RU7755U1 - PILOT AND NAVIGATION COMPLEX - Google Patents
PILOT AND NAVIGATION COMPLEX Download PDFInfo
- Publication number
- RU7755U1 RU7755U1 RU97113121/20U RU97113121U RU7755U1 RU 7755 U1 RU7755 U1 RU 7755U1 RU 97113121/20 U RU97113121/20 U RU 97113121/20U RU 97113121 U RU97113121 U RU 97113121U RU 7755 U1 RU7755 U1 RU 7755U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aircraft
- input
- output
- recognition unit
- decision
- Prior art date
Links
Landscapes
- Navigation (AREA)
Abstract
Пилотажно-навигационный комплекс, включающий приемную часть спутниковой навигационной системы (СНС), бесплатформенную инерциальную систему (БИНС), систему высотно-скоростных сигналов (СВС), радиовысотомер (РВ), метеорологическую радиолокационную станцию (РЛС), корреляционно-навигационную систему (КЭНС), соединенные мультиплексным каналом информационного обмена (МКИО) с центральным процессором, базу данных, блок управления, последовательно соединенный с формирователем изображения и индикатором на лобовом стекле, а также с дисплеем, системой автоматического управления (САУ), отличающийся тем, что в него введены блок распознавания конфигураций (БРК) летательного аппарата (ЛА), блок распознавания режимов полета (БРРП), анализатор состояния аппаратуры (АСА) ЛА, блок распознавания аварийных ситуаций (БРАС), вычислитель принятия решений о предотвращении аварийных ситуаций (АС) (ВПРП), причем блок распознавания аварийных ситуаций (БРАС) соединен первым, вторым, третьим, четвертым, пятым входами с выходами анализатора состояний аппаратуры (АСА), блока распознавания состояния конфигурации ЛА (БРСК), блок распознавания режима полета (БРРП), устройством сопряжения информации (УСИ), базой знаний (БЗ), а первый его выход соединен с вычислителем принятия решений (ВПР), второй выход соединен с блоком управления, первый вход вычислителя принятия решений (ВПР) соединен с УСИ, второй вход связан с БЗ, третий вход - с базой данных (БД), блок распознавания конфигураций (БРК) первым входом связан с УСИ, а вторым - с выходом САУ, входы БРРП, БРАС и БД связаны с УСИ, а выход БЗ связан с первым входом вычислителя комплексной обработки информац�Flight-navigation complex, including the receiving part of the satellite navigation system (SNA), strapdown inertial system (SINS), high-speed signal system (SHS), radio altimeter (RV), meteorological radar station (radar), correlation and navigation system (CENS) connected by the multiplex channel of information exchange (ICIE) with the central processor, a database, a control unit connected in series with the imager and the indicator on the windshield, as well as with the display, system automatic control system (ACS), characterized in that it includes a recognition unit for configurations (DBK) of the aircraft (LA), a unit for recognizing flight modes (BRRP), an equipment status analyzer (ASA) of an aircraft, an emergency recognition unit (BRAS), emergency decision-making (AC) decision-making computer (ACRP), and the emergency recognition unit (BRAS) is connected by the first, second, third, fourth, fifth inputs to the outputs of the equipment state analyzer (ACA), conf aircraft (BRSK), flight mode recognition unit (BRRP), information interface device (ASI), knowledge base (KB), and its first output is connected to a decision-making computer (VLR), the second output is connected to a control unit, the first input of the calculator decision-making (VPR) is connected to the ASD, the second input is connected to the BR, the third input is connected to the database (DB), the configuration recognition unit (DBK) is connected to the ASI by the first input, and the ACS output is the second, BRRP, BRAS and DB inputs are connected with USI, and the output of the knowledge base is connected with the first input of the computer
Description
Пилотажно-навигационный комплексFlight and navigation complex
Изобретение относится к области авиационной техники, в частности к бортовому оборудовани О (БО) летательных аппаратов и предназначается для установки на гражданские самолёты.The invention relates to the field of aviation technology, in particular to on-board equipment O (BO) aircraft and is intended for installation on civilian aircraft.
Известен навигационный комплекс 1 со счислением пути и беспоисковой экстремальной коррекцией по геофизическому полю. С целью повышения надёжности в комплексе заложены функциональная избыточность и контроль работоспособности подсистем. Счисление координат может производиться в режимах: инерциальном, инерциальнодоплеровском, курсо-доплеровском и курсо-воздушном (аэрометрическом). В любом случае производится определение компонентов скорости в выбранной главной системе координат и их счисление. Точное счисление координат производится алгоритмом экстремальной коррекции, алгоритмом корреляционно-экстремальной навигационной системы (КЭНС) и обычное счисление (входные величины X ,У г) являются резервными. Компоненты скорости, выдаваемые грубой навигационной системой, поступают вKnown navigation system 1 with dead reckoning and searchless extreme correction in the geophysical field. In order to increase reliability, the complex includes functional redundancy and control of subsystem performance. The coordinates can be calculated in the following modes: inertial, inertial-Doppler, course-Doppler, and course-air (aerometric). In any case, the components of the velocity are determined in the selected main coordinate system and their number. Exact coordinates are calculated by the extreme correction algorithm, the correlation-extreme navigation system (CENS) algorithm, and the usual notation (input quantities X, Y g) are reserve. Speed components issued by the rough navigation system enter
МКИ G-05 D 1/00 MKI G-05 D 1/00
систему (алгоритм) экстремальной коррекции,куда подаётся также сигнал датчика поля и сигналы цифровой карты поля. Алгоритм КЭНС реализован в БЦВМ, цифровая карта хранится во внешней памяти и переписывается в долговременную оперативную пам5ггь по мере необходимости, фиг.А.an extreme correction system (algorithm), where the field sensor signal and digital field map signals are also fed. The KENS algorithm is implemented in a digital computer, a digital card is stored in external memory and is overwritten into a long-term memory as necessary, Fig. A.
Для осуществления высокоточного оценивания курса в КЭНС, кроме компонент скорости подаётся сигнал курса от курсовой системы.To carry out high-precision course estimation in CENS, in addition to the velocity components, a course signal is sent from the exchange rate system.
В навигационном комплексе координаты ЛА определяются путём прямого их вычисления при помощи геометрических соотнощений, когда исходной информацией являются параметры систем навигации, и путём непрерывного вычисления линии движения- траектории. Траектория полёта вычисляется по данным о векторе скорости и координатах начальной точки движения с помощью бортовой цифровой вьшислительной мащины (БЦВМ), по показаниям, получаемым от навигационных датчиков. БЦВМ в этом случае рещает две группы задач: первые - геометрические задачи вычисления текущих координат ЛА по сигналам навигационных датчиков, вторые - это задачи статистической фильтрации погрещностей датчиков, для чего необходимо располагать моделями погрешностей навигационных датчиков с учётом их конкретного устройства.In the navigation complex, the coordinates of the aircraft are determined by directly calculating them using geometric relationships, when the initial information is the parameters of the navigation systems, and by continuously calculating the line of movement of the trajectory. The flight path is calculated according to the data on the velocity vector and the coordinates of the starting point of movement using the on-board digital high-speed vehicle (BCM), according to the readings received from the navigation sensors. The BCMC in this case solves two groups of problems: the first are the geometric tasks of calculating the current coordinates of the aircraft from the signals of navigation sensors, the second is the task of statistical filtering of sensor errors, for which it is necessary to have models of errors of navigation sensors taking into account their specific device.
Однако в данном комплексе отсутствует анализ состояния объекта управления с целью обнаружения нарущений в оборудовании и оперативного предотвращения развития данных нарущений до срабатывания аварийных систем защиты. Отсутствует анализ событий на объекте управления с целью оперативного выявлени 1 первопричин аварийных ситуаций. Отсутствует формирование рекомендаций экипажу для предотвращения аварийных ситуаций.However, in this complex there is no analysis of the state of the control object in order to detect violations in the equipment and to quickly prevent the development of these violations before the emergency protection systems respond. There is no analysis of events at the control object in order to quickly identify 1 root causes of emergency situations. There is no formation of recommendations to the crew to prevent emergency situations.
Известна система APALS 2, прецизионная система захода на посадку и посадки, взятая за прототип, обеспечивающая посадку самолёта при плохой видимости. Это автономная навигационная система, которая использует бортовое оборудование для определения местоположения ЛА и измерения высоты относительно ориентиров, над которыми летит самолёт. Основные измерения производят самолётным метеорадиолокатором, который определяет дальность и скорость изменения дальности, по которым корректируется навигационная система. Система использует картуThe well-known APALS 2 system, a precision approach and landing system, taken as a prototype, which provides aircraft landing with poor visibility. This is an autonomous navigation system that uses on-board equipment to determine the location of the aircraft and measure the height relative to the landmarks over which the plane flies. The main measurements are made by an airborne weather radar, which determines the range and rate of change of range, according to which the navigation system is adjusted. The system uses a map.
местности, заложенную в память, и сравнивает ее с картами, которые строит РЛС с синтезированной аппертурой, фиг.Б.terrain, stored in the memory, and compares it with the cards that the radar with synthesized aperture is building, Fig. B.
Система предназначена для выполнения посадки ЛА по категории III на аэродромы, не оборудованные радиотехническими системами посадки.The system is designed to carry out a Category III aircraft landing at aerodromes not equipped with radio landing systems.
С помощью APALS строится радиолокационное изображение местности с высоким разрешением, которое не выводится на инщикатор, но используется для обнаружения препятствий на ВПП до посадки.Using APALS, a high-resolution radar image of the terrain is constructed, which is not displayed on the surveyor, but is used to detect runway obstacles before landing.
Навигация осуществляется путём сравнения карт РЛС с синтезированной аппертурой, с картами местности в памяти вычислителя, имеющими ориентиры с точными координатами, сравнивая последовательные изображения вдоль траектории захода на посадку. Кроме того, система APALS в своём составе имеет датчики инерциальной навигационной системы (ИНС), и системы высотно-скоростных сигналов (СВС). Центральный вычислитель соединён с базой данных, генератором символов и индикатором на лобовом стекле.Navigation is carried out by comparing radar maps with a synthesized aperture, with terrain maps in the computer memory that have landmarks with exact coordinates, comparing successive images along the approach path. In addition, the APALS system incorporates inertial navigation system (ANN) sensors, and high-speed signal systems (ALS). The central computer is connected to a database, a symbol generator and an indicator on the windshield.
Принцип работы системы APALS - радиолокационное пилотирование по аналогии с визуальным пилотированием. В условиях видимости лётчик визуально ориентируется по знакомым признакам на земле, по которым проверяет правильность курса самолёта. Аналогично, система APALS использует метеорадиолокатор для тех же целей в условиях плохой видимости. Она видит ориентиры на земле и распознаёт их путём сравнения с данными в памяти.The principle of operation of the APALS system is radar piloting, similar to visual piloting. In conditions of visibility, the pilot visually orientates himself according to familiar signs on the ground, by which he checks the correctness of the course of the aircraft. Similarly, APALS uses a weather radar for the same purpose in poor visibility conditions. She sees landmarks on the earth and recognizes them by comparison with the data in memory.
Система APALS получает ориентир во внещнем пространстве и прогнозирует, когда и где возникает следующая распознаваемая картина. Затем она ищет эту картину и подстраивается по ней. Наконец, она производит коррекцию путём сравнения реальной картины и своих прогнозов. По этой коррекции она прогнозирует местонахождение следующей картины и т.д. Система APALS использует небольщие карты от РЛС с синтезированной аппертурой в конце развёртки, и поэтому они получаются под азимутальными (наклонными) углами примерно в 45°, что даёт необходимый доплеровский градиент практически при любой дальности.The APALS system acquires a landmark in the external space and predicts when and where the next recognizable pattern occurs. Then she searches for this picture and adjusts to it. Finally, she makes a correction by comparing the real picture and her forecasts. According to this correction, she predicts the location of the next picture, etc. The APALS system uses small cards from radars with a synthesized aperture at the end of the scan, and therefore they are obtained at azimuthal (inclined) angles of approximately 45 °, which gives the necessary Doppler gradient at almost any range.
Реальная картина имеет размеры примерно 160 х 160 м с разрешением 4 X 4 м, если соотнести доплеровское разрешение с реальным пространственным разрешением на земле.The real picture has dimensions of about 160 x 160 m with a resolution of 4 X 4 m, if we correlate the Doppler resolution with the real spatial resolution on the ground.
Такое разрешение достигается путём изменения формы сигнала метеолокатора и расширения его полосы для повышения разрешения по дальности и путём задержки на ориентире на 1/4 секунды для обеспечения достаточного доплеровского разрешения и заострения луча на перекрёстной дальности.This resolution is achieved by changing the waveform of the weather radar and expanding its band to increase resolution in range and by delaying the landmark by 1/4 second to ensure sufficient Doppler resolution and sharpening the beam at the cross-range.
Когда с помощью РЛС получено изображение, оно сравнивается с данными в памяти. Координаты этих данных точно известны относительно задаваемой точки приземления. Когда эти данные сравнены с полученным изображением и определена точка соответствия, известны дальность и скорость изменения дальности до этой точки.When an image is obtained using the radar, it is compared with the data in memory. The coordinates of this data are precisely known relative to the given touchdown point. When this data is compared with the received image and the correspondence point is determined, the range and rate of change of the range to this point are known.
Данные о дальности и скорости её изменения из каждого измерения закладываются в навигационноый фильтр Калмана. Таким образом производится оптимальная оценка состояния ЛА. Состояние ЛА есть его положение относительно точки приземления, скорость и высота в локальных координатах.The data on the range and speed of its change from each measurement are laid down in the Kalman navigation filter. Thus, an optimal assessment of the state of the aircraft. The state of the aircraft is its position relative to the touchdown point, speed and altitude in local coordinates.
Коррекция системы производится с помошью бортового приёмника спутниковой навигационной системы (СНС). Для полученш карты желаемого участка на земле достаточно точности около 100 м. Когда начинаются измерения с помошью РЛС, за счёт калмановской фильтрации ошибка системы быстро уменьшается. При приближении самолёта к ВПП угол места РЛС уменьшается и точность по вертикали начинает ухудшаться. Далее используется радиолокационный канал высотомера и на последних 30м высоты основным источником данных становится радиолокационный высотомер.The system is corrected using the on-board receiver of the satellite navigation system (SNA). Accuracy of about 100 m is sufficient for obtaining a map of the desired area on the ground. When measurements are started using the radar, due to Kalman filtering, the system error quickly decreases. As the aircraft approaches the runway, the radar elevation angle decreases and vertical accuracy begins to deteriorate. Then the radar channel of the altimeter is used and at the last 30m of altitude, the radar altimeter becomes the main data source.
Система APALS даёт навигационную информацию о ЛА на индикатор на лобовом стекле. Индикатор даёт изображение ВПП, совпадающее с её видом из кабины пилота, а также другие символы - вектор траектории полёта, горизонт, угол тангажа. Изображение ВПП даётся в виде простой рамки со средней линией и обозначением точки приземления. ЛётчикAPALS system provides navigation information about the aircraft on the indicator on the windshield. The indicator gives the image of the runway, coinciding with its view from the cockpit, as well as other symbols - the vector of the flight path, horizon, pitch angle. The image of the runway is given in the form of a simple frame with a middle line and a landing point designation. Pilot
управляет ЛА за счёт оценки относительного положения вектора скорости на траектории полёта и ВПП.controls the aircraft by evaluating the relative position of the velocity vector on the flight path and the runway.
Однако данная система не обеспечивает лётчика информацией в критических ситуациях по выводу из неё, не даёт комплексного анализа событий в полёте. Пилоты ЛА сталкиваются с трудными задачами, требующими мгновенной реакции и принятия решений при переработке информации, выходящей за пределы человеческих возможностей. Эти задачи в режимах ручного управления. Ряд задач передан автоматическим системам, осуществляющим автоматическое самолётовождение на отдельных этапах покоя. Однако их системы контроля не в состоянии предупредить экипаж о появлении непредусмотренных ситуаций. Влияние таких систем носит локальный характер особенно в сложных метеоусловиях при возникновении внештатных ситуаций в работе бортового оборудования (БО), ситуаций, связанных с пропаданием сигналов датчиков и повторного включения, ложного срабатывания, ограниченных возможностями человека, когда происходит резкое повышение сложности решаемых задач. Эти системы оказываются в состоянии слабой интеллектуальности принимаемых решений и как следствие, низкая степень доверш к ним экипажа. Комплексное решение по выходу из ситуаций и доведение этого решения до лётчика системами со встроенным контролем не представляется возможным.However, this system does not provide the pilot with information in critical situations on the conclusion of it, does not provide a comprehensive analysis of events in flight. Pilots of aircraft face difficult tasks that require instant response and decision-making when processing information that goes beyond human capabilities. These tasks are in manual control modes. A number of tasks are transferred to automatic systems that carry out automatic self-driving at certain stages of rest. However, their control systems are not able to warn the crew about the occurrence of unforeseen situations. The influence of such systems is local in nature, especially in severe weather conditions in the event of emergency situations in the operation of on-board equipment (BO), situations related to the disappearance of sensor signals and reconnection, false alarms, limited by human capabilities, when there is a sharp increase in the complexity of tasks. These systems are in a state of weak intelligence of decisions and, as a result, a low degree of completion of the crew to them. A comprehensive solution to getting out of situations and bringing this decision to the pilot with systems with built-in control is not possible.
Задачей разработки полезной модели является создание пилотажнонавигационного комплекса (ПНК), обеспечиваюшего параллельную оценку работоспособности БО, своевременного информирования экипажа о возникших отклонениях в нормальной работе БО и условий полёта и выработки вариантов предупреждения опасных аварийньгх ситуаций (АС).The task of developing a utility model is the creation of a flight navigation complex (PNK), which provides a parallel assessment of the operational efficiency of the aircraft, timely informing the crew of deviations in the normal operation of the aircraft and flight conditions and the development of options for the prevention of dangerous emergency situations (AS).
