[go: up one dir, main page]

RU2620587C1 - Method of determining the coordinates of an aircraft relative to the flight strip - Google Patents

Method of determining the coordinates of an aircraft relative to the flight strip Download PDF

Info

Publication number
RU2620587C1
RU2620587C1 RU2016116412A RU2016116412A RU2620587C1 RU 2620587 C1 RU2620587 C1 RU 2620587C1 RU 2016116412 A RU2016116412 A RU 2016116412A RU 2016116412 A RU2016116412 A RU 2016116412A RU 2620587 C1 RU2620587 C1 RU 2620587C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radar
aircraft
ground
relative
signal
Prior art date
Application number
RU2016116412A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Константинович Александров
Original Assignee
Акционерное общество "Лётно-исследовательский институт имени М.М. Громова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Лётно-исследовательский институт имени М.М. Громова" filed Critical Акционерное общество "Лётно-исследовательский институт имени М.М. Громова"
Priority to RU2016116412A priority Critical patent/RU2620587C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2620587C1 publication Critical patent/RU2620587C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S1/00Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith
    • G01S1/02Beacons or beacon systems transmitting signals having a characteristic or characteristics capable of being detected by non-directional receivers and defining directions, positions, or position lines fixed relatively to the beacon transmitters; Receivers co-operating therewith using radio waves
    • G01S1/08Systems for determining direction or position line
    • G01S1/14Systems for determining direction or position line using amplitude comparison of signals transmitted simultaneously from antennas or antenna systems having differently oriented overlapping directivity-characteristics
    • G01S1/16Azimuthal guidance systems, e.g. system for defining aircraft approach path, localiser system
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/91Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for traffic control
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08GTRAFFIC CONTROL SYSTEMS
    • G08G5/00Traffic control systems for aircraft
    • G08G5/50Navigation or guidance aids
    • G08G5/54Navigation or guidance aids for approach or landing

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: aviation.
SUBSTANCE: method of determining the coordinates of an aircraft (AC) relative to the flight strip (FS) includes the radiation from the ground station of high-frequency signals, the measurement of heading angles of radio emission terrestrial source. During the landing approach of AC, direction finding of radiation source (measuring relative bearing and elevation angle, μm) of radar landing system (RLS) or AR of another AC, standing on the ground, is produced via the airborne radar (AR), in the direction, obtained by this method, range is measured by radiation from board of AC of interrogation signal different from interrogation signal of terrestrial radiation source by carrier frequency (and/or polarization), thus, obtaining place of AC relative to RLS or AR of AC standing on the ground in the form of heading angle, elevation and range angle from the known flight path, landing track, and the known location of terrestrial radiation source with respect to FS, the position of the AC relative to FS is determined, that is, the relative altitude of flight H, cross track angle Z, ground distance to FS X. The signal of beared radiation source (RLS or AR of LA standing on the ground) contains information about the direction of radiation and the time of signal radiation. Range measurements are performed by the active radar method, in which the signal of the AR of the approached AC is requested, and the RLS or AR of another AC standing on the ground radiates a response signal.
EFFECT: ensuring the possibility of high-precision positioning of the aircraft relative to the flight strip, improving flight safety and landing of aircrafts.
3 cl, 2 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области авиации, более конкретно к способу определения координат летательного аппарата относительно взлетно-посадочной полосы радиотехнической системой посадки летательного аппарата (ЛА), и может быть использовано для обеспечения посадки на необорудованных аэродромах и вертолетных площадках, в комплексе с другими посадочными системами, в качестве резервной посадочной системы.The invention relates to the field of aviation, and more specifically to a method for determining the coordinates of an aircraft relative to the runway by a radio engineering landing system of an aircraft (LA), and can be used to provide landing on unequipped airfields and helipads, in combination with other landing systems, in as a backup landing system.

Уровень техникиState of the art

Известна «Точная посадочная система», которая включает как минимум четыре приемника, которые расположены в различных, заранее определенных, местах. В каждом приемнике есть точный таймер для измерения временного интервала между обнаруженным приемником запросным сигналом и ответным сигналом от самолетного ответчика (транспондера). Система включает также обрабатывающее устройство (компьютер) на базовой станции, которое принимает измеренные интервалы времени от приемников и вычисляет положение самолета. Положение самолета сравнивается с математическим описанием желаемой траектории захода, и позиционная ошибка затем передается на самолет. Любая желаемая траектория захода может быть математически представлена и может быть использована в системе, включая траектории, имеющие дуги, ступени и сегменты [STOLTZ JOHN RYAN; CLAWSON CARL WILLIAM. Pat. KR171428B].Known for "Precise landing system", which includes at least four receivers, which are located in different, predetermined places. Each receiver has an accurate timer for measuring the time interval between the request signal detected by the receiver and the response signal from the aircraft transponder. The system also includes a processing device (computer) at the base station, which receives the measured time intervals from the receivers and calculates the position of the aircraft. The position of the aircraft is compared with the mathematical description of the desired approach path, and the positional error is then transmitted to the aircraft. Any desired approach path can be mathematically represented and can be used in the system, including paths having arcs, steps and segments [STOLTZ JOHN RYAN; CLAWSON CARL WILLIAM. Pat. KR171428B].

