Главная » 2014»Июль»19 » Скачать Модели и алгоритмы процессов функционирования аэродромных квазидоплеровских автоматических радиопеленгаторов. Дзюба, Александр бесплатно
00:02
Скачать Модели и алгоритмы процессов функционирования аэродромных квазидоплеровских автоматических радиопеленгаторов. Дзюба, Александр бесплатно
Модели и алгоритмы процессов функционирования аэродромных квазидоплеровских автоматических радиопеленгаторов
Диссертация
Автор: Дзюба, Александр Павлович
Название: Модели и алгоритмы процессов функционирования аэродромных квазидоплеровских автоматических радиопеленгаторов
Справка: Дзюба, Александр Павлович. Модели и алгоритмы процессов функционирования аэродромных квазидоплеровских автоматических радиопеленгаторов : диссертация кандидата технических наук : 05.13.18 / Дзюба Александр Павлович; [Место защиты: Дагестан. гос. техн. ун-т] Махачкала, 2008 135 c. : 61 09-5/857
Объем: 135 стр.
Информация: Махачкала, 2008
Содержание:
Перечень условных сокращений
Введение
Глава 1 Анализ АРП как объекта моделирования
11 Структурное построение АРП, реализованных аппаратными средствами
12 Структурное построение АРП с использованием микроЭВМ в канале обработки информации
13 Разделение задач решаемых в АРП на канальные и общеканальные
Глава 2 Математические модели и алгоритмы обработки пеленгационной информации
21 Обработка пеленгационной информации методом наименьших квадратов
22 Метод обработки пеленгационной информации с применением разложения сигнала по функциям Уолша
23 Обработка пеленгационной информации разложением фазовой огибающей пеленгуемого сигнала на квадратурные составляющие
24 Обработка сигнала путем формирования узкой диаграммы направленности АС
241 Формирование узкой диаграммы направленности АС с помощью фазовращателей
242 Формирование диаграммы направленности с помощью корреляционной обработки
25 Программные методы обеспечения работоспособности АР при выходе из строя вибраторов АС
26 Программные методы вторичной обработки пеленгационной информации
27 Сравнительный анализ методов обработки информации с точки зрения обеспечения точностных характеристик
Глава 3 Алгоритмы контроля и диагностика АРП
31 Назначение и виды контроля
32 Алгоритм скользящего контроля каналов пеленгования
33 Алгоритм контроля состояния вибраторов АС АРП
34 Алгоритм контроля фазовой и амплитудной неидентичности вибраторов
35 Алгоритм контроля каналов пеленгования по бланкированню
36 Контроль физической линии связи между аппаратурой
КДП и аэродромной аппаратурой АРП
37 Контроль работоспособности узлов АРП, отвечающих за хранение программного обеспечения АРП
38 Контроль наличия основных сигналов прерывания микро-ЭВМ АРП
39 Тестовый поузловой контроль блоков АРП
Глава 4 Отладка и практическая реализация моделей и алгоритмов функционирования АРП
41 Примеры практической реализации АРП
42 Испытания АРП и проверка корректности функционирования разработанных моделей и алгоритмов
Введение:
Современный этап развития авиации характеризуется постоянным количественным и качественным изменением авиационной техники, увеличением интенсивности и скорости полетов, что требует повышения эффективности функционирования радиотехнических систем обеспечения полетов.
Автоматические радиопеленгаторы (АРП) и радиопеленгационные системы (РПС) являются одним из средств обеспечения полетов, причем, на местных воздушных линиях, в удаленных и малоосвоенных районах АРП часто являются одним из основных средств УВД [4].
С помощью АРП решают следующие задачи:
• контроль за положением объекта относительно заданной линии пути;
• определение местоположения объекта по пеленгам от нескольких радиопеленгаторов, разнесенных на местности;
• идентификация меток от ВС на индикаторе кругового обзора радиолокатора методом наложения линии пеленга на его отметку.
Однако, при выходе из строя основных средств УВД, в критических ситуациях, АРП может быть использован для привода ВС на аэродром.
Кроме УВД АРП находят широкое применение в самых различных областях техники [47, 48].
Процесс разработки новой техники, изготовления опытного образца и его испытаний занимает длительный цикл. Особенно явно это выделяется при разработке сложной новой техники, каким является автоматический аэродромный квазидоплеровский радиопеленгатор, где требуется сопоставление различных вариантов реализации для выбора оптимального из них. Эта задача может быть решена путем натурной реализации систем, что является трудоемким, дорогостоящим и, что самое главное, длительным процессом. В то же время, обойти указанные выше трудности можно моделированием процессов функционирования этих систем.
Как и в России, в странах СНГ стоит проблема замены выработавших ресурс АРП.
Для сохранения отечественных АРП на рынке стран СНГ и завоевания новых рынков на международной арене стоит задача обеспечения превосходства технических характеристик отечественных АРП над зарубежными. Одним из путей решения данной задачи является сокращение длительности этапов разработки и испытаний АРП, что может быть обеспечено, в частности, моделированием процессов функционирования и испытаний АРП.
Известно много методов обработки пеленгационной информации. В связи с этим, возникает задача выбора оптимального из них по таким показателям, как быстродействие, точность определения пеленга и др. Эти задачи также решаются путем моделирования процессов обработки пеленгационной информации.
В нашей стране наиболее широкое применение для управления воздушным движением нашли квазидоплеровские АРП. Системы УВД предъявляет к ним жесткие тактико-технические требования. Так, современные АС УВД требуют измерение пеленга с точностью 0.1-0.2 градуса.