ПНК в нормальных условиях наблюдает за состоянием летательного аппарата (ЛА). При возникновении АС система принимает меры по устранению аварии, информируя пилота о своих действиях и предоставляя ему право окончательного решения или включения системыу ртоматического управления (САУ).PNA under normal conditions monitors the state of the aircraft (LA). When an AS occurs, the system takes measures to eliminate the accident, informing the pilot about his actions and giving him the right to make a final decision or turn on the automatic control system (ACS).
Данный ПНК обладает качествами выявлять, локализовать и предотврашать в ручном и автоматическом режимах развитие нарушений и аварийных ситуаций, оперативно выявлять первопричины возмущений исходных событий, повлекших за собой цепь событий. ПНК позволяет оценивать правильность реакции САУ на текущую ситуацию, предотвращать неправильные действия экипажа, предсказывать эффективные воздействия.This PNA has the qualities to detect, localize and prevent the development of violations and emergencies in manual and automatic modes, to quickly identify the root causes of disturbances in the initial events that entailed a chain of events. PNK allows you to evaluate the correctness of the ACS reaction to the current situation, prevent improper crew actions, predict effective impacts.
Поставленная задача рещается тем, что в ПНК, включающий приёмную часть спутниковой навигационной системы (СПС), бесплатформенную инерциальную навигационную систему (БИПС), систему высотноскоростных сигналов (СВС), радиовысотомер (РВ), метеорологическую радиолокационнуюстанцию(РЛС),корреляционно-экстремальнуюThe problem is solved in that in the PNK, which includes the receiving part of the satellite navigation system (ATP), strapdown inertial navigation system (BIPS), a system of high-speed signals (SHS), a radio altimeter (RV), a meteorological radar station (radar), correlation-extreme
навигационную систему (КЭПС), соединённые мультиплексным каналом информационного обмена (МКИО) с центральным процессором, базу данных, блок управления, последовательно связанный с формирователем изображения и индикатором на лобовом стекле, а также с дисплеем, системой автоматического управления (САУ), в него введены блок распознавания конфигураций (БРК) ЛА, блок распознавания режимов полёта (БРРП), анализатор состояния аппаратуры (АСА) ЛА, блок распознавания аварийных ситуаций (БРАС), вычислитель принятия рещений о предотвращении аварийных ситуаций (АС) (ВПРП), причём блок распознавания аварийных ситуаций (БРАС) соединён первым, вторым, третьим, четвёртым, П51тым входом с выходами анализатора состояний аппаратуры (АСА), блока распознавания состояния конфигурации ЛА(БРСК), блока распознавания режима полёта (БРРП), устройством сопряжения информации (УСИ), базы знаний (БЗ), первый выход его соединён с вычислителем принятия рещений (ВПР), второй выход соединён с блоком управления, первый вход вычислителя прин51тия рещений ВПР соединён с УСИ, второй вход связан с БЗ, третий вход - с выходом базы данных (БД), выход БД соединён с формирователем изображений, блок распознавания конфигураций БРК первым входом связан с УСИ, а вторым - с выходом САУ, входы БРРП, БРАС и БД связаны с УСИ, а выход БЗ связан с первым входом вычислителя комплексной обработки информации (КОИ), второй его вход соединён с МКИО, а первый выход св51зан с УСИ, второй - с выходной линией УСИ, входы вычислителей параметров СПСБИПС-РВ, вычислителя СВС, вьгчислителя параметров РЛС соединены с МКИО, а выходы - с выходной линией УСИ, второй выход вычислителяa navigation system (CEP), connected by a multiplexed information exchange channel (ICIE) with a central processor, a database, a control unit connected in series with the imaging device and an indicator on the windshield, as well as with a display and an automatic control system (ACS); configuration recognition unit (BRK) of the aircraft, the recognition of flight modes (BRRP), the state analyzer of the equipment (ASA) of the aircraft, the recognition unit of emergency situations (BRAS), the decision-making calculator on preventing accidents x situations (АС) (ВПРП), and the emergency recognition unit (BRAS) is connected by the first, second, third, fourth, П51th input to the outputs of the equipment state analyzer (ASA), aircraft configuration state recognition unit (BRSC), flight mode recognition unit (BRRP), an information interface device (ASD), a knowledge base (KB), its first output is connected to a decision calculator (VLR), the second output is connected to a control unit, the first input of the VLR decision-making calculator is connected to AUI, the second input is connected to BZ, the third entrance - from out database house (DB), the DB output is connected to the image former, the DBK configuration recognition unit, the first input is connected to the ASE, and the second to the ACS output, the BRRP, BRAS and DB inputs are connected to the ASE, and the BS output is connected to the first input of the integrated computer information processing (KOI), its second input is connected to the MCI, and the first output is connected to the IC, the second to the output of the IC, the inputs of the SPSBIPS-RV calculators, the SVS calculator, the radar parameters calculator are connected to the IC, and the outputs are connected to the output line USI, second output of the calculator
параметров РЛС связан с первым входом вычислителя корреляционноэкстремальной навигационной системы (КЭНС), второй его вход связан с вычислителем цифровой карты, а выход связан с выходной линией УСИ.radar parameters are connected to the first input of the correlation extreme navigation computer (CENS) calculator, its second input is connected to the digital map calculator, and the output is connected to the USI output line.
Создание такого комплекса обеспечивает следующие техникоэкономические покакзатели.The creation of such a complex provides the following technical and economic indicators.
Использование экспертной системы (ЭС) в таком комплексе позволяет обеспечить информацией экипаж и уменьшить риск катастроф. По своему назначению ЭС в нормальных условиях остаётся пассивной и наблюдает за состоянием ЛА, работой БО и экипажа. При возникновении нештатных и аварийных ситуаций ЭС информирует экипаж о появившихся отклонениях от заданного режима полёта и предпосылках возникновения аварийной ситуации (АС). Если экипаж предпринимает правильные действия (в соответствии с РЛЭ или в направлении предотвращения развития нежелательной ситуации), система не вмешивается в управление и лишь выдаёт на экран дисплея рекомендации и подсказки экипажу. В случае отсутствия реакции экипажа на ситуацию или наличии неправильных действий, которые приводят к катастрофическим последствиям, ЭС формирует необходимые корректирующие и управляющие сигналы в САУ.Using an expert system (ES) in such a complex allows the crew to provide information and reduce the risk of disasters. According to its purpose, the ES under normal conditions remains passive and monitors the state of the aircraft, the work of the aircraft and the crew. In case of emergency and emergency situations, the ES informs the crew about the deviations from the specified flight mode and the conditions for the occurrence of an emergency (AS). If the crew takes the correct actions (in accordance with the RLE or in the direction of preventing the development of an undesirable situation), the system does not interfere with the management and only issues recommendations and tips to the crew on the display screen. In the absence of a crew reaction to the situation or the presence of incorrect actions that lead to disastrous consequences, the ES generates the necessary corrective and control signals in the self-propelled guns.
Для пояснения сущности разработки ПНК на фиг.1 изображена принципиальная схема ПНК, на фиг.2 - радиолокационная картина отображения пролетаемой местности, на фиг.З - модель фильтра, выполненного на основе техники экспертных систем.To clarify the essence of the development of PNA, figure 1 shows a schematic diagram of PNA, figure 2 is a radar picture of the display of flown terrain, figure 3 is a model of a filter made on the basis of technology expert systems.
На фиг.1 изображены:Figure 1 shows:
1- космическая часть спутниковой навигационной системы (СНС);1- space part of the satellite navigation system (SNA);
2- бортовая часть СНС;2- side part of the SNA;
3- бесплатформенная инерциальная навигациальная система (БИНС);3 - strapdown inertial navigation system (SINS);
4- система высотно-скоростных сигналов (СВС);4- system of high-speed signals (SHS);
5- радиовысотомер (РВ);5 - radio altimeter (RV);
6- метеорологическая радиолокационная станция (РЛС);6 - meteorological radar station (radar);
7- мультиплексный канал информационного обмена (МКИО);7- multiplex channel of information exchange (MKIO);
8- центральный процессор;8- central processor;
9- устройство сопряжения информации (УСИ);9- information interface device (USI);
11- вычислитель параметров СНС-БИНС-РВ;11- calculator parameters SNS-BINS-RV;
12- вычислитель параметров СВС;12 - calculator of the SHS parameters;
13- вычислитель параметров РЛС;13 - radar parameters calculator;
14- вычислитель параметров корреляционно-экстремальной навигационной системы (КЭНС);14 - calculator of the parameters of the correlation-extreme navigation system (CENS);
15- вычислитель цифровой карты;15- digital card calculator;
16- экспертная система (ЭС);16- expert system (ES);
17- блок распознавания конфигурации Л А (БРК);17 - configuration recognition unit L A (DBK);
18- блок распознавания режимов полёта (БРРП);18 - flight mode recognition unit (BRRP);
19- анализатор состояния аппаратуры;19 - hardware condition analyzer;
20- блок распознавания аварийной ситуации (БРАС);20- emergency recognition unit (BRAS);
21- вычислитель принятия решений(ВПР);21- computer decision making (VPR);
22- база знаний (БЗ);22- knowledge base (KB);
23- база данных (БД);23- database (DB);
24- система управления и индикации (СУЙ);24- control and display system (SUY);
25- блок управления;25- control unit;
26- формирователь изображений - генератор символов;26 - imager - character generator;
27- индикатор на лобовом стекле;27- indicator on the windshield;
28- система автоматического управленш (САУ);28- automatic control system (ACS);
29- дисплей системы отображения информации (СОИ). Приёмная часть СНС-2, БИНС-3, СВС-4, РВ-5, РЛС-6 соединены с29- display system information display (SDI). The receiving part of the SNS-2, BINS-3, SVS-4, RV-5, RLS-6 are connected to
МКИО-7 и далее с центральным процессором-8. Блок управления -25 последовательно связан с формирователем изображения -26, индикатором на лобовом стекле-27, а также с дисплеем -29, САУ -28. Блок распознавания конфигураций (БРК)-17, блок распознавания режимов полёта БРРП-18, анализатор состоянш (АСА)-19, блок распознавания аварийных ситуаций (БРАС)-20, вычислитель принятия решений о предотвращении аварийных ситуаций (АС)-(ВПРП)-21, БЗ-22 и БД-23 образуют ЭС-16. БРАС-20 соединён первым, вторым, третьим, четвёртым, пятым входом с выходами АСА-19, блока распознавания состояния БРСК-17, блока БРРП-18, устройством сопряжения информации (УСИ)-9, БЗ-22. Первый выход УСИ9 соединён с вычислителем принятия решений ВПР-21, второй выход соединён с блоком управления-25; первый вход ВПР-21 соединён с УСИ-9,MKIO-7 onwards with a central processor-8. The control unit -25 is connected in series with the imager -26, the indicator on the windshield-27, as well as with the display -29, self-propelled guns -28. Configuration Recognition Unit (BRK) -17, Flight Mode Recognition Unit BRRP-18, Status Analyzer (ASA) -19, Emergency Recognition Unit (BRAS) -20, Decision Making Computer for Emergency Prevention (AS) - (ВПРП) - 21, BZ-22 and BD-23 form the ES-16. BRAS-20 is connected by the first, second, third, fourth, fifth input with outputs of ASA-19, BRSC-17 state recognition unit, BRRP-18 block, information interface device (USI) -9, BZ-22. The first output of USI9 is connected to the VPR-21 decision-making computer, the second output is connected to control unit-25; the first entrance of VPR-21 is connected to USI-9,
второй вход связан с БЗ-22, третий вход - с БД-23. Блок распознавания конфигураций БРК-17 первым входом связан с УСИ-9, а вторым с выходом САУ-28. Входы БРРП-18, БРАС-19 и БД-23 связаны с УСИ-9, а выход БЗ22 связан с первым входом вычислителя КОИ-10, второй его вход соединён с МКИО-7, а первый выход связан с УСИ-9, второй -с выходной линией УСИ-9. Входы вычислителя параметров СНС-БИНС-РВ-11, вычислителя СВС-12, вычислителя параметров РЛС-13 соединены с МКИО-7, а выходы - с выходной линией УСИ-9, второй выход вычислителя параметров РЛС-13 связан с первым входом вычислителя параметров КЭНС-14, второй его вход связан с вычислителем цифровой карты-15, а выход связан с выходной линией УСИ-9.the second entrance is connected with the BZ-22, the third entrance is with the BD-23. The recognition unit BRK-17 configurations with the first input connected to the USI-9, and the second with the output of the SAU-28. Inputs BRRP-18, BRAS-19 and BD-23 are connected to USI-9, and output BZ22 is connected to the first input of the KOI-10 computer, its second input is connected to MKIO-7, and the first output is connected to USI-9, the second to with an output line USI-9. The inputs of the parameter calculator SNS-BINS-RV-11, the SVS-12 calculator, the radar-13 parameter calculator are connected to MKIO-7, and the outputs are connected to the USI-9 output line, the second output of the radar-13 parameter calculator is connected to the first input of the parameter calculator KENS-14, its second input is connected to a digital card-15 computer, and the output is connected to the USI-9 output line.
Система работает следующим образом.The system operates as follows.
В нормальном полёте система обеспечивает автоматический контроль состояния БО ДА при возникновении неисправностей или отклонений условий полёта (например, метеорологических) система способствует восстановлению работоспособности БО и выходу из создавшейся аварийной обстановки. Система выявляет и анализирует отклонения в работе подсистемы ЛА-экипаж, влияющих на безопасность полётов. В системе используется автоматизированный метод идентификации особых ситуаций на стадии их начального развития, вмешательство в парирование которых может предотвратить авиационное происшествие. Система выдаёт рекомендации по действиям экипажу для предотвращения неблагоприятного развития особой ситуации, которая может закончиться авиационным происшествием.In a normal flight, the system provides automatic monitoring of the status of the emergency warning system in the event of malfunctions or deviations of the flight conditions (for example, meteorological), the system helps to restore the operational efficiency of the aircraft and to exit the emergency situation. The system identifies and analyzes deviations in the operation of the subsystem of the aircraft crew, affecting flight safety. The system uses an automated method for identifying special situations at the stage of their initial development, interference with which can be prevented from preventing an accident. The system gives recommendations on the actions of the crew to prevent the adverse development of a special situation that could result in an accident.
Обработка информации в БО ЛА характеризуется большими объёмами циркулируюших разнотипных данных, активной динамикой их поступления, наличием неточных знаний и необходимостью принимать по ним оперативные решения.Information processing in BO LA is characterized by large volumes of circulating heterogeneous data, the active dynamics of their receipt, the presence of inaccurate knowledge and the need to make operational decisions on them.
В навигационной функции ПНК используются входные данные выборки от РЛС-6-, СНС-2, БИНС-3, СВС-4, РВ-5 для оптимальной оценки вектора состояния ЛА относительно определяемой точки на земной поверхности. Вектор состояния определяется путём сравнения изображений, полученных от РЛС-6 с данными от цифровой карты 15.In the PNK navigation function, the input data from the radar-6-, SNA-2, BINS-3, SVS-4, RV-5 are used to optimally estimate the state vector of the aircraft relative to the determined point on the earth's surface. The state vector is determined by comparing images received from the radar-6 with data from a digital card 15.
в состав аппаратуры ПНК входит центральный процессор -8, процессор ЭС -16, система управления и индикации 24, включающая индикатор на лобовом стекле -27, дисплей -29отображения информации, САУ -28.PNK equipment includes a central processor -8, an ES -16 processor, a control and indication system 24, including an indicator on the windshield -27, an information display -29, and self-propelled guns -28.
Прив51зка шкапы времени к системной шкале СНС осуществляется в МКИО -7 8, т.е. принимаемый от спутника СНС -1 сигнал сравнивается с сигналом местного эталона частоты времени. Вблок -7 входят опорный генератор, устройство синхронизации и привязки, счётчик текушего времени, устройство формирования сигналов синхронизации, отметок и кодов текущего времени, выходное устройство сопряжения.The time scale is linked to the SNA system scale in MKIO -7 8, i.e. the signal received from the SNA -1 satellite is compared with the signal of the local time frequency standard. Block -7 includes a reference generator, a synchronization and reference device, a current time counter, a device for generating synchronization signals, marks and codes of the current time, and an output interface device.
Информация, вводимая через блок -7, имеет временную привязку на уровне каждого вводимого слова - параметр времени, базирующийся на таймере интерфейса. Таймер фиксирует моменты приёма информации, начальное значение параметра - нуль. Информация о системном времени вычислительной системы на момент обработки информации поступает с СНС-2 - параметр астрономического времени вьщачи пачки информации СНС и параметр временной задержки выдачи пакета относительного времени выдачи координат. Точность привязки по времени обуславливается разрещающей способностью таймера, расположенного в адаптере ввода.The information entered through block -7 has a time reference at the level of each input word - a time parameter based on an interface timer. The timer fixes the moments of information reception, the initial value of the parameter is zero. Information about the system time of the computing system at the time of processing the information comes from SNA-2 — the parameter of the astronomical time of the pack of SNA information and the time delay parameter of the packet issuance relative to the coordinate output time. The accuracy of the time reference is determined by the resolution of the timer located in the input adapter.
Согласование и синхронизация совмещения по времени параметров во входном потоке производится линейной экстраполяцией:Coordination and synchronization of the time alignment of the parameters in the input stream is carried out by linear extrapolation:
biO-bpO)biO-bpO)
bi(j) bp (j) +( t -tp)bi (j) bp (j) + (t -tp)
t-tp где j l,....n, п-количество параметров во входном потоке,t-tp where j l, .... n, n is the number of parameters in the input stream,
biCJ)- текущее значение j-ro параметра, Ьр())-предьщущее значение j-ro параметра, t- текущее время, соответствующее j-параметру, tp - значение времени в предыдущий момент, t-значение времени, в которое должно произойти совмещение информации.biCJ) is the current value of the j-ro parameter, bp ()) is the previous value of the j-ro parameter, t is the current time corresponding to the j-parameter, tp is the time at the previous moment, t is the time at which the combination should occur information.
