Контроль целостности в приемнике СНС (функция RAIM)

Любое оборудование СНС(класса А, В, С) имеет функцию наблюдения за достоверностью информации, получаемой от спутников. Ее назначение:

- своевременно обнаружить неустойчиво работающий спутник и исключить его из обработки для навигационных определений;

- рассчитывать текущую ошибку определения координат и, сравнивая расчетное значение с максимально-допустимой на данном этапе полета, предупредить экипаж о выходе расчетной ошибки за пределы значения;

- рассчитывать геометрию спутников в заданной точке, в заданное время и предупреждать экипаж о том, что требуемая точность и надежность навигации по СНС в этой точке не будут обеспечены, выдавать сообщение об отказе СНС в целом и невозможности ее использовать для навигации. Для решения этих задач бортовое оборудование СНС должно иметь функцию RAIM или аналогичную ей.

Обеспечение этой функции достигается обработкой сигналов, как минимум, одного дополнительного спутника. Такой алгоритм реализован в оборудовании класса А1, А2, В1, В2, С1, С2 и он заключается в том, что в целях RAIM производится несколько независимых определений, результаты которых сравнивают между собой. По результатам этих расчетов определяется четыре устойчиво работающих спутника и по этим «отфильтрованным» спутникам производится определение навигационных параметров (φ, λ, h). При этом «фильтрующие» расчеты при работе RAIM не используются для навигационных расчетов, но если RAIM отфильтровала один из пяти видимых спутников, сама функция RAIM перестает работать, о чем информирует экипаж ВС. Воспринимать такую информацию следует так: навигационные расчеты продолжают выполняться, но аппаратурой они никак не контролируются и эта функция возлагается на экипаж.

Если оборудованием СНС сопровождается 6 и более спутников, то RAIM другого продолжает работать и контролировать надежность навигационных определений.

Альтернативным способом контроля достоверности информации, получаемой от СНС, является сравнение этой информации с навигационной информацией, получаемой от других навигационных систем, таких как ИНС, LORAN-C, DME. Такой способ реализован в аппаратуре подкласса В3, В4, С3, С4 и называется обычно «эквивалент RAIM» или «Бортовая автономная система контроля целостности» (AAIM). Этот способ имеет только одно преимущество по сравнению с RAIM – нет необходимости обрабатывать сигналы от одного дополнительного спутника, что позволяет продолжать навигационные определения с гарантией их достоверности при видимости только 4-х спутников.

 

Интеграция СНС и ИНС.

Интеграцию СНС и ИНС можно рассматривать на примере НСИ-2000 –интегрированной инерциально-спутниковой навигационной системы.

Система НСИ-2000предназначена для следующих целей:

- определения навигационных и пилотажных параметров движения самолета на основе комплексной отработки информации от инерциальных датчиков (лазерных гироскопов и акселерометров), совмещенного ГЛОНАСС/GPS 24-канального спутникового приемника, а также от системы воздушных сигналов самолета;

- выработки управляющих сигналов и выдачи их в САУ для осуществления автоматического самолетовождения по данным НСИ-2000.

В НСИ-2000 высокие характеристики достигаются за счет рационального комплексирования как входящих в состав системы навигационных измерителей различной физической природы (инерциальных, радиотехнических), так и барометрических.

В системе в качестве инерциального измерителя используется безплатформенная инерциальная навигационная система (БИНС)

В качестве корректирующего радиотехнического измерителя в НСИ-2000 использована аппаратура потребителей (АП) спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС/GPS (24-канальный приемник GG-24), обеспечивающая высокоточные измерения координат и составляющих скорости ВС в геодезической системе координат.

Рациональное комплексирование БИНС и АП СНС обеспечивает простоту и удобство начальной выставки и возможности навигации без ограничений относительно всей поверхности Земли, включая полярные области.

 

Воздушная навигация и аэронавигационное обеспечение полетов на международных воздушных трассах (МВТ).

Единицы измерения.

В мире нет единства в применении единиц измерения, в том числе, и по выполнению навигационных измерений в воздухе, и измерений на земле, связанных с выполнением полётов.

Это обстоятельство создаёт проблемы, непосредственно связанные с безопасностью выполнения международных полётов. Целью Международной организации гражданской авиации ИКАО в этом направлении является унификация единиц измерения в воздушных и наземных операциях гражданской авиации.

