roll, to do this, compare the value of the roll γ i with half of the radio altimeter's MADN, if the value of the roll γ i is more than half of the MARS of the radio altimeter, then make a decision χ γi =1 about the need to adjust the value of h PBi in roll, otherwise, the decision x γi =0 is made about the absence of the need to adjust the value of h PBi in roll, using the values determine the corrected value relative flight altitude of the aircraft, using the values and h Pi determine the corrected value the absolute altitude of the flight of the aircraft, determine the module M i of the difference between the values And , compare the module M i with the specified allowable deviation Δh, if the module M i is greater than the specified allowable deviation Δh, then form a decision on the inoperability of the onboard SRNS receiver indicator, otherwise form a decision on the operability of the SRNS receiver indicator.
Сущность изобретения заключается в том, что используемая в процессе контроля работоспособности бортового приемоиндикатора СРНС измеренная радиовысотомером высота ЛА корректируется с учетом тангажа и крена ЛА. При этом корректировка по тангажу осуществляется только при условии, если значение тангажа превышает половину ШДНА радиовысотомера, корректировка по крену осуществляется только при условии, если значение крена превышает половину ШДНА радиовысотомера. Это позволяет снизить зависимость формируемого решения о неработоспособности бортового приемоиндикатора СРНС от влияния углового положения ЛА и, как следствие, повысить вероятность правильного контроля работоспособности борового приемоиндикатора СРНС в целом.The essence of the invention lies in the fact that the altitude of the aircraft, measured by the radio altimeter, used in the process of monitoring the performance of the onboard receiver-indicator of the SRNS, is corrected taking into account the pitch and roll of the aircraft. In this case, the pitch correction is carried out only if the pitch value exceeds half of the radio altimeter NRMS, the roll correction is carried out only if the roll value exceeds half of the radio altimeter RLMS. This makes it possible to reduce the dependence of the formed decision about the inoperability of the SRNS onboard receiver indicator on the influence of the aircraft angular position and, as a result, to increase the probability of correct control of the SRNS onboard receiver indicator operability as a whole.
Данный способ включает в себя следующие этапы:This method includes the following steps:
1. Измерение значений высоты полета ЛА с использованием бортового приемоиндикатора СРНС на протяжении полета ЛА, где - число контрольных моментов времени на протяжении полета ЛА;1. Measuring values aircraft flight altitude using the SRNS on-board receiver during the aircraft flight, where - the number of control points of time during the flight of the aircraft;
2. Измерение координат xi и yi ЛА в горизонтальной плоскости с использованием бортового приемоиндикатора СРНС на протяжении полета ЛА.2. Measurement of the coordinates x i and y i of the aircraft in the horizontal plane using the onboard receiver-indicator of the SRNS during the flight of the aircraft.
3. Измерение текущих значений hPBi относительной высоты полета ЛА с использованием радиовысотомера на протяжении полета ЛА;3. Measurement of the current values h PBi of the relative altitude of the flight of the aircraft using a radio altimeter during the flight of the aircraft;
4. Определение значений hPi высоты рельефа местности, соответствующей координатам xi и yi, с использованием ЦКМ;4. Determining the values h Pi of the height of the terrain, corresponding to the coordinates x i and y i , using the DCM;
5. Измерение значений тангажа и крена γi ЛА с использованием датчика углового положения (ДУП) ЛА;5. Measurement of pitch values and roll γ i LA using the angular position sensor (DUP) LA;
6. Определение значения индикатора необходимости корректировки величины hPBi по тангажу в соответствии с выражением6. Determining the value of the indicator the need to adjust the value of h PBi in pitch in accordance with the expression
где Δθ - ШДНА радиовысотомера; - необходимость корректировки величины hPBi по тангажу имеется, - необходимость корректировки относительной высоты полета ЛА по тангажу отсутствует.where Δθ - SHDNA radio altimeter; - there is a need to adjust the value of h PBi in pitch, - there is no need to adjust the relative flight altitude of the aircraft in pitch.