МКИО-7 предназначен для преобразования последовательных кодов в коды ЭВМ и обратного преобразования, и также преобразования в цифровую форму сигналов датчиков бортовых систем. МКИО-7 включет модуль обмена для сопряжения с линией передачи информации, выполняетMKIO-7 is designed to convert serial codes to computer codes and reverse conversion, as well as digitize the signals of sensors on-board systems. MKIO-7 will include an exchange module for interfacing with an information transmission line;
адресованные ему команды, производит управление работой всех модулей канала.commands addressed to him, controls the operation of all channel modules.
Ввод информации от датчиков бортовых систем осуществляется с помощью адаптера, находящегося на входе МКИО. Последующий интерфейсный модуль обеспечивает ввод в полном объёме одновременно информационные потоки по ГОСТУ-18977-79 (ARIN 429). Установленный в адаптере таймер даёт возможность выполнять временную привязку каждого вводимого слова, что позволяет определять циклограмму выдачи информации каждой системой отдельно и всего комплекса в целом.Information is input from sensors on-board systems using an adapter located at the input of the ICIE. The subsequent interface module provides input in full volume at the same time information flows according to GOST-18977-79 (ARIN 429). The timer installed in the adapter makes it possible to temporarily bind each input word, which allows you to determine the cyclogram of the information output by each system separately and the entire complex as a whole.
Информация датчиков бортовых систем посредством адаптера вводится в буфер ввода каждой ЭВМ- каждого процессора. В буфере ввода каждое слово содержится целиком в совокупности с информацией о времени поступления этого слова на вход адаптера. Выборка обрабатываемых параметров из буфера ввода и их первичная обработка осуществл51ется в соответствии с выбранным составом указанных типов параметров. Затем подключается соответствующая процедура в программе обработки, т.е. первый параметр в блоке является кадровой меткой соответствующего блока параметров.Sensor information on-board systems through the adapter is entered into the input buffer of each computer, each processor. In the input buffer, each word is contained in its entirety together with information about the time the word arrived at the input of the adapter. The selection of processed parameters from the input buffer and their primary processing is carried out51 in accordance with the selected composition of the indicated types of parameters. Then the corresponding procedure is connected in the processing program, i.e. the first parameter in the block is the frame label of the corresponding parameter block.
Центральный процессор-8 представляет совокупность процессоров, объединённых в общий коллектив программно-коммутируемой системной магистралью, которая выполняет функции системы связи. Все процессоры подключены к системной магистрали параллельно. В состав процессоров входит вычислительный модуль (ВМ), в качестве которого применяется микро-ЭВМ с общей магистралью, модуль загрузки (МЗ) и модуль системного интерфейса (СИ). Система обеспечивает режим вычислительной системы, когда за счёт системных операций Обобщённый условный переход и Обобщённый безусловный переход обеспечиваетя параллельная работа всех процессоров при рещении одной опорной задачи, представленной параллельным алгоритмом.Central processor-8 represents a set of processors, united in a common team of software-switched system trunk, which performs the functions of a communication system. All processors are connected to the system trunk in parallel. The structure of the processors includes a computing module (VM), which is used as a micro-computer with a common trunk, a loading module (MOH) and a system interface module (SI). The system provides a computing system mode when, due to system operations, the Generalized conditional transition and the Generalized unconditional transition provides parallel operation of all processors when solving one reference problem represented by a parallel algorithm.
СИ содержит блок коммутации, блок системных операций, блок связи ВМ и блок управления. Блок коммутации, реализующий переменную матрицу смежности, обеспечивает необходимые коммутации с соседними процессорами. Блок системных операций предназначается для реализацииThe SI contains a switching unit, a system operation unit, a VM communication unit, and a control unit. The switching unit, which implements a variable adjacency matrix, provides the necessary switching with neighboring processors. The system operations block is intended for implementation
системных операций, к которым относятся настройка, обмен, обобщённые условный и безусловный переходы. Блок связан с ВМ, обеспечивает электрическое и логическое сопряжение с вычислительным модулем, входящим в состав процессора. Блок управления организует взаимодействие между отдельными элементами СИ. Отдельные функциональные блоки модуля СИ реализуются в виде регистровых структур, каждая из которых соответствует определённой системной операции. Такая структура СИ обеспечивает максимальную скорость обмена информацией между процессорами - от регистра процессора источника информации одновременно ко всему множеству регистров процессоров приёмников информации.system operations, which include tuning, exchange, generalized conditional and unconditional transitions. The unit is connected to the VM, provides electrical and logical interface with the computing module that is part of the processor. The control unit organizes the interaction between the individual elements of the SI. Separate functional blocks of the SI module are implemented in the form of register structures, each of which corresponds to a specific system operation. Such a SI structure provides the maximum speed of information exchange between processors - from the processor register of the source of information simultaneously to the entire set of registers of processors of information receivers.
Коммутатор обеспечивает коммутацию информационных и управляющих линий. Информационные линии используются для передачи системной информации - управляющих слов , адресов команд безусловного перехода, обменной информации. По управляющим линиям одновременно с системной информацией посылаются сигналы сопровождения, указывающие на тип передаваемой информации. Дещифратор адреса устройства обеспечивает селекцию информации, предназначенной именно для данного процессора и поступающей по системному каналу, дещифратор регистра выбор блока регистра, которому предназначается поступивщая информация.The switch provides switching information and control lines. Information lines are used to transmit system information - control words, command addresses of an unconditional transition, exchange information. On control lines along with system information sent signals indicating the type of information transmitted. The address decoder of the device provides selection of information intended specifically for this processor and arriving through the system channel, the register decoder selects the register block to which the incoming information is intended.
Системный канал (магистраль) - представляет собой набор проводников и предназначен для объединения в коллектив отдельных процессоров (микро-ЭВМ), каждой из которых присваивается свой номер (адрес). Это двунаправленные линии данных, предназначенные для приёма передачи как двоичной информации (данных), так и кодов выборки процессоров. Состояние модуля СИ и системного канала определяется уровнями сигналов на линии синхронизация, условный переход, конец взаимодействия .System channel (trunk) - is a set of conductors and is designed to combine individual processors (micro-computers) into a collective, each of which is assigned its own number (address). These are bi-directional data lines designed to receive transmission of both binary information (data) and processor selection codes. The state of the SI module and the system channel is determined by the signal levels on the line; synchronization, conditional transition, end of interaction.
Для одновременной регенерации памяти всех процессоров вводится линия регенерация, на которую подаются тактовые сигналы, формируемые одним из процессоров системы.For simultaneous memory regeneration of all processors, a regeneration line is introduced, to which clock signals generated by one of the processors of the system are supplied.
Во избежание конфликтных ситуаций при выходе на системный канал одновременно нескольких активных процессоров в составе канала имеетсяIn order to avoid conflicts when several active processors enter the system channel at the same time, there is
линия распределитель, последовательно соединяющая триггеры блоков захвата канала (БЗК) и всех процессоров в кольцевой регистр. В этом регистре постоянно циркулирует единица, и занять канал может тот активный процессор, в триггере которого в данный момент эта единица записана. Запрещения движения единицы в кольцевом регистре осуществляется с помощью запрещающего сигнала, подаваемого на линию запрет. Физический номер записывается в разрядах адресного слова, передаваемого по системному каналу при обращении к данному процессору. Адрес сопровождается специальным сигналом, поступающим по каналу в регистр настройки.a dispenser line connecting the triggers of the channel capture blocks (BPC) and all processors in a circular register in series. A unit is constantly circulating in this register, and the active processor in the trigger of which this unit is currently recorded can take a channel. Prohibition of unit movement in the ring register is carried out using a prohibition signal applied to the prohibition line. The physical number is recorded in bits of the address word transmitted over the system channel when accessing this processor. The address is accompanied by a special signal arriving on the channel in the settings register.
ПНК оптимален с точки зрения максимального объёма полётной информации, максимальной точности и надёжности её получения и включает спутниковую навигационную систему(СНС-2) и инерциальную навигационную систему (БИНС-3). Интеграция этих двух систем достаточна для обеспечения марщрутной навигации некатегорированного захода на посадку. Дл51 проведения категорированных посадок СНС-2 должна работать в дифференциальном режиме. Однако, получаемая при этом точность недостаточна для соверщения посадок по 2 и 3 категориям IKAO. Причиной является прежде всего превыщение допустимых ощибок определения высоты. С целью снятия этого ограничения в состав комплекса включён радиовысотомер (РВ-5) малых высот, и его показания для достижения требуемой точности определения высоты. Учитывая, что РВ определяет истиную высоту до земной поверхности, а БИНС-3 и СНС-2 работают до референц-эллипсоидс, при комплексной обработке информации используется КЭНС-14 и вычислитель 15 карты рельефа местности вдоль продолжения оси ВПП. Использование СВС-4 позволяет существенно сократить зону, охватываемую картой. Достоверность обработки данных повыщается за счёт комбинирования данных и использования множества датчиков. Увеличение числа систем наблюдения приводит к образованию избыточных или дополнительных данных. Первые образуются, когда датчики работают с перекрытием (разные масщтабы и диапазоны), а вторые - когда однотипные измеряемые параметры расходятся. Обработка избыточных данных ведёт к повыщению точностиPNK is optimal in terms of the maximum volume of flight information, maximum accuracy and reliability of its receipt and includes a satellite navigation system (SNA-2) and an inertial navigation system (BINS-3). The integration of these two systems is sufficient to provide unmanned approach navigation on the route. For 51 categorized landings SNS-2 should work in differential mode. However, the accuracy obtained in this case is insufficient for making landings in IKAO categories 2 and 3. The reason is primarily the excess of the permissible errors in determining the height. In order to remove this restriction, the complex includes a low-altitude radio altimeter (RV-5), and its readings to achieve the required accuracy of determining the height. Given that RV determines the true height to the earth's surface, and BINS-3 and SNS-2 work up to reference ellipsoids, when complex information is processed, KENS-14 and a calculator 15 of the terrain map along the extension of the runway axis are used. Using SVS-4 allows you to significantly reduce the area covered by the map. Data processing reliability is enhanced by combining data and using multiple sensors. An increase in the number of surveillance systems leads to the formation of redundant or additional data. The former are formed when the sensors work with overlapping (different scales and ranges), and the latter when the measured parameters of the same type diverge. Redundant data processing improves accuracy
оценки параметров, а дополнительных - обеспечивает большую чувствительность и настороженность системы в отношении обнаружения отказов датчиков. Слияние информации датчиков до оценки состояния системы приводит к необходимости использования операции ассоциации данных, чтобы процессор мог определить комбинированный сигнал. Результаты слияния подаются на каждый датчик как сигнал обратной связи для их корректировки (регулировка порога чувсвительности, коэффициента усиления и др.) в целях оптимизации комплекса (фиг.З). При этом разрешается неоднозначность данных, а точность оценки системы в условиях помех для трёх выборок Nj + N2 + N3 имеет вид: А ( +assessment of parameters, and additional - provides greater sensitivity and alertness of the system with respect to the detection of sensor failures. Merging the sensor information before evaluating the state of the system necessitates the use of a data association operation so that the processor can determine the combined signal. The results of the merger are fed to each sensor as a feedback signal for their correction (adjustment of the sensitivity threshold, gain, etc.) in order to optimize the complex (Fig. 3). At the same time, the ambiguity of the data is resolved, and the accuracy of the system estimation under interference conditions for three samples Nj + N2 + N3 has the form: A (+
N2/ax22 +N3/ax32 }-уN2 / ax22 + N3 / ax32}
Процесс фильтрации после предварительной обработки данных реализуется с помощью ассоциативных фильтров., блок-10. Механизм ассоциации решает задачу слияния информации датчиков, связанную с вычислениями, приводящими к неоднозначным результатам. Процесс ассоциации является механизмом формирования и обновления фильтрованных и нефильтрованных параметров состояний, получаемых от каждого датчика.The filtering process after data processing is implemented using associative filters., Block-10. The association mechanism solves the problem of merging sensor information related to calculations leading to mixed results. The association process is a mechanism for the formation and updating of filtered and unfiltered state parameters received from each sensor.
Входные значения в ЭС-16 представляют собой неоднозначные оценки параметров в условиях шумов, поэтому определить действительные значения параметров позволяет ассоциативный фильтр вероятностных величин 4 . В данном блоке 10 для получения действительных значений вычисляемых параметров в условиях шумов и неопределённостей-разрывов информации по времени используются ассоциативные фильтры БарШалома. Для этого блок -22 - база знаний ЭС-16 соединён с вычислителем КОИ-10. Указанные фильтры позволяют получать гарантированные оценки параметров при вычислении минимаксных оценок (риска), когда в БЗ-22 заданы значения гарантированных оценок событий и гипотез ai и а.2.The input values in ES-16 are ambiguous estimates of the parameters under noise conditions, therefore, an associative filter of probability values 4 allows to determine the actual values of the parameters. In this block 10, Barschalom associative filters are used to obtain real values of the calculated parameters under the conditions of noise and uncertainties-gaps in time information. For this, block -22 - the ES-16 knowledge base is connected to the KOI-10 computer. These filters allow you to get guaranteed parameter estimates when calculating minimax estimates (risk), when the values of guaranteed event estimates and hypotheses ai and a.2 are set in BZ-22.
В описании ассоциативного фильтра Бар-Шалома приняты следующие обозначения In the description of the Bar-Shalom associative filter, the following notation
вектор состояния (1)state vector (1)
вектор измерения Z Н X + Vj,(2)measurement vector Z Н X + Vj, (2)
где Fk - фундаментальная матрица, Н - матрица измерений, W, V независимые гауссовские шумы с нулевым средним. Алгоритм вектора состояния при измерениях .i+WkVk(3)where Fk is the fundamental matrix, H is the measurement matrix, W, V are independent Gaussian noises with zero mean. State vector algorithm for measurements .i + WkVk (3)
kA-iH kS - весовая матрица измерений(4) kA-iH kS - weighted matrix of measurements (4)
Vk ZPk,iVk,i(5)Vk ZPk, iVk, i (5)
P P{X k,i ,l....mk, - условное распределение при оценкеP P {X k, i, l .... mk, is the conditional distribution in the estimation
риска по Байесу.Bayesian risk.
Р k,i f k(Z k,i)b k + S fk(Z k,:) ,l....mk(6)P k, i f k (Z k, i) b k + S fk (Z k, :), l .... mk (6)
f k(Z k,i) (1-ai) Л ( 2 k,i ,Z k/K-i ,Sk )(7)f k (Z k, i) (1-ai) Л (2 k, i, Z k / K-i, Sk) (7)
Плотность распределения при определении риска:Distribution density in determining risk:
P(XklZk)r| (Xk,XkA-i,PkA-i)(8)P (XklZk) r | (Xk, XkA-i, PkA-i) (8)
b k mk(ai+a2-aia2)(l-ai)(l-a2)Vk -i(9)b k mk (ai + a2-aia2) (l-ai) (l-a2) Vk -i (9)
Ковариационная матрица P k/kCovariance matrix P k / k
P k/k P k,oP k/k -i+(l-P k,o) P kA +Wk Z p k,iVk,.i kMIO)P k / k P k, oP k / k -i + (l-P k, o) P kA + Wk Z p k, iVk, .i kMIO)
- модернизируемая матрица при вычислении данных в рекуррентной форме. - a streamlined matrix when calculating data in a recursive form.
Весовая матрицаWeight matrix
Sk HkPkA-iH +Rk(11)Sk HkPkA-iH + Rk (11)
mk - число наблюдаемых величин по времени k,mk is the number of observed values over time k,
а.- вероятность ошибочного отбрасывания гипотезы (ошибка 1-го рода), 0-2- вероятность ошибочного принятия гипотезы (ошибка П-го рода).A.- the probability of an erroneous rejection of a hypothesis (an error of the first kind), 0-2 - the probability of an erroneous acceptance of a hypothesis (an error of the Fth kind).
Изменение коэффициета усиления (по обратной связи) производится с использованием экспертных правил.The gain (feedback) is changed using expert rules.
По этому методу с использованием байесовского подхода объединяются все показания соседей (датчиков), находяшихся в ситуации сBy this method, using the Bayesian approach, all the readings of neighbors (sensors) in a situation with
предсказываемым событием. В оптимальном варианте этого метода используются текущие наблюдения, а также их история путём просмотра процесса в обратном порядке от настоящего к исходному времени. Логика принятия рещений строится на методе максимального правдоподобия, когда рещение принимается после формирования нескольких пробных процессов (файлов) путём выбора наиболее правдоподобного. Логика принятия рещений использует вероятностное тестирование гипотез.predictable event. In the optimal version of this method, current observations are used, as well as their history by viewing the process in reverse order from present to original time. The logic of decision-making is based on the method of maximum likelihood, when the decision is made after the formation of several trial processes (files) by selecting the most likely. Decision logic uses probabilistic testing of hypotheses.
Метод максимального правдоподобия рассчитан на высокое быстродействие датчиков и учитывает условные вероятности работоспособности датчиков и дискриминантные значения признаков с учётом ожидаемой вероятности правильного распознавания.The maximum likelihood method is designed for high speed sensors and takes into account the conditional probabilities of the sensors and discriminant values of signs, taking into account the expected probability of correct recognition.
При слиянии информации в процессе учитываются значения коэффициента доверия к датчику; когда параметры датчика не отвечают требованиям надёжного описания, то классификация производится с использованием статических или динамических параметров.When merging information, the process takes into account the values of the coefficient of confidence in the sensor; when the parameters of the sensor do not meet the requirements of a reliable description, the classification is performed using static or dynamic parameters.
