Навигация. Ответы норм. Ответы на экзамен по навигации (7 семестр) 2019 г. Виды курсов и их перевод Курс
 Скачать 1.88 Mb.
|
|
Геоид – неправильное геометрическое тело, построенное на основе среднего уровня моря. Волна геоида – расстояние, показывающее насколько поверхность геоида выше поверхности эллипсоида. С помощью «волны геоида» приёмник рассчитывает и показывает абсолютную высоту. В СНС измеряется геодезическая высота ВС, т.е. отсчитанная от поверхности принятого эллипсом (WGS-84 или ПЗ-90). 63. Какие основные навигационные параметры вычисляются в бортовой аппаратуре СНС Навигационная аппаратура СНС, устанавливаемая на борту ВС, предназначена для определения первичных параметров – текущих 3D геодезических координат, текущего времени и составляющих вектора скорости ВС. Кроме того, рассчитываются вторичные навигационные параметры полёта – расстояния до точек пути и их пеленги, время полёта до выбранной точки, путевой угол и скорость, отклонение от линии заданного пути и т. п. Первичные навигационные параметры определяются на основе приёма радиосигналов навигационных ИСЗ и их первичной цифровой обработки. Вторичная обработка навигационной информации производится с использованием встроенной обновляемой аэронавигационной базы данных, хранящейся в электронном виде. Бортовое оборудование СНС может быть портативным (переносным) для индивидуального применения лётным экипажем как справочное средство аэронавигации и стационарным (встроенным), используемым в качестве штатного и сертифицированного разработчиком ВС навигационного оборудования. Кроме того, оно классифицируется по типам созвездий навигационных ИСЗ и их функциональных дополнений, по сигналам которых производятся навигационные определения. Бортовое оборудование СНС может использоваться как автономное средство навигации (приёмоиндикатор), так и в составе бортового пилотажнонавигационного комплекса (приёмовычислитель, навигационный датчик) 64. Как осуществляется контроль целостности навигационных определений в бортовой аппаратуре СНС? Автономный и оперативный контроль целостности в многоканальных приёмовычислителях СНС – RAIM и исключение отказавших ИСЗ требует избыточности, в частности, приёма и обработки сигналов шести и более навигационных ИСЗ. Для реализации функции RAIM возможны различные алгоритмы. Они основаны на сопоставлении псевдодальностей до навигационных ИСЗ, либо оценок рассчитанных координат ВС по всем доступным комбинациям от нескольких (более пяти) навигационных ИСЗ, т. е., как минимум, один должен быть в резерве. При этом выбирается наилучшее созвездие, а тот ИСЗ, комбинация с которым приводит к значительному ухудшению точности, исключается из результирующих навигационных расчётов. Такая ситуация вызывает срабатывание сигнализации лётному экипажу ВС о снижении уровня целостности LOI. Однако использование только RAIM на ответственных этапах полёта ВС, в частности, при заходе на посадку, недостаточно. Вычислительные системы самолётовождения (FMS) современных ВС, использующие в качестве навигационных датчиков приёмовычислители СНС, должны иметь функцию прогноза доступности и целостности навигационных определений RAIM PREDICTION в точке маршрута WP на определённое время. Время и точка WP могут вводиться и вручную, но «по умолчанию» (автоматически) для прогноза используется очередная целевая точка маршрута или процедуры из активированного плана полёта, а время прибытия в эту точку рассчитывается на основании текущего значения путевой скорости ВС и расстояния до неё. Прогноз рассчитывается на основании эфемеридной информации обо всех навигационных ИСЗ, полученной из альманаха. Результатом прогноза наличия достаточного количества и «хорошей» геометрии навигационных ИСЗ на время пролёта введённой точки маршрута является сообщение лётному экипажу ВС, например, RAIM AVAILABLE (возможно) либо RAIM NOT AVAILABLE (невозможно). 