В соответствии с выражением (1) индикатор принимает значение 1, то есть принимается решение о необходимости корректировки величины hPBi по тангажу, только в случае, если значение тангажа превышает половину ШДНА радиовысотомера.In accordance with expression (1), the indicator takes the
7. Определение значения индикатора необходимости корректировки величины hPBi по крену в соответствии с выражением7. Determining the value of the indicator the need to adjust the value of h PBi for roll in accordance with the expression
где xγi=1 - имеется необходимость корректировки величины hPBi по крену, χγi=0 - необходимость корректировки относительной высоты полета ЛА по крену отсутствует.where x γi =1 - there is a need to adjust the value of h PBi in roll, χ γi =0 - there is no need to adjust the relative flight altitude of the aircraft in roll.
В соответствии с выражением (2) индикатор xγi принимает значение 1, то есть принимается решение о необходимости корректировки величины hPBi по крену, только в случае, если значение крена превышает половину ШДНА радиовысотомера.In accordance with expression (2), the indicator x γi assumes the
8. Определение скорректированного значения относительной высоты полета ЛА в соответствии с выражением8. Determination of the adjusted value relative flight altitude of the aircraft in accordance with the expression
9. Определение скорректированного значения абсолютной высоты полета ЛА9. Determination of the corrected value of the aircraft flight altitude
10. Определение значения модуля Mi разности между величинами и в соответствии с выражением10. Determining the value of the modulus M i of the difference between the values And in accordance with the expression
11. Формирование решения о работоспособности или неработоспособности приемоиндикатора СРНС в соответствии с выражением11. Formation of a decision on the operability or inoperability of the SRNS receiver-indicator in accordance with the expression
где Δh - заданное допустимое отклонение между величинами .where Δh is the specified tolerance between the values .
В соответствии с выражением (6) решение q=0 о неработоспособности бортового приемоиндикатора СРНС формируется в том, случае, если модуль разности величин превышает заданное допустимое отклонение Δh, в противном случае формируется решение q=1 о работоспособности бортового приемоиндикатора СРНС.In accordance with expression (6), the decision q=0 about the inoperability of the onboard receiver-indicator of the SRNS is formed in the event that the modulus of the difference in values exceeds the specified allowable deviation Δh, otherwise a decision q=1 is formed on the operability of the onboard receiver-indicator of the SRNS.
Данный способ может быть реализован, например, с помощью комплекса устройств и систем, структурная схема которого приведена на фигуре, где обозначено: 1 - бортовой приемоиндикатор СРНС; 2 - радиовысотомер; 3 - блок управления и обработки информации (БУОИ); 4 - датчик углового положения (ДУП); 5 - цифровая карта местности (ЦКМ).This method can be implemented, for example, using a set of devices and systems, the block diagram of which is shown in the figure, where it is indicated: 1 - onboard receiver indicator SRNS; 2 - radio altimeter; 3 - control and information processing unit (BUOI); 4 - angular position sensor (DUP); 5 - digital map of the area (DSM).