К недостаткам указанной системы следует отнести необходимость размещения на аэродроме и ЛА дополнительного оборудования, необходимость передачи на каждый конкретный ЛА команд управления по линии передачи данных.The disadvantages of this system include the need to place additional equipment at the aerodrome and aircraft, the need to transmit control commands to each specific aircraft via a data line.

Известны патент СССР №1836642 от 08.04.91, патент РФ №2303796 от 26.01.2006, патент РФ №2348944 от 08.05.2007, патент РФ №2348981 от 03.07.2007 автора Артемова В.Т., описывающие способы автономного формирования посадочной информации для ЛА и устройства (систему) для осуществления этих способов.Known USSR patent No. 1836642 dated 04/08/91, RF patent No. 2303796 dated January 26, 2006, RF patent No. 2348944 dated May 08, 2007, RF patent No. 2348981 dated July 3, 2007 by V.T. Artemov, describing methods for autonomously generating landing information for Aircraft and devices (system) for implementing these methods.

Основным недостатком указанных изобретений является необходимость установки на земле большого количества (несколько десятков) «радиолокационных точечных отражателей».The main disadvantage of these inventions is the need to install on the ground a large number (several tens) of "radar point reflectors".

Известна система ОСП (Оборудование системы посадки). В состав ОСП входят ближний приводной радиомаркерный пункт (БПРМ) и дальний приводной радиомаркерный пункт (ДПРМ), включающие в себя приводную радиостанцию (ПРС) и маркерный радиомаяк (МРМ). МРМ излучает модулированный по амплитуде сигнал на несущей частоте 75 мГц. Диапазон рабочих частот ПРС 150÷1300 кГц (λ≈2000÷230 м). Погрешность значений курсовых углов, получаемых на борту ЛА, не должна превышать ±5° при вероятности 95% [«Авиационные правила. Часть 139. Сертификация аэродромов. Том II. Сертификационные требования к аэродромам». Межгосударственный Авиационный комитет. 1996. 84 с.].The known OSB system (Equipment landing system). The OSB includes a near driving radio marker station (BPRM) and a distant driving radio marker station (DPRM), including a driving radio station (ORS) and a marker radio beacon (MRM). The MRM emits an amplitude modulated signal at a carrier frequency of 75 MHz. Operating frequency range of ORS 150 ÷ 1300 kHz (λ≈2000 ÷ 230 m). The error in heading angles obtained on board an aircraft should not exceed ± 5 ° with a probability of 95% [“Aviation Rules. Part 139. Certification of aerodromes. Volume II Certification Requirements for Aerodromes. ” Interstate Aviation Committee. 1996. 84 p.].

К недостаткам ОСП следует отнести отсутствие навигационного наведения по глиссаде, формируемой с помощью электронных средств, в результате чего заход по такой системе относится к «неточному заходу на посадку» [«ФЕДЕРАЛЬНЫЕ АВИАЦИОННЫЕ ПРАВИЛА ПОЛЕТОВ В ВОЗДУШНОМ ПРОСТРАНСТВЕ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ» 2002 года №136/42/51. http://www.radioscanner.ru/avia/file/norm01.html, - www.radioscanner.ru (всего 2), www.radioscanner.ru/avia/file/norm01.html ⋅ 152 КБ].The disadvantages of the OSP include the lack of navigational guidance along the glide path formed by electronic means, as a result of which such a system approach refers to an “inaccurate landing approach” [“FEDERAL AIRCRAFT FLIGHT REGULATIONS OF THE RUSSIAN FEDERATION” of 2002 No. 136/42 / 51. http://www.radioscanner.ru/avia/file/norm01.html, - www.radioscanner.ru (2 total), www.radioscanner.ru/avia/file/norm01.html ⋅ 152 KB].

Известна радиолокационная система посадки (РСП). В радиолокационных системах посадки (РСП) определение положения самолета в пространстве осуществляется с помощью наземной радиолокационной станции (РЛС), информация об отклонениях самолета от заданной траектории передается на его борт по радио. Это обстоятельство позволяет существенно упростить бортовую радиоприемную аппаратуру. РЛС получили распространение в военно-морской авиации для посадки самолетов на авианосцы [Белогородский С.Л. Автоматизация управления посадкой самолета. Москва, «Транспорт», 1972. 352 с.].Known radar landing system (RSP). In radar landing systems (RPS), the position of an aircraft in space is determined using a ground-based radar station (radar), information about the deviations of the aircraft from a given trajectory is transmitted to its board by radio. This circumstance allows us to significantly simplify the on-board radio receivers. Radars were widely used in naval aviation for landing aircraft on aircraft carriers [Belogorodsky S.L. Automation of aircraft landing control. Moscow, "Transport", 1972. 352 p.].

РСП обеспечивает предупреждение столкновений самолетов в воздухе, не требует дополнительного бортового оборудования, применяется для всех, военных и гражданских, самолетов.RSP provides collision avoidance of aircraft in the air, does not require additional on-board equipment, it is used for all, military and civilian, aircraft.