ЭС-16 позволяет разрещать неодноднозначности, которые возникают при оценке работы нескольких датчиков, работающих в условиях помех, с использованием ассоциации данных и их классификации.ES-16 allows you to resolve the ambiguities that arise when evaluating the operation of several sensors operating in an interference environment using data association and classification.
В вычислителях 10, 11, 12, 13 определяются действительные значения параметров движения ЛА и параметры состояния всего БО.In computers 10, 11, 12, 13, the actual values of the parameters of the aircraft motion and the state parameters of the entire BO are determined.
Если X - значения одного из параметров какой-либо оцениваемой характеристики ЛА и ДХ - погрещность системы или характеристики ЛА, то Хдейств - действительное значение соответствующего параметра определяетсяIf X is the value of one of the parameters of any evaluated characteristics of the aircraft and DX is the error of the system or characteristics of the aircraft, then X action is the actual value of the corresponding parameter is determined
Хдейств Х - ЛХAction X - LH
Повыщение точности формирования действительных значений пилотажно-навигационного оборудования достигается использованием оптимальной комплексной обработки информации (КОИ) с реализацией фильтра Бар-Шалома в вычислителе-10, т.е. формирование действительных значений навигационных и пилотажных параметров ЛА (координаты местоположения, составляющие скорости, высоты, курса, путевого угла и др.) осуществляется путём исключения из соответствующих сигналов систем их погрещностей, полученных с помощью фильтра при использовании в качестве избыточной информации данных СНС, БИНС, СВС, РВ, РЛС. ВImproving the accuracy of the formation of the actual values of flight and navigation equipment is achieved by using optimal integrated information processing (CFI) with the implementation of the Bar-Shalom filter in calculator-10, i.e. the formation of the actual values of the navigation and aerobatic parameters of the aircraft (location coordinates, components of speed, altitude, course, track angle, etc.) is carried out by eliminating their errors from the corresponding signals of the systems obtained using the filter when using the SNA, SINS data as redundant information, SHS, RV, radar. IN
режиме динамического сглаживания оценок осуществляется контроль и восстановление сбоев информации, их синхронизация.In the mode of dynamic smoothing of estimates, information failures are monitored and restored, their synchronization is carried out.
Ядром комплекса является бесплатформенная инерциальная навигационная система (БИНС) -3, выходом которого являются географические координаты, высота, проекции скорости ЛА относительно Земли и углы ориентации ЛА относительно географического трёхгранника. Алгоритмы комплексной обработки информации, реализованные на основе блока -10 вычислителя КОИ оптимального фильтра позволяет оценивать ошибки БИНС -3 по измеренным разностям показаний БИНС-3 и СНС -2. Основу алгоритмов комплекса составляют уравнения ошибок БИНС-3, представленные в осях географического трёхгранника, которые в скалярноматричной форме имеют вид:The core of the complex is the strapdown inertial navigation system (SINS) -3, the output of which is the geographical coordinates, altitude, projection of the speed of the aircraft relative to the Earth and the orientation angles of the aircraft relative to the geographic trihedron. Algorithms for complex information processing, implemented on the basis of block-10 of the optimal optical filter calculator KOI, make it possible to estimate the SINS -3 errors by the measured differences of the SINS-3 and SNA-2 readings. The basis of the complex algorithms is the BINS-3 error equations presented in the axes of the geographic trihedron, which in the scalar matrix form are:
где Х1,Х2,Хз - погрешности БИНС-3 в определении координат; Х4,Х5)Хб производные погрешностей ; а,Р,б - угловые погрешности ориентации измерительного трёхграннника относительно вычисленного ; погрешности акселерометров и гироскопов, приведённые к осям географического базиса, OQ- частота Шулера (1,25x10 с ,Q проекции вектора абсолютной угловой скорости географического трёхгранника и их производные. Погрешности определения акселерометрами составляющих ускоренш ANx у, z и составляющиеwhere X1, X2, Xs - errors BINS-3 in determining the coordinates; X4, X5) Xb derivatives of errors; a, P, b — angular errors in the orientation of the measuring trihedron relative to the calculated one; the errors of accelerometers and gyroscopes reduced to the axes of the geographical basis, the OQ is the Schuler frequency (1.25x10 s, Q projection of the absolute angular velocity vector of the geographic trihedron and their derivatives. Errors of accelerometers determining the components of acceleration ANx y, z and components
дрейфа гироскопов Дсох, Асоу, Aco представляются в виде проекций на связанные оси следующим образом:the drift of the gyroscopes Doc, Asou, Aco are presented in the form of projections on the connected axes as follows:
+Йх2 + NxHx3+ NyHx4 + + Jx2 + NxHx3 + NyHx4 +
ДЫу(Лу1 + Нх|ДуЗ+ Ny|Iy4 + NzHy5(14)ДУу (Lu1 + Нх | ДУЗ + Ny | Iy4 + NzHy5 (14)
+Цг2 + Nx|az3+ NyHz4 + NzHz5 + Tsg2 + Nx | az3 + NyHz4 + NzHz5
где лу (,y,z; ,2) - постоянные и переменные составляющие смещения нуля акселерометров; |Лхз,Цу4 йг5 Г1огрещности масщтабных коэффициентов акселерометров; |Дх4) Дх5) йуЗ z3 Mz4 -погрещности из-за неортогональности осей чувствительности акселерометров;where lu (, y, z;, 2) are the constant and variable components of the zero displacement of the accelerometers; | Lhz, Tsu4 yg5 G1predstavleniya scale factors of accelerometers; | Lx4) Lx5) yuZ z3 Mz4-faults due to non-orthogonality of the sensitivity axes of accelerometers;
+Ux2+Ux3+ NxUx4 + NyUx5+ NzUx6 + +Uy2bUy3+ NxUy4 + NyUy5+ NzUy6 + +firiUy8 +Пг;иу9 (15) +Uz2+U23+ NxUz4 + NyUz5+ NzUz6 + где Uij(,y,z, ,...9) постоянные, температурные и переменные скорости дрейфа гироскопов, удельные скорости дрейфа из-за дисбаланса гироскопов, погрещности масщтабных коэффициентов датчиков моментов гироскопов, дрейфы из-за неортогональности осей чувствительности гироскопов. + Ux2 + Ux3 + NxUx4 + NyUx5 + NzUx6 + + Uy2bUy3 + NxUy4 + NyUy5 + NzUy6 + + firiUy8 + Пг; иу9 (15) + Uz2 + U23 + NxUz4 + NyUz5 + NzUz6 +, where,, ..., ... temperature and variable gyroscope drift velocities, specific drift velocities due to imbalance of gyroscopes, errors in scale factors of gyroscope moment sensors, drifts due to non-orthogonality of gyroscope sensitivity axes.
Объединение уравнений (12-15) даёт математическую модель уравнения ощибок БИНС-3 в формеCombining equations (12-15) gives a mathematical model of the BINS-3 error equation in the form
X FX+GW(16)X FX + GW (16)
где Х-вектор состояния системы; F- переходная матрица состояния системы; W-вектор щумов системы; G-матрица щумов системы.where is the X-state vector of the system; F - transition matrix of the system state; W-vector of Schumi system; G-matrix of the scum system.
В качестве основного корректора БИНС-3 используется СНС-2. Вследствие относительной малости коэффициентов временной корреляции погрещностей СНС-2 в измерении местоположения по сравнению с периодом Шулера , погрещности СНС-2 принимаются белым щумом с заданной интенсивностью.As the main corrector BINS-3 is used SNS-2. Due to the relative smallness of the time correlation coefficients of the SNS-2 errors in the location measurement compared to the Schuler period, the SNS-2 errors are accepted by the white noise with a given intensity.
Формирование измерений осуществляется путём сравнения координат местоположения и составляющих вектора скорости, полученных по данным БИНС-3 и СНС-2. Полученные разностные параметры зависят от ощибок БИНС-3 и СНС-2 и представляют собой уравнения измерения ощибок, которые записываются в векторно-матричной форме:The formation of measurements is carried out by comparing the coordinates of the location and the components of the velocity vector obtained according to the SINS-3 and SNA-2. The obtained difference parameters depend on the BINS-3 and SNS-2 errors and represent the error measurement equations, which are written in the vector-matrix form:
Z HX+V(17)Z HX + V (17)
где Z-вектор измерения, Н-матрица измерений, V-вектор шумов измерений.where Z is the measurement vector, H is the measurement matrix, and V is the measurement noise vector.
-100000VI-100000VI
0-10000V20-10000V2
00-10001УЗ00-10001UZ
000-100Х+V4(18)000-100X + V4 (18)
0000-10V50000-10V5
00000-1V600000-1V6
Сигнал измерения в виде разности сигналов БИНС -3 и корректора-2 подаются на вход оптимального фильтра вычислителя КОИ-10, на выходе которого получаются оптимальные оценки ошибок X. На основе полученных оценок корректируются выходные параметры БИНС-3 X, ф, h, V, V, V,|/, и, Y и ошибки измерительных элементов (акселерометров и гироскопов).The measurement signal in the form of the difference between the signals of SINS-3 and corrector-2 is fed to the input of the optimal filter of the KOI-10 computer, the output of which gives the optimal error estimates X. Based on the received estimates, the output parameters of the SINS-3 X, f, h, V V, V, | /, and, Y and errors of measuring elements (accelerometers and gyroscopes).
Точность определения высоты с использованием СНС -2 примерно в 2 раза ниже точности определения горизонтальных координат (или криволинейных с,ф). Ввод в приёмник СНС-2 точной информации о высоте, от РВ-5 или СВС-4 повышает точность определения горизонтальных координат ЛА. Условия выполнения посадки в части требований к точности определения высоты сушественно жёстче требований к точности определения горизонтальных координат.The accuracy of determining the height using SNA -2 is approximately 2 times lower than the accuracy of determining horizontal coordinates (or curvilinear s, f). Entering in the SNS-2 receiver accurate information about the altitude from RV-5 or SVS-4 increases the accuracy of determining the horizontal coordinates of the aircraft. The landing conditions regarding the requirements for the accuracy of determining the height are naturally stricter than the requirements for the accuracy of determining horizontal coordinates.
Модель комплекса высотомер (РВ-5)-вертикальный канал БИНС-3 с использованием скоростной информации от СНС-2, ПНК включает где 5V(k), 6h(k)- ошибки вертикальной (20) скорости и высоты полётаThe model of the altimeter (RV-5) -VINS-3 vertical channel complex using high-speed information from SNS-2, PNK includes where 5V (k), 6h (k) are the errors of vertical (20) flight speed and altitude
погрешности вертикального канала, 5а(К)-сдвиг нуля вертикального акселерометра, Z(k)-BeKTOp измерений, Wj(k) , V (k)-cocтaвляющиe шумы системы и шумы измерений.errors of the vertical channel, 5a (K) —the zero acceleration of the vertical accelerometer, Z (k) –BEKTOp measurements, Wj (k), V (k) –– comparing system noise and measurement noise.
Вычислитель -11 определения декартовых координат и скорости позволяет производить преобразование геодезических координат (В-широта, L-долгота, Н-высота для ЛА) в декартовы координаты X,Y,Z севернуюV si , восточную УС и вертикальную Vy составляюшие скорости ЛА в проекции скорости в декартовой системе координат V ,Vy ,V- .The calculator -11 for determining the Cartesian coordinates and speed allows the conversion of geodetic coordinates (B-latitude, L-longitude, H-height for aircraft) to the Cartesian coordinates X, Y, Z north V si, east UE and vertical Vy components of the speed of the aircraft in the velocity projection in the Cartesian coordinate system V, Vy, V-.
Координаты точки М, вознесённой над эллипсоидом на высоту Н, будут равны:The coordinates of point M, ascended above the ellipsoid to a height of H, will be equal to:
Х() со8ф cosXX () so8ph cosX
Y() со8ф (21)Y () s8f (21)
(1-е2)+Н sinX (1-e2) + H sinX
где 2,-разность между астрономической и геодезической широтой и вычисляется по формуле:where 2, is the difference between the astronomical and geodetic latitude and is calculated by the formula:
(22)(22)
л/1-е2 51пфl / 1-e2 51pf
а-большая полуось эллипсоида Земли, е-эксцентриситет эллипса.a-semimajor axis of the ellipsoid of the Earth, e-eccentricity of the ellipse.
В вычислителе -11 определения посадочных характеристик ЛА используется правая декартовая земная система координат, начало которой связано с ближним торцом ВПП. Ось ОХ расположена вдоль оси ВПП в направлении посадки, ось ОУд вертикальна плоскости местной горизонтали, а ось О7д образует правую тройку.In the calculator -11 for determining the landing characteristics of the aircraft, the right Cartesian earth coordinate system is used, the beginning of which is connected with the near end of the runway. The ОX axis is located along the runway axis in the landing direction, the ОУд axis is vertical to the local horizontal plane, and the О7д axis forms the right triple.
Земная скорость ЛА определяется согласно формуле:The ground speed of the aircraft is determined according to the formula:
Vk VvTTvTTv (23)Vk VvTTvTTv (23)
Путевая скорость определяется какGround speed is defined as
Vn V Vx2 + 2(24)Vn V Vx2 + 2 (24)
Угол наклона траектории вычисляется по формуле:The angle of inclination of the trajectory is calculated by the formula:
e arctg(Vy / V)(25)e arctg (Vy / V) (25)
Путевой угол вычисляется по формуле:The direction angle is calculated by the formula:
В вычислителе-12 высотно-скоростных параметров - аэродинамических поправок давления при определении скорости ЛА V реализован скоростной метод на основе информации от БИНС-3 о путевой скорости, проекциях путевой скорости на координатные оси X, Z, путевом угле и о текущих значеншгх воздушной и приборной скоростит от СВС-4. Кроме того, необходимы значения барометрической высоты Нбар, температуры Т° наружного воздуха, угол атаки(местный и истиный) а, углы крена у и тангажа и.In calculator-12 altitude-speed parameters - aerodynamic pressure corrections when determining the speed of an aircraft V, a speed method is implemented based on information from BINS-3 on ground speed, projections of ground speed on the X, Z coordinate axes, track angle and current air and instrument values speeds from SVS-4. In addition, the values of the barometric height Nbar, the temperature T ° of the outside air, the angle of attack (local and true) a, the angles of roll at and the pitch and are necessary.
Погрешность скорости определяется по формуле:The speed error is determined by the formula:
5V, У„р -Л У+5Уеж(27)5V, U „r-L Y + 5Uezh (27)
где Vfip -приборная скорость, среднее значение на режиме (км/час).where Vfip is the instrument speed, the average value on the mode (km / h).
А- относительная плотность воздуха ,3793 (Рн/Тн)(28)A - relative density of air, 3793 (Rn / Tn) (28)
бУсж-поправка скорости на сжимаемостьBusch correction of compressibility speed
Р„,ТН- давление и температура воздушной среды.P „, ТН- pressure and air temperature.
Истинная воздушная скорость V определяется:True airspeed V is determined by:
11
.V (V,i - V,2)2+(V,, - V,2)2(29).V (V, i - V, 2) 2+ (V ,, - V, 2) 2 (29)
2cos(Av|//2)2cos (Av | // 2)
где Д |/-неточность выдерживания курса.where D | / is the inaccuracy of maintaining the course.
х1 ) ) У22-проекции путевой скорости на координатные оси.x1)) U22 projection of ground speed on coordinate axes.
СНС-1 включает в себя 18-24 навигационных спутников, которые располагаются таким образом на своих орбитах, что в каждый момент времени в любой точке Земли наблюдается не менее 4-х спутников. Приём сигнала от п-го навигационного спутника позволяет определить на ЛА необходимые параметры. Благодаря тому, что спутник по каналу связи сообщает постоянные параметры своей орбиты, на Л А вычисляются его координаты X, ф, Н и скорости Xg, Ygn, Zsn, и по принимаемому сигналуSNA-1 includes 18-24 navigation satellites that are located in their orbits in such a way that at any time at least 4 satellites are observed at any point on the Earth. Reception of a signal from the nth navigation satellite makes it possible to determine the necessary parameters on the aircraft. Due to the fact that the satellite communicates the constant parameters of its orbit through the communication channel, its coordinates X, φ, H and the speeds Xg, Ygn, Zsn, and the received signal are calculated on Л А
определяется дальность Dn(t) между ЛА и спутником и Dn(t) её изменения.the range Dn (t) between the aircraft and the satellite and Dn (t) of its change is determined.
При измерении навигационных параметров Dn(t) и Dn(t) со спутника передаётся высокочастотный сигнал, модулированный по фазе с помощью временной функции, форма которой заранее известна и на спутнике и на ЛА. Обычно это последовательность прямоугольных импульсов положительной и отрицательной полярности- псевдощумовая последовательность. Принятый высокочастотный сигнал демодулируется и после этого псевдошумовая последовательность и псевдошумовой сигнал такой же формы, вырабатываемый в приёмном устройстве, привязываются к обшему времени с помошью самолётных эталонов частоты. По временному сдвигу между этим сигналом и сигналом со спутника определяется времяWhen measuring the navigation parameters Dn (t) and Dn (t), a high-frequency signal is transmitted from the satellite, modulated in phase using a time function, the shape of which is known in advance both on the satellite and on the aircraft. Usually this is a sequence of rectangular pulses of positive and negative polarity - a pseudo-noise sequence. The received high-frequency signal is demodulated and after that the pseudo-noise sequence and the pseudo-noise signal of the same shape generated in the receiving device are tied to total time using airplane frequency standards. The time shift between this signal and the signal from the satellite determines the time
прохождения радиоволн со спутника к ЛА и расстояние Dn(t) между ними.the passage of radio waves from a satellite to an aircraft and the distance Dn (t) between them.