а) морских миль в километры и обратно: 1 NM = 1,852 km; NM — Nautical Mites (морские мили)

Snm x 1,852 = Skm;

Skm x 0,539 = Snm или Skm: 1,852 = Snm (S число)

 

Приближенный перевод:

Skm = Snm x 2 - 1/10 произведения: 35 NM x 2 - 7 NM = 63 km

Snm = Skm; 2 + 1/10 частного; 200 km: 2 + 10 km = 110 MM

 

Перевод на НЛ 10:

100 (1000) «МM» 100 (1000) «МM»

14 ¾¾¾¾¾¾¾¾ 14 ¾¾¾¾¾¾¾

15 ç ç 15 ç ç

Sмm Skm? Sмm? Skm

б) перевод футов и метры и обратно:

1 ft = 0,305 m; 1m = 3,281 ft;

 

Приближенный перевод:

1ft » 0,3 m; 1m » 3,3ft;

1000ft х 0,3 = 300 m; 1000m x3,3 = 3300ft

Перевод на НЛ 10:

100 (1000) «футы» 100 (1000) «футы»

14 ¾¾¾¾¾¾¾¾ 14 ¾¾¾¾¾¾¾¾¾

15 ç ç 15 ç ç

Hм Hft? Hм? Hft

в) поступательная скорость:

1 kt =1 NM/h =30,86 m/min =0,514 m/s; kt —knot — узел;

Vkt x 1,852 = Vkm/h; Vkm/h x 0,539 = Vk

 

Перевод скоростей из узлов в км/час и об­ратно производится аналогично переводу расстояний в морских милях в расстояния выраженные километрах

г) вертикальная скорость:

Vft/min x 0,00508 = Vm/s

Vm/s x 196.85 = Vft/min.

Для практических расчетов принимают:

1 m/s = 200 ft/min;

5 m/s » 1000 ft/min;

600 ft/min: 200 » m/s;

4 m/s x 200 » 800 ft/min.

д).Давление

1 hPa = 1 nib (1 гекгопаскаль = 1 миллибару);

1 hPa (mb) = 0,75 mm of mercury (мм рт. ст.) или 1 hPa (mb) = 3/4 mm of mercury;

1000 mb x 0,75 = 750 мм рт. ст.;

1 мм рт. ст. = 4/3 mb;

720 мм рт. ст. х 4/3 = 960 mb.

Перевод давления в дюймах ртутного стол­ба в давление, выраженное в миллиметрах н миллибарах ртутного столба:

1 inch of mercury = 25,4 mm of mercury;

29,76 inches x 25,4 = 756 мм рт. ст.;

1 inch of mercury = 33,863 mb;

29,76 inches x 33,863 = 1007,8 mb.

 

Высота полета

2.1. Уровни отсчета высот, обозначения высот (рис. 30.1)

Рис 30.1 Уровни отсчета высоты полета

В практике самолетовождения для кон­троля высоты полета с помощью баромет­рических высотомеров используют следую­щие уровни изобарических поверхностей:

1).Уровень стандартного давления 1013,2 mbs (hPa) или 29,92 inches of mercury или 760 мм рт. ст.

Этот уровень, условно обозначаемый как QNE, используется для контроля высоты при полете по маршруту.

Высота полета задается эшелоном (FL — Flight Levely). По давлению QNE контролируется также высота полета при снижении до эшелона перехода и после высоты перехода при наборе заданного эшелона полета.

2). Средний уровень моря (QNH).

QNH — Altitude above sea level based on local station pressure — абсолютная высота над средним уровнем моря по давлению ме­стной станции наблюдения. Высоту относительно этого уровня назы­вают «Altitude», Давление QNH используется для контроля высоты в районе аэродрома. При снижении ниже эшелона перехода и заходе на посадку, а также в наборе высоты после взлета до высоты перехода. Этот уро­вень используется и при полете по маршруту на высотах ниже нижнего эшелона полета.

3). Уровень аэродрома или порога ВПП (QFE).

QFE — Height above airport elevation (or runway threshold elevation) based on local station pressure-

- относительная высота над превышением аэродрома (или превышением порога ВПП) по давлению местной станции наблюдения. Высоту относительно этого уровня называют «Height». По давлению QFE контролируется высота полета при снижении ниже эшелона перехода и при заходе на по­садку а также после взлета до высоты перехода.

Эшелон перехода, высота перехода и переходный слой.

Transition Level (TL) — эшелон перехода — самый нижний эшелон полета, который может быть использован для полета выше (абсолютно), (относительной) высоты перехода. При снижении ВС на эшелоне перехода устанавливают давление QNH (QFE).

Transition Altitude (ТА) — абсолютная высота перехода — абсолютная высота (по давлению QNH), на которой и ниже кото­рой положение ВС в вертикальной плоско­сти даётся в величинах абсолютной высоты. На абсолютной высоте перехода перестав­ляют давление с QNH на QNE после взлета в наборе заданного эшелона.