В состав РСП, кроме радиостанций и другого оборудования, входят:The structure of the RSP, in addition to radio stations and other equipment, includes:

- диспетчерский радиолокатор (ДРЛ) L-диапазона (1250-1350 МГц, λ≈23 см, в режиме вторичной радиолокации: запрос - 1030 МГц, ответ - 1090 МГц и 740 МГц), предназначенный для контроля и управления воздушным движением с круговым обзором в радиусе до 150 км;- Dispatch radar (DRL) of the L-band (1250-1350 MHz, λ≈23 cm, in the secondary radar mode: request - 1030 MHz, response - 1090 MHz and 740 MHz), intended for monitoring and control of air traffic with a circular overview in radius up to 150 km;

- посадочный радиолокатор (ПРЛ) Х-диапазона (9120, 9400 МГц, длина волны λ≈3,2 см), предназначенный для управления самолетом при его снижении по глиссаде [Верещака А.И., Олянюк П.В. «Авиационное радиооборудование». Москва, «Транспорт», 1996. 343 с.].- landing radar (PRL) of the X-band (9120, 9400 MHz, wavelength λ≈3.2 cm), designed to control the aircraft when it is reduced along the glide path [Vereshchaka AI, Olyanjuk P.V. "Aviation radio equipment." Moscow, "Transport", 1996. 343 p.].

ПРЛ наземных РСП имеет две, сканирующие в вертикальной и горизонтальной плоскостях, антенны.The PRL of ground-based CPDs has two antennas scanning in the vertical and horizontal planes.

Основным недостатком РСП является передача команд управления голосом по радио, в результате чего управление самолетом осуществляется с запаздыванием, складывающимся из запаздывания определения отклонения и передачи сообщения диспетчером, осознания и выполнения команды пилотом, реакции самолета на отклонение рулей. Отсутствие на борту ЛА приборной информации о положении ЛА относительно взлетно-посадочной полосы (ВПП) не позволяет реализовать имеющиеся высокие точности РСП и, тем самым, понизить метеоминимум посадки.The main disadvantage of the CPD is the transmission of voice control commands by radio, as a result of which the aircraft is controlled with a delay, consisting of the delay of determining the deviation and transmission of the message by the dispatcher, the pilot's awareness and execution of the command, and the aircraft’s reaction to steering deviation. The absence on board the aircraft of instrumental information on the position of the aircraft relative to the runway (Runway) does not allow to realize the existing high accuracy of the CIR and, thereby, reduce the meteorological minimum landing.

Известна система «Вымпел», которая была разработана и использовалась для посадки Орбитального Корабля «Буран» (ОК).Known system "Pennant", which was developed and used to land the Orbiter Ship "Buran" (OK).

Радиотехническая система автоматической посадки предназначена для информационного обеспечения автоматического вывода ОК на ось посадочной полосы с высоты 7000 м, снижения по оптимальной траектории, приземления и пробега до полной остановки.The radio engineering system of automatic landing is designed to provide information for the automatic withdrawal of OK on the axis of the landing strip from a height of 7000 m, reducing along the optimal path, landing and run to a complete stop.

В основу работы азимутального и угломестного радиомаяков положен принцип излучения высокочастотных сигналов при помощи узконаправленных сканирующих антенн. При сканировании антенн в излучаемых сигналах передается информация об угловом положении диаграммы направленности радиомаяка путем изменения временного интервала между кодированными импульсными посылками. В бортовом оборудовании производится измерение периода, соответствующего середине принятой огибающей и определение углового положения ОК. Измерение азимута и угла места происходит последовательно во времени. Угломерное оборудование работает в 2 см диапазоне волн. Погрешность измерения угловых координат (3 сигма) 0,21°. Сектор сканирования азимутального радиомаяка и сектор ретранслятора дальномера в горизонтальной плоскости ±30°. Сектор сканирования угломестного радиомаяка в вертикальной плоскости 0,5÷30°. Дальность действия 25 км [«ЭКСПРЕСС-ОТЧЕТ» www.buran.ru/htm/pk.htm].The operation of the azimuthal and elevation beacons is based on the principle of emitting high-frequency signals using narrowly directed scanning antennas. When scanning antennas in the emitted signals, information is transmitted on the angular position of the radiation pattern of the beacon by changing the time interval between the encoded pulse packets. On-board equipment measures the period corresponding to the middle of the received envelope and determines the angular position of the OK. The measurement of azimuth and elevation occurs sequentially in time. Goniometer equipment operates in the 2 cm wavelength range. The error in measuring the angular coordinates (3 sigma) 0.21 °. The scanning sector of the azimuthal beacon and the sector of the rangefinder repeater in the horizontal plane ± 30 °. The scanning sector of the elevated beacon in the vertical plane is 0.5 ÷ 30 °. Range 25 km ["EXPRESS REPORT" www.buran.ru/htm/pk.htm].

К недостаткам этой перспективной системы относится необходимость установки на борту ЛА дополнительного оборудования и ретранслятора дальномера у ВПП.The disadvantages of this promising system include the need to install additional equipment and a rangefinder repeater on the runway on board the aircraft.