Скорость WN(t) Dn(t) изменения дальности определяется либо по скорости слежения генерируемого на борту псевдошумового сигнала за принимаемым сигналом, либо по доплеровскому сдвигу принимаемого радиосигнала.The range change speed WN (t) Dn (t) is determined either by the tracking speed of the pseudo-noise signal generated on board the received signal, or by the Doppler shift of the received radio signal.
Уравнение навигационного параметра имеет вид:The equation of the navigation parameter has the form:
D(X-Xc)2 +(Y-Yc)2+(Z-Zc)2 i/2+ADc где систематическая погрешность измерений, ЛТ-расхождение эталонов времени на Л А и спутника СНС-1, с-скорость распространения радиоволн.D (X-Xc) 2 + (Y-Yc) 2+ (Z-Zc) 2 i / 2 + ADc where is the systematic measurement error, LT is the discrepancy between the time standards on LA A and the SNA-1 satellite, c is the speed of propagation of radio waves .
Параметры орбиты спутника, которые с высокой точностью можно считать постоянными в течение 1-2 часа передаются со спутника с интервалом всем потребителям. По элементам орбиты и базовому времени вычисляются декартовы координаты Xj, YS, Zg спутника для любого наперёд заданного (текушего) момента времени. А уже по расстояниям минимум до трёх спутников, находяшихся в известных точках пространства определяется местоположение ЛА.The satellite’s orbit parameters, which with high accuracy can be considered constant for 1-2 hours, are transmitted from the satellite with an interval to all consumers. Using the elements of the orbit and the base time, the Cartesian coordinates Xj, YS, Zg of the satellite are calculated for any given (current) time instant. And already at distances of at least three satellites located at known points in space, the location of the aircraft is determined.
По значениям скорости изменения дальности до трёх спутников вычисляется вектор W земной скорости ЛА. Сигналы спутников излучаются в двух диапазонах частот для потребителей с санкционированным доступом (повышенная точность измерений) и доступным для любого потребителя. Для повышения точностных характеристик используется дифференциальный метод определения координат местоположения ЛА, суть которого заключается в выявлении и учёте в виде поправок сильнокоррелированных составл51ющих погрешностей навигационных параметров с помошью наземных контрольно-корректируюших станций (ККС). На ККС с помошью аппаратуры потребителя определяются координаты и сравниваются с данными геодезической привязки. Затем производится расчёт соответствуюших поправок, которые передаются по каналуFrom the values of the rate of change of range to three satellites, the vector W of the aircraft's ground speed is calculated. Satellite signals are emitted in two frequency ranges for consumers with authorized access (increased measurement accuracy) and accessible to any consumer. To increase the accuracy characteristics, a differential method is used to determine the location coordinates of the aircraft, the essence of which is to identify and take into account, as corrections, highly correlated component errors of navigation parameters using ground control and correction stations (CCS). On the KKS with the help of consumer equipment, coordinates are determined and compared with the data of geodetic reference. Then the corresponding corrections are calculated, which are transmitted through the channel
радиосвязи потребителям СНС заданного района, что позволяет им, вводя поправки, повысить точность навигационных определений.radio communications to SNA consumers in a given area, which allows them, by introducing amendments, to increase the accuracy of navigation definitions.
При обзоре земной поверхности на борту ЛА формируется радиолокационная карта местности, над которой отображаются наземные объекты. БРЛС обладает свойством всепогодности и получает информацию о дальности до объекта и путевой скорости.When reviewing the earth's surface on board the aircraft, a radar map of the terrain is formed, above which terrestrial objects are displayed. Radar has the all-weather property and receives information about the distance to the object and ground speed.
БРЛС бокового обзора позволяет получать гораздо более высокое разрешение, чем обычные БРЛС обзора земной поверхности в направлении полёта 11. В пределе двух полос, расположенных вдоль пути следования ЛА сзади от него, разрешающая способность таких БРЛС достигает единиц метров, перпендикулярно линии пути имеет порядок десятков метров.The side-view radar allows one to obtain a much higher resolution than conventional ground-surface radar in the direction of flight 11. At the limit of two bands located along the aircraft path behind it, the resolution of such radar is several meters, perpendicular to the track line is of the order of tens of meters .
С помощью БРЛС формируется искусственная-синтезированная антенна большой длины Оэ, за счёт чего существенно повышается угловая разрещающая способность.Using radar, an artificial-synthesized antenna of large Oe length is formed, due to which the angular resolution is significantly increased.
Синтезированная антенна формируется в процессе поступательного движения ЛА вдоль линии пути. Элементы этой антенны как бы располагаются в точках, последовательно занимаемых ЛА в процессе его полёта. На борту Л А устанавливается неподвижная антенна диаметром D, лепесток которой направлен по перпендикуляру к продольной оси. Пока объект оказывается в пределах лепестка этой диаграммы, его облучают зондирующими импульсами, а отображаемые им сигналы запоминаются с помощью специализированных бортовых устройств. Затем эти сигналы антенны обрабатываются с учётом данных о скорости и направлении движения ЛА, что позволяет привести результаты наблюдений к виду, подобному тому, какой они имели бы при наблюдении с помощью линейной синфазной рещётки, вытянутой вдоль линии пути.The synthesized antenna is formed in the process of translational movement of the aircraft along the track line. The elements of this antenna are, as it were, located at points sequentially occupied by the aircraft during its flight. A fixed antenna with a diameter of D is installed on board LA A, the lobe of which is directed perpendicular to the longitudinal axis. While the object is within the lobe of this diagram, it is irradiated with probe pulses, and the signals displayed by it are stored using specialized on-board devices. Then these antenna signals are processed taking into account data on the speed and direction of the aircraft, which allows us to bring the results of observations to a form similar to what they would have been when observed using a linear in-phase grating elongated along the path line.
БРЛС состоит из передатчика, создающего зондирующие радиосигналы, приёмника, способного фиксировать зондирующий и отражённый сигналы, направленной антенны, хронометра, позволяющего точно измерять длительность временного интервала между моментом получения зондирующего импульса и моментом приёма отражённого сигнала, устройства отображения информации о дальности и угловыхThe radar consists of a transmitter that creates sounding radio signals, a receiver capable of capturing the sounding and reflected signals, a directional antenna, a chronometer that accurately measures the duration of the time interval between the moment of receipt of the sounding pulse and the moment of receiving the reflected signal, a device for displaying information about range and angular
координатах на экране ЭЛТ, хронизатора, антенного коммутатора, схема управления антенной, схемы отображения углового положения оси антенны.coordinates on the screen of a CRT, a chronizer, an antenna switch, an antenna control circuit, a circuit for displaying the angular position of the antenna axis.
Антенный коммутатор переключает антенны с передачи на приём. В течение интервалов времени, когда передатчик формирует радиоимпульсы, антенна подключается к передатчику. В течение остальных интервалов времени она подключена к приёмнику.The antenna switch switches the antennas from transmission to reception. During the time intervals when the transmitter generates radio pulses, the antenna is connected to the transmitter. During the remaining time intervals, it is connected to the receiver.
Хронизатор формирует последовательность импульсов для запуска передатчика и для управления работой других элементов схемы. Роль хронометра и устройства отображения данных выполняет ЭЛТ.The chronizer generates a sequence of pulses to start the transmitter and to control the operation of other elements of the circuit. The role of the chronometer and data display device is performed by a CRT.
БРЛС-6 измеряет дальность и скорость изменения дальности до определённой точки на земле с высокой точностью.Radar-6 measures the range and rate of change of range to a certain point on the ground with high accuracy.
Путём задержки на ориентире в течение 1/4 секунды параметры определяются с точностью 0,007 м/с. За счёт этой точности получаетсяBy delaying the reference for 1/4 second, the parameters are determined with an accuracy of 0.007 m / s. Due to this accuracy, it turns out
малая ошибка навигационной системы в прямоугольной системе координат.small error of the navigation system in a rectangular coordinate system.
Производная дальности D имеет значение для определения вектора скорости, который используется для индикации на индикаторе на стекле 27. Для таких измерений строится карта с помощью метео-РЛС-6 с синтезированной аппертурой с высоким разрешением до 4 м. В системе используется метео-РЛС-6 когерентного типа, имеющая возможность накапливать данные на одной картине за 1/4 секунды, что позволяет заострять луч и формировать небольщую синтезированную карту в пределах отпечатка одного луча на земле. Метео-РЛС-6 имеет полосу пропускания до 40 Мгц для обеспечения указанного разрещения.The derivative of the range D is important for determining the velocity vector, which is used to indicate on the indicator on the glass 27. For such measurements, a map is constructed using weather radar-6 with a synthesized aperture with a high resolution of up to 4 m. The system uses weather radar-6 coherent type, with the ability to accumulate data on one picture in 1/4 of a second, which allows you to sharpen the beam and form a small synthesized map within the imprint of one beam on the ground. Meteo-radar-6 has a bandwidth of up to 40 MHz to provide the specified resolution.
Датчики обзорно-сравнительных систем навигации, пеленгуя различные участки земной поверхности, дают на выходе потоки информации, которые представляют собой реализации случайных функций. КЭПС-14 основан на использовании корреляционных связей между реализациями случайных функций для определения навигационных параметров -координат местоположения с помощью отыскания экстремума корреляционной функции. Система используется для определения координат местонахождения путём сравнения карты местности (априорная информация заложена в систему памяти) с изображением пролетаемой местности.Sensors of the survey-comparative navigation systems, locating various parts of the earth's surface, give the output information flows, which are realizations of random functions. KEPS-14 is based on the use of correlation relationships between implementations of random functions for determining navigation parameters — location coordinates by finding the extremum of the correlation function. The system is used to determine the location coordinates by comparing the terrain map (a priori information is stored in the memory system) with the image of the terrain flown over.
Применение методов КЭНС определения местоположения и скорости ЛА основано на использовании информации в поле рельефа земной поверхности. Принцип действия метода КЭНС-14 заключается в совмещении профиля рельефа вдоль истиной линии пути, измеряемой БРЛС-6, с профилем рельефа, извлечённым из цифровой карты рельефа, хранимой в памяти вычислителя-15.The application of CENS methods for determining the location and speed of aircraft is based on the use of information in the field of the earth's surface relief. The principle of operation of the KENS-14 method consists in combining the relief profile along the true path line measured by the radar-6 with the elevation profile extracted from the digital elevation map stored in the memory of calculator-15.
При реализации алгоритмов КЭНС основными требованиями, предъявляемыми по входным параметрам, являются требования точности измерений и частоте вьщачи и регистрации бортовой информации. Частота регистрации измерений должна обеспечивать расстояние между точками измерения высоты рельефа в интервале дискретизации цифровой карты 50м и составляет 4Гц.When implementing the KENS algorithms, the main requirements for the input parameters are the requirements for the accuracy of measurements and the frequency of monitoring and recording of on-board information. The measurement recording frequency should provide a distance between the points of measurement of the relief height in the sampling interval of a digital map of 50 m and is 4 Hz.
В части использования цифровых карт рельефа местности к картографическому обеспечению предъявляются следующие требования:In terms of the use of digital terrain maps, the following requirements are imposed on cartographic support:
-в районе полёта должны быть закартографированы коридоры вдоль линии пути. Ширина коридора определяется исходя из предположительной точности использования бортового навигационного оборудования;- in the flight area, corridors along the track line should be mapped. The width of the corridor is determined based on the assumed accuracy of the use of on-board navigation equipment;
-по подробности представления с учётом метода КЭНС с использованием информативного рельефа с перепадами высот нескольких десятков метров на один километр, цифровав карта рельефа должна иметь интервал дискретизации между отсчётом высоты рельефа порядка 1-3 м. По информативности интенсивность поля рельефа должна быть такой,чтобы обеспечивать соотнощение стр/ан 2-5 (ар - суммарное среднеквадратическое отклонение (СКО) определение высоты рельефа, включающая в себя погрещность картографирования и погрещности измерения высоты рельефа, QH - СКО погрещность определения высоты.- according to the presentation details taking into account the CENS method using an informative terrain with elevation differences of several tens of meters per kilometer, the digital terrain map should have a sampling interval between counting the elevation of the relief of about 1-3 m. In terms of informativeness, the relief field intensity should be such as to ensure correlation p / an 2-5 (ar is the total standard deviation (RMS) determining the height of the relief, including the error of mapping and the error of measuring the height of the relief, QH - standard deviation error of determination of height.
Рабочей информацией в системе являются изображения (кадры) поверхностного поля. Если f(x,y) наблюдаемое поле, OXY- горизонтальная прямоугольная система координат, вектор наблюдения представляется набором дискретных измеренных значений пoляZi(,2....q), фиг.2.The working information in the system are images (frames) of the surface field. If f (x, y) is the observed field, OXY is a horizontal rectangular coordinate system, the observation vector is represented by a set of discrete measured values of the field Zi (, 2 .... q), Fig.2.
Если продольная ось XQ ЛА ориентирована по оси X и курсовая ощибка отсутствует, тоIf the longitudinal axis XQ of the aircraft is oriented along the X axis and there is no directional error, then
XD +(-Ni-l+i-N i/N )L,,YD+(M- i/N ),(31) XD + (- Ni-l + i-N i / N) L ,, YD + (M- i / N), (31)
(a - наибольшее целое число, меньшее а),(a is the largest integer less than a),
где XD , YD - координаты той точки земной поверхности, куда направлена ось датчика поверхностного поля (метео-РЛС). Поскольку возможны отклонения лрх , АРу -оси датчика поля от вертикали, то координаты XD , YD могут отличаться от координат XQ , YQ ; 1 , Ц действительные расстояния (масштабы)между элементами изображения; NLxX(2M+l), Ly-размер изображения (кадра), в общем случае кадр несимметриченwhere XD, YD are the coordinates of that point on the earth’s surface where the axis of the surface field sensor (meteorological radar) is directed. Since deviations of lhr, ARy are possible — the axis of the field sensor from the vertical, the coordinates XD, YD may differ from the coordinates XQ, YQ; 1, Ц actual distances (scales) between image elements; NLxX (2M + l), Ly-size of the image (frame), in the general case, the frame is asymmetrical
+ 1; N (32) + 1; N (32)
(2M+l)(2M + l)
Ошибки измерения поля датчиком поля в i-точке: Л. +Л1 XD +(-N-l+i-N i/N )L,,YD+(M- i/N )(33)Errors of field measurement by the field sensor at the i-point: L. + L1 XD + (- N-l + i-N i / N) L ,, YD + (M- i / N) (33)
Элементы изображения пронумерованы так, что первым считается верхний левый элемент.Image elements are numbered so that the upper left element is considered the first.
Выражение для наблюдаемых значений поля при условии появления курсовой ошибки j вследствие того, что на борту ЛА курс никогда точно не известен:The expression for the observed field values under the condition that a course error j appears due to the fact that the course on board the aircraft is never known exactly:
XD +(-N-l+i-N i/N )L, cosv|y +(-M+ i/N )LySmH/, YD +(-N-l+i-N i/N }L sinv +(M- i/N )LyCosvi/ + + +(-N-l+i-N i/N )LX cosvi/ +(-M+ i/N )LySinM;, YD +(-N -l+i-N i/N ) LX sinvi/ +(M- i/N )LyCosv|y ;(,2...q) (34) Масштабы изображения LX , Ц постоянны во времени, но неизвестны на движушемся ДА. XD + (- N-l + iN i / N) L, cosv | y + (- M + i / N) LySmH /, YD + (- N-l + iN i / N} L sinv + (M- i / N) LyCosvi / + + + (- N-l + iN i / N) LX cosvi / + (- M + i / N) LySinM ;, YD + (- N -l + iN i / N) LX sinvi / + ( M-i / N) LyCosv | y; (, 2 ... q) (34) The scale of the image LX, C is constant in time, but is unknown on a moving YES.
При использовании изображений БРЛС местности и при осуществлении развёртки по горизонтальной дальности неизвестность масштабов объясняется неточным знанием высоты полёта.When using radar images of the terrain and when performing a horizontal range scan, the unknown scale is due to inaccurate knowledge of the flight altitude.
Векторное обозначение для щумов )--- qVector designation for scum) --- q
Принято, что матрица спектральных плотностей шумов диагональна:It is accepted that the matrix of spectral noise densities is diagonal:
ОSqOSq
где Si Si Sq - значения спектральных плотностей ошибокwhere Si Si Sq are the values of the spectral error densities
измерения поля в различных точках кадра на нулевой частоте.field measurements at various points of the frame at zero frequency.
Считается, что измерения равноточные (Si Si Sq SQ ), тогдаIt is believed that the measurements are uniform (Si Si Sq SQ), then
, I - единичная матрица размером qxq., I is the identity matrix of size qxq.
значения RQ ковариационнойcovariance RQ values
Начальные оценивания:Initial Grades:
RORO
где , , c,Q - дисперсия начальных ошибок оценивания местоположения, скорости и курса движушего ЛА соответственно, , о дисперсии начальных относительных ошибок оценивания масштабов L,where,, c, Q is the variance of the initial errors in estimating the location, speed and course of a moving aircraft, respectively, about the variance of the initial relative errors in estimating the scales of L,
Начальное значение обратной матрицы (симметричной) Zo равно: Zo L-2, а-2,0(38) ОThe initial value of the inverse matrix (symmetric) Zo is: Zo L-2, a-2.0 (38) O
Алгоритм оценивания, реализованный в блоке 14, имеет вид: z-h(x) (ЭЬ/Эх)т The estimation algorithm implemented in block 14 has the form: z-h (x) (E / Ex) t
S-ZA-ATZ(ah/5x)r S -HSh/)(39)S-ZA-ATZ (ah / 5x) r S -HSh /) (39)
(dh/дхГ S,;i (ah/5x)-l/Sol Ckj I; CKJ I.(dh/dx) (dh/dx }(dh / dxG S,; i (ah / 5x) -l / Sol Ckj I; CKJ I. (dh / dx) (dh / dx}
(36) матрицы ошибок(36) error matrices
L2, а2L2, a2
(37)(37)
ХОXO
о-2уо o-2uo
L2ya2po L2ya2po
dfdf
ahah
dxdx
axax
f(x,y) - рельеф земной поверхности,f (x, y) is the relief of the earth’s surface,
X, координаты измерений БИНС.X, the coordinates of the SINS measurements.
