Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Методы математического моделирования систем посадки самолетов сантиметрового диапазона 11
1.1. Структура математической модели МСП и основные требования к ее составным частям 11
1.2 Моделирование позиций и предварительный геометрический анализ топологии аэропорта 15
1.3. Анализ существующих математических моделей СПС при описании канала распространения навигационных сигналов от радиомаяков 22
1.4. Влияние отражений и затенений навигационного сигнала на выбор траектории захода на посадку 39
Выводы 44
Глава 2. Математическое моделирование канала распространения навигационных сигналов радиомаяков МСП 46
2.1. Структура алгоритмов расчета модели канала распространения навигационных сигналов в формате данных и
сканирования угломерных подсистем МСП 46
2.2. Анализ применения численных методов решения задач рассеяния электромагнитного поля при математическом моделировании МСП 49
2.3. Математическая модель рассеяния электромагнитного поля на основе метода обобщенных граничных условий 61
Выводы 78
Глава 3. Моделирование влияния характеристик местных предметов и пространственной ориентации самолета на параметры навигационных сигналов МСП 80
3.1. Влияние изменения поляризации электромагнитного поля при переотражениях на параметры навигационных сигналов 80
3.2. Модель вычисления Френелевских коэффициентов при расчете параметров навигационных сигналов МСП 85
3.3. Влияние ориентации ДН приемной антенны самолета в пространстве на параметры навигационных сигналов МСП 99
3.4. Модель распределения фазы переотраженных лучей при много путевом рассеянии навигационных сигналов МСП 101
3.5. Модель расчета рассеяния электромагнитного поля с учетом шероховатости подстилающей поверхности и местных предметов 113
3.6. Исследование параметров навигационных сигналов МСП при их математическом моделировании, сравнение с экспериментальными данными 127
Выводы 135
Глава 4. Анализ практического применения математического моделирования МСП 138
4.1. Адекватность результатов исследований МСП на основе разработанных методов математического моделирования 138
4.2. Разработка рекомендаций по снижению уровня переотражений. Актуальность моделирования МСП 153
4.3. Возможности исследования процесса посадки самолетов на основе разработанных методов математического моделирования .159
Выводы 164
Заключение 166
Приложение
- Анализ существующих математических моделей СПС при описании канала распространения навигационных сигналов от радиомаяков
- Анализ применения численных методов решения задач рассеяния электромагнитного поля при математическом моделировании МСП
- Модель вычисления Френелевских коэффициентов при расчете параметров навигационных сигналов МСП
- Разработка рекомендаций по снижению уровня переотражений. Актуальность моделирования МСП
Анализ существующих математических моделей СПС при описании канала распространения навигационных сигналов от радиомаяков
Перед началом математического моделирования, на этапе проектирования необходимо проводить анализ топологии аэропорта и размещаемого наземного оборудования МСП. Такой анализ называется «моделированием позиций». Методика проведения моделирования позиций описана в [1;44;52;79] и является частью обязательных испытаний по требованиям 1С АО. Моделирование позиций - это методика, которая позволяет выявить зоны возможных аномалий сигналов наведения, как в пределах, так и за пределами зоны действия МСП. Она может использоваться при планировании установки оборудования, и на стадиях оценки в целях выбора конфигурации, образования и сокращения до минимума объема полетных проверок, которые необходимы для подтверждения работоспособности оборудования. В данной работе предложен алгоритм предварительного анализа аэродромной обстановки, описанный в Приложении 3, перед расчетной частью моделирования канала распространения. Проверить все зоны пропорционального наведения РМ с помощью полетных проверок рабочих позиций практически невозможно. В тех районах, где отсутствуют переотражения и затенения, полетные проверки точности и зоны действия системы можно ограничить простыми равноудаленными круговыми полетами и пролетами позиций.