Известны радиолокационные навигационные системы с активным ответом, в которых происходит переизлучение сигнала ретранслирующим устройством (ответчиком, транспондером), находящимся на объекте, местоположение которого определяется. [Давыдов П.С. (ред.) и др. «Радионавигационные системы летательных аппаратов». Москва, Транспорт. 1980 г., 448 с.].Known radar navigation systems with an active response, in which the signal is re-emitted by a relay device (transponder, transponder) located at the object whose location is determined. [Davydov P.S. (Ed.) et al. “Radio Navigation Systems of Aircraft”. Moscow, Transport. 1980, 448 pp.].

Недостатком систем с активным ответом, предназначенных для использования при заходе на посадку, является необходимость установки на аэродроме, вблизи ВПП, дополнительного оборудования - радиолокационных ответчиков.The disadvantage of systems with an active response, intended for use during approach, is the need to install at the airport, near the runway, additional equipment - radar transponders.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является «Способ захода на посадку летательного аппарата и система для его осуществления» автора Александрова В.К. [патент RU 2559196 С1, 21.05.2014]. В указанном способе дальность до ВПП на борту ЛА определяют при взаимодействии бортового и наземного, установленного у торца ВПП, комплектов системы предупреждения столкновений (СПС). По полученной дальности и высоте, получаемой от бортовых высотомеров, с учетом температурной методической поправки формируют и индицируют глиссаду снижения.Closest to the claimed invention is the "Method of approach to the landing of the aircraft and the system for its implementation" author Alexandrova V.K. [patent RU 2559196 C1, 05.21.2014]. In this method, the distance to the runway on board the aircraft is determined by the interaction of the onboard and ground, installed at the end of the runway, sets of collision avoidance systems (ATP). Based on the obtained range and altitude obtained from the onboard altimeters, taking into account the temperature methodological correction, a glide path is formed and indicated.

Недостатком данного изобретения является необходимость установки дополнительного оборудования, прежде всего комплекта СПС на аэродроме (вблизи торца ВПП), а также предусматривается, ввиду малой точности, использование бортового комплекта СПС для пеленгации источника излучения - наземного комплекта СПС.The disadvantage of this invention is the need to install additional equipment, especially a set of ATP at the aerodrome (near the end of the runway), and it also provides, due to low accuracy, the use of an on-board ATP kit for direction finding of a radiation source - a ground-based ATP kit.

Сущность изобретения.SUMMARY OF THE INVENTION

Задачей изобретения является разработка способа использования существующего наземного и модернизированного, в соответствии с изобретением, самолетного оборудования, обеспечивающего формирование на борту ЛА приборной информации о положении ЛА относительно ВПП при заходе на посадку.The objective of the invention is to develop a method of using existing ground and modernized, in accordance with the invention, aircraft equipment, providing the formation on board the aircraft instrument information about the position of the aircraft relative to the runway during approach.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, состоит в обеспечении возможности высокоточного определения положения ЛА относительно ВПП, в понижении метеоминимума при заходе на посадку на малооборудованных аэродромах, в комплексном использовании и резервировании других посадочных средств, в повышении безопасности полета и посадки самолетов, особенно в условиях полета по приборам.The technical result, to which the claimed invention is directed, consists in providing the possibility of highly accurate determination of the position of the aircraft relative to the runway, in lowering the meteorological minimum during approach at low-equipped aerodromes, in the integrated use and reservation of other landing means, in increasing the safety of flight and landing of aircraft, especially in flight instrumentation.

Для достижения указанного технического результата в предлагаемом способе определения координат летательного аппарата относительно взлетно-посадочной полосы, включающем радиоизлучение с наземного пункта, измерение курсовых углов наземного источника радиоизлучения, во время захода на посадку ЛА, с помощью бортовой радиолокационной станции (БРЛС) производят пеленгацию источника излучения (измерение курсового угла и угла места) - наземной радиолокационной системы посадки (РСП) или БРЛС другого ЛА с известными координатами, стоящего на земле. В полученном таким образом направлении производят измерение дальности путем излучения с борта ЛА запросного сигнала и приема отраженного от антенны РСП или антенны БРЛС стоящего на земле ЛА ответного сигнала, отличающегося от запросного сигнала наземного источника радиоизлучения несущей частотой (и/или поляризацией). По измеренным таким образом двум углам и дальности, известному курсу полета, курсу посадки и известному расположению наземного источника излучения относительно ВПП определяют положение ЛА относительно ВПП, т.е. относительную высоту полета Н, боковое уклонение Z, горизонтальную дальность до ВПП X.To achieve the technical result in the proposed method for determining the coordinates of the aircraft relative to the runway, including radio emission from a ground station, measuring the course angles of a ground source of radio emission, during approach to the aircraft, using the airborne radar station, radar direction finding is performed (measuring heading angle and elevation angle) - a ground-based radar landing system (RPS) or radar of another aircraft with known coordinates, standing at quieter. In the direction thus obtained, a range is measured by emitting a request signal from the aircraft LA and receiving a response signal from the RCA antenna or the radar antenna of the aircraft on the ground, which differs from the request signal from a ground-based radio source with a carrier frequency (and / or polarization). From the two angles and ranges measured in this way, the known flight path, landing course, and the known location of the ground source of radiation relative to the runway, the position of the aircraft relative to the runway is determined, i.e. relative flight altitude N, lateral deviation Z, horizontal distance to runway X.

