Бакулев П.А., Сосновский А.А. Радионавигационные системы (2005) (1151784), страница 43
Текст из файла (страница 43)
Рассматриваемая КНС является разомкнутой, и полученные оценки погрешностей используются для компенсации составляющих выходного сигнала ИНС. Скорректированные выходные сигналы ИНС поступают в блок индикации и управления БИУ и на БЭВМ. Фильтр Калмана (ФК) оперирует с вектором состояния х, имеющим размерность (17х11 и включающим погрешности ИНС по положению и скорости, погрешности ДИС и РВ, а также специфические погрешности ИНС (погрешности пересчета координат, погрешности изме- 210 рения ускорения и погрешности по скорости дрейфа гироскопа). Фильтр оценивает только погрешности ИНС по положению и по скорости. Сигналы измерителей дискретизируются по времени в блоке предварительной обработки информации БПОИ и подаются на вычитающие устройства с целью формирования компонентов вектора измерений к размерности (4х)], Точностные ха акте исгики КН зависят от качества и количества комплексируемых измерителей.
В качестве радиотехнических измерителей КНС определения местоположения применяют позиционные РНС. Принцип построения КНС при этом сохраняется, изменяются только компоненты вектора состояния, описывающие характер погрешностей измерителей. Результаты моделирования КНС показывают, что комплексирование ИНС и РСБН позволяет в несколько раз повысить точность определения места ЛА, а при использовании дальномерной системы и ИНС вЂ” более чем в !Ораз по сравнению с результатами счисления пути с помощью ИНС.
В комплексных системах возможна взаимная коррекция погрешностей отдельных навигационных устройств, обеспечивается непрерывность выдачи информации и повышается надежность. 11.2. Принципы построения навигационных комплексов Навкгаялолный комплекс (НК) — совокупность датчиков, устройств и систем, функционально обьединенных бортовой ЭВМ и обеспечивающих решение основной задачи навигации, а также задач, связанных с посадкой ЛА. Навигационную и посадочную части этого комплекса часто выделяют в отдельные навигационный и посадочный комплексы. Навигационная часть комплекса (НЧНК) — главное средство вождения ЛА на воздушных трассах.
Основные за ачи НЧНК: — программирование полета; — определение местоположения ЛА (МЛА); — коррекция полученных методом счисления координат с индикацией вычисленных поправок; — обработка информации, получаемой от датчиков комплекса; — управление пилотажными индикаторами и плановыми индикаторами навигационной обстановки; — формирование и выдача сигналов в САУ для автоматического пилотирования и полета по маршруту в любую заданную точку, а также для автоматического или полуавтоматического выполнения предпосадочного маневра; — автоматизация предполетного и полетного контроля аппаратуры с выдачей сигналов о неисправности отдельных систем и комплекса в целом; 211 — определение времени пролета любого пункта по маршруту и выдача экипажу соответствующей сигнализации, определение и индикация времени полета с учетом фактического остатка топлива.
Автоматическое решение этих и других задач сокршцает время загруженности экипажа управляющими действиями до 40% от общей продолжительности полета. Алго итм аботы НЧНК (рис. 11.8) предусматривает автоматизацию процессов измерения, обобщения информации и выработки сигналов управления. Возможны варианты построения алгоритма, в которых часть операций по обобщению информации выполняет экипаж ЛА. Рис.
11.8. Общий алгоритм работы навигационного комплекса Для обеспечения полета по определенному маршруту в запоминающее устройство 13У) навигационного вычислителя закладывается программа полета и исходные данные о контрольных пунктах, расположенных по трассе. Количество вводимых данных зависит от степени совершенства вычислительной системы комплекса.
В устройства памяти наиболее совершенных вычислителей вводят географические координаты, высоты и время пролета всех (или определенной части) контрольных пунктов (ориентиров) и координаты применяемых для коррекции МЛА радионавигационных средств. Введенные данные могут постоянно или по желанию экипажа («по вызову») отображаться на приборах системы индикации и управления (СНУ).
Алгоритмом работы предусмотрено комплексирование навигационных систем, определяющих МЛАе и МЛА„методом счисления и позиционным методом соответственно. Для счисления используются датчики вектора ускорения или скорости (ДУС) (например, инерциальные или доплеровские). Система счисления (СС) вычисляет МЛА, в основ- 212 1,3 . 15 300 213 ной системе координат, принятой для решения навигационных задач. Позиционная навигационная система (ПС) определяет МЛА„ в той же или другой системе координат.
Датчиками этой системы являются РНУ систем глобальной, дальней или ближней навигации. Результаты местоопределения уточняются в устройстве обработки (УО-1), от которого зависит точность и достоверность получаемой ин- формации. В простейшем варианте с помощью УО-1 корректируется одна из систем местоопределения по данным, полученным от другой системы. При этом результирующая точность определяется системой, используемой для коррекции.