65. Как реализуется функция RAIM в бортовой аппаратуре СНС Работа RAIM основана на наличии избыточности информации. Если принимаются сигналы только от четырех спутников (это минимальное их количество для определения пространственного места самолета), то местоположение ВС будет определено, но в этом случае невозможно ничего сказать о точности его определения. Кроме того, может оказаться, что полученное местоположение совсем не соответствует фактическому местоположению, если, например, один из спутников выдал недостоверную информацию из-за своей неисправности. Для RAIM необходим как минимум еще один, пятый спутник. Из пяти спутников можно взять пять различных сочетаний по четыре спутника и по каждой из «четверок» определить свое ПМС. Разумеется, полученные ПМС будут различаться друг от друга, они будут рассеяны вокруг фактического ПМС из-за случайных погрешностей. Степень этого рассеяния и позволяет оценить текущую точность определения ПМС. Приемник может выбрать лучшую четверку спутников с учетом геометрического фактора и по ней определить наиболее точные координаты. Могут быть использованы и более сложные алгоритмы осреднения координат, полученных по всем «четверкам» спутников. В этом случае точность будет выше, чем по каждой «четверке» отдельно. Если же принимаются сигналы более чем от пяти спутников, то и точность будет выше. Если один из спутников выдает недостоверную информацию, то ПМС, полученные с его использованием будут заметно отличаться от остальных. Такой спутник будет «отбракован», то есть не будет использоваться для определения координат. Если после отбраковки осталось всего четыре спутника, то избыточность информации исчезает и RAIM перестает работать, о чем информируется летный экипаж ВС. Воспринимать такую информацию следует так: навигационные расчеты продолжают выполняться, координаты ВС определяются, но они не могут контролироваться и нужно быть очень внимательным. (При недостаточном количестве наблюдаемых спутников процедуры RAIM не обеспечивают полный контроль целостности, но его может обеспечить другой вид функционального дополнения - AAIM (Aircraft Autonomous Integrity Monitoring) – бортовой автономный мониторинг целостности. Он является эквивалентом или альтернативой RAIM. В этом случае избыточная информация поступает в приемник не от спутников, а от бортовых систем. Наиболее часто используется информация о координатах ВС от инерциальных систем или полученная по двум дальномерным радиомаякам (DME/DME). Эта информация используется аналогично тому, как в RAIM, для контроля целостности и повышения точности навигационных определений. Например, инерциальная навигационная система может использоваться в дополнение к СНС в течение коротких периодов времени, когда спутниковые навигационные антенны затеняются частями ВС при выполнении маневров, или в течение периодов времени, когда в поле зрения имеется недостаточное количество спутников. Часто в бортовой приемник поступает барометрическая высота от системы воздушных сигналов. Она используется не только для определения места самолета при наличии только трех спутников, как было описано выше. При наличии в поле зрения только четырех спутников уровень высоты полета определяет пятую поверхность положения, которая может использоваться для контроля целостности. Информация о высоте также позволяет повысить эффективность алгоритмов математической фильтрации навигационных измерений в целях повышения их точности.) 