В районах, где отсутствуют переотражения или затенения, моделирование позиций МСП должно сопровождаться проведением летных проверок в следующих областях: - проверка соответствия сигналов наведения требованиям ICAO во всем пространстве зоны действия РМ; - изучение ложных сигналов наведения, которые могут наблюдаться за пределами зоны действия МСП, с целью определить необходимость корректирующих мер (например, ограничение угла сканирования, сигналы ОСІ и т.д.).
Процесс моделирования должен быть неотъемлемой частью планирования и установки навигационных средств на позиции и должен быть завершен до выбора места размещения и типа оборудования. Ниже определены основные мероприятия по планированию и установке оборудования, а также описана роль моделирования позиций: - произвести физический осмотр позиции. Это позволяет получить необходимые исходные данные для моделирования; - прогнозировать зоны аномалий сигнала и провести расчет величин погрешностей путем использования моделей позиции МСП; - оценить влияние зон с искажением сигналов на эксплуатацию оборудования; - разработать и применить эксплуатационные и технические решения для борьбы с прогнозируемыми аномалиями сигнала. Оценить при помощи моделей измененный профиль позиции; - установить оборудование на запланированной позиции; - если необходимо для эксплуатации оценить и проверить приемлемость эксплуатации данного навигационного средства или определить объем любых условий, выходящих за пределы допусков ICAO. Эти модели помогут при выборе необходимых методов проверки; - распространить информацию о тех районах, в которых, как известно, наведение ненадежно или выходит за пределы допусков ICAO и регулярно проверять позицию после установки оборудования, чтобы выявить новые препятствия, способные повлиять на рабочие характеристики МСП.
Задача физического обследования заключается в точном определении местонахождения неподвижных сооружений и объектов, обладающих значительным потенциалом отражения или блокирования сигналов по отношению к предлагаемым точкам размещения наземного оборудования МСП. Кроме того, для определения влияния движущихся и находящихся на стоянке транспортных средств на распространение сигналов необходимо обследование ВПП, рулежных дорожек, перронов, а также проходящих поблизости автомобильных дорог, судоходных фарватеров, железных дорог и т.д. И, наконец, должны быть точно определены физические характеристики местности перед каждой предлагаемой площадкой установки антенн системы МСП.
Условия распространения сигналов следует описывать "как видимые" из точек расположения антенн, таким образом, в качестве начального шага обследования должны быть определены позиции для азимутального и угломестного оборудования. В свою очередь, это требует определения необходимых схем захода на посадку.
По каждому значительному препятствию или сооружению требуется нижеследующая информация: -координаты центра сооружения; -ширина и высота каждого сооружения; -плоскость вращения и наклон каждого сооружения; -форма сооружения (стена, цилиндр, конус и т.д.); -характер поверхности сооружения (материал и степень неровности). Обследование позиции по азимуту.
Хотя азимутальная антенна и антенна DME (дальномерная подсистема МСП MLS) могут быть разнесены по горизонтали и по вертикали, при моделировании будет, как правило, достаточно провести одно обследование (на основе местонахождения азимутальной антенны). Выявляются поверхности, которые могут привести к значительным отражениям сигнала в любом направлении. Следует определить с горизонтальной площадки, будет ли данная поверхность "освещена" основным лепестком азимутального сканирующего луча, его боковым лепестком или клиренсовыми сигналами. В зоне между азимутальной антенной и краем ВПП (типовая позиция) следует определить средний наклон местности, перпендикулярной продолжению осевой линии ВПП. Профиль превышения продолжения осевой линии ВПП от азимутальной антенны до порога ВПП необходим для определения блокирования прямой видимости на малой высоте у порога и вдоль ВПП.