В системе положения ЛА, определяемые с помощью инерциальной навигационной системы (ИНС), корректируется с учётом оценки ошибки определения этого положения алгоритмом системы, а затем становится входным сигналом для формирования команды управления положением ЛА на режимах следования рельефу местности. Скорость ЛА, углы крена и тангажа определяются с помощью БИНС-3. Сигнал радиовысотомера РВ-5 используется для определения мгновенного значения высоты относительно уровня земли. В системе лётчиком задаются параметры такие, как желаемая высота полёта над рельефом и степень точности управления при отслеживании заданной высоты. Процессор-14 вычисления управляющих сигналов режима следования рельефу местности непрерывно формирует команды управления движением в вертикальной и горизонтальной плоскостях с частотами 5 и 0,4 Гц. Вычислитель 15 - цифровой генератор карты формирует выходные сигналы управления индикацией изображения местности в плане.In the system, the aircraft positions determined using the inertial navigation system (ANN) are corrected taking into account the error estimation of determining this position by the system algorithm, and then it becomes an input signal for generating a command to control the aircraft's position in the following terrain. Airspeed, roll and pitch angles are determined using BINS-3. The signal of the radio altimeter RV-5 is used to determine the instantaneous height value relative to ground level. In the system, the pilot sets parameters such as the desired altitude above the terrain and the degree of control accuracy when tracking a given altitude. The processor-14 computing the control signals of the following terrain mode continuously generates motion control commands in the vertical and horizontal planes with frequencies of 5 and 0.4 Hz. The calculator 15 - a digital map generator generates output signals to control the indication of the terrain image in the plan.
Подсистемы связаны с линейной щиной общего пользования. Устройство управления передачей данных по щине распределяет данные и управляет доступом к щине по сигналам интерфейса и процессора щины. Подчинённые устройства являются пассивными и могут принимать и посылать данные только по командам устройств управления щиной; это память общего пользования с библиотечным принципом доступа и тестовый порт общей щины.Subsystems are connected to a linear bus of general use. The bus data transfer control device distributes data and controls access to the bus via signals from the bus interface and processor. Slave devices are passive and can only receive and send data from bus control device commands; it is a shared memory with a library access principle and a test port for a shared bus.
Процессор-8 щины обеспечивает сопряжение общей щины с процессором -15 цифровой карты, процессором генератора символов, формирователя изображений-26, процессором управления БД-15 данными, навигационным процессором системы 11-12, процессором следования рельефу местности-14. Как передаваемые, так и принимаемые сообщенияThe processor-8 of the bus provides coupling of the common bus with the processor -15 of a digital map, the processor of the symbol generator, the imager-26, the processor for managing the DB-15 data, the navigation processor of the system 11-12, the processor for following the terrain-14. Both transmitted and received messages
имеют буферную память в общей пам51ти с библиотечным принципом доступа.have buffer memory in common memory with library access principle.
Центральный процессор-8 соединён с модулем памяти с произвольной выборкой и с местной стираемой программируемой постоянной памятью посредством внешней местной шины.The central processor-8 is connected to a random-access memory module and to a local erasable programmable read-only memory via an external local bus.
Обработка информации БД-15 осуществляется извлечением данных из блока памяти БД-15 большой ёмкости, их воспроизведения, передачу данных в область памяти-15, предназначенной для запоминания карты местности и формирования выходного видеосигнала.Information processing BD-15 is carried out by extracting data from a large-capacity database unit BD-15, reproducing them, transferring data to the memory area-15, intended for storing a terrain map and generating an output video signal.
Модуль определения превышения и воспроизведения воссоздаёт цифровые данные о высоте рельефа и управляется процессором цифровой карты-15.The excess and playback detection module recreates digital elevation data and is controlled by a digital card processor-15.
Обработка выходного сигнала заключается в синхронизации, хранении в памяти, оперировании с картами рельефа и формировании выходного видеосигнала для результирующей карты рельефа местности. Модуль памяти карты местности содержит память изображения и схему управления доступом к процессору, обновлению памяти и передачей данных и формирование выходного видеосигнала.The processing of the output signal consists in synchronization, storage in memory, operating with terrain maps and generating an output video signal for the resulting terrain map. The terrain map memory module contains an image memory and a control scheme for access to the processor, updating the memory and transmitting data, and generating an output video signal.
Данные, храняшиеся в памяти-15 карты рельефа местности, имеют прямую адресацию, и система способна обрабатывать несколько команд управления режимами индикации, включая выбор карты рельефа, центрирование/децентрирование/ карт, контурной линии, тени от солнечного света, изображение рельефа выше некоторой выставленной высоты, изображение превышений оттенками серого цвета, изображение удалённых участков местности, масштабы и видеорежимы.The data stored in the memory-15 of the terrain map is directly addressed, and the system is able to process several commands for controlling display modes, including selecting a terrain map, centering / decentration / maps, contour lines, shadows from sunlight, image of a relief above a certain height set , the image of the excesses in shades of gray, the image of remote areas, the scale and video modes.
В системе обеспечивается доступ к данным, храняшимся в памяти цифровой карты местности, других процессоров, сопряжённых с общей шиной. Алгоритм автономной навигации системы использует цифровую базу географических данных о квадратном участке местности с дискретом 100м. Этот квадратный массив сохраш1ет ту же ориентацию, что и карты местности, хранимые в соответствующих участках памяти, и вне зависимости от выбранного масщтаба карты сохраняется 100-метровый дискрет между элементами массива. Для обеспечения работы алгоритмаThe system provides access to data stored in the memory of a digital map of the area, other processors interfaced with a common bus. The autonomous navigation algorithm of the system uses a digital database of geographical data on a square plot of land with a discrete of 100m. This square array preserves the same orientation as the terrain maps stored in the corresponding memory areas, and regardless of the selected map scale, a 100-meter discrete distance between the array elements is preserved. To ensure the operation of the algorithm
КЭНС по мере перемещения ЛА данные считываются строка за строкой и передаются процессору системы посредством общей щины и общей памяти с произвольной выборкой. Общий размер памяти БД-15 согласуется с дальностью обзора впередилежащей местности, требуемой для алгоритмов КЭНС.CENS as the aircraft moves, data is read line by line and transmitted to the processor of the system by means of a shared bus and shared memory with arbitrary sampling. The total memory size of the BD-15 is consistent with the viewing range of the forward-lying terrain required by the KENS algorithms.
Сетка массива карты ориентирована относительного географического севера и востока. Каждая точка массива представляет собой значение высоты рельефа относительно уровня моря. Географически расстояние между точками массива по каждой из осей равно 100м.The grid of the map array is oriented relative to the geographical north and east. Each point of the massif represents the value of the relief height relative to sea level. Geographically, the distance between the points of the array along each axis is 100m.
Для сопровождения БД о высотах рельефа местности в процессе вычисления траектории следования рельефа местности осуществляется контроль за движением ЛА. Поскольку БД ориентирована по отнощению к местной северной и восточной осям, траектория движения ЛА раскладывается на эти оси. Используя концепцию построения 2-х мерной виртуальной памяти, где ряды и колонки являются индивидуально адресуемыми, ряды и колонки данных по отдельности удаляются и добавляются при перемещении ЛА в направлении север-юг и восток-запад.To accompany the database about the elevation of the terrain in the process of calculating the trajectory of the terrain, control over the movement of the aircraft. Since the database is oriented in relation to the local northern and eastern axes, the aircraft trajectory is decomposed onto these axes. Using the concept of building a 2-dimensional virtual memory, where the rows and columns are individually addressable, the rows and columns of data are individually deleted and added when moving the aircraft in the north-south and east-west directions.
Таким образом алгоритм, заложенный в системе, контролирует траекторию движения ЛА и пройденное расстояние вдоль каждой оси. После пролёта каждых 100м самый дальний ряд (или колонка) позади ЛА удаляется и добавл51ется новый ряд (или колонка) впереди ЛА.Thus, the algorithm embedded in the system controls the trajectory of the aircraft and the distance traveled along each axis. After flying every 100m, the farthest row (or column) behind the aircraft is removed and a new row (or column) is added in front of the aircraft.
Картографические данные, относящиеся к ближайщему относительно ЛА участку местности, извлекаются из памяти в сжатом виде, преобразуются для передачи их в память цифровой карты местности. Памятью карты местности системы является участок памяти, из которого считывается полностью воспроизведённые географические данные о ближайщем участке местности, используемые для индикации карты. Эти данные о высоте рельефа считываются из памяти карты местности и транслируются в область памяти общего пользования системы. Затем процессор КЭНС-14 считывает эти данные из общей памяти и обновляет ими ряд или колонку своей виртуальной памяти локальной БД о превыщениях рельефа местности.Cartographic data related to the nearest terrain plot relative to the aircraft is extracted from the memory in a compressed form, converted to a digital map of the terrain for transmission. The memory of the system’s area map is a memory area from which fully reproduced geographical data about the nearest area is used to display the map. These data on the elevation of the terrain are read from the memory of the terrain map and transmitted to the system’s shared memory area. Then, the KENS-14 processor reads this data from the shared memory and updates them with a row or column of its virtual memory in the local database about excesses in the terrain.
Описание комплекса бортового оборудования (БО) и отдельных систем приведено в источниках 3,6,7,8,11.A description of the complex of onboard equipment (BO) and individual systems is given in the sources 3,6,7,8,11.
с помощью цепи блоков 2-6, 7, 8 программа-конвертор преобразует числовые данные о полёте во множество фактов предметной области. Сформированные таким образом факты поступают на вход ЭС-6. Обобщённое представление исходных данных содержит структуру с элементами гип аппаратуры, функциональный элемент, которые обозначают наименование системы и её конструктивно-функциональных элементов.using a chain of blocks 2-6, 7, 8, the converter program converts the numerical data on the flight into many facts of the subject area. The facts thus formed are fed to the input of ES-6. The generalized representation of the source data contains a structure with elements of the equipment, a functional element that designate the name of the system and its structural and functional elements.
ЭС-16 позволяет сделать выбор нескольких цифровых программ на основе БД-23 и БЗ-22. ЭС-16 выполняет операцию символьной корреляции программы классификации тогда, когда результаты числовой секции снизятся до неприемлемых уровней достоверности (пропуски информации, отказы и т.д.).ES-16 allows you to make a selection of several digital programs based on BD-23 and BZ-22. ES-16 performs the symbol correlation operation of the classification program when the results of the numerical section drop to unacceptable levels of reliability (omissions, failures, etc.).
Блок-18 распознавания режима полёта построен на основе рекурентного алгоритма рещенш системы неравенств - рещающее правило при опознавании образов по параметрам линейных координат и скоростей Н, L, Z,Vx, Vy, Vz, углов и угловых скоростей ъ, |У, у, со, соу, сох, линейных перегрузок Пх ,Пу ,11 , отклонения органов управления 5е,5э,5н и сектора газа 5руд и средств механизации бщ, бзакр получаемых от САУ-28.Flight mode recognition block-18 is built on the basis of a recursive algorithm for solving a system of inequalities - a crucial rule for pattern recognition by parameters of linear coordinates and speeds Н, L, Z, Vx, Vy, Vz, angles and angular velocities b, | Y, y, co , SOU, SOX, linear overloads Пх, Пу, 11, deviations of controls 5е, 5э, 5н and gas sector 5rud and means of mechanization bsch, received from SAU-28.
ЭС-16 осуществляет обработку информации от датчиков 2-6 систем со встроенным контролем, органов управления с целью анализа работоспособности БО в процессе полёта, положение и изменение органов управления систем, текущего положения ЛА в пространстве и окружающей обстановке.ES-16 processes information from sensors of 2-6 systems with built-in control, controls to analyze the operational efficiency of the aircraft during the flight, the position and change of control systems, the current position of the aircraft in space and the environment.
Непосредственное измерение с помощью специальных датчиков параметров положения приводного устройства или управляющих поверхностей несёт в себе возможность отказа самих этих датчиков. Вычислительные алгоритмы обнаружения отказов, способны распознать факт отказа либо измерительного датчика, либо экипажа системы управления, не обнаружеваемого непосредственным путём.Direct measurement of the position parameters of the drive unit or control surfaces with the help of special sensors carries the possibility of failure of these sensors themselves. Computational failure detection algorithms are capable of recognizing the fact of a failure of either a measuring sensor or the crew of a control system that cannot be directly detected.
Блок распознавание состоянш конфигурации (БРСК)-17 ЛА предполагает наличие управления конфигурацией (реконфигурацией) системы управления. Под реконфигурацией понимается изменение структуры и параметров органов управления ЛА в соответствии сThe recognition configuration block (BRSC) -17 aircraft assumes the presence of configuration management (reconfiguration) of the control system. Reconfiguration is understood as a change in the structure and parameters of aircraft controls in accordance with
программой полёта. Необходимость в реконфигурации обусловлена изменением штатного режима функционирования подсистем, переходом с режима на режим.flight program. The need for reconfiguration is due to a change in the normal mode of functioning of the subsystems, the transition from mode to mode.
Управление конфигурацией ЛА предполагает рассмотрение подсистем в качестве объектов управления. Предусматривается возможность измененияThe configuration management of an aircraft involves the consideration of subsystems as control objects. Subject to change
конфигурации при изменении штатных режимов. Для этого выбирается совокупность режимов полёта К(взлёт, набор высоты и т.д.) и для каждогоconfigurations when changing the standard modes. To do this, select the set of flight modes K (takeoff, climb, etc.) and for each
синтезируется оптимальная конфигурация системы. Управление конфигурацией таким образом сводится к реализации отображенияthe optimal system configuration is synthesized. Configuration management thus comes down to mapping
,(40), (40)
где -конфигурация ЛА. При внезапных отказах, в системе блок в условиях ограниченного времени оценивает ситуацию и осушествляет соответствуюшую перестройку систем оптимальным образом, т.е. блок БРСК наделяется комплексом знаний о возможных ситуацш1х и умением делать правильные выводы о необходимых действиях по изменению конфигурации и последстви51х.where is the configuration of the aircraft. In case of sudden failures, in the system, the unit, under conditions of limited time, evaluates the situation and implements the corresponding restructuring of the systems in an optimal way, i.e. The BRSC block is endowed with a complex of knowledge about possible situations and the ability to draw the right conclusions about the necessary actions to change the configuration and the consequences.
Б PC К-17, поддерживая конфигурацию Л А, должен решать такие задачи, как локализация отказов аппаратуры, анализ внешних и внутренних параметров системы, сопоставление характеристик полёта с его программными значениями, принятие решений на вынужденное изменение программы полёта, выбор конфигурации ЛА по программе полёта и по результатам анализа ситуаций.B PC K-17, supporting the configuration of LA, must solve such problems as localization of hardware failures, analysis of external and internal parameters of the system, comparison of flight characteristics with its program values, decision-making on the forced change of the flight program, choice of the configuration of the aircraft according to the flight program and based on the analysis of situations.
Необходимость решения этих задач выдвигает требования включения в архитектуру БРСК-17 блока оценивания внешней и внутренней среды, интерпретатора ситуаций, планировшика конфигураций, базу моделей конфигураций ЛА. Функциональная роль интерпретатора заключается в интерпретации, поступаюшей от блоков оценивания внешней и внутренней среды (подсистем и датчиков) и подготовке сообшения экипажу, одновременно эта же информация передаётся планировшику, цель которого заключается в выборе оптимальной конфигурации системы в сложившейся обстановке.The need to solve these problems puts forward the requirements of including in the BRSC-17 architecture a unit for evaluating the external and internal environment, an interpreter of situations, a scheduler of configurations, a base of models of configurations of aircraft. The functional role of the interpreter is to interpret the information received from the evaluation units of the external and internal environment (subsystems and sensors) and prepare the message for the crew, at the same time the same information is transmitted to the planner, the purpose of which is to choose the optimal system configuration in the current situation.
Информация, поступаюшая на вход интерпретатора, рассматривается в виде текста Ацх, определяемого набором символов aj, а2,ап. ЗдесьThe information received at the input of the interpreter is considered in the form of Ach text, defined by the character set aj, a2, ap. Here
каждый символ соответствует определённому параметру а;, значение которого может меняться в зависимости от режимов работы подсистем. На выходе интерпретатора получается текст характеризующий полётную ситуацию. На основе информации, содержащейся в тексте планировщик вырабатывает команду на реконфигурацию системы. Используя идею и теорию ситуационного управления, планировщик ставит в соответствие входному тексту АВХ некоторую обобщённую ситуацию X, которой соответствует некоторая конфигурация vj/, информация о которой хранится в базе моделей конфигураций. X(tk){XUQUW}, где X, П, Wмножество параметров состояния соответственно ЛА, САУ и внещней среды.each symbol corresponds to a specific parameter a ;, the value of which may vary depending on the operating modes of the subsystems. At the output of the interpreter, a text characterizes the flight situation. Based on the information contained in the text, the scheduler generates a command to reconfigure the system. Using the idea and theory of situational management, the scheduler maps the input text ABX to some generalized situation X, which corresponds to some configuration vj /, information about which is stored in the database of configuration models. X (tk) {XUQUW}, where X, P, W are the set of state parameters, respectively, of the aircraft, self-propelled guns and external medium.
Образ полётной ситуации в текущий момент времени интерпретатор представляет в виде:The image of the flight situation at the current moment of time is interpreted by the interpreter as:
kпm пп пkpm pp p
Ai(X)-A PJZ HAi(X) л P,Z piAi(n) л PJZ HAi(W) ,(41)Ai (X) -A PJZ HAi (X) l P, Z piAi (n) l PJZ HAi (W), (41)
где цд| - функция принадлежности в смысле Заде, определяющая понятие из множества соответствующей переменной; Р-вектор предикатов размерности (k+m+n).where cd | - membership function in the sense of Zadeh, defining a concept from the set of the corresponding variable; P-vector of predicates of dimension (k + m + n).