66. Как осуществляется обновление и проверка правомерности использования аэронавигационной базы данных перед полетом ВС? Что означает цикл AIRAC? Работа бортового оборудования СНС тесно связана с обновляемой по циклам AIRAC (как правило, каждые 28 дней) базой аэронавигационных данных. Могут быть установлены различные базы аэронавигационных данных: «AMERICAS» (обе Америки), «ATLANTIC» (Атлантика, Европа, Африка и Ближний Восток), «PACIFIC» (Тихоокеанский регион), «INTERNATIONAL WORLDWIDE» (международная всемирная). Формат БНД должен соответствовать последней версии международного стандарта ARINC-424 «База данных навигационной системы». Информация о действующей БНД, в частности, о номере цикла AIRAC и сроках её действия представляется на навигационном дисплее при включении оборудования, в состав которого входит СНС. Дальнейшая эксплуатация навигационного оборудования СНС возможна только после подтверждения просмотра этой информации. Цифровые БНД хранятся в энергонезависимой памяти навигационных вычислителей и могут обновляться, например, с помощью электронных накопителей – карт памяти SD (Secure Digital card). Обновление баз данных производится специалистами аэронавигационной службы авиакомпании. При наступлении даты смены цикла AIRAC данные автоматически переписываются в память вычислителя для обновления с соответствующим уведомлением экипажа. AIRAC - система заблаговременного уведомления об изменениях аэронавигационных данных по единой таблице дат вступления их в силу. Аббревиатура AIRAC расшифровывается как Aeronautical Information Regulation And Control, что означает Регламентирование и контроль аэронавигационной информации. Представляет собой установленный график обновления всех аэронавигационных данных. В соответствии с этим графиком все БД обновляются каждые 28 дней – таким образом, в каждом году 13 циклов обновления БД – 13 циклов AIRAC (Cycles). Все циклы AIRAC обозначаются четырехзначным числом, например, 1005, или 1208, или 1306 и др. Первые две цифры обозначают номер года (10 = 2010, 12=2012 и 13=2013), вторые две цифры обозначают номер самого цикла AIRAC - от 01 до 13. 67. Укажите основные режимы работы бортовых приёмовычислителей СНС 1. Инициализация. (режим в момент включения). Производится самотестирование прибора, проверка актуальности базы навигационных данных, поиск спутников и определение места ВС. 2. Режим FPL (Flight plan). Предназначен для формирования предстоящего маршрута полета в виде последовательности точек пути (пунктов маршрута), которые выбираются из базы данных или вводятся вручную путем задания координат. В памяти приемоиндикатора могут храниться несколько заранее сформированных маршрутов, обозначаемых FPL 1, FPL 2 и т.д. Тот из них, который выбран пилотом для предстоящего полета, становится активным и получает обозначение FPL 0. 3. Режим NAV (Navigation) является основным при выполнении навигации в полете. В этом режиме возможно получение информации о координатах ВС (широте и долготе), оставшемся расстоянии и времени до очередного пункта маршрута, боковом уклонение от ЛЗП, заданном и фактическом путевых углах, пеленге от ВС на пункт маршрута, путевой скорости, времени пролета пункта маршрута и т.д. Если в приемоиндикатор поступает информация о курсе и истинной воздушной скорости от других систем ВС, то также рассчитывается направление и скорость ветра. 4. Режим WPT (Way Point) предназначен для выбора следующих типов навигационных точек и процедур: Airport, Approach, SID, STAR, VOR, NDB, Intesection, User (пользовательская точка). 5. Режим CALC (Calculation) предназначен для планирования расхода топлива, определения: расчетного времени прибытия в аэропорт назначения, ветра и его компонентов относительно линии пути, высоты полета, истинной скорости, оставшегося расстояния. 6. Режим AUX (Auxiliary) предназначен для отображения и ввода вспомогательной информации: для проверки напряжения и температуры приемоиндикатора, конфигурации системы, установки масштаба “Ноль индикатора”, индикации текущего места ВС, ввода абсолютной высоты полета (если приемоиндикатор не подсоединен к системе статического давления), индикации статуса системы, расчетной погрешности определения места ВС, проверки RAIM для захода на посадку. 