Краткие теоретические сведения. Организация радиотехнического обеспечения полетов сводится в основном к решению следующих задач;

Организация радиотехнического обеспечения полетов сводится в основном к решению следующих задач;

- оптимизация состава и размещения наземного радиотехнического оборудования;

- оптимизация состава, структуры и технологии эксплуатации бор­товых радиотехнических средств.

Решения этих задач должно быть нацелено на обеспечение максимально возможные безопасность и экономичность полетов. Оно и состоит: из анализа эф­фективности эксплуатации существующих радиотехнических средств; разработки рекомендаций по ее повышению; проверки и уточнения этих рекомендаций.

Ограничившись рассмотрением вопросов радиотехнического обеспе­чения полетов самолетов по маршруту, следует отметить, что для самолетовождения большое значение имеет точность решения навигационной задачи (контроля пути по направлению). Успешное решение этой задачи требует введения определенных критериев. Одними из основных таких критериев являются требуемая вероятность нахождения ВС в пределах трассы (Р_тр) и значение требуемой средней квадратической погрешности (СКП) контроля пути по направлению σ _zдоп (максимально допустимая средняя квадратическая погрешность линей­ного бокового уклонения ВС). Эти две величины связаны с установленной шириной трассы 2b интегралом вероятности:

Ф(b/σ _zдоп) = Р_тр (1).

При этом предполагается, что случайные отклонения ВС от оси трассы распределены по нормальному закону. В соответствии с существующими нормативами документами

P_тр= 0, 95 (2).

Используя табличные значения интеграла вероятности. Получим:

σ _zдоп = b/1.96 ≈ b/2 (3).

Нетрудно определить, что для трассы 2b= 10 км, σ _{z доп} = 2.5км.

С учетом требований к риску столкновения, интенсивности полетов и других факторов существующие требования к точности самолетовождения характеризуются следующими цифрами:

P_r=0.95; (4).

σ _{z доп} = 2.35-2.5

В перспективе, согласно рекомендациям ИКАО, вероятность нахождения ВС в пределах трассы долина составлять Р_тр = 0, 99. В этом случае СКП ЛБУ не должна превышать 1, 2...1, 9 км.

Выполнение указанных требований, зависит от степени оснащенности ВC и трассы навигационным оборудованием и от возможностей этого оборудования. Любая навигационная система (НС) по точности, характеризуется средними квадратическими погрешностями измерения радионавигационных или навигационных параметров. Точность контроля пути по направление с помощью данной НС зависит в общем случае от величин этих СКП, от дальности до наземного радиомаяка, приводной радиостанции или радиолокационного ориентира, от типа навигационного вычислителя и других факторов:

σ _z = f(σ _zi; D_рнт; σ _{z инетр} ) (5),

где σ _zi – СКП измерения навигационного параметра;

σ _{z инетр} – среднее квадратическое значение инструментальной погрешности;

D_рнт – дальность до радионавигационной точки.

Зная характеристики трасы, по которой производиться полет (ее ширину, место установки и типы радиотехнических средств), а также состав и точностные характеристики бортового навигационного оборудования, можно произвести оценку степени перек­рытия трассы радионавигационными и радиолокационными информацион­ными полями и определить возможность выполнения полета по маршруту с выдерживанием заданных норм эшелонирования, а, следовательно, и обеспечения требуемого уровня безопасности полетов.

Оценить степень перекрытия трассы радионавигационными или ра­диолокационными полями можно путем расчета и построения зон действия и рабочих областей различных радиотехнических средств (РТС), исходя из требуемой точности решения навигационной задачи. Зона действия определяется на основании данных облетов конкретных РТС или расчетным путем. Например, для РТС УКВ диапазона максимальный радиус действия ограничивается дальностью прямой видимости:

D_прi = (3, 5÷ 4, 1) () (6),

где Н_эш - высота эшелона полета, м;

h_анi- высота наземной антенны i-го РТС;

D_прi - дальность прямой видимости для i-го РТС, км.

Кроме того, на дальность действия существенно влияют технические характеристики РТС (мощность передатчика, чувствительность приемника и другие):

D_техi = f (P _прдi, Р прi …) (7).

Максимальная дальность действия i-го РТС равна:

D_maxi = min (D _прi; D _техi) (8).

Мимальная дальность действия РТС зависит от диаграммы направленности антенны наземного радиомаяка.

D_min = H_эш / tg β _i (9),

где β _i - угол наклона верхней границы диаграммы направленности.

Под рабочей областью (РО) радионавигационной системы понимают объем пространства, в пределах которого погрешность определения места летательного аппарата не превышает заданную с определенной вероятностью. Поэтому внутренняя граница РО ограничивается окружностью с радиусом D_min, а внешняя - кривой равной точности D_крт либо окружностью с радиусом D_max.

На границе рабочей области СКП ЛБУ не должна превышать допустимого значения. Поэтому значения D_крт могут быть определены аналитическим при условии что σ _z = σ _zдоп.

Если D_крт больше D_max то радиус рабочей области равен D_max.

R_роi = min (D_кртi; D_maxi) (10).

Радиус рабочей области может быть определен графическим путем как расстояние от точки установки РТС до точки пересечения кривой σ _z = f(D) с прямой σ _zдоп. В качестве примера рассмотрим три радионавигационные точки (РНТ) (рис.1), в которых установлены угломерно-дальномерные радионавигационные системы (УД РНС) различного типа. На рисунке так же показаны кривые зависимостей

σ _zi = f(D), прямая σ _zдоп, радиусы зон действия и рабочих областей. Для первых двух РНС радиусы РО R_ро меньше D_max и определяется указанным ранее способом. Третья РНС обеспечивает требуемую точность самолетовождения по всей зоне своего действия, поэтому R_ро3=D_max3

Рис.1. Зоны действия и рабочие области РТС

Рассмотренная методика позволяет оценить степень перекрытия трасс радионавигационными или радиолокационными информационными полями и в первом приближении точность самолетовождения по трас­се. Таким образом, несмотря на полное перекрытие трассы радионави­гационным полем, существует участок (S= 230...400км) (см. рис.1), на котором ни одна из трех УД РНС не обеспечивает требуемой точности самолетовождения. О фактической точности навигации на этом участке можно судить только, после оценки точности самолетовождения, обеспечиваемой автономными системами навигаций. Наиболее же полная информация о безопасности полетов и точности самолетовождения по конкретным маршрутам может быть получена путем математического моделирования на ЭВМ.