УДК 621.396.96

DOI 10.51955/2312-1327_2024_1_78

Вячеслав Владимирович Ерохин

Борис Валентинович Лежанкин

Дмитрий Юрьевич Урбанский

Аннотация. Точность измерения местоположения воздушных судов (ВС) напрямую влияет на безопасность полётов и является одной из важнейших тактических характеристик. Внедрение новых перспективных средств наблюдения, таких как многопозиционные системы наблюдения (МПСН), может значительно повысить уровень безопасности полётов, а также улучшить эффективность использования воздушного пространства. В статье рассматривается задача улучшения качества функционирования МПСН и повышения точности оценки координат воздушных судов (ВС). Точность определения местоположения определяется погрешностью измерения времени прихода сигнала в условиях влияния шумов и помех. Случайные возмущения необходимо учитывать для обеспечения качественной работы МПСН, что достигается путем применения методов Калмановской теории фильтрации. Поэтому для решения задачи оценивания переменных состояния МПСН предлагается использовать фильтр Калмана (ФК). Эффективность применения фильтра Калмана зависит от адекватности математических моделей и реальных процессов. Неточности моделей, связанные с функционированием навигационных систем, приводят к расходимости ФК. В работе приведены результаты теоретических исследований и имитационного моделирования процессов функционирования МПСН на основе реализации алгоритма ФК.

Ключевые слова: фильтр Калмана, расходимость процесса фильтрации, алгоритм оценивания, многопозиционная система наблюдения, случайные возмущения, воздушное судно.

Скачать 802,6 kB

УДК 629.7.058.6 : 629.7.016.2

DOI 10.51955/2312-1327_2024_1_90

Андрей Сергеевич Калинцев

Аннотация. В первой части статьи была предложена модифицированная методика подтверждения данных АЗН-В, которая оценивает и сравнивает высоты полета воздушного судна: барометрическую (получаемую от барометрического высотомера) и геометрическую (получаемую от приемника ГНСС). В представленной работе выполнено моделирование применения модифицированной методики подтверждения данных геометрической высоты АЗН-В. При моделировании были использованы реальные данные, полученные от наземной станции АЗН-В, расположенной на аэродроме Мезень. Использованы реальные значения давления и температуры. Модифицированная методика учитывает значения показателей качества данных АЗН-В. Для одного полета МВЛ было показано превышение допустимого интервала (данные ГНСС, согласно методике, не подтверждены). Полученный результат согласуется с параметром геометрической вертикальной точности GVA. Для верификации модифицированной методики определения температуры по данным геометрической и барометрической высот, полученные данные температуры сравниваются со значениями модели прогнозирования ECMWF. Среднее значение RMSE для 11 рейсов составило 1,58ºС. Для ВС, набирающих высоту, максимальное значение RMSE составило 1,93ºС, для ВС, выполняющих посадку, максимальное RMSE = 2,7ºС.

Ключевые слова: безопасность полетов, АЗН-В, модель, местные воздушные линии, барометрическая высота, геометрическая высота, TAS, IAS.

Скачать 1,5 MB

УДК 629.7.016.2

DOI 10.51955/2312-1327_2023_4_50

Александр Петрович Плясовских

Артем Вадимович Копосов

Владислав Юрьевич Давиденко

Аннотация. Представленная статья посвящена возможности использования метода Time Different Of Arrival (TDOA), который можно применить для подтверждения достоверности информации, поступающей от нескольких наземных станций автоматического зависимого наблюдения вещательного типа (АЗН-В). Целью работы является изучение метода TDOA и применение его для станций АЗН-В. Данный метод дает возможность использования АЗН-В как единственного средства наблюдения на аэродроме. На данный момент, согласно рекомендациям ИКАО, станции АЗН-В не допускается использовать в качестве самостоятельного средства наблюдения из-за проблем, связанных с возможностью искажения сигнала или же внесения заведомо ложной информации в сообщения, поэтому эксплуатация данного вида станций возможна только совместно с другими средствами наблюдения, такими как многопозиционные системы наблюдения (МПСН) или системы вторичной радиолокации (ВРЛ), что увеличивает стоимость организации наблюдения на летном поле. Таким образом, актуальность работы связана с необходимостью поиска альтернативного метода подтверждения достоверности сообщения АЗН-В.

Ключевые слова: радиовещательное автоматическое зависимое наблюдение, АЗН-В, подтверждение, спуфинг, гипербола, разница времени.