При этом сигнал пеленгуемого РСП или БРЛС стоящего на земле ЛА содержит информацию о направлении излучения и времени излучения сигнала.In this case, the signal of the direction-finding RSP or radar station of the aircraft on the ground contains information about the direction of radiation and the time of radiation of the signal.

Кроме того, измерения дальности производят методом активной радиолокации, при котором запросным является сигнал БРЛС заходящего на посадку ЛА, а РСП или БРЛС другого ЛА, стоящего на земле, излучает ответный сигнал.In addition, range measurements are performed using the active radar method, in which the radar signal of the approaching aircraft is interrogated, and the radar or radar of another aircraft standing on the ground emits a response signal.

Предлагаемая посадочная система иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1 - вид сверху, на фиг. 2 - вид сбоку.The proposed landing system is illustrated by the drawings shown in FIG. 1 is a plan view of FIG. 2 is a side view.

На фиг. 1 показана схема определения места ЛА относительно ВПП (вид сверху), где:In FIG. 1 shows a diagram of determining the location of the aircraft relative to the runway (top view), where:

С - направление на север (истинный или магнитный);C - direction to the north (true or magnetic);

Kk - курс полета;Kk - flight course;

KUR - курсовой угол радиостанции (цели);KUR - heading angle of the radio station (target);

Пц - пеленг цели;ПЦ - bearing of the target;

Δψ - угол между курсом посадки и пеленгом цели;Δψ is the angle between the landing course and the bearing of the target;

Dгор - горизонтальная дальность до радиомаяка;D mountains - horizontal distance to the beacon;

Z - боковое уклонение ЛА от оси ВПП;Z - lateral deviation of the aircraft from the axis of the runway;

Z0 - боковое уклонение радиомаяка от оси ВПП;Z 0 - lateral deviation of the beacon from the axis of the runway;

ПК - курс посадки.PC - landing course.

На фиг. 2 показана схема определения относительной высоты полета, где:In FIG. 2 shows a diagram for determining the relative flight altitude, where:

αвиз - угол визирования радиомаяка;α vis - the angle of sight of the beacon;

θ - угол тангажа;θ is the pitch angle;

μм - угол места радиомаяка;μ m - elevation angle of the beacon;

μла - угол места ЛА;μ la - elevation angle of the aircraft;

Dнакл - наклонная дальность (измеряет БРЛС);D tilt - slant range (measures radar);

Н0 - высота радиомаяка относительно ВПП;H 0 - the height of the beacon relative to the runway;

Н - относительная высота полета.H is the relative flight altitude.

Предлагаемый способ осуществляют в следующей последовательности.The proposed method is carried out in the following sequence.

С наземного пункта (сканирующими в вертикальной и горизонтальной плоскости антеннами радиолокационной системы посадки - РСП или антенной БРЛС другого самолета, стоящего на земле, с известными координатами относительно ВПП) производят излучение высокочастотных сигналов. Во время захода на посадку ЛА с помощью бортовой радиолокационной станции (БРЛС) производят пеленгацию источника радиоизлучения (измерение курсового угла KUR и угла места, μм) радиолокационной системы посадки (РСП) или БРЛС другого ЛА, стоящего на земле.High-frequency signals are emitted from a ground station (vertical and horizontal scanning antennas of a radar landing system — a radar system or a radar antenna of another aircraft standing on the ground with known coordinates relative to the runway). During an approach to an aircraft using an airborne radar station (DRL), the direction of the radio emission source (measurement of the heading angle KUR and elevation angle, μm) of the radar landing system (RPS) or the radar of another aircraft on the ground is measured.

Пеленгуют сигналы указанных антенн, в результате чего на борту ЛА получают курсовой угол и угол места цели (наземной антенны). Пеленгование источника излучения возможно как по основному лучу, так и по боковым лепесткам.Direction finding signals of these antennas, as a result of which onboard the aircraft receive heading angle and elevation angle of the target (ground antenna). Direction finding of a radiation source is possible both along the main beam and along the side lobes.

Для измерения дальности БРЛС периодически излучает запросный сигнал в определенном, как указано выше, направлении в сторону наземной антенны (антенн РСП, БРЛС другого, стоящего на земле ЛА) на частоте, отличающейся от частоты наземной станции. Запросный сигнал также может отличаться от сигнала наземного источника радиоизлучения поляризацией. Для устранения влияния отражений от земли используют методы моноимпульсной радиолокации, т.е. измерения производятся в направлении минимума принимаемого сигнала разностной диаграммы направленности.To measure the range of the radar, it periodically emits a request signal in a certain direction, as indicated above, in the direction of the ground antenna (antennas, radar and other radar, standing on the ground) at a frequency different from the frequency of the ground station. The interrogation signal may also differ from the signal of the terrestrial radio emission source by polarization. To eliminate the influence of reflections from the earth, monopulse radar methods are used, i.e. the measurements are made in the direction of the minimum of the received signal of the differential radiation pattern.

