Казаринов Ю.М. Радиотехнические системы. Под ред. Ю.М.Казаринова (2008) (1151786), страница 90
Текст из файла (страница 90)
10.24). Пусть в начальный момент времени ! = 0 расстояние между ними равно Вв. Сближение самолетов определяется относительной скоростью Ьт = т0 — тн где т0 и т, — векторы скорости ВСО и ВС! соответственно. Тогда в произвольный момент времени г расстояние составит О(г) = где Ьв и ьв — модуль и радиальная проекция вектора относительной скорости соответственно. В качестве критерия опасности в этом случае выбирается условие т ~ т„„где т„, — время предупреждения, необходимое для предотвращения столкновения, Оценка угрозы столкновения в вертикальной плоскости производится по относительной высоте.
460 Рис. ! 0.24. Кинематическая схема сближения двух ВС Ввиду сложности измерения относительного угла места определение относи- С! тельной высоты производится на основе обмена информацией о высоте полета между конфликтующими самолетами. Оценка относительной высоты позволяет устранить ложные тревоги, возни- ВСВ Л» кающие в том случае, когда самолеты могут разойтись по высоте, а «критерий т» указывает на опасность столкновения.
Время, оставшееся до наибольшего сближения гсб,„и минимальное РасстоЯние междУ самолетами Р,бл полУчим, пРиРавнЯв нулю производную дальности Р!г) по времени г)Р(ггг = 0: Ро6р яр / г гсбл г с Рсбл РО дог ' )( В идеале БСПС должна обеспечивать определение дальности, курсового угла и их первых производных.
Наиболее сложной оказывается задача определения угловых координат КС. Поэтому на борту ВС часто известны только дальности и скорости их изменения. В этом случае полагаю~ Лу = у . При этом величина г„л минимальна и определяет время до предполагаемого столкнове- Р НИЯ !,бл М --т= —. о рр Если выбранные критерии в обеих плоскостях указывают на угрозу столкновения (УС), то должны быть выработаны согласованные маневры уклонения. Отсутствие надежной информации об относительных угловых координатах является основной причиной того, что маневры уклонения осуществляются только в вертикальной плоскости. Определение маневра производится на том ВС, который первым обнаружил УС. Информация о предлагаемом маневре передается КС и диспетчеру службы УВД. Последнее необходимодля избежания «вторичных конфликтов», т.е.
чтобы при уклонении от возможного столкновения с одним самолетом не возникло конфликтной ситуации с другим самолетом. При необходимости диспетчер имеет возможность вмешаться, запретив предполагаемый маневр уклонения или внеся в него коррективы. Руководящими документами !САО диспетчеру предоставлено право окончательного решения по выбору маневра уклонения.
Это возлагает на него большую ответственность и служит причиной 46 ! высоких стрессовых нагрузок, приводящих к ошибкам, которые могут оказаться роковыми. Видимо, именно ошибка диспетчер!з явилась причиной столкновений российского ТУ-154 с грузовыМ самолетом Вое!пя над Германией летом 2002 г. Снижение нагрузь ки на диспетчерскую службу путем повышения роли и участия экипажа в принятии решений по управлению полетом признано 1САО одним из основных направлений развития систем УВД. Бортовая система предупреждения столкновений ТСАЯ.
Бортовая система предупреждения столкновений типа ТСАБ (Тгаб)с А1еп апд Со!Ва!оп АчоЫапсе Буа1ет) была предложена Федеральным управлением США и в настоящее время принята в гражданской авиации в качестве основы для стандартизации БСПС. Система ТСАБ является независимой системой, дополняющей наземную систему УВД, и выполняет следующие функции: ° наблюдение; ° выработка консультативной информации; ° обнаружение угрозы столкновения с ВС; ° выработка рекомендаций на маневр уклонения в вертикальной плоскости; ° координация маневров; ° связь с наземными системами. Длительность рабочего цикла системы номинально составляет 1 с и в конфликтной ситуации не должна превышать 1,2 с. Система ТСАЬ позволяет отображать информацию о ВС, находящемся, как минимум, в пределах 11 км (6 морских миль) по дальности и +370 м (1200 футов) по абсолютной высоте, если конфликтующее ВС передает данные о высоте.
Точность определения дальности до ВС, представляющего угрозу, должна быть не менее 14,5 м, а рекомендуемое значение СКО определения относительного пеленга не должно превышать 10'. Указанная точность определения относительного пеленга достаточна для целей визуального отслеживания потенциальной угрозы, однако не позволяет вырабатывать рекомендации по расхождению ВС в горизонтальной плоскости и надежного прогнозирования горизонтального расстояния при расхождении ВС. Работа системы ТСАБ тесно увязана с работой системы вторичной радиолокации (СВРЛ) УВД, Коротко рассмотрим принципы работы СВРЛ.
СВРЛ обеспечивают определение координат ВС, оборудованных ответчиками, и получение от этих ВС полетной и служебной информации (бортовой номер, высота, скорость и курс полета, запас топлива, выпуск шасси, наличие аварийной ситуации и т.д.). В состав СВРЛ входят вторичные обзорные радиолокаторы (ВОРЛ) и бортовые ответчики. ВОРЛ выполняет функцию запросчика в системе активной радиолокации с активным ответом. По сигналам ответа ВОРЛ опре- 462 деляет наклонную дальность и азимут ВС, а также извлекает из кодированных сигналов полетную и служебную информацию.
