Введение к работе
Актуальность темы При непрерывном росте объема авиаперевозок во всем мире увеличивается интенсивность и плотность воздушного движения, что приводит к увеличению числа опасных ебчижений воздушных судов (ВС), предупреждение которых явтяется составной частью важнейшей задачи гражданской авиации (ГА) - обеспечение безопасности полетов (БП) Для ее решения существует Единая система организации воздушного движения РФ (ЕС ОрВД), которая представляет совокупность взаимосвязанных между собой организационных, технических и технологических элементов При современных требованиях к регулярности и безопасности полетов задачи, стоящие перед службами управления воздушным движением (УВД), входящими в состав ЕС ОрВД, могут быть успешно решены лишь при широкой автоматизации процессов УВД, что потребовало внедрения в эксплуатацто автоматизированных систем (АС) УВД При этом процесс управления воздушным движением обеспечивается сложным комплексом различных радиотехнических средств (бортовых и наземных) Весь комплекс радиотехнических средств обеспечения полетов образует информационную подсистему в общей системе УВД В эту информационную подсистему АС УВД, как составная часть, входят радиолокационные средства, к которым относятся трассовые, аэродромные и посадочные радиолокаторы, включая радиолокаторы обзора летного поля, предназначенные для получения информации о координатах ВС
Так как радиолокационные станции (РЛС) и радиолокационные комплексы (РЛК) УВД являются основным источником информации о воздушной обстановке в системах УВД, качество их работы в решающей степени влияет на показатели функционирования всей АС УВД в целом Среди указанных выше радиолокационных средств особо выделим трассовые РЛК, которые представляют собой сложные и дорогостоящие технические системы Сложность трассовых РЛК определяется тем, что в их состав входят следующие функционально связанные подсистемы собственно радиолокатор, аппаратура первичной обработки информации (АПОИ), подсистема передачи информации (СПИ), вычислительный комплекс (ВК), подсистема отображения информации (СОИ) Каждая из перечисленных подсистем, в свою очередь, представляет достаточно сложную техническую систему Вследствие этого остро встает проблема повышения эффективности функционального применения трассовых РЛК по назначению Эта проблема вытекает из объективно существующего противоречия между ограниченностью типажа РЛК и многообразием условий их применения, которые в общем случае изменяются по составу и во времени
Прежде всего, многообразие условий применения трассовых РЛК определяется наличием большої о числа мешающих отражений от местных предметов, подстилающих поверхностей, гидрометеоров и т д , а также наличием разного рода непреднамеренных помех В различных регионах страны в разное время года для конкретных метео- и географических условий вид и интенсивность мешающих отражений от указанных объектов изменяется Также меняются условия возникновения непреднамеренных помех, определяющих их структурные свойства В то же время расширение типажа РЛК для применения в различных условиях эксплуатации представляется экономически нецелесообразным, поэтому необходимо изыскивать пути их рационального использования в конкретных условиях эксплуатации, и используя дополнительные ресурсы, заложенные в РЛК, но не используемые по тем или иным причинам
Проблема повышения эффективности использования радиолокационных средств УВД относится и к другим, указанным выше, радиолокаторам, однако наиболее остро она стоит перед трассовыми РЛК Поэтому в данной работе основное внимание уделяется именно этим РЛК, среди которых на эксплуатации в ГА находятся трассовые РЛК «Утес» (с модификациями), «Скала» (с модификациями) ATCR-22 и т д Во всех указанных трассовых РЛК из-за наличия интенсивных отражений от подстилающей поверхности и местных предметов на экране индикатора возникают ложные засветы, ограничивающие возможности использования РЛК Зона засветов простирается на дальности до 40-90 км в зависимости от типа РЛК ВС, находящиеся в этой зоне на дальностях до 40-50 км, практически не различаются на экранах индикаторов, а управление ВС на больших расстояниях значительно затруднено
Среди перечисленных радиолокационных средств УВД был упомянут радиолокатор обзора летного поля (ОЛП), предназначенный для наблюдения за ВС с высоты ниже 50 м, их движением по взлетно-посадочным полосам (ВГШ) и рулежным дорожкам, а также для контроля за перемещением в зоне движения ВС на земле в условиях видимости по III категории ИКАО Однако РЛС ОЛП работает в миллиметровом (мм) диапазоне длин волн, что делает их резко уязвимыми в случае наличия интенсивных метеообразований на трассе распространения радиоволн При определенных метеоусловиях (интенсивный дождь, град и т д ) РЛС ОЛП становятся практически неработоспособными, что ограничивает их применение
Таким образом, возникает важная научная задача повышения эффективности функционального применения действующих РЛК УВД и РЛС ОЛП на основе использования имеющихся в этих радиосредствах ресурсов К таким ресурсам можно отнести, так называемые поляризационные ресурсы используемых в указанных средствах радиоволн Использование этих ресурсов может быть наиболее целесообразным именно в борьбе с мешающими отражениями как от подстилающих поверхностей, так и от гидрометеоров
Целью представленной работы является повышение эффективности функционального применения радиолокационных средств в системах УВД на основе использования поляризационных ресурсов радиоволн
Поставленная цель достигается путем решения следующих основных задач:
Нахождение взаимосвязи между показателями качества процесса УВД и показателями качества функционирования РЛК,
Проведение оценки информативности поляризационных параметров принимаемых радиолокационных сигналов с точки зрения решения задач УВД,
Разработка методов анализа помеховой обстановки при функциональном использовании РЛК УВД,
Разработка методов оптимизации режимов работы РЛК УВД при наличии мешающих отражений от подстилающей поверхности и от гидрометеоров,
Разработка адаптивных приемников для РЛК УВД с целью устранения имеющейся априорной неопределенности принимаемой радиолокационной информации
Научная новизна работы состоит в том, что в ней
Определена взаимосвязь между показателями качества процесса УВД и показателями качества функционирования РЛК,
Дана оценка информативности поляризационных параметров принимаемых радиолокационных сигналов с точки зрения решения задач УВД,
Предложены методы анализа помеховой обстановки при функциональном использовании РЛК УВД,
Предложены методы оптимизации режимов работы РЛК УВД при наличии мешающих отражений от подстилающих поверхностей и от гидрометеоров,
Определена структура построения адаптивных приемников для РЛК УВД с целью устранения априорной неопределенности принимаемой радиолокационной информации
Практическая значимость работы состоит в том, что результаты позволяют
Анализировать имеющуюся помеховую обстановку при функциональном использовании РЛК УВД,
Оптимизировать режимы работы РЛК УВД при наличии мешающих отражений от подстилающей поверхности и от гидрометеоров,
Вводить адаптивные методы приема радиолокационной информации при наличии априорной неопределенности,
Проводить количественную оценку эффективности использования по назначению РЛК УВД
На защиту выносятся методы повышения эффективности функционального использования РЛК УВД на основе использования поляризационных ресурсов радиолокационных сигналов
Апробация работы.
Основные положения диссертационной работы докладывались на Международной НТК «Гражданская авиация на современном этапе науки, техники и общества» (2006г) и на межкафедралышх семинарах в Московском государственном техническом университете гражданской авиации (2004-2006г г )
Публикации.
По материалам диссертации опубликовано шесть работ, из них четыре работы в изданшх, входящих в перечень изданий, рекомендованных ВАК для опубликования основных научных результатов диссертаций
Структура и объем диссертационной работы
Работа состоит из Введения, четырех разделов, Заключения и списка используемой литературы Общий объем диссертации составляет 158 стр, включает 30 рис , 2 табл Список используемой литературы содержит 62 наименования