При необходимости, для получения наибольшей амплитуды отраженного от цели (антенны наземного РСП или БРЛС) сигнала, измерение дальности до источника излучения производят в момент, когда антенна направлена на ЛА. С этой целью на борту ЛА определяют максимум амплитуды запросного сигнала, и измеренное в этот момент направление на наземный излучатель считают направлением наземной антенны на ЛА. В этот момент (в течение короткого времени) и производят измерение дальности методом „запрос - ответ”.If necessary, in order to obtain the maximum amplitude of the signal reflected from the target (ground-based radar antenna or radar), the distance to the radiation source is measured at the moment when the antenna is aimed at the aircraft. For this purpose, the maximum amplitude of the interrogation signal is determined on board the aircraft, and the direction measured at this moment to the ground emitter is considered the direction of the ground antenna to the aircraft. At this moment (for a short time) and make a range measurement method "request - response".

Измерения дальности производят также методом активной радиолокации, при котором запросным является сигнал БРЛС, а наземный (БРЛС другого ЛА, стоящего на земле, или РСП) излучает ответный сигнал.Range measurements are also carried out by the active radar method, in which the radar signal is interrogated, and the ground (radar of another aircraft standing on the ground, or radar) emits a response signal.

Получив место ЛА относительно РСП или БРЛС в виде 2-х углов и дальности, зная курс полета, курс посадки (ПК) и расположение РСП или наземной БРЛС относительно ВПП, используя схемы, приведенные на фиг. 1 и 2, получают относительную высоту полета Н, боковое уклонение Z и горизонтальную дальность до ВПП X следующим образом.Having received the position of the aircraft relative to the RSP or radar in the form of 2 angles and range, knowing the flight path, landing course (PC) and the location of the RSP or ground radar relative to the runway, using the diagrams shown in FIG. 1 and 2, the relative flight altitude H, lateral deviation Z, and horizontal distance to runway X are obtained as follows.

Из фиг. 1:

Figure 00000001
From FIG. one:
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Здесь

Figure 00000003
Here
Figure 00000003

Из фиг. 2:

Figure 00000004
From FIG. 2:
Figure 00000004

Подставив (3 и 4) в (1 и 2), окончательно получим:Substituting (3 and 4) in (1 and 2), we finally get:

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Из фиг. 2:From FIG. 2:

Figure 00000007
Figure 00000007

Здесь

Figure 00000008
Here
Figure 00000008

Подставив (8) в (7), окончательно получим:Substituting (8) in (7), we finally obtain:

Figure 00000009
Figure 00000009

Полученное значение относительной высоты используют для сравнения с показаниями бортового высотомера с целью избежания грубых ошибок выставки давления аэродрома в окне Колсмана. Это значение может быть также использовано в случае отказа системы воздушных сигналов, вместо (или для дублирования и совместной обработки) сигнала радиовысотомера.The obtained value of the relative height is used for comparison with the readings of the airborne altimeter in order to avoid gross errors in the airdrome pressure display in the Colesman window. This value can also be used in case of a failure of the air signal system, instead of (or for duplication and joint processing) of the radio altimeter signal.

Полученное значение бокового уклонения Z используют для индикации и в системах автоматического и директорного управления. Полученное по формуле (9) значение относительной высоты Н сравнивают с заданной высотой (путем вычитания заданной высоты из текущей, определенной по формуле (9), высоты, и полученную разность ΔН используют для индикации и в системах автоматического и директорного управления.The obtained value of lateral deviation Z is used for indication in both automatic and director control systems. The value of the relative height H obtained by formula (9) is compared with a given height (by subtracting a given height from the current height determined by formula (9), and the obtained difference ΔН is used for indication in both automatic and director control systems.

Заданную высоту определяют по формуле:The specified height is determined by the formula:

Figure 00000010
Figure 00000010

где ΔХ - расстояние от торца ВПП до линии пересечения плоскости глиссады с поверхностью земли;where ΔХ is the distance from the end of the runway to the line of intersection of the glide path plane with the earth's surface;

УНТ - угол наклона глиссады;CNT - the angle of inclination of the glide path;

X - расстояние до торца ВПП, определенное по формуле (2).X is the distance to the end of the runway, determined by the formula (2).

Полученное значение Нзад выдают экипажу на индикацию.The obtained value Nzad give the crew an indication.

Глиссада снижения может строиться также по полученной информации о дальности до ВПП и высоте полета по способу, изложенному в патенте RU 2559196 С1, 21.05.2014.The glide path of the reduction can also be built on the basis of the information obtained on the range to the runway and flight altitude according to the method described in patent RU 2559196 C1, 05.21.2014.

Если сигнал пеленгуемого наземного излучателя содержит информацию о направлении излучения, то эта информация используется для сравнения и совместной обработки с данными, полученными с помощью БРЛС заходящего на посадку ЛА, для увеличения точности и повышения достоверности получаемых координат.If the signal of the direction-finding ground emitter contains information about the direction of radiation, then this information is used for comparison and joint processing with the data obtained by the radar of the approaching aircraft to increase the accuracy and increase the reliability of the received coordinates.

