Введение к работе
Актуальность темы. Спутниковые навигационные системы (СПС) ТЛОНАСС" и GPS создлпались но заказу Министерств обороны СНГ и США и прелназнамались в первую очередь для поенных целей. Однако, п настоящее время появилась возможность совместного использования навигационных полей этих систем гражданскими потребителями. Поэтому СНС приобрели большое значение для организации воздушного движения, так как при полном составе орбитальных группировок эти системы обеспечат пысокоточную глобальную навигацию и смогут выступать в качестве основного средства местооиределення гражданских самолетов и вертолетов.
В нашей стране иссл'.'доплнис вопросов использования СНС для целей гражданской авиации является особенно актуальным. Это связано с необходимостью модернизации системы управления воздушным движением (УВД) России, особенно на Дальнем Востоке и в Сибири. Воздушное пространство этих регионов имеет исключительное значение для организации международных грузовых" и пассажирских авиаперевозок. Его использование позволит кратчайшим путем связать ораны центральной Европы с Японией н Индокитаем, Юго-Восточную Азию с Северной Америкой, Австралию с Европой и на 30-50% сократить длину многих международных маршрутов, разгрузить ряд напряженных коридоров, отказаться от некоторых трасс, пролегающих в океанических районах и обеспечить возможность облета нестабильных в военно-политическом отношении регионов. Зарубежные авиакомпании, например, из-за ограничений начетов в Восточной и Юго-Восточной Азии, ищут новые центры обслуживания в Восточной части России. Такие аэропорты, как Владивосток, Хабаровск и Магадан, будут играть важную роль в качестве конечных или промежуточных пунктов маршрута. Однако, для осуществления полетов иностранных воздушных судов над территорией Сибири и Дальнего Востока необходима скорейшая модернизация системы УВД, и доведение уровня безопасности полетов до международных стандартов. Следует отметить, что степень покрытия территории Сибири и Дальнего Востока сетью первичных радиолокаторов составляет менее 80%, при практически полном отсутствии вторичных радиолокаторов.
Между большинством районных центров УВД на севере и северо-востоке Сибири нет прямой олератииг.ой связи н даже крупнейшие аэродромы не оснащены какими-либо средствами автоматизированной посадки. При ісм проведение технических работ в этом регионе сопряжено с большими трудностями.
В таких условиях создание системы УВД па основе традиционных методов навигации, наблюдения и связи потребует огромных капитальных.
вложений и, но опенкам экспертом, займет более 15 лет. В то же время, использование перспективных спутниковых технологии дли нужд управлении воздушным движением позволит существенно сократить сроки модернизации системы при значительном уменьшении затрат.
Для широкомасштабного применения CI 1С в авиатранспортной системе необходимо решить ряд недостаточно исследованных при проектировании СПС проблем, связанных с надежностью и безопасностью использования этих систем и относящихся, в первую очередь, к интегральным характеристикам навигационных полей "ГЛОІІЛСС" и GPS, а также к применению дифференциальных методов навигации для улучшения точности местоопределення гражданских самолетов при полетах на трассах и при заходах на посадку. В 'частности, для повышения боопасностп полетов в центрах планирования использовании воздушного пространства необходим учет изменении в прост ранстиенно-временном распределении зон с пониженной точностью навигационных определений, требующий разработки алгоритмического и программного обеспечения, которое позволило бы и центрах планирования оперативно определять интегральные карты аномальных значений геометрических факторов (ГФ). как при раздельном, так и при совместном использовании "Г7ЮНАСС" и GPS.
Целью данной работы является.
-
Исследование навигационных полей "ГЛОПАСС" и GPS и разработка процедур, позволяющих оператншю определять мгновенные и интегральные характеристики этих полей.
-
Определение вероятностно-точностных характеристик навигационного обеспечения потребителей при использовании дифференциальных методов навигации и исследование вопросов, связанных с созданием региональной дифференциальной подсистемы.
3. Разработка методики определения оптимального расположения
псевдоспутников в зоне аэропорта.
Научная новизна.
1) При исследовании карт видимости спутниковых навигационных
систем применен "метод интервалов видимости", что позволило на
порядок сократить время определения мгновенных карт покрытия по
сравнению с сеточным методом.
2) Введено понятие ВВ-интервалов и построена процедура, позволяющая
производить оценку пространственных границ области, гдэ значения ГФ
изменяются не более, чем на один процент, и тем самым значительно
сократить объем вычислений при определении зон аномальных значений
ГФ.
3) Ил основе совместного использования метода интервалов видимости
и процедуры построения ВВ интервалов разработан принципи ілмю
новый метод определения мгновенных и интегральных карт аномальных
значений ГФ, который в несколько раз и без потерн точности
уменьшает время их расчета по сравнению с традиционными методами.
4) Рассчитаны интегральные характеристики навигационного поля
системы ГЛОПЛСС и совместного поля ГЛОПЛСС и GPS для разного
составі орбитальных группировок.
5) Исследованы проблемы оптимального расположения псевдо-спутннков
в зоне аэропорта с учетом периодической реконфигурации
навигационного поля, создаваемого системой "Глонасс".
Практическая значимость.
Результаты диссертационной работы использовались при разработке
проекта модернизации технических средств системы УВД Дальнего Востока
на базе спутниковых систем навигации и связи, а также при создании
математического и программного обеспечения перспективного
автоматизированного рабочего места диспетчера УВД. Материалы диссертации используются в работе, связанной с созданием бортового программного обеспечения ИЛ-96.
Алгоритмы, изложенные в работе, реализованы на компьютерах типа VAX, IBM РС/ЛТ-386, что позволяет использовать их на рабочих станциях службы УВД типа TracView, совместного производства фирмы Hughes Aircraft Company (США) и ГосНИИЛС.
Апробация работы. По материалам диссертационной работы сделаны доклады на конференции "Моделирование систем и процессов управления на транспорте" в августе 1991 , на соиместлом НТС ГосНИИЛС - HUGHES AIRCRAFT COMPANY(CUIA) в мае 1992 г.
Публикации. По теме диссертации опубликовано три печатные работы.
Структура и обьем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из ... наименований, списка аббревиатур и двух приложений, в которых приведены таблицы и рисунки. Основной текст диссертации изложен на ... страницах. Приложения занимают ... страниц и содержат ... таблиц и ... рисунков.