Transition Height (TH) — относительная высота перехода — относительная высота (по давлению QFE), на которой и ниже ко­торой высота полета контролируется в ве­личинах относительной высоты. На относи­тельной высоте перехода переставляют дав­ление с QFE на QNE после взлета в наборе заданного эшелона.

Transition Layer — переходный слой — воздушное пространство между высотой перехода и эшелоном перехода. Этот слой используется для перестановки давления, горизонтальные полеты в нем запрещаются.

Для аэродромов, близко расположенных друг от друга, когда требуется координация действий по управлению воздушным дви­жением. устанавливают общий эшелон пе­рехода и общую высоту перехода.

Эшелоны перехода, абсолютные (относи­тельные) высоты перехода указывают на картах инструментального захода на посад­ку (Approach Chart) и картах стандартных маршрутов прибытия (STAR) и убытия (SID) воздушных судов.Все относительные высоты на картах за­хода на посадку даются в скобках рядом с абсолютными.

В случае полета на абсолютной высоте пе­рехода, она должна обеспечить безопасный пролет препятствий по всему маршруту полёта.

Как правило, относительную высоту пере­хода устанавливают не менее 900 м (3000'). Расчетная относительная высота перехода округляется в сторону увеличения до числа кратного 300 м (1000').

В США, Канале эшелон перехода рассчи­тывается по специальным таблицам с учетом давления QNH.

Пример: QNH > 29,92 inches — эшелон пе­рехода FL180;

QNH = 29,91–29,42 inches — эшелон пе­рехода FL185 и т.д

Примечание: Термины «относительная высота» и («абсолютная высота» означают при­борные, а не геометрические относительные и абсолютные высоты.

Пересчет давления QNH в QFE.

При выполнении международных полетов воздушные суда, кроме барометрических и электромеханических высотомеров, должны быть оборудованы футомерами. На баромет­рических и электромеханических высотоме­рах устанавливают давление QNE или QFE в миллиметрах ртутного столба. При входе в зону FIR аэродрома посадки экипаж получа­ет с помощью ATIS (Automatic Terminal Information Service) давление QNH. Для опре­деления QFE необходимо выполнить расчет:

а) Высота аэродрома (порога) в метрах, по­лученное давление QNH в миллибарах (гектопаскалях). Для определения QFE необхо­димо знать значение барометрической ступе­ни, т.е. знать, как изменяется высота при из­менении давления на 1 мм рт. ст.

Среднее значение барометрической ступе­ни в зависимости от высоты (К м/мм рт. ст.)представлено в таблице 30.1.

Н,м					2000 2500
К м/мм рт. ст.	11,17	11,35	11,64	11,93	12,22	12,52	12,82

Эшелонирование по высоте (табл. 30.2).

Положение ВС в вертикальной плоскости при полете по маршруту выше абсолютной (относительной) высоты перехода выражает­ся через эшелоны полета. Эшелоны полета должны обеспечивать безопасную высоту по­лета над рельефом местности и искусствен­ными препятствиями а также безопасные интерва­лы в вертикальной плоскости между ВС следующими на эшелонах. В ИКАО принята полукруговая система эшелонирования

отсчет направления полета ведется от северного направления магнитно­го меридиана.

Предусматривается также раз­дельное эшелонирование: для полетов на эшелонах по ППП (IFR — Instrument Flight Rules) и ПВП (VFR — Visual Flight Rules).Раздельное эшелонирование применяют только днем при метеорологических услови­ях, соответствующих ПВП.

Эшелоны полета выдерживаются относи­тельно условного уровня изобарической по­верхности с давлением 1013,2 mbs (hPa), 29,92 inches или 760 мм рт. ст.

При полете на Восток (путевые углы 0° — 179°) эшелоны нечетные (ODD), при полете на Запал (путевые углы 180° — 359°) эшело­ны четные (EVEN), четными являются и эшелоны 310,350, 390,430 и т. д.

Таблица 30.2

					Направление полёта
From 000° to 179°	From 180° to 359°
IFR FLIGHTS	VFR FLIGHTS	IFR FLIGHTS	VFR FLIGHTS
FL	ALTITUDE	FL	ALTITUDE	FL	ALTITUDE	FL	ALTITUDE
Meters	Feel	Meters	Feet	Meters	Feet	Meters	Feel
-90			—	—	—				—	—	—
			—	—	—				—	—	—
	II300
4S0
										15S50
etc.	etc.	etc.	etc.	etc.	etc.	etc.	etc.	etc.	etc.	etc.	etc.

 

Номер эшелона полета (FL — Flight Level) соответствует сотням футов высоты.

Например, FL180 соответствует высоте 18000'