Бортовой приемоиндикатор СРНС 1 предназначен для формирования навигационных измерений, в том числе значений hПИi высоты полета ЛА и его координат xi и yi в горизонтальной плоскости на протяжении полета ЛА. Радиовысотомер 2 предназначен для измерения текущих значений hPBi относительной высоты полета ЛА на протяжении его полета. БУОИ 3 предназначен для управления совместной работой элементов комплекса и для обработки информации. ДУП 4 предназначен для измерения значений тангажа и крена γi ЛА на протяжении его полета. ЦКМ 5 предназначена для хранения и своевременной выдачи значений hPi высоты рельефа местности (каждое отдельное значение hPi соответствует паре координат xi и yi).The onboard receiver-indicator SRNS 1 is designed to generate navigation measurements, including the values h PIi of the aircraft flight altitude and its coordinates x i and y i in the horizontal plane during the flight of the aircraft. The
Комплекс работает следующим образом. БУОИ 3 управляет совместной работой элементов комплекса. Бортовой приемоиндикатор 1 формирует навигационные измерения, в том числе значения hПИi высоты полета ЛА и его координаты xi и yi в горизонтальной плоскости на протяжении полета ЛА. Радиовысотомер 2 измеряет текущие значения hPBi относительной высоты полета ЛА на протяжении его полета. ДУП 4 измеряет значения тангажа и крена γi ЛА на протяжении его полета. Под воздействием управляющих сигналов БУОИ 3 информация с выходов бортового приемоиндикатора СРНС 1, радиовысотомера 2, ДУП 4 и ЦКМ 5 поступает на БУОИ 3 в i-е контрольные моменты времени. При этом с выхода бортового приемоиндикатора СРНС 1 на вход БУОИ 3 поступает значения hПИi высоты полета ЛА и его координаты xi и yi в горизонтальной плоскости. С выхода радиовысотомера 2 на вход БУОИ 3 поступают текущие значения hPBi относительной высоты полета ЛА. С выхода ДУП 4 на вход БУОИ 3 поступают значения тангажа и крена γi ЛА. С выхода ЦКМ 5 на вход БУОИ 3 поступают соответствующие паре координат xi и γi значения hPi высоты рельефа местности. БУОИ 3 обрабатывает поступающую информацию в соответствии с выражениями (1) - (5) и формирует решение о работоспособности или неработоспособности бортового приемоиндикатора СРНС в соответствии с выражением (6).The complex works as follows. BUOI 3 manages the joint work of the elements of the complex. The
Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений не известен способ контроля работоспособности бортового приемоиндикатора СРНС, сущность которого заключается в том, что используемая в процессе контроля работоспособности бортового приемоиндикатора СРНС измеренная радиовысотомером высота ЛА корректируется с учетом тангажа и крена ЛА. При этом корректировка по тангажу осуществляется только при условии, если значение тангажа превышает половину ШДНА радиовысотомера, корректировка по крену осуществляется только при условии, если значение крена превышает половину ШДНА радиовысотомера.The proposed technical solution is new, since from publicly available information there is no known method for monitoring the operability of the SRNS onboard receiver, the essence of which is that the aircraft height measured by the radio altimeter, used in the process of monitoring the operability of the SRNS onboard receiver, is corrected taking into account the pitch and roll of the aircraft. In this case, the pitch correction is carried out only if the pitch value exceeds half of the radio altimeter NRMS, the roll correction is carried out only if the roll value exceeds half of the radio altimeter RLMS.
Предлагаемое техническое решение имеет изобретательский уровень, поскольку из опубликованных научных данных и известных технических решений явным образом не следует, что если в процессе контроля работоспособности бортового приемоиндикатора СРНС использовать скорректированную с учетом тангажа и крена ЛА измеренную радиовысотомером высоту ЛА, при этом корректировку по тангажу осуществлять только при условии, если значение тангажа превышает половину ШДНА радиовысотомера, корректировку по крену осуществлять только при условии, если значение крена превышает половину ШДНА радиовысотомера, то это приведет к повышению вероятности правильного контроля работоспособности бортового приемоиндикатора СРНС.The proposed technical solution has an inventive step, since it does not explicitly follow from the published scientific data and known technical solutions that if, in the process of monitoring the operability of the SRNS onboard receiver indicator, the aircraft height measured by the radio altimeter, corrected for the pitch and roll of the aircraft, is used, while the pitch adjustment is carried out only Provided that the pitch value exceeds half of the radio altimeter's SNR, roll correction should be carried out only if the roll value exceeds half of the radio altimeter's SNR, this will increase the probability of correct monitoring of the SRNS airborne receiver performance.
Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, так как для его реализации могут быть использованы элементы, широко распространенные в области электронной и электротехники.The proposed technical solution is industrially applicable, since elements widely used in the field of electronic and electrical engineering can be used for its implementation.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2791603C1 true RU2791603C1 (en) | 2023-03-13 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2254591C2 (en) * | 2003-07-31 | 2005-06-20 | ОАО "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" | Mode of controlling working capacity of airborne receiver indicator of satellite radio navigational system |
US7145501B1 (en) * | 2005-09-26 | 2006-12-05 | Honeywell International Inc. | Methods and systems for measuring terrain height |
RU2346242C1 (en) * | 2007-05-28 | 2009-02-10 | Лев Михайлович Козиоров | Method and device for aircraft altitude formation |
DE102010023755A1 (en) * | 2010-06-15 | 2011-12-15 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Flight altitude determination unit for helicopter, from height above ground level, has flight altitude measurement unit provided opposite to plane for measuring native altitude and established as function of flight data |
RU2654955C2 (en) * | 2016-11-14 | 2018-05-23 | Акционерное общество "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" | Method of the aircrafts navigation by the location elevations maps accuracy increasing and the navigation system using this method |
EP3862784A1 (en) * | 2020-02-04 | 2021-08-11 | Honeywell International Inc. | Methods and systems for monitoring a fault condition of a radar altitude device |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2254591C2 (en) * | 2003-07-31 | 2005-06-20 | ОАО "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" | Mode of controlling working capacity of airborne receiver indicator of satellite radio navigational system |
US7145501B1 (en) * | 2005-09-26 | 2006-12-05 | Honeywell International Inc. | Methods and systems for measuring terrain height |
RU2346242C1 (en) * | 2007-05-28 | 2009-02-10 | Лев Михайлович Козиоров | Method and device for aircraft altitude formation |
DE102010023755A1 (en) * | 2010-06-15 | 2011-12-15 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. | Flight altitude determination unit for helicopter, from height above ground level, has flight altitude measurement unit provided opposite to plane for measuring native altitude and established as function of flight data |
RU2654955C2 (en) * | 2016-11-14 | 2018-05-23 | Акционерное общество "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" | Method of the aircrafts navigation by the location elevations maps accuracy increasing and the navigation system using this method |
EP3862784A1 (en) * | 2020-02-04 | 2021-08-11 | Honeywell International Inc. | Methods and systems for monitoring a fault condition of a radar altitude device |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
БОЛЕЛОВ Э.А., СКОГОРЕВ К.К. Вариант синтеза бортовой системы контроля и диагностирования пилотажно-навигационного комплекса // Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации. 2006. N 99. С.25-30. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1881342B1 (en) | System and method for estimating airborne radar antenna pointing errors | |
US11796657B2 (en) | Control device, control method, program, and storage medium | |
JP3548577B2 (en) | Fail-safe operation differential GPS ground station system | |
JP2650028B2 (en) | Navigation mode selection device | |
US4924699A (en) | Position measuring method using a satellite | |
US20150233730A1 (en) | Method of sensor data fusion | |
EP3757613A1 (en) | Method and device for determining road gradient, storage medium, and computer device | |
US5422639A (en) | Navigation equipment which determines current position dependent on difference between calculated value of self-contained navigation and measured value of radio navigation | |
KR102028324B1 (en) | Synthetic Aperture Radar Image Enhancement Method and Calculating Coordinates Method | |
KR20170102995A (en) | Ship auxiliary docking method and system | |
CN107968933B (en) | A kind of wireless routing monitoring method | |
GB2060306A (en) | A surface navigation system for aircraft | |
RU2791603C1 (en) | Method for monitoring performance of onboard receiver of satellite radionavigation system | |
JPS62298717A (en) | Gps position measuring instrument | |
US5543803A (en) | Fail safe receiver system | |
JP2000275340A (en) | Laser radar device | |
US5257028A (en) | Method of extracting phase errors caused by the atmosphere in the backscatter signal of a coherent imaging radar system carried by a carrier from radar raw data and apparatus for carrying out the method | |
CN108592862B (en) | AHRS installation deflection angle measuring method | |
JP3823965B2 (en) | Laser radar equipment | |
US4325066A (en) | Overwater radar navigation system | |
US20060017609A1 (en) | Methods and systems for automatic zero calibration of radar altimeters | |
CN112180412B (en) | Relative positioning and orientation compensation method based on satellite navigation positioning system | |
CN117406258B (en) | Electric bicycle lane level management device based on Beidou positioning | |
JPH01229910A (en) | Navigating device | |
KR102252394B1 (en) | Method for surveying position of vehicle employing calibration of Global Positioning System position with not vehicle moving does |