Информация о времени излучения сигнала наземным излучателем используется на борту ЛА для определения дальности по методике, аналогичной той, которая используется в спутниковых навигационных системах. Полученная таким образом дальность используется для сравнения и совместной обработки с дальностью, полученной с помощью БРЛС.Information about the time the signal was emitted by the ground emitter is used on board the aircraft to determine the range using a technique similar to that used in satellite navigation systems. The range obtained in this way is used for comparison and joint processing with the range obtained by radar.

Если в сигналах наземного БРЛС другого ЛА, стоящего на земле, курсовой и глиссадной антенн РСП содержится информация о направлении излучения, то она используется для совместной обработки на борту ЛА.If the signals of the ground-based radar of another aircraft standing on the ground, the directional and glide path antennas of the RSP contain information about the direction of radiation, then it is used for joint processing on board the aircraft.

Измерения дальности производят также методом активной радиолокации, при котором запросным является сигнал БРЛС, а наземный (БРЛС другого ЛА или РСП) излучает ответный сигнал.Range measurements are also performed by the active radar method, in which the radar signal is interrogated, and the ground (radar of another aircraft or radar) emits a response signal.

Claims (3)

1. Способ определения координат летательного аппарата (ЛА) относительно взлетно-посадочной полосы (ВПП), включающий излучение с наземного пункта высокочастотных сигналов, измерение курсовых углов наземного источника радиоизлучения, отличающийся тем, что во время захода на посадку ЛА с помощью бортовой радиолокационной станции (БРЛС) производят пеленгацию источника радиоизлучения (измерение курсового угла KUR и угла места, μм) радиолокационной системы посадки (РСП) или БРЛС другого ЛА, стоящего на земле, в полученном таким образом направлении производят измерение дальности путем излучения с борта ЛА запросного сигнала, отличающегося от запросного сигнала наземного источника радиоизлучения несущей частотой (и/или поляризацией), получив место ЛА относительно РСП или БРЛС стоящего на земле другого ЛА в виде двух углов (KUR, μм) и дальности, по известному курсу полета, курсу посадки и известному расположению наземного источника радиоизлучения относительно ВПП определяют положение ЛА относительно ВПП, т.е. относительную высоту полета Н, боковое уклонение Z, горизонтальную дальность до ВПП X.1. The method of determining the coordinates of the aircraft (LA) relative to the runway (runway), including radiation from a ground station of high-frequency signals, measuring the course angles of a ground source of radio emission, characterized in that during the approach to the aircraft using the on-board radar station ( Radar) determine the direction of the radiation source (measuring the heading angle KUR and elevation, μm) of the radar landing system (radar) or radar of another aircraft standing on the ground in the direction thus obtained and they make a range measurement by emitting from the aircraft an interrogation signal different from the interrogation signal of a ground-based source of radio emission with a carrier frequency (and / or polarization), having received an aerospace position relative to a radar or radar station of another aircraft on the ground in the form of two angles (KUR, μm) and range, according to the known flight rate, landing rate and the known location of the ground source of radio emission relative to the runway determine the position of the aircraft relative to the runway, i.e. relative flight altitude N, lateral deviation Z, horizontal distance to runway X. 2. Способ определения координат летательного аппарата относительно ВПП по п. 1, отличающийся тем, что сигнал пеленгуемого источника радиоизлучения (РСП или БРЛС стоящего на земле ЛА) содержит информацию о направлении излучения и времени излучения сигнала.2. The method of determining the coordinates of the aircraft relative to the runway according to claim 1, characterized in that the signal of the direction-finding source of the radio emission (RSP or radar station of the aircraft on the ground) contains information about the direction of radiation and the time of radiation of the signal. 3. Способ определения координат летательного аппарата относительно ВПП по пп. 1, 2, отличающийся тем, что измерения дальности производят методом активной радиолокации, при котором запросным является сигнал БРЛС заходящего на посадку ЛА, а РСП или БРЛС другого ЛА, стоящего на земле, излучает ответный сигнал.3. The method of determining the coordinates of the aircraft relative to the runway according to paragraphs. 1, 2, characterized in that the range measurements are made by active radar, in which the radar signal of the approaching aircraft is interrogated, and the radar or radar of another aircraft standing on the ground emits a response signal.
RU2016116412A 2016-04-27 2016-04-27 Method of determining the coordinates of an aircraft relative to the flight strip RU2620587C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016116412A RU2620587C1 (en) 2016-04-27 2016-04-27 Method of determining the coordinates of an aircraft relative to the flight strip

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016116412A RU2620587C1 (en) 2016-04-27 2016-04-27 Method of determining the coordinates of an aircraft relative to the flight strip

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2620587C1 true RU2620587C1 (en) 2017-05-29

Family

ID=59031819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016116412A RU2620587C1 (en) 2016-04-27 2016-04-27 Method of determining the coordinates of an aircraft relative to the flight strip