Применение активного ответа позволяет при сохранении мощности излучения существенно повысить дальность действия системы. Бортовой ответчик представляет собой приемопередатчик, генерирующий ответный сигнал в случае приема запроса ВОРЛ. Сигнал ответа формируется на основе данных, поступающих от бортовых систем ВС, в зависимости от содержания сигнала запроса. По принципу работы СВРЛ подразделяются на неселективные и дискретно-адресные. В неселективных системах запрашивающий ВОРЛ посылает группы запросных импульсов, которые запускают каждый бортовой ответчик, находящийся в зоне перекрытия главного лепестка ДН антенны радиолокатора.
При получении такой группы запросных импульсов ответчик передаст группу ответных импульсов. Эти ответы принимаются и декодируются запрашивающим ВОРЛ. Измеренные значения дальностей и азимутов, а также декодированные данные, содержащиеся в сообщении, направляются диспетчеру службы УВД. В зависимости от кода запроса ответный сигнал может содержать информацию о бортовом номере, барометрической высоте, запасе топлива, путевой скорости и путевом угле. Используются два неселективных режима работы ВОРЛ: ° режим УВД, применимый только на внутренних трассах РФ; ° режим ЯВ5, стандартизованный !САО для международного применения.
СВРЛ режима 5 (дискретно-адресные) основаны на тех же принципах, что и неселективные СВРЛ. Главные отличия состоят в следующем: ° всем ВС, работающим в режиме 5, индивидуально присваиваются уникальные адреса; ° на запрос ВОРЛ в режиме 5 отвечает только тот ответчик„ которому адресован запрос; ° каналы запроса и ответа используют помехоустойчивое кодирование.
Эксплуатируемые самолеты оборудованы ответчиками, работающими в различных режимах. Для обеспечения взаимодействия с любыми ответчиками ВОРЛ режима 5 может излучать запросные сигналы различных видов; ° запрос общего вызова режимов ЯВ5 и 5; ° общего вызова только режима ЯВ5; ° общего вызова режимов УВД и 5; ° режима 5. На запросы общего вызова отвечают все ответчики, получившие запрос. На адресный запрос отвечает только тот ответчик, которому адресован запрос.
463 Формат передаваемых данных в сигналах запроса и ответа ре« жима 5 определяется протоколами, стандартизованными !САО~ Объем передаваемой информации составляет 56 или 112 бит. Дл~ целей вторичной радиолокации чаще используются короткие со' общения (56 бит), в которых передаются данные о высоте, а также информация о стадии движения (состоянии полета) ВС вЂ” нахождение ВС в воздухе, передвижение его по земле, предупреждение об опасности, специальная идентификация местоположения. Длинные посылки (! 12 бит) предназначены в основном для решения задач наблюдения. При этом по линии «борт — земля» может передаваться расширенная навигационная (например, координаты ВС и параметры полета) и служебная информация, а по линии «земля — борт» — служебная информация (например, сведения о погодных условиях, состоянии полосы, наличии пассажиров, ожидающих рейс в аэропорте) и адресные запросы на получение конкретной информации с борта ВС.
Дискретная адресация и цифровое кодирование, примененные в передачах режима 5, позволяют использовать их в виде цифровой линии передачи данных. Форматы передаваемых запросов и ответов, определенные в системе режима 5, содержат поля кодирования для передачи информации. Такая же система передачи данных может быть использована для обмена информацией по линии «борт — борт».
Это позволяет решать задачи межсамолетной навигации и предупреждения столкновений. На этом принципе, в частности, основана работа системы предупреждения столкновений типа ТСАЯ. В упрощенном виде принцип работы системы ТСАЯ заключается в следующем. Система периодически посылает запросные сигналы общего вызова для всех радиомаячных систем УВД и ВС, оборудованных ответчиками УВД, работающими в режиме Х В ответ на эти запросы ответчики посылают сигналы, содержащие значения их текущей высоты.
По этим сигналам система ТСАЯ измеряет дальность до отвечающего ВС. Для оценки угрозы столкновения используются данные высоты и соотношения высот ВС, вертикальной скорости, дальности и скорости изменения дальности. Если в составе бортового оборудования имеется аппаратура, обеспечивающая определение относительных угловых координат, то эта информация также используется для оценки угрозы столкновения. При этом могут быть оценены время, оставшееся до момента наибольшего сближения г,а„, и величина дальности наибольшего сближения (пролета) О»». Если угловые координаты не измеряются, то для оценки угрозы столкновения в горизонтальной плоскости используется «критерий т». Если в соответствии с используемым критерием обнаружена угроза столкновения, то период обновления информации между 464 защищающимся и конфликтующим самолетами уменьшается до 1 с, а общий широковещательный режим наблюдения (общий вызов) сменяется на адресный запрос и адресный ответ.
В систему управления самолета и экипажу выдается консультативная информация о воздушном движении. На индикаторе кругового обзора пилотажно-навигационного комплекса отображаются местоположение (дальности и пеленги), высота (относительная или абсолютная) и данные об изменениях абсолютных высот тех КС, которые представляют потенциальную угрозу. В случае обнаружения угрозы столкновения система выдает рекомендации, которые могут быть разделены на две группы: ° корректирующие, предписывающие изменение высоты полета или скорости ее изменения; ° профилактические, которые инструктируют пилота избежать некоторых маневров.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