Ддя выполнения программы полёта образ полётной ситуации (41) должен определ51ть критерий из допустимой области планировщика , т.е.(X)- Dio (42)In order to execute the flight program, the image of the flight situation (41) must determine the criterion from the admissible area of the scheduler, i.e. (X) - Dio (42)
DJQ на каждом щаге оценки образа полётной ситуации получается в видеDJQ on each step of the assessment of the image of the flight situation is obtained in the form
DJQ Di2DPn }(43)DJQ Di2DPn} (43)
В блоке анализатора состояния БО-19 организованы обнаружение и идентификация неисправностей. Используется поиск наилучщего варианта среди возможных правил для эфективного опознавания и обработки нештатных ситуаций. Важное значение имеет средства ЭС-16, позволяющее обнаружить ухудщение и потерю рабочих характеристик, поэтому система учитывает физическое и аналитическое резервирование.In the block of the state analyzer BO-19, the detection and identification of faults is organized. The search is used for the best option among the possible rules for the effective recognition and handling of emergency situations. ES-16 tools are important, which can detect deterioration and loss of performance, so the system takes into account physical and analytical redundancy.
Алгоритм диагностических рещений оценивает каждый признакThe diagnostic decision algorithm evaluates each symptom
(фактор) Xi, hj, hj-число признаков описывающих j-систему, блоки(factor) Xi, hj, hj-number of features describing the j-system, blocks
количественных проводится нормирование относительно нормальных значений, в результате для каждого получается числовая оценка. Затем вьиисляется сумма Sj по формуле:quantitative rationing is carried out relative to normal values; as a result, a numerical estimate is obtained for each. Then the sum Sj is calculated according to the formula:
1hj1hj
Z 6iai(44) Z 6iai (44)
где , если признак исследован, - в противном случае. Таким образом, учитываются все признаки, описывающие данную систему ( в ряде случаев некоторые Xi могут совпадать с Х на Sj для другой системы при 1 j Полученная интегральная характеристика Sj используется в продукционныхwhere, if the symptom is investigated, otherwise. Thus, all the signs describing this system are taken into account (in some cases, some Xi may coincide with X on Sj for another system for 1 j. The obtained integral characteristic Sj is used in production
решающих правилах, где по величине Si получают окончательное заключение функции данной системы.decision rules, where in terms of Si they get the final conclusion of the function of this system.
Используется также методика оценки для описания подсистем (блоки 18, 19) при которой каждый признак оценивается по отношению к норме следующим образом:An assessment technique is also used to describe the subsystems (blocks 18, 19) in which each feature is evaluated in relation to the norm as follows:
, если Х1 -верхняя граница нормы;if X1 is the upper limit of the norm;
, если XJ-B диапазоне нормы;if the XJ-B range is normal;
, если Xi -нижняя граница нормы.if Xi is the lower bound of the norm.
Для данных набора Xj. Х рассматриваются все возможныеFor data set Xj. X considers all possible
комбинации aj а, для каждой из этих комбинаций принимается тоcombinations aj a, for each of these combinations, then
или иное экспертное решение. Во всех случаях окончательное рещающее правило имеет вид: если Р, то А, где Р-предикат, А-набор действий, которые выполняются, если набор Р-истина, причём предикат может быть любым логическим выражением.or other expert decision. In all cases, the final decision rule has the form: if P, then A, where P is a predicate, A is the set of actions that are performed if the set is P-true, and the predicate can be any logical expression.
Аварийная (критическая) ситуация АС характеризуется вектором признаков , Х2,Хп}(45)The emergency (critical) situation of the AS is characterized by a vector of signs, X2, Xn} (45)
Схема отнощения реляционной БЗ-22 БД характеристик критической ситуации(КС) следующая:The relation scheme of the relational BZ-22 database of critical situation (CS) characteristics is as follows:
,P,KoR, Kr,K,,D, Kd ,(46), P, KoR, Kr, K ,, D, Kd, (46)
здесь обозначены атрибуты: S- наименование классов КС, Р- возможные неблагоприятные последствия критических ситуаций, Ко-коэффициент опасности последствий, R-причины возникновения критическихattributes are indicated here: S- name of the classes of CS, P- possible adverse consequences of critical situations, Co-hazard coefficient of consequences, R-causes of critical
ситуаций, Kf - коэффициент уверенности в причинах г (), Xпризнаки критических ситуаций, KX -коэффициенты информативностиsituations, Kf - coefficient of confidence in the reasons g (), X signs of critical situations, KX - informativeness coefficients
признаков XJ для распознавания классов критических ситуаций SiXJ features for recognition of critical situations classes Si
(....in), D- управляющие решения, К - коэффициенты уверенности в правильности решений d, V-управляющие воздействия.(.... in), D- control decisions, K - confidence coefficients of correctness of decisions d, V-control actions.
Кортежи al,a2ад отношения R(A1Ад ) БД, содержашейTuples al, a2ad of the relation R (A1Ad) of the database containing
характеристики КС, представляют собой примеры конкретных реализаций КС, полученных из объективных описаний реальных КС, имевших место в полётных ситуациях, и из опыта экспертов.characteristics of the spacecraft are examples of specific realizations of the spacecraft obtained from objective descriptions of real spacecraft that took place in flight situations, and from the experience of experts.
Моделью представления знаний об управлении системами ЛА в критических ситуациях является продукционная модель. Правила распознавания КС в такой модели выглядят следующим образом .The model for the presentation of knowledge about the management of aircraft systems in critical situations is the production model. The recognition rules for CS in such a model are as follows.
Это класс (Si), если есть признак xlli с коэффициентом кх(х1И) и есть признак х2И с коэффициентом кх(х2И)This is a class (Si), if there is a sign xlli with a coefficient kx (x1I) and there is a sign x2I with a coefficient kx (x2I)
(47) (47)
и есть признак xkqi с коэффициентом Kx(xkqi).and there is a sign xkqi with coefficient Kx (xkqi).
Здесь , xrji-значение признака хгеХ для прототипа j классаHere, the xrji value of the xgeX attribute for the prototype j class
KCi; ,....k; qi-количество эталонных признаков класса, соответствующих определённой причине. Каждая аксиома БЗ соответствует описанию эталона соответствующего класса КС.KCi; , .... k; qi is the number of reference features of the class corresponding to a specific reason. Each axiom of the knowledge base corresponds to the description of the standard of the corresponding class of CS.
В качестве критерия распознавания классов КС в управляющей системе используется степень близости распознаваемой ситуации, представленной вектором X к эталонным описаниям классов КС.As a criterion for recognizing the classes of CS in the control system, the degree of proximity of the recognized situation represented by the vector X to the reference descriptions of the classes of the CS is used.
БЗ в системе организованы по принципу правило-цель, т.е. каждой цели, обусловленной возникновением АС и условиями полёта, соответствует набор возможных стратегий лётчика по устранению или локализации этих ситуаций.The knowledge bases in the system are organized according to the rule-goal principle, i.e. each goal, due to the occurrence of AS and flight conditions, corresponds to a set of possible pilot strategies to eliminate or localize these situations.
Управляемые данными правила вида условия-действия активизируются изменениями в состоянии БЗ. Корректирующие действия определяются скрытыми целями, которые в обычной обстановке пассивны и активизируются, когда возникает одна или более аварий.Data-driven rules of the condition-action type are activated by changes in the state of the knowledge base. Corrective actions are determined by hidden goals, which are normally passive and activated when one or more accidents occur.
В ЭС в блоке БРАС-20 используется метод принятия решений, основанный на полноте БЗ ЭС, содержащей формализованный опьггIn the ES in the BRAS-20 block, a decision-making method is used, based on the completeness of the BS of the ES containing formalized opgg
специалистов, от чего зависит способность системы квалифицированно принимать решение. Поэтому процедура распознавания образов позволяет анализировать для этого хранящийся в БЗ опыг принятия решений специалистами.specialists, which determines the ability of the system to make qualified decisions. Therefore, the pattern recognition procedure allows us to analyze the experience of decision-making stored in the knowledge base by specialists.
Задача технической диагностики состоит в классификации объекта к одной из известных ситуаций (исправен ЛА, САУ или нет), что укладывается в рамки распознавания образов. Несмотря на неконечное многообразие конкретных проявлений критических ситуаций, существует конечное множество решений по управлению выводом сложной системы из КС, определяемое ограниченными ресурсами управляющей части системы. Это достигается путём разбиения множества возможных КС на классы,The task of technical diagnostics is to classify an object to one of the known situations (aircraft, self-propelled guns are operational or not), which fits into the framework of pattern recognition. Despite the infinite variety of specific manifestations of critical situations, there is a finite set of solutions for managing the output of a complex system from the CS, determined by the limited resources of the control part of the system. This is achieved by splitting the set of possible CS into classes,
каждому из которых соответствует определённое управляющее решение. КС характеризуются вектором признаков X.each of which corresponds to a specific management decision. CS are characterized by a feature vector X.
Задача распознавания образов состоит в целесообразном разбиении какого-либо множества объектов на классы, причём в каждый класс входят объекты, близкие друг к другу с точки зрения определённого критерия. Если заданы два конечных множества А и В представителей соответственно первого и второго рода (образа), то для рещения задачи распознавания образов достаточно построить рещающее правило (на основе информации, заключённой в множествах А и В БЗ) согласно которому, всякий новый объект, подлежащий диагностике, будет отнесён либо к первому, либо ко второму образу.The task of pattern recognition is to expediently divide any set of objects into classes, and each class includes objects that are close to each other in terms of a specific criterion. If two finite sets of representatives A and B of the first and second kind, respectively, are specified (an image), then to solve the pattern recognition problem it is enough to construct a decision rule (based on the information contained in the sets A and B of the knowledge base) according to which, every new object to be diagnosed , will be assigned to either the first or second image.
Распознавание образов реализуется следуюшим образом. Если на какой-то стадии принятия решения при выборе из двух альтернативных гипотез оказалось, что решение принимается с небольшим запасом надёжности, то блок распознавания образов -20 находит в БД примеры аналогичных ситуаций с известными решениями, находит решаюшее правило, разделяющее ситуации, соответствующих первой гипотезе, и определяет для конкретной ситуации, подлежащей диагностике, какая гипотеза для неё реализуется. Т.е. в блоке БРАС-20 в алгоритмическом виде дано множество ...PL независимых свойств объекта, М-признаков, характеризуюших объект с различных сторон, множество Qm Qmi-Qmn возможных значений m признака; -множество возможныхPattern recognition is implemented as follows. If at some stage of the decision-making process when choosing from two alternative hypotheses, it turned out that the decision is made with a small margin of reliability, then the pattern recognition unit -20 finds examples of similar situations in the database with known solutions, finds a decision rule that separates the situations corresponding to the first hypothesis , and determines for a specific situation to be diagnosed, which hypothesis is being realized for it. Those. in the BRAS-20 block, in an algorithmic form, there are many ... PL independent properties of the object, M-signs characterizing the object from different sides, many Qm Qmi-Qmn of possible values of the m characteristic; -many possible
СОСТОЯНИЙ объекта исследования, при этом состояние характеризуется вектором ai .STATE of the object of study, while the state is characterized by the vector ai.
На основе знаний эксперта для каждого состояния из А идентифицируется наличие соответствующих свойств из множества Р и тем самым строится классификация множеств А U KI, такая что состояние относится к классу KI , если объект в этом состоянии обладает по мнению эксперта свойством PL и классу Ко -не обладает ни одним из рассмотренных свойств.Based on the expert’s knowledge, for each state from A, the presence of the corresponding properties from the set P is identified and thereby a classification of the sets A U KI is constructed, such that the state belongs to the class KI if, in the opinion of the expert, an object in this state has the property PL and the class Ko possesses none of the considered properties.
Процесс принятия решений в блоке ВПРП-21 основывается на вычислении статистических данных полученных результатов измерений и последующего принятия рещений путём анализа этих статистических данных - метод проверки гипотез. Способ принятия решения является формирование из полученных результатов измерений скользящего среднего и его последующее сравнение с установленным порогом.The decision-making process in the VPRP-21 block is based on the calculation of statistical data of the obtained measurement results and subsequent decision-making by analyzing these statistical data - a method for testing hypotheses. The decision-making method is the formation of the moving average from the obtained measurement results and its subsequent comparison with the set threshold.
Модуль вывода ЭС-16 обладает способностью функционировать в условиях недостатка информации. Модуль вывода способен продолжать рассуждения и со временем находит рещение даже при недостатке информации. Это решение может и не быть точным, однако система не останавливается из-за того, что отсутствует какая-либо часть входной информации.The ES-16 output module has the ability to function in conditions of lack of information. The output module is able to continue the discussion and eventually finds a solution even with a lack of information. This solution may not be accurate, but the system does not stop due to the absence of any part of the input information.
Управляющий модуль-алгоритм определяет порядок применения правил, а также устанавливает, имеются ли ещё факты, которые могут бьггь изменены в случае продолжения консультации. Управляющий алгоритм выполняет функции сопоставления -образец правила сопоставляется с имеющимся фактом; выбора-если в конкретной ситуации могут бьггь применены несколько правил, то из них выбирается одно, наиболее подходящее по заданному критерию (разрещение конфликта); срабатывание -сам образец правила при сопоставлении совпал с какими-либо фактами из рабочей памяти, то правило срабатывает; действие-рабочая память подвергается изменению путём добавления в неё заключения сработавшего правила.The control module-algorithm determines the order of application of the rules, and also determines whether there are any more facts that may be changed if the consultation continues. The control algorithm performs the function of matching - the sample rule is compared with the existing fact; choice-if in a particular situation several rules can be applied, then one of them is selected that is most suitable according to a given criterion (resolution of the conflict); triggering - the pattern of the rule itself when matching coincided with any facts from the working memory, the rule is triggered; action-working memory is modified by adding to it the conclusion of the triggered rule.
Интерпретатор продукций работает циклически. В каждом цикле он просматривает все правила, чтобы выявить среди них те, посылки которыхThe product interpreter is cyclical. In each cycle, he looks through all the rules to identify among them those whose premises
совпадают с известными на данный момент фактами из рабочей памяти БД23. Интерпретатор определяет также порядок применения правил. После выбора правило срабатывает, его заключение заносится в рабочую память и затем цикл повторяется сначала. В одном цикле может сработать только одно правило. Если несколько правил успешно сопоставлено с фактами, то интерпретатор производит выбор по определённому критерию единственного правила.coincide with the currently known facts from the working memory of the DB23. The interpreter also determines the application of the rules. After selection, the rule is triggered, its conclusion is entered into the working memory, and then the cycle repeats first. Only one rule can work in one cycle. If several rules are successfully compared with facts, then the interpreter makes a choice according to a certain criterion of a single rule.
В ЭС-16 применён прямой вывод: по известным фактам отыскивается заключение, которое следует из этих фактов Если такое заключение удаётся найти, то оно заносится в рабочую память БД-23; это вывод, управляемый данными.In ES-16, a direct conclusion is applied: according to known facts, a conclusion is found that follows from these facts. If such a conclusion can be found, then it is recorded in the working memory of BD-23; this is data driven output.
В каждом цикле продукции (правила) из БЗ просматриваются интерпретатором правил в определённом порядке, который устанавливается его управляющим компонентом. Если обнаруживается правило, посылка которого при сопоставлении совпала с некоторыми фактами из рабочей памяти (БД), то правило срабатывает и его заключение добавляется в рабочую память. Затем цикл повторяется. Цикл имеет четыре фазы: сопоставление, выбор (разрешение конфликтов), срабатывание и выполнения действия (изменение состояния рабочей памяти).In each product cycle (rules) from the knowledge base, they are viewed by the interpreter of the rules in a certain order, which is set by its control component. If a rule is detected whose sending coincided with some facts from the working memory (DB) during matching, then the rule is triggered and its conclusion is added to the working memory. Then the cycle repeats. The cycle has four phases: matching, selection (conflict resolution), triggering and execution of an action (changing the state of working memory).
ЭС вьщаёт на дисплей -29 предупреждающую информацию при появлении отклонения от нормального режима полёта и вьщачу командных сигналов на СОИ-29 экипажу о необходимых действиях в АС (отсутствие резерва дублирующих систем, перенацеливание посадки и др.).ES displays on -29 warning information when there is a deviation from the normal flight mode and sends command signals to the SOI-29 crew about the necessary actions in the speakers (lack of backup systems, redirect landing, etc.).
ЭС формирует и выдаёт в САУ -28 и БО управляющие и корректирующие сигналы при отсутствии реакции экипажа на АС (пожар, разгерметизация, экипаж не работоспособен).ES generates and issues control and correction signals to ACS-28 and BO in the absence of a crew reaction to the speakers (fire, depressurization, the crew is not operational).
ЭС выдаёт справочную информцию по запросу экипажа на дисплее СОИ-29.ES issues reference information at the request of the crew on the display of SOI-29.
Для вьщачи важной для управления информации на экране индикатора-дисплея-29 используется окно предупреждения и информационное окно с дублированием информации голосом, центральным сигнальным огнём.To get important information for managing information on the screen of the indicator-display-29, a warning window and an information window with duplication of information by voice, central signal fire are used.
Для обеспечения человеко-машинного интерфейса в системе на языке описания сценариев диалога, имеется диалоговый интерпретатор и генератор организации диалога, реализующие гибкую перенастройку диалога и управление процессами управления во всех режимах функционирования.To provide a human-machine interface in a system in the language for describing dialogue scenarios, there is a dialogue interpreter and dialogue organization generator that implement flexible dialogue reconfiguration and control process management in all operating modes.