Обследование позиции по углу места. Из фазового центра антенны угла места следует отметить отражающую поверхность от линии горизонта до 90. Для оценки характеристик угла места важно тщательное исследование линии горизонта с учетом вертикальных размеров зданий, деревьев и т.д., особенно в зоне конечного этапа захода на посадку. Необходимо уточнить средний наклон местности в направлении зоны конечного этапа захода на посадку. В ходе обследования каждой позиции для размещения оборудования нужно определить угловую ширину и высоту каждого объекта или сооружения, как они наблюдаются из центра фазы антенны, а также направления отражающих поверхностей. Заслуживают внимания также отклонения данной местности от плоской однородной поверхности, особенно в направлении зоны конечного этапа захода на посадку. Значительная часть информации такого рода имеется на картах и схемах аэропорта; основную часть необходимой информации для такого обследования можно получить из текущих документов такого рода, на которых подробно показано местоположение и высота зданий, других препятствий, а также профили превышения земной поверхности вблизи оборудования СПС. Для проверки соответствия текущему положению и точности карт районов, прилегающих к зоне аэропорта, можно использовать результаты масштабной аэрофотосъемки. Панорамные фотоснимки с каждой точки будут служить подтверждением очертаний зданий, их можно легко показать горизонтальными и вертикальными углами в масштабе. При помощи картографических приборов можно получить более точные масштабы и некоторые "реперные" углы, особенно вертикальные.
Любые объекты в пределах дальности прямой видимости антенны и в пределах района наведения являются потенциальными источниками переотражения сигнала. Поскольку длина волны на частоте ЕГРСП (MLS) составляет приблизительно 5 см, почти любая прочная поверхность может отражать, преломлять и (или) затенять сканирующий луч ЕГРСП (MLS). Меньшие по размеру отражающие предметы могут быть причиной узких пучков переотражения, по мере движения приемника через зону захода на посадку; они не создают сложностей при наведении, поскольку усредняются приемником. Наибольшую опасность представляют более крупные здания шириной порядка 30м и более (такие, как ангары и аэродромные диспетчерские пункты (АДП)), а также склоны холмов. Эти большие по размеру препятствия могут отражать сканирующий луч в обширном пространстве. Однако, возможность возникновения ошибок наведения существует только там, где траектория захода на посадку проходит через район, в котором наблюдаются явления переотражения.
Для оценки местоположения затрагиваемых районов с помощью простых моделей можно использовать взаимность затенения и отражения сигнала, а также основные принципы оптического отражения. Наихудший прогноз для каждого сооружения может быть подготовлен, если считать его идеально проводящей, плоской, отражающей поверхностью. Прогноз необходимо готовить в трех измерениях. Следует отметить, что эти принципы необязательно применимы к неровным поверхностям, которые могут служить источником конструктивной схемы помех. Первое приблизительное вычисление местоположения затененных районов может быть получено путем прогнозирования распространения сигнала в пределах прямой видимости. Для этого необходимо знать места расположения передатчиков и местоположение строения, видимые из центра фазированной решетки передатчика. Расположение отражений можно приблизительно вычислить при помощи аналогичного прогноза на дальность прямой видимости на основе местоположения "воображаемой антенны СПС", прогнозируемой как зеркальное отражение "реальной антенны СПС" в плоскости строения.
Приблизительные границы участка воздушного пространства, в котором будет наблюдаться переотражение, можно определить методом прокладки луча. Из фазового центра азимутальной антенны прокладывается луч к крайним точкам объекта.