7. Режим APP (Approach) - заход на посадку. Оборудование приемоиндикаторов подклассов А1, В1, В3, С1, С3 позволяет выполнить только неточный заход на посадку (NON-PRECISION APPROACH). Точный заход на посадку (PRECISION APPROACH) может быть выполнен только при наличии GBAS (LAAS). 68. Какие бортовые средства функционального дополнения – ABAS применяются совместно с авиационными приемовычислителями СНС, и с какой целью Бортовые функциональные дополнения ABAS (Aircraft-based augmentation system.) Они представляют собой совокупность алгоритмов работы приемника, обеспечивающих мониторинг целостности (AIM, autonomous integrity monitoring). Существует два вида такого мониторинга – RAIM и AAIM. Оба основаны на использовании избыточной навигационной информации. RAIM (Reciever Autonomous Integrity Monitoring) – автономный контроль целостности в приемнике. Его целями являются: • своевременное обнаружение неустойчиво работающего спутника и исключение его из обработки для навигационных определений; • оценка текущей погрешности определения координат и выдача предупреждения экипажу, если эта погрешность превышает допустимую; • прогноз целостности, то есть расчет геометрии расположения исправно работающих спутников и точности навигационных определений в любой заданной точке в заданное время с целью предупреждения экипажа о том, что требуемая точность и надежность навигации по СНС в этой точке не будут обеспечены. AAIM (Aircraft Autonomous Integrity Monitoring) – бортовой автономный мониторинг целостности. Он является эквивалентом или альтернативой RAIM. В этом случае избыточная информация поступает в приемник не от спутников, а от бортовых систем. Наиболее часто используется информация о координатах ВС от инерциальных систем или полученная по двум дальномерным радиомаякам (DME/DME). Эта информация используется аналогично тому, как в RAIM, для контроля целостности и повышения точности навигационных определений. Например, инерциальная навигационная система может использоваться в дополнение к СНС в течение коротких периодов времени, когда спутниковые навигационные антенны затеняются частями ВС при выполнении маневров, или в течение периодов времени, когда в поле зрения имеется недостаточное количество спутников. 69. Каковы методы повышения точности и целостности определения навигационных параметров в СНС Повышение эксплуатационных характеристик СНС, таких как точность, целостность, надёжность и эксплуатационная готовность, а также непрерывность навигационного обслуживания на самых ответственных этапах использования. Это достигается увеличением числа и глобальным рассредоточением наземных контрольных станций дифференциальной коррекции и мониторинга поля радиосигналов навигационных ИСЗ. Кроме того, совершенствуется частотно-временнóе и эфемеридное обеспечение СНС, повышается стабильность атомных эталонов частоты, с помощью которых формируются системные и бортовые шкалы времени. Применяются более точные наземные станции слежения и измерения параметров орбит навигационных ИСЗ, в том числе и квантово-оптические станции с лазерным дальномерным оборудованием. С той же целью внедряются дополнительные межспутниковые угломерно-дальномерные измерения и точная временнáя синхронизация 70. Поясните принцип дифференциального режима работы СНС Одним из основных факторов, влияющих на точность СНС, является изменение скорости распространения радиоволн при прохождении их через атмосферу. Эта скорость отличается от той, которая заложена в бортовой приемник для расчета псевдодальности. Сущность метода заключается в следующем. На земле устанавливается специальная