Формирователь изображения-26 предназначается для взаимодействия по мультиплексной линии передачи изображения и формирования сигналов изображения. Он состоит из модуля обмена, графического контроллера, модуля дисплейной памяти. Сигналы по мультиплексной шине передачи информации поступают на модуль обмена, который обеспечивает приём и преобразование её в информационный массив, оценивающий изображение, поступающее в графический контроллер. Графический контроллер по командам модуля обмена формирует цифровые сигналы, сигналы подсвета и другие сигналы управления. Графический контроллер предназначен для приёма информации от модуля обмена, расщифровки её цифровых сигналов управления изображением.The imager-26 is intended for interaction on a multiplex image transmission line and the formation of image signals. It consists of an exchange module, a graphic controller, a display memory module. The signals are transmitted via the multiplex information transfer bus to the exchange module, which provides its reception and conversion into an information array evaluating the image received by the graphics controller. The graphic controller, by the commands of the exchange module, generates digital signals, backlight signals and other control signals. The graphics controller is designed to receive information from the exchange module, decrypt its digital image control signals.
Обработка символов в генераторе-26 производится для наложения графиков и текстовых данных на изображение карты. Он контролирует то, чтобы текст был представлен в правильной ориентации относительно верха экрана. Символы представляются ориентированными к верху экрана по отношению к средствам распознавания. Они могут быть представлены и с различной ориентацией, при этом вращение символа будет иметь определённое смысловое значение.Character processing in generator-26 is performed to overlay graphs and text data on the map image. It controls that the text is presented in the correct orientation relative to the top of the screen. Symbols appear oriented toward the top of the screen with respect to recognition tools. They can be represented with different orientations, while the rotation of the symbol will have a certain semantic meaning.
Все символы формируются выбором из семи возможных цветов. Набор символов, используемых при индикации карты, включает планы полёта и планируемого задания. Навигационные ориентиры также определены в базе данных. Для улучщения распознаваемых направлений, характеризующих план полёта, предусмотрена возможность соединения прямыми линиями характерных навигационных ориентиров. С каждым характерным ориентиром связан текст объёмом до 4-х букв, а цвет символа и текст может задаваться независимо.All characters are formed by a choice of seven possible colors. The set of symbols used for displaying the map includes flight plans and the planned task. Navigation landmarks are also defined in the database. To improve the recognizable directions that characterize the flight plan, it is possible to connect the characteristic navigation landmarks with straight lines. Each characteristic landmark is associated with a text of up to 4 letters, and the symbol color and text can be set independently.
На индикаторе на стекле-27 на ЭЛТ приводится графическое построение в 3-х мерном пространстве траектории и рельефа местности приOn the indicator on glass-27 on a CRT, a graphical plot of the trajectory and terrain in 3-dimensional space is given at
использовании крупномасштабной цифровой карты рельефа местности, зоны маршрутного полёта, на которой строится траектория полёта ЛА.using a large-scale digital map of the terrain, route flight zone, on which the flight path of the aircraft is built.
Выбор участка памяти с картой рельефа на индикаторе на стекле-27 индицируется в реальном масштабе времени. Центр индицируемого изображения может быть совмещён с любым заданным навигационным ориентиром или смешен относительно него. Центрированное поле каждой карты рельефа может сохраняться в реальном масштабе времени при врашении и преобразовании индицируемого поля. Параметры контура поля изображения сохраняются для каждой области памяти, в которой хранится карта рельефа. Система может формировать и обновлять тени на рельефе местности, вызванные солнечным освещением, в виде полей серого цветаThe selection of a memory area with a relief map on the indicator on glass-27 is displayed in real time. The center of the displayed image can be combined with any given navigation landmark or mixed relative to it. The centered field of each elevation map can be saved in real time during rotation and transformation of the displayed field. The contour parameters of the image field are stored for each memory area in which the elevation map is stored. The system can form and update shadows on the terrain caused by sunlight in the form of gray fields
на индицируемом участке карты, а также по внешнему запросу может формировать рельеф выше некоторой заданной высоты определённым заранее цветом. Индикатор -27 может изображать превышения(высоты рельефа) оттенками серого цвета; параметры оттенков сохраняются для каждой области памяти хранящейся карты рельефа. Система способна обеспечивать изображение движушейся карты из одной области памяти и/или непосредственную карту удалённого участка местности. Движущаяся карта ориентирована относительно положения ЛА. Масштабы карт могут индицироваться на любой их четырёх шкал индикатора (в сжатом виде). Обеспечивается также два режима видеоизображения: цветное и монохромное.on the indicated area of the map, as well as on an external request, it can form a relief above a certain specified height in a predetermined color. Indicator -27 can depict excess (elevation) shades of gray; hue settings are saved for each memory area of the stored bump map. The system is capable of providing an image of a moving map from one memory area and / or a direct map of a remote area. The moving map is oriented relative to the position of the aircraft. The scale of the cards can be displayed on any of the four indicator scales (in compressed form). Two video modes are also provided: color and monochrome.
Плотность данных и результирующий географический размер памяти карты местности зависит от масщтаба индицируемой в настоящий момент карты. Относительное положение ЛА на изображении карты влияет на необходимую дальность переднего обзора, которая должна поддерживаться в памяти карты местности. Возможна индикация 2-х положений ЛА относительно карты: в центре индикатора или со смещениемна 3/4 расстояния от верха до низа экрана.The data density and the resulting geographical size of the memory map of the area depends on the scale of the currently displayed map. The relative position of the aircraft in the map image affects the required forward vision range, which must be maintained in the terrain map memory. It is possible to indicate 2 positions of the aircraft relative to the map: in the center of the indicator or with a shift of 3/4 of the distance from the top to the bottom of the screen.
Основной масштаб индикации карты -24км - расстояние вдоль одной стороны экрана, что при центральном или смещённом положении ЛА полностью удовлетворяет требованиям к географическим размерам БД о превыщении рельефа. Требование к дистанции переднего обзора являетсяThe main scale of the map display is -24 km - the distance along one side of the screen, which, with the center or offset position of the aircraft, fully meets the requirements for the geographical dimensions of the database to exceed the relief. The requirement for front view distance is
расстояние 7 км. Экипаж с помощью системы управления и индикации -25 анализирует поступающую информацию, контролирует выполнение режимов полёта и работы систем, задаёт управляющие воздействия. Лётчик осуществляет выбор режима работы ПНК, вводит сопровождающую информацию, управляет работой комплекса в целом. Лётчик запускает с пульта с помощью клавиатуры дисплей, проверяет прохождение данных, с помощью меню вводит параметры и масщтабные коэффициенты. Выбор режима анализа производится из меню нажатием клавищ из списка БД23, и используются клавищи управления курсором, после чего будут загружены форматы отображения информации на дисплее.distance of 7 km. Using the control and indication system -25, the crew analyzes the incoming information, monitors the execution of flight modes and the operation of the systems, and sets control actions. The pilot selects the PNK operating mode, enters the accompanying information, and controls the operation of the complex as a whole. The pilot launches a display from the remote control using the keyboard, checks the passage of data, and through the menu enters parameters and scale factors. The analysis mode is selected from the menu by pressing the keys from the DB23 list, and the cursor keys are used, after which formats for displaying information on the display will be loaded.
ЭС-16 обеспечивает выдачу информации о состоянии БО иES-16 provides the issuance of information about the state of BO and
параметрах, характеризующих поведение ЛА. Если экипаж в случае появления аварийной ситуации предпринимает правильные действия или действия в направлении предотвращения развития указанной ситуации, ЭС16 не вмещивается в управление и лищь вьщаёт на экран дисплея -29 рекомендации и подсказки экипажу. В случае отсутствия реакции экипажа на рекомендованное рещение по выводу из опасной ситуации действий, которые могут привести к катастрофическим последствиям, ЭС-16 формирует необходимые корректирующие и управляющие сигналы в САУ28 по парированию опасной ситуации.parameters characterizing the behavior of the aircraft. If the crew, in the event of an emergency, takes the right actions or actions in the direction of preventing the development of the specified situation, the ES16 does not fit into the control and the command screen displays -29 recommendations and tips to the crew. In the absence of a crew reaction to the recommended solution for withdrawing from a dangerous situation actions that could lead to catastrophic consequences, ES-16 generates the necessary corrective and control signals in ACS28 to parry the dangerous situation.
ЛитератураLiterature
1.А.А.Красовский, И.Н.Белоглазов, Г.П.Чигин. Теория корреляционно-экстремальных навигационных систем. М. Наука. 1979, стр.416-417.1.A.A. Krasovsky, I.N.Beloglazov, G.P. Chigin. Theory of correlation-extreme navigation systems. M. Science. 1979, pp. 416-417.
2.О.Диффенбах. Автономная прецизионная система захода на посадку и посадки APALS. Локхид Мартин. Навигация-95. Сборник трудов международной конференции Планирование глобальной радионавигации. ТомП 26-30. 1995. Москва. Россия, стр. 7-41, 75-50.2.O. Diffenbach. Autonomous precision APALS approach and landing system. Lockheed Martin. Navigation-95. Proceedings of the international conference Planning for global radio navigation. TomP 26-30. 1995. Moscow. Russia, pp. 7-41, 75-50.
3.Веремеенко К.К., Тихонов В.А., Кудрявцев В.М., Хадаков А.В. Интегрированный навигационно-посадочный комплекс. Навигация-95. Сборник трудов международной конференции. ТомП. Москва, Россия, 7-17-8.3.Veremeenko K.K., Tikhonov V.A., Kudryavtsev V.M., Khadakov A.V. Integrated navigation and landing system. Navigation-95. Proceedings of the international conference. TomP. Moscow, Russia, 7-17-8.
4.Ваг Shalom. Tracking Methods in Multitarget Environtnent IEEE Transactions Automatic Control.Vol AC-23, N4, August 1978.4.Vag Shalom. Tracking Methods in Multitarget Environtnent IEEE Transactions Automatic Control.Vol AC-23, N4, August 1978.
5.Ильясов Б.Г., Парфёнов И.И., Чернявская Л.Р. Автоматизация принятия решений при управлении системами человек-техника с помощью экспертных систем. Эргономика в России, СНГ и мире: опыт и перспективы. Международная конференция. С-Петербург. Россия. 1993.5.Ilyasov B.G., Parfyonov I.I., Chernyavskaya L.R. Decision automation in the management of human-technology systems using expert systems. Ergonomics in Russia, the CIS and the world: experience and prospects. International Conference. St. Petersburg Russia. 1993.
6.Помыкаев И.Н., Селезнёв В.П., Дмитроченко Л.А. Навигационные приборы и системы. М. Машиностроение. 1983. стр. 44,79,381.6.Pomykaev I.N., Seleznev V.P., Dmitrochenko L.A. Navigation devices and systems. M. Engineering. 1983. p. 44.79.381.
7.Белогородский С.Л. Автоматизация управления посадкой. М. Транспорт. 1972. стр. 51,65.7.Belogorodsky S.L. Landing management automation. M. Transport. 1972. p. 51.65.
8.Ларионов A.M., Горнец Н.Н. Переферийные устройства в вычислительных системах. М. Высшая школа, 1991, стр.19.8.Larionov A.M., Gornets N.N. Peripherals in computing systems. M. Higher School, 1991, p. 19.
9.Хейс-Рот Ф., Уотерман Д.,Ленат Д. Построение экспертных систем. М. Мир, 1987.9.Hays-Roth F., Waterman D., Lenat D. Construction of expert systems. M. World, 1987.
10.Попов Э.В. Экспертные системы. М. Наука. 1987. стр.288.10.Popov E.V. Expert systems. M. Science. 1987. p. 288.
11.Олянюк П.В., Астафьев Г.П., Грачёв В.В. Радионавигационные устройства и системы гражданской авиации. Москва. Транспорт. 1989. стр.185, 191,193.11.Olyanyuk P.V., Astafyev G.P., Grachev V.V. Radio navigation devices and civil aviation systems. Moscow. Transport. 1989. p. 185, 191.193.
12.Евреинов Э.В., Бутьшьский Ю.Т. и др. Цифровая вычислительная техника. М. Радио и связь, 1991, стр. 346-349.12. Evreinov E.V., Butishsky Yu.T. et al. Digital computing technology. M. Radio and Communications, 1991, pp. 346-349.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97113121/20U RU7755U1 (en) | 1997-08-04 | 1997-08-04 | PILOT AND NAVIGATION COMPLEX |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97113121/20U RU7755U1 (en) | 1997-08-04 | 1997-08-04 | PILOT AND NAVIGATION COMPLEX |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU7755U1 true RU7755U1 (en) | 1998-09-16 |
Family
ID=48269672
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97113121/20U RU7755U1 (en) | 1997-08-04 | 1997-08-04 | PILOT AND NAVIGATION COMPLEX |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU7755U1 (en) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2530705C2 (en) * | 2009-05-15 | 2014-10-10 | Мбда Франсе | Method and system for evaluation of moving body trajectory |
RU2542746C2 (en) * | 2013-01-09 | 2015-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Method for continuous monitoring of integrity of aircraft at all flight phases thereof |
RU2562466C1 (en) * | 2014-04-29 | 2015-09-10 | Акционерное общество "Ракетно-космический центр "Прогресс" (АО "РКЦ "Прогресс") | Spacecraft orientation control method and device for its implementation |
RU2592715C1 (en) * | 2015-03-26 | 2016-07-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли | Astronomical navigation system |
RU2639929C2 (en) * | 2015-01-19 | 2017-12-25 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Independent vehicle control system |
RU2644048C2 (en) * | 2016-02-12 | 2018-02-07 | Акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" | Control system in longitudinal channel of manned and unmanned aircrafts in mode of creeping from dangerous height at work on ground objects |
RU2713997C2 (en) * | 2017-05-30 | 2020-02-11 | Акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" имени О.В. Успенского (АО МНПК "Авионика") | Bank angle corrector for refining aircraft trajectory |
RU220455U1 (en) * | 2023-06-01 | 2023-09-14 | Общество с ограниченной ответственностью ДИЗАЙН ЦЕНТР "ГЕОСТАР НАВИГАЦИЯ" | NAVIGATION MODULE GeoS-5ME |
-
1997
- 1997-08-04 RU RU97113121/20U patent/RU7755U1/en active
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2530705C2 (en) * | 2009-05-15 | 2014-10-10 | Мбда Франсе | Method and system for evaluation of moving body trajectory |
RU2542746C2 (en) * | 2013-01-09 | 2015-02-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") | Method for continuous monitoring of integrity of aircraft at all flight phases thereof |
RU2562466C1 (en) * | 2014-04-29 | 2015-09-10 | Акционерное общество "Ракетно-космический центр "Прогресс" (АО "РКЦ "Прогресс") | Spacecraft orientation control method and device for its implementation |
RU2639929C2 (en) * | 2015-01-19 | 2017-12-25 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Independent vehicle control system |
RU2592715C1 (en) * | 2015-03-26 | 2016-07-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли | Astronomical navigation system |
RU2644048C2 (en) * | 2016-02-12 | 2018-02-07 | Акционерное общество "Концерн радиостроения "Вега" | Control system in longitudinal channel of manned and unmanned aircrafts in mode of creeping from dangerous height at work on ground objects |
RU2713997C2 (en) * | 2017-05-30 | 2020-02-11 | Акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" имени О.В. Успенского (АО МНПК "Авионика") | Bank angle corrector for refining aircraft trajectory |
RU220455U1 (en) * | 2023-06-01 | 2023-09-14 | Общество с ограниченной ответственностью ДИЗАЙН ЦЕНТР "ГЕОСТАР НАВИГАЦИЯ" | NAVIGATION MODULE GeoS-5ME |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6006158A (en) | Airport guidance and safety system incorporating lighting control using GNSS compatible methods | |
US6314363B1 (en) | Computer human method and system for the control and management of an airport | |
EP1198720B1 (en) | Method and system for creating an approach to a position on the ground from a location above the ground | |
US6157891A (en) | Positioning and ground proximity warning method and system thereof for vehicle | |
US7623960B2 (en) | System and method for performing 4-dimensional navigation | |
US6144338A (en) | Predictive drop and load algorithm for an object-based geographical information system | |
US9520066B2 (en) | Determining landing sites for aircraft | |
US11181634B1 (en) | Systems and methods of intelligent weather sensing using deep learning convolutional neural networks | |
US10247573B1 (en) | Guidance system and method for low visibility takeoff | |
RU2314553C1 (en) | System for estimation of onboard radar accuracy characteristics | |
US8560280B2 (en) | Method for calculating a navigation phase in a navigation system involving terrain correlation | |
Lombaerts et al. | Distributed Ground Sensor Fusion Based Object Tracking for Autonomous Advanced Air Mobility Operations | |
CN104331593A (en) | Device and method for ground to predict characteristics of positioning of aircraft along path | |
CA2136570A1 (en) | Hybrid synthetic aircraft landing system | |
RU7755U1 (en) | PILOT AND NAVIGATION COMPLEX | |
Strümpfel et al. | Assured multi-mode navigation for urban operations of small uas | |
Grzegorzewski | Navigation an Aircraft by means of a Position potential in three dimensional space | |
CN118168534A (en) | Method, device, computer equipment and medium for determining airborne vertical navigation deviation | |
US9384670B1 (en) | Situational awareness display for unplanned landing zones | |
EP3736538A1 (en) | Navigation performance in urban air vehicles | |
Gray | In-flight detection of errors for enhanced aircraft flight safety and vertical accuracy improvement using digital terrain elevation data with an inertial navigation system, global positioning system and radar altimeter | |
Ostroumov et al. | Applications of artificial intelligence in flight management systems | |
Reynaud et al. | A universal navigability map building approach for improving Terrain-Aided-Navigation accuracy | |
US20240194083A1 (en) | Automatic adaptation of the vertical profile of an aircraft on the basis of a positional uncertainty | |
Antonov et al. | Aerodrome vehicle integrated control system using computer vision |