Скачать 965,4 kB

УДК 629.7.058.6 : 629.7.016.2

DOI 10.51955/2312-1327_2023_4_28

Андрей Сергеевич Калинцев

Аннотация. Международная организация гражданской авиации указывает на необходимость подтверждения данных АЗН-В. Сообщения АЗН-В включают информацию о горизонтальном и вертикальном местоположении. Информация о высоте воздушного судна в гражданской авиации имеет большое значение. В статье предложена модифицированная методика подтверждения данных АЗН-В при выполнении полетов на местных воздушных линиях, которая позволяет оценить и выполнить сравнение геометрической и барометрической высот полета воздушного судна, передаваемых в стандартном сообщении АЗН-В. Предлагаемая модификация методики заключается в коррекции значений температуры, использовании полной барометрической формулы Лапласа, учете параметров качества АЗН-В. При выполнении горизонтального полета и отсутствии данных наземного вектора скорости, коррекция температуры осуществляется с использованием передаваемых в сообщении АЗН-В воздушных скоростей (TAS, IAS). В методике используется максимально допустимая ошибка 90 м. Также предлагается определять температуру воздуха по данным геометрической и барометрической высот, передаваемым в стандартном сообщении АЗН-В.  Определение температуры воздуха на высотах предполагает использование данных АЗН-В от воздушных судов, выполнивших взлет. Для определения температуры по данным ВС, выполнивших посадку, необходима статистика данных от нескольких судов.

Ключевые слова: безопасность полетов, АЗН-В, температура, барометрическая высота, геометрическая высота, TAS, IAS.

Скачать 527,2 kB

УДК 351.814.33

DOI 10.51955/2312-1327_2023_3_30

Александр Юрьевич Княжский

Александр Петрович Плясовских

Александр Владимирович Тарасенко

Аннотация. В статье предложен метод повышения пропускной способности аэродрома и снижения средней задержки прибывающих/отправляющихся воздушных судов за счет оптимизации очереди из них, с учетом заданных минимально допустимых временных интервалов между воздушными судами, зависящих от их весовых категорий этапов движения (взлет/посадка). Проведен анализ эффективности данного метода, для оценки которой использовался поток событий (вылетов и прилетов), имеющий Пуассоновское распределение. Оценены зависимости средних задержек вылетов и прилетов от интенсивностей потоков вылетов и прилетов и потенциальная возможность возрастания пропускной способности аэродрома при использовании данного метода. Проведено сравнение эффективности системы управления вылетами при абсолютном приоритете у прилетающих ВС и одинаковом приоритете у прилетающих и вылетающих ВС. Показано, что интегрированный менеджер прибытия/отправления с одинаковым приоритетом у вылетающих и прилетающих ВС имеет большую эффективность, чем при абсолютном приоритете у прилетающих ВС.

Ключевые слова: AMAN, DMAN, управление воздушным движением, вылеты, прилеты, АС УВД, пропускная способность.

Скачать 564,2 kB

УДК 351.814.33 ББК 39.57

DOI 10.51955/2312-1327_2021_1_6

Александр Петрович Плясовских

Аннотация. В работе изложен новый, оригинальный метод наглядного геометрического представления движения материальной точки (или воздушного судна) в пространстве и времени. Актуальность предлагаемого метода обусловлена недостатками традиционного метода представления движения в пространстве-времени, одной из координат которого является независимое от пространственных координат время. В таком пространстве-времени не определено понятие расстояния между двумя его точками, не определены понятия угла, треугольника, геометрических фигур, в нем невозможно использовать евклидову геометрию. Автор предлагает использование четырёхмерного евклидова пространства с четвертой осью z = bt, где b – постоянная скорости, t – время, для представления движения материальной точки (воздушного судна) в пространстве и времени. Движение материальной точки (воздушного судна), представленное с использованием предложенного автором пространства, является наглядным, линия движения имеет геометрический смысл линии евклидовой геометрии. Приведены примеры представления четырёхмерного движения воздушного судна по участку маршрута, понятие четырёхмерного коридора движения воздушного судна. Показана возможность использования предлагаемого метода для описания и исследования движения материальной точки (воздушного судна) в пространстве и времени. Метод открывает новое направление исследований движения материальных точек и других материальных объектов в пространстве и времени с использованием многомерной и, в частности, четырёхмерной геометрии. Значение предлагаемого в статье подхода состоит в том, что он открывает новые направления научных исследований в таких науках как физика (не релятивистская механика), навигация и управление воздушным движением, космическая механика, и во многих других науках, где исследуются процессы движения различных объектов в пространстве и времени. Автор планирует в дальнейшем продолжить публикацию полученных с использованием предложенного метода результатов, которые не вошли в данную работу из-за ограничений по объему статьи.

Ключевые слова: управление воздушным движением, 4D траектория, 4D пространство, материальная точка, многомерная геометрия, пространство-время.

Скачать 914,2 kB

УДК 351.814.33 ББК 39.57

Княжский А. Ю.

Плясовских А. П.

Бестугин А. Р.

В аэропортах с интенсивным воздушным движением из-за загруженности взлетно-посадочных полос часто возникают длительные задержки вылетов воздушных судов. Известен алгоритм оптимизации потока вылетающих воздушных судов по критерию минимума занятия взлетно-посадочной полосы, позволяющий снизить среднюю задержку воздушных судов и повысить пропускную способность взлетно-посадочной полосы. В работе проанализировано влияние алгоритма оптимизации на расход топлива и оценивается экономическая выгода от его использования. Результаты моделирования показали целесообразность оптимизации при достаточно высокой интенсивности потока.

Ключевые слова: управление воздушным движением, пропускная способность, взлетно-посадочная полоса, очередь, Пуассоновский поток, оптимизация.

Скачать 282,5 kB