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2620587C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108983216A (en) * 2018-08-20 2018-12-11 电子科技大学 Tracking before a kind of airborne radar dim target detection based on calibrating coordinates
RU2778019C1 (en) * 2021-05-11 2022-08-12 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Method for determining the coordinates of the target in a request-response system

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2224903A (en) * 1988-10-26 1990-05-16 Marconi Co Ltd Aircraft landing approach system
RU1804628C (en) * 1991-10-24 1993-03-23 С.Д.Ещенко, Ю.Н.Каштанов, Г.Г.Любимов, В.М.Павлов и С.В.Свирский Method of check and correction of glide slope of aircraft relative to touch-down point
RU2242800C2 (en) * 2002-12-02 2004-12-20 Федеральное государственное унитарное предприятие Летно-исследовательский институт имени М.М.Громова Method for approach landing
US8788128B1 (en) * 2008-08-01 2014-07-22 Rockwell Collins, Inc. Precision navigation for landing
RU2543144C2 (en) * 2013-03-04 2015-02-27 Николай Васильевич Симкин Aircraft landing process
RU2559196C1 (en) * 2014-05-21 2015-08-10 Открытое акционерное общество "Лётно-исследовательский институт имени М.М. Громова" Aircraft landing approach and system to this end
WO2015142481A1 (en) * 2014-03-18 2015-09-24 The Boeing Company Short landing warning

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2224903A (en) * 1988-10-26 1990-05-16 Marconi Co Ltd Aircraft landing approach system
RU1804628C (en) * 1991-10-24 1993-03-23 С.Д.Ещенко, Ю.Н.Каштанов, Г.Г.Любимов, В.М.Павлов и С.В.Свирский Method of check and correction of glide slope of aircraft relative to touch-down point
RU2242800C2 (en) * 2002-12-02 2004-12-20 Федеральное государственное унитарное предприятие Летно-исследовательский институт имени М.М.Громова Method for approach landing
US8788128B1 (en) * 2008-08-01 2014-07-22 Rockwell Collins, Inc. Precision navigation for landing
RU2543144C2 (en) * 2013-03-04 2015-02-27 Николай Васильевич Симкин Aircraft landing process
WO2015142481A1 (en) * 2014-03-18 2015-09-24 The Boeing Company Short landing warning
RU2559196C1 (en) * 2014-05-21 2015-08-10 Открытое акционерное общество "Лётно-исследовательский институт имени М.М. Громова" Aircraft landing approach and system to this end

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RU 1804628 Ф3, 23.03.1993. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108983216A (en) * 2018-08-20 2018-12-11 电子科技大学 Tracking before a kind of airborne radar dim target detection based on calibrating coordinates
CN108983216B (en) * 2018-08-20 2020-04-21 电子科技大学 A tracking-before-detection method for airborne radar weak targets based on coordinate calibration
RU2778019C1 (en) * 2021-05-11 2022-08-12 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Method for determining the coordinates of the target in a request-response system
RU2778018C1 (en) * 2021-05-11 2022-08-12 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации System for determining the coordinates of the target in a request-response system
RU2802050C1 (en) * 2023-03-14 2023-08-22 Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" Method for local radio navigation of a moving object

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9851724B2 (en) Automatic take-off and landing control device
US8886373B2 (en) System and method for assisting in the decking of an aircraft
US8630756B2 (en) Airplane position assurance monitor
EP0059755B1 (en) Satellite-based vehicle position determining system
ES2535619T3 (en) Broadband multi-function airborne radar device with wide angular coverage that allows detection and monitoring
EP3447530B1 (en) Determining a location of a runway based on radar signals
US20090055038A1 (en) Autonomous and automatic landing system for drones
US5475393A (en) Precision landing system
US4925303A (en) Aircraft piloting aid laser landing system
US7940205B2 (en) Method using radar to detect a known target likely to be positioned at approximately a given height, near other targets positioned at approximately the same height
RU2489325C2 (en) Aircraft landing multistage system
US20160340056A1 (en) Precision guidance method and system for aircraft approaching and landing
Grzegorzewski Navigation an Aircraft by means of a Position potential in three dimensional space
RU2559196C1 (en) Aircraft landing approach and system to this end
RU2620587C1 (en) Method of determining the coordinates of an aircraft relative to the flight strip
RU120077U1 (en) ON-BOARD RADIOTECHNICAL COMPLEX OF NAVIGATION AND LANDING OF MARINE BASING AIRCRAFT
RU2692079C1 (en) Method and device for controlling glide path position and coordinates of aircraft in far zone
US8682510B2 (en) Method for enabling landing on an offset runway
Eltahier et al. Review of instrument landing system
RU2558412C1 (en) Multiposition system for aircraft landing
RU2214943C1 (en) Method of landing flying vehicle
RU2510082C2 (en) Method of controlling distance between lead aircraft and trail aircraft during flight on route with altitude separation
Skrypnik et al. Multiposition (multilateration) surveillance systems
Rosłoniec Aircraft Landing Aid Systems
Ferdous et al. Comparative study of aircraft approach and landing performance using ILS, MLS and GLS