контрольно-корректирующая станция, координаты которой известны с высокой точностью. Приемники, установленные на станции, определяют свои координаты с помощью спутников таким же способом, как и бортовые приемники. Определяют, конечно, не очень точно из-за погрешностей распространения радиоволн. Но поскольку координаты станции заведомо известны, на станции вычисляются поправки в широту, долготу и высоту (разности точных и измеренных значений). Эти поправки автоматически передаются на борт всех ВС, выполняющих полет в районе данной станции. В бортовых приемниках ВС эти поправки вводятся в координаты, полученные со спутников, благодаря чему многократно повышается точность определения координат. Чем дальше ВС находится от контрольно-корректирующей станции, тем менее точными будут поправки. Погрешность увеличивается в среднем на 1 см на каждый километр удаления от станции. (Если передавать поправки непосредственно в координаты, то необходимо, чтобы и наземная станция, и бортовой приемник определяли координаты по одному и тому же набору спутников. Если же поле видимости находится более четырех минимально необходимых спутников, это не может быть гарантировано. В связи с этим часто применяется другая разновидность этого метода, когда передаются поправки не к координатам, а непосредственно к самим измеренным псевдодальностям для каждого из видимых спутников.) Задачи 1. Рассчитать Рабочий план полета (ШБЖ) в уме. 1. Рассчитать УС 𝑚𝑎𝑥 : УС 𝑚𝑎𝑥 = 60 ∗ 𝑈 𝑉 2. Рассчитать 𝛼 как наименьший угол между 𝛿 и ЗМПУ; 3. По таблице определить УС и 𝑊: 𝛼(УВ) УС 𝑊 0 0 𝑉 и ± 𝑈 15 ±0,3 ∗ УС 𝑚𝑎𝑥 𝑉 и ± 𝑈 30 ±0,5 ∗ УС 𝑚𝑎𝑥 𝑉 и ± 0,9 ∗ 𝑈 45 ±0,7 ∗ УС 𝑚𝑎𝑥 𝑉 и ± 0,7 ∗ 𝑈 60 ±0,9 ∗ УС 𝑚𝑎𝑥 𝑉 и ± 0,5 ∗ 𝑈 75 ±УС 𝑚𝑎𝑥 𝑉 и ± 0,3 ∗ 𝑈 90 ±УС 𝑚𝑎𝑥 𝑉 и 4. Рассчитать МК: МК = ЗМПУ − (±УС) 5. Рассчитать 𝑡: 𝑡 = 𝑆/𝑊 2. Рассчитать W при условии, что за определенное время мы пролетели определенное расстояние (в уме). 𝑊 = 𝑆 𝑡 3. Определить W при условии, полет выполняется на маяк DME в 14.01.25 показания DME были ХХХ км, а в 14.02.01 стали XXX км (в уме). За 36 секунд: (𝑆 стало − 𝑆 было ) ∗ 100 = 𝑊, км/ч За 72 секунды: (𝑆 стало − 𝑆 было ) ∗ 50 = 𝑊, км/ч 4. Определить боковое расстояние до грозы при условии, что расстояние до грозы ХХХ км, КУО ХХХ градусов (в уме). 𝑆 б = 𝑆 ∗ 𝑠𝑖𝑛(КУО) 5. Рассчитать R разворота при крене XX градусов и путевой скорости ХХХ км/ч (в уме). 𝑅 = 𝑊 2 𝑔 ∗ 𝑡𝑔(𝛾) ; 𝑊 в м/с Расчёт в уме: 𝛾 = 15°; 𝑅 = ( 𝑊 100 − 5) ∗ 4; 𝛾 = 30°; 𝑅 = ( 𝑊 100 − 5) ∗ 3; 𝛾 = 45°; 𝑅 = ( 𝑊 100 − 5) ∗ 2; 𝛾 = 60°; 𝑅 = 𝑊 100 − 5; 6. Определить сторону уклонения при полете от(на) АРП если ЗМПУ XXX, ПП(ОП) XXX. Полёт на АРП: ЗМПУ < ОП − мы левее ЗМПУ > ОП − мы правее Полёт от АРП: ЗМПУ > ПП − мы левее ЗМПУ < ПП − мы правее 7. Рассчитать ветер в полете по следующим данным МК XXX, УС XX, Vист ХХХ км/ч, W ХХХ км/ч (в уме). 1. Рассчитать 𝑈 экв = 𝑊 − 𝑉; 2. Рассчитать 𝑈 б = 𝑉 и 60 ∗ УС; 3. Рассчитать 𝑡𝑔(𝛼) = 𝑈 б 𝑈 экв ; 4. Рассчитать 𝛿 = МК + (±УС) − 𝛼; 5. Рассчитать 𝑈 = √𝑈 бок 2 + 𝑈 экв 2 𝑡𝑔(𝛼) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 𝛼 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 8. Определить сторону уклонения при полете на РНТ при условии ЗМПУ XXX градусов, МПР XXX градусов. Полёт на РНТ: ЗМПУ < МПР − мы левее ЗМПУ > МПР − мы правее Полёт от РНТ: ЗМПУ > МПС − мы левее ЗМПУ < МПС − мы правее 9. Высота рельефа над уровнем моря равна XXX м. ∆Hреп. = ХХХ м., Рприв. мин. = ХХХ мм. рт. ст. Температура XX градусов Цельсия. Рассчитать Нбез.760 (в уме). 1. Определить 𝑃 прив.𝑚𝑖𝑛 : 𝑃 прив.𝑚𝑖𝑛 = 𝑃 аэр + 𝐻 аэр 11 2. Определить 𝐻 испр : 𝐻 испр = 𝐻 ист + 𝐻 рел + ∆𝐻 преп + (760 − 𝑃 прив.𝑚𝑖𝑛 ) ∗ 11 3. Определить температурную поправку: отклонение ±3° от +15° даёт поправку ±1% от 𝐻 испр , или: ∆𝐻 𝑡 = 𝑡 0 − 15 300 ∗ 𝐻 испр 4. Определить 𝐻 без.760 : 𝐻 без.760 = 𝐻 испр − ∆𝐻 𝑡 |