Анализ применения численных методов решения задач рассеяния электромагнитного поля при математическом моделировании МСП
Благодаря свойствам радиальных функций (функций Ганкеля), входящих в элементы матрицы [Q], мнимые части элементов, расположенных выше диагонали, достигают очень больших численных значений. Во избежание потери точности, связанной с ограниченной точностью арифметических операций ЭВМ, удобно с помощью метода исключения Гаусса обратить в нуль все нарастающие элементы. Это сводится просто к умножению слева матрицы [Q] на действительную «верхнюю» треугольную матрицу (все элементы которой, расположенные ниже главной диагонали, равны нулю). Предположим, что такая процедура осуществлена в уравнении (2.19), которое мы будем использовать в дальнейшем без изменения обозначений. К уравнению (2.19) добавляются упомянутые выше условия симметрии и унитарности, которые не изменяются при переходе [S] - [S] и имеют вид [S] = [S] (2.20) [S] [S] = [1]. (2.21) Существуют два противоположных подхода к решению системы уравнений (2.19)-(2.21). Первый состоит в обрезании матричного уравнения (2.19), численном его решении на ЭВМ и подстановке полученного решения в уравнения (2.20) и (2.21), которые при таком подходе служат для проверки согласованности решения. При втором подходе пытаются решить все три уравнения совместно с самого начала, т. е. искать с самого начала решение уравнения (2.19), удовлетворяющее условиям (2.20) и (2.21). Первый подход использовался в ранних работах в применении к телам, обладающим осевой симметрией, и оказался вполне подходящим для определенного набора форм и размеров. Второй подход используется в настоящей работе с целью расширить набор возможных форм тел, так как условия (2.20), (2.21) фактически дают три четверти информации о решении [можно показать, что если [S] удовлетворяет условиям (2.20), (2.21), то из 8 N2 действительных параметров, входящих в 2]Ч-мерную матрицу [S], только N(2N+1) являются независимыми]. Заметим, что если матрица[S] может быть представлена в виде где [U] - унитарная матрица, то [S] удовлетворяет обоим условиям (2.20), (2.21). Отсюда следует, что вместо обращения матрицы [Q] непосредственно в уравнении (2.19) удобнее сделать ее сначала унитарной. Рассмотрим треугольную матрицу [М], все элементы которой ниже главной диагонали равны нулю. После умножения ее на матрицу [Q] последняя превращается в унитарную [Q}yHU т.е. ми/мп о о м22/м22 Если подставить это выражение в условие (2.20), то не трудно показать, что произведение [М ] [М ] -1 должно представлять собой симметричную матрицу. Однако, каждая из входящих в это произведение матриц треугольная. Следовательно , само произведение есть диагональная матрица. Диагональные, элементы произведения нетрудно выписать в явном виде: из которого обращением преобразования (2.18) нетрудно найти составную матрицу [Т]. Вернемся к матрице [М]. Из соотношения (2.25) следует, что [М]-действительная матрица. Тогда весь процесс нахождения решения можно описать следующей (формальной) теоремой: если задано матричное уравнение(2.19), на решение которого наложены условия (2.20), (2.21), то заданная матрица [Q] не может быть произвольной, а должна быть представимои в виде произведения действительной треугольной и унитарной матриц, т. е.
Преобразование матрицы [Q] в унитарную матрицу по формуле (2.23) осуществляется с помощью метода Шмидта ортогонализацией 2 N векторов, задаваемых строками матрицы [Q], начиная с нижней строки и продвигаясь вверх. Применение к телам различной формы При использовании полученных уравнений для тел, обладающих осью симметрии, эта ось выбирается в качестве полярной оси сферической системы координат. Без потери общности направление падения волны можно считать лежащим в азимутальной плоскости v = 0, так что кпад=кпад(и,0) . Для тех элементов матрицы, которые не обращаются в нуль в результате интегрирования по азимуту, можно ввести упрощенные обозначения, полагая tnnri отпгтгС emnomri тпп отпетп етпотп isтпп J тпп ті тпп
Наконец, анализ уравнения (2.17) показывает, что отличные от нуля элементы в четырех блоках матрицы [Т] связаны между собой такими же соотношениями типа (2.13), так что полное решение может быть получено решением уравнения (2.17) с уменьшенным числом индексов. Дополнительное существенное упрощение предыдущих уравнений имеет место для тел, обладающих зеркальной симметрией относительно плоскости, перпендикулярной оси симметрии (например, цилиндр конечной высоты). В этом случае функция г(0), описывающая форму тела, четна относительно угла G = к /2, т.е.