Более сложные варианты устройства об- работки строятся на базе комплексных навигационных систем. Резуль- таты определения МЛА могут выводиться на индикаторы. В устройстве сравнения (УС) в результате сопоставления коорди- нат текущего МЛАя и заданного МЛАэ положений ЛА вырабатывается сигнал рассогласования (СР) (например, продольное и боковое отклоне- ния ЛА от заданной траектории). По сигналу СР в устройстве выработ- ки навигационного решения (ВНР) определяются регулируемые пара- метры полета (линейное или угловое отклонение ЛА и погрешность во времени; требуемые значения путевого угла и путевой скорости и т.д.), набор которых зависит от типа НК.
Значения регулируемых параметров поступают в пилотажный комплекс (Пл.К), где вырабатываются сигналы управления ЛА, с помо- щью которых устраняется отмеченное рассогласование, и отображают- ся на соответствующем индикаторе. э.'2%ш нК Р Ру са и ЛА, на котором он установлен. Основные параметры НК должны соответствовать следующим значениям: погрешность счисления координат ЛА (2о), в процентах от пройденного пути, при использовании: доплеровского измерителя скорости . 2 аэродинамических данных 3 комплексной обработки информации ................................................... 1 погрешность коррекции координат (2с) по!'СБН, в км, при лальности до наземного радиомаяка 200 км,............................ погрешность индикации МЛА (2а) на плановом индикаторе навигационной обстановки, км: на маршруте .4 в зоне аэродрома ... 1 вероятность нахождения ЛА в коридоре х5 км лри интервале между коррекциями 250 км ..
.........,.... ........... 0,95 погрешность определения времени прибытия в заданный пункт маршрута (2п), мин время ввода программы н ее контроля, мнн ...................„............„„„„„, среднее время наработки на отказ, ч Посадочная часть навигационного комплекса (ПЧНК) выдает экипажу и а САУ информацию о положения ЛА в пространстве с целью выполнения (в том числе и автоматически) операций по заходу ЛА на посадку, посадки и руления по ВПП при метеорологических условиях, соответствующих заданной категории посадки. сновные за ачн ПЧНК при автоматической посадке: — определение с заданными точностью и достоверностью отклонений ЛА от заданной траектории посадки, а также высоты и вертикальной скорости полета; — минимизация в момент приземления бокового отклонения ЛА от оси ВПП, боковой составляющей скорости и угла между продольными осями ВПП и ЛА; — определение направления пробега ЛА по ВПП.
Алга итм аботы ПЧНК в настоящее время существенно проще, чем навигационного комплекса, так как траектория захода на посадку не рассчитывается по данным измерений, а задается с помощью наземных радиомаяков. Бортовое оборудование системы посадки (ОСП) измеряет и выдает отклонения от траектории, т.е. на выходе ОСП имеются готовые сигналы навигационного управления (отклонения от линий курса и глиссады). Ограниченное применение получили и средства взаимной коррекции радиотехнических и нерадиотехнических устройств, обеспечивающих посадку самолета (соответствующее устройство УО-2 показано на рис.
11.8 пунктиром). Не подвергаются обычно предварительной обработке в комплексе и сигналы радиовысотомера (РВ), используемого при посадке. и р~ичячнк ..., .„° р.в мам посадки, указанным в и. 7.1. Состав навигационных комплексов зависит от класса ЛА, уровня автоматизации комплекса и имеющихся датчиков навигационной информации. Уровень автоматизации определяется степенью совершенства вычислительной системы комплекса. В гражданской авиации широкое распространение получили автоматизированные комплексы, в которых вычислительная система строится на базе ЭВМ.
Для повышения надежности комплекса используется резервирование систем и аппаратуры комплексов. Так, в посадочной аппаратуре, предназначенной для посадки ЛА в условиях метеоминимума третьей категории, применяют принцип «двухотказности» или тройное резервирование (триплексная система). Принцип «двухотказности» заключается в сохранении текущего режима полета при возникновении отказа. При втором отказе система автоматического управления отключается без существенного отклонения ЛА от траектории и нарушения балансировки самолета.
Триплексная сисшема состоит из трех идентичных каналов, подключаемых к системе управления самолетом по мажоритарному принципу, основанному 214 на логическом сравнении контролируемых параметров трех каналов. В перспективных системах третьей категории предполагается использовать ЭВМ, разветвленный встроенный контроль и комплексирование различных устройств с оптимальной обработкой сигналов. Навигационно-посадочный комплекс ближнего магистрального самолета (например, БНК-!П самолета Як-42) основан на счислении пути по данным от ДИС н инерцнальной курсовертнкали ИКВ (рис.
! !.9). Предусмотрено уточнение полученного счислением местоположения по системе ближней навигации РСБН. Процессы счисления и коррекции выполняются в ЭВМ. В случае потери информации от ДИС (например, при полете над морем) возможно включение резервного режима счисления по данным о воздушной скорости от системы ьоздушных сигналов (СВС). Для выбора режимов, переключения сигналов н подобных операций служит блок коммутации (БК). Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