В настоящее время ОАО НИИ «Сапфир» в соответствии с Федеральной программой «Модернизация единой системы организации воздушного движения Российской Федерации», утвержденной постановлением Правительства Российской федерации № 368 от 20 апреля 1995 года производится модернизация 15-20 радиопеленгаторов в год.
Как и в России, в странах СНГ стоит проблема замены выработавших ресурс АРП.
Для сохранения отечественных АРП на рынке стран СНГ и завоевания новых рынков на международной арене стоит задача обеспечения превосходства технических характеристик отечественных АРП над зарубежными. Одним из путей решения этой задачи является применение ЭВМ в составе АРП, что делает насущным проблему моделирования процессов функционирования в квазидоплеровских аэродромных АРП.
В части проведения испытаний АРП, моделирование обладает заведомо более широкими возможностями. Так, замена натурного эксперимента для исследования процессов пеленгования, кроме уменьшения колоссальных затрат времени и средств, позволяет обеспечить повторяемость результатов эксперимента. При натурном эксперименте, невозможно повторно обеспечить идентичность условий распространения радиоволн и характеристик подстилающей поверхности в районе размещения АРП, а также повторное нахождение воздушного судна в заданной точке пространства.
В связи с изложенным, исследование вопросов моделирования процессов функционирования и разработка программного обеспечения для аэродромных квазидоплеровских автоматических радиопеленгаторов является актуальной задачей.
В последние годы в Росси и за рубежом происходит переход на реализацию АРП с использованием ЭВМ в канале обработки информации.
В 1998 году ОАО Челябинский НИИ измерительной техники завершена разработка АРП со специализированной ЭВМ в канале обработки информации. Однако, алгоритмы и программы обработки пеленгационной информации, используемые в этом радиопеленгаторе являются интеллектуальной собственностью этих предприятий и в научной литературе не приводятся.
Исходя из этого, в данном диссертационном исследовании сформулирована следующая цель работы: моделирование процессов функционирования аэродромных квазидоплеровских автоматических радиопеленгаторов;
• исследование, разработка и научно-практическое обоснование выбора структуры АРП, использующего в канальной и общеканальной части, программные методы обработки информации; разработка математических моделей обработки пеленгационной информации в АРП и их программная реализация;
• проверка работоспособности выбранной структуры и корректности функционирования предложенных в работе моделей, алгоритмов и программ.
В качестве объекта исследования рассматриваются аэродромные квазидоплеровские автоматические радиопеленгаторы.
Предметом исследования является моделирование процессов функционирования АРП, разработка математических моделей обработки пеленгационной информации в АРП.
Для достижения поставленной цели в диссертации были поставлены и решены следующие задачи:
• разработаны модели и алгоритмы функционирования аэродромных квазидоплеровских автоматических радиопеленгаторов;
• разработаны математические модели и алгоритмы обработки пеленгационной информации в АРП и осуществлена их программная реализация;
• проведен анализ и разделение задач, решаемых в АРП, на канальные и общеканальные;
• проведен сравнительный анализ различных вариантов алгоритмов и программ обработки пеленгационной информации;
• проверена корректность функционирования алгоритмов и программ путем их использования в эксплуатируемых АРП.
• разработаны модели, алгоритмы контроля параметров и состояния АРП и осуществлена их программная реализация;
Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:
1. Разработаны математические модели обработки пеленгационной информации в АРП, выполнена их программная реализация, что позволяет улучшить дальность пеленгования и точностные характеристики АРП.
2. Разработаны и апробированы оригинальные алгоритмы определения пеленгов на источник радиоизлучения:
• с использованием метода наименьших квадратов;
• с разложением сигнала в ряд по функциям Уолша;
• с разложением сигнала на квадратурные составляющие;
• с искусственным формированием диаграммы направленности.
Произведен сравнительный анализ перечисленных выше методов обработки пеленгационной информации.
3. Разработаны модели работы общеканальной аппаратуры, которые позволили обеспечить более гибкий контроль и диагностику текущего состояния АРП и расширить функциональные характеристики и потребительские свойства АРП.
4. Разработанный алгоритм определения пеленга с искусственным формированием диаграммы направленности, позволил обеспечить селекцию полезного сигнала и сигнала помехи.
5 Разработан алгоритм, позволяющий обеспечить работоспособность АРП при неисправных вибраторах антенной системы.
Практическая значимость: практическая значимость результатов исследования заключается в том, что разработанные модели, алгоритмы и программы позволяют:
• проводить исследования канальной и общеканальной части АРП без дорогостоящих натурных испытаний, на их моделях;
• значительно сократить объем материальных затрат на проведение изменений и доработок АРП, т.к. ожидаемые результаты внедрения изменений могут быть проверены на моделях, алгоритмах и программах, реализующих процессы функционирования АРП.
Разработанные в диссертационной работе математические модели, алгоритмы и программы внедрены в разработках ОАО НИИ «Сапфир», а также в автоматических радиопеленгаторах, изготавливаемых в ОАО ПО «Азимут» и поставляемых для эксплуатации в аэропорты и аэроузловые центры автоматизированных систем управления воздушным движением:
• в опытных образцах приемопеленгационных центров «Надежда»;
• в серийно выпускаемых и поставляемых для эксплуатации в аэропортах гражданской авиации и в автоматизированных центрах управления воздушным движением автоматических радиопеленгаторах «Платан» и 0р-2000.
Радиопеленгаторы «Платан» эксплуатируются более чем в сорока аэропортах России и, в частности, Домодедово (Москва), Пулково * (С.Петербург), Аметхана-Султана (Махачкала);
По теме диссертации опубликовано 14 научных статей.