Поэтому эти элементы можно положить равными нулю заранее, не проводя численного интегрирования. Вытянутые (и сплюснутые) сфероиды имеют плоскость зеркальной симметрии, нормальную к их оси симметрии, так что оба рассмотренных здесь упрощения имеют место. Однако в этом случае имеет место еще одно упрощение, которое при численном обращении матриц обеспечивает их хорошую обусловленность. Чтобы убедиться в этом, рассмотрим матричные элементы, задаваемые уравнением (2.30). Численные значения этих элементов определяются, главным образом, радиальными функциями в подинтегральных выражениях. Например, для элемента 1тт. 1щ« (kr)2hi2\kr)jn,(kr) s (kry[jjn, inj,]. При заданном значении х функции Бесселя Jn (х) быстро убывают по амплитуде, а функции Неймана Nn (х) возрастают с ростом индекса п, начиная с п порядка х. Таким образом, действительная часть I, которая очевидно симметрична, быстро убывает с ростом, как номера строки, так и номера столбца. Поэтому основную роль играет мнимая часть элементов I, которая уменьшается по строке, но увеличиваешься по столбцу, причем таким образом, что диагональные элементы остаются приблизительно постоянными. Большие численные значения элементов, по-видимому, существенно влияют на процедуру обращения усеченной матрицы.
Можно показать, однако, что для вытянутого или сплюснутого сфероида соответствующие элементы матрицы [I] выше и ниже главной диагонали в равной мере убывают. Матрицы [I] и [J] становятся полностью симметричными, и основные элементы лежат на главной диагонали, как только индекс строки или столбца превышает кгмаКс, где г махс - радиус описанной сферы. Основываясь на результатах Ватсона [14], можно показать, что радиальная зависимость мнимой части элементов 1тт. ниже главной диагонали имеет вид Ч+2,+1л=А,л+25+. +—+-i 7+--+1 (2-35) где символ эквивалентности ( = ) указывает, что точные значения разложения при членах, содержащих обратные степени х2 , не указаны, они не важны для настоящего рассмотрения. Первый член в правой части соотношения (2.35) точно соответствует симметрично расположенному элементу главной диагонали. Таким образом, показать, что члены с обратными степенями х не дают вклада в интеграл
Модель вычисления Френелевских коэффициентов при расчете параметров навигационных сигналов МСП
Двухпозиционное затенение шероховатой поверхностью Для некоторых поверхностей полученные с помощью геометрических построений данные F3T занесены в табл.3.1. В таблице указаны только F3T(an), так как F3T(ocB) выражается точно так же. Общее затенение F3T = FST(aB) + Fs(an). Если FJJ. 1, то при данных ав и ап зеркальных отраженных лучей не существует.
Затенение общей площади поверхности отражения зависит не только от шероховатостей и неровностей, но и от формы поверхности отражения (цилиндр, конус, пластина и т.д.). Но это затенение фактически учитывается при расчете коэффициента отражения, поэтому здесь не учитывается. Поверхность гофров задается в системе координат, связанной с предметом рассеяния, а для того, чтобы найти искомый угол падения и визирования, надо определить угол между нормалью к поверхности отражения и направлением на РМ (угол падения) или самолет (угол визирования). Имеется две системы координат, связанных с РМ (Ті) и Л А (Т2). Связаны они соотношениями прямого и обратного перехода (2.49), (2.50). В системе Т2 нормаль будет п(1;0;0). По формуле перехода в системе Ті координаты нормали будут:
При расчете поля, отраженного от местных предметов и подстилающей поверхности, необходимо учитывать имеющуюся на поверхности отражателя шероховатость. Для математических моделей, где X соизмерима с размерами (дециметровый, метровый диапазон волн) поверхность тела отражения считают либо идеально гладкой и шероховатость может вообще не учитываться, либо вносят постоянный поправочный коэффициент, учитывающий наличие шероховатости.
При создании математических моделей систем посадки для описания поля отраженного от шероховатой поверхности местных предметов, применяют [56] коэффициент шероховатости : где ah — дисперсия высот шероховатой поверхности. На рис.3.28 представлен расчет коэффициента шероховатости в (дБ) сравнении для длины волны в 3 см и 10 см, при дисперсии высот шероховатости равной 1 см, а эмпирический множитель 0,5 в данной формуле [8] соответствует расчету ослабления амплитуды сигнала для метрового и дециметрового диапазона.
Для сантиметрового диапазона X =3 см (СПС MLS ); аь —в силу физических свойств поверхности значения от 0,5 — 2 см , тогда XI оь =0,16 — 0,66 ; а для дециметрового и метрового диапазона при =20 см и оь — принимает значения от 0,5 — 3 см , тогда XI оь =0,025 — 0,15. По сравнению с данными практических замеров уровня ослабления поля из-за шероховатости подобную формулу можно применять только при соотношении XI СГь=0,01 — 0,1 (Если считать коэффициент ослабления амплитуды равным 0,5).
При расчетах, как это видно из рис.3.28, период осцилляции Рш составляет примерно 3 градуса. При этом, для частот дециметрового диапазона при изменении угла падения на 1 — 1,5 градуса Рш меняется на 1 — 2 Дб, а для сантиметрового диапазона по данной формуле Рш меняется на 20 — 30 Дб, что не подтверждается данными практических измерений [30] и результатами расчетов по другим методикам [12;31]. Соотношение (3.1) не отражает зависимость коэффициента шероховатости и уровня отраженного поля от угла падения и отражения (не учитывается затенение поверхности соседними неровностями), в то время, если учитывать затенение, то при скользящих углах падения отражения), поле ослабляется гораздо сильнее, чем при отражении волны, падающей под углом близким к нормали [12]. Соотношение (3.1) не учитывает ослабление отраженного поля из-за деполяризации при рассеянии.
Итак, формула (3.1) является эмпирической и для использования ее в сантиметровом диапазоне волн, ее надо либо уточнять, (вводя коэффициент ослабления амплитуды сигнала, зависящий от спектра падающего поля), либо пользоваться другими методиками расчета. В работах [5;31] изложены некоторые методики статистической радиофизики, описывающие поле, отраженное от шероховатой поверхности для сантиметрового и миллиметрового диапазона. Эти методики можно применить при создании математических моделей систем посадки индикатрисса рассеяния; ап ; аот — угол падения и угол отражения соответственно; 0о.5 — ширина ДН приемной антенны; i/ и у — текущие координаты интегрирования площадки рассеяния. Величина р(ап) — Френелевский коэффициент отражения, a Q( ап ;ап)— функция затенения, учитывающая затенение части поверхности отражения соседними неровностями; у —среднеквадратическое значение тангенса угла наклона шероховатости (является характеристикой объекта отражения). Остальные величины являются вспомогательными значениями при расчете. Для учета мелкой шероховатости подстилающей поверхности можно применить сложный математический алгоритм [31], рассчитывая сумму двухкомпонентной индикатриссы рассеяния. Первое слагаемое рассчитывается методом касательной плоскости (МКП) для крупномасштабных шероховатостей, а второе слагаемое рассчитывается методом возмущений (MB) для мелкомасштабной составляющей.
Разработка рекомендаций по снижению уровня переотражений. Актуальность моделирования МСП
Представленные методики позволяют проводить расчеты переотражений поля навигационных сигналов радиомаяков для каждого конкретного объекта в аэропорту, что позволяет вносить предложения по изменению его конструкции, нанесению на поверхности объектов специальных, покрытий, меняющих их электрические свойства и снижающих уровень переотражений. Весьма важно, что анализ переотражений от существующих и строящихся зданий, сооружений и др. предметов проводится на этапе их проектирования, до строительства аэропорта и проведения летных испытаний.
Применение данных методик позволит сократить количество дорогостоящих летных испытаний и предотвратить непредвиденные расходы, связанные с переносом и перестройкой вновь возведенных объектов, если результаты летных испытаний окажутся не удовлетворительными.
Разработанные на кафедре радиотехники и радиосистем Владимирского Государственного Университета методики анализа рассеянного электромагнитного поля были апробированы в ГУЛ «Крона» для определения характеристик специальных покрытий антенных систем. Анализ аэродромной обстановки на основе математического моделирования микроволновых систем посадки может быть использован для расчета параметров систем посадки в конкретных условиях эксплуатации.
Проведение расчетов по представленным методикам и алгоритмам дает возможность рационально проектировать и размещать аэродромное оборудование; осуществлять прогнозирование и оценку эксплуатационных параметров микроволновых систем посадки; определять в радиусе зон пропорционального наведения радиомаяков наиболее опасные по уровню переотражений участки траектории.
Методики реализованы в виде прикладных программ для ЭВМ и позволяют разрабатывать практические рекомендации по снижению уровня переотражений в аэропортах за счет нанесения специальных покрытий и гофров на местные предметы, а также сравнивать эффективность работы различного бортового и наземного оборудования систем посадки в конкретных условиях эксплуатации. «Математическое моделирование систем посадки самолетов сантиметрового диапазона» Представленные в диссертационной работе Тельного А.В. материалы определения бистатической ЭПР рассеянного местными предметами электромагнитного поля использовались на Муромском заводе радиоизмерительных приборов при прогностических расчетах эксплуатационных параметров производимых радиолокационных систем.
Многофакторный характер математического описания позволяет учитывать при расчетах конечную проводимость, тип поверхности тел рассеяния, параметры антенных систем, деполяризацию поля при рассеянии, и определять ЭПР в зоне геометрической тени местных предметов.
Представленная методика дает возможность выявлять области пространства, наиболее опасные по уровню переотражений от местных предметов, находить конкретные источники таких переотражений, а также разрабатывать мероприятия по переносу, изменению пространственной ориентации и нанесению на местные предметы специальных покрытий и гофров.
В данном варианте применения модели МСП, модель БП может, как заменяться реальным бортовым приемником (что предпочтительнее), так и реализовываться на ЭВМ. Тогда меняется и устройство сопряжения, обеспечивающее уже согласование не с реальным БП, а только с приборной доской. Математическая модель «Приборы- летчик » в данном случае уже не нужна, но необходимо дополнительное механическое устройство согласования рулей и рычагов управления с компьютером (обратная связь с информацией о пространственном положении самолета). В комплексном тренажере пилота помимо приборной доски рычагов и рулей управления необходимо создать и визуальную обстановку, динамическое изображение на экране перед пилотом. Достигаться это может несколькими путями. Самый распространенный, это создание макета аэропорта, над которым с помощью сервопривода «плывет» камера, подчиняясь командам летчика через устройства согласования. Более перспективный способ, это обработка видеоизображения с помощью компьютера (для этих целей используют мощные графические станции). Устройство согласования в этом случае должно быть совершенно другим. Видеоизображение либо проецируется перед пилотом, либо используется кабина экрана в виде жидкокристаллического дисплея. Для такого использования модели СП режим реального времени является обязательным.
Для реализации режима реального времени требуется мощный компьютер (частота процессора не менее 2 Ггц и объем ОЗУ не менее 1Gb), либо вычислительную задачу необходимо разделить между несколькими машинами (или использовать многопроцессорную платформу). Такой режим будет с псевдореальным временем. На рис.4.11. приведен вариант Первый цикл задачи решается на 1 компьютере, а данные передаются через коммутатор и накапливаются в буфере памяти. В конце цикла расчетов они пакетом поступают в имитатор системы наведения и посадки, где обрабатываются. Далее данные поступают в бортовой приемник, тренажер (аналогично рис.4.10) и опять в электронный коммутатор. Таким образом, пока 1 машина обсчитывает 1 цикл задачи, 2 машина будет обсчитывать 2 цикл, а данные посменно будут поступать на имитатор СНП. Сложность аппаратной реализации такой модели заключается в синхронизации работы системы. В этом варианте имеется начальная задержка на 1 цикл расчетов.
