способ периодического контроля (мониторинга) средств измерения барометрической высоты самолетов при их эксплуатации

Формула изобретения

1. Способ периодического контроля (мониторинга) средств измерения барометрической высоты самолетов при их эксплуатации, основанный на измерении геометрической высоты с помощью спутникового навигационного приемника и барометрической высоты от штатного барометрического высотомера, отличающийся тем, что на борту оцениваемого самолета регистрируют информацию от штатного спутникового навигационного приемника, температуру наружного воздуха, а также информацию о геометрической и барометрической высотах, полученную от встречных самолетов по каналу автоматического зависимого наблюдения, при этом на основании упомянутой выше зарегистрированной информации вычисляют для i-й пары самолетов, состоящей из оцениваемого самолета и одного из n встречных самолетов, где n 1, величину _i, характеризующую предварительную i-ю оценку погрешности измерения барометрической высоты на оцениваемом самолете, полученные для n пар значения _i осредняются и осредненная величина принимается за окончательную оценку искомой величины погрешности штатного измерителя барометрической высоты.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в состав передаваемой информации дополнительно включается оценка погрешностей измерения геометрической высоты и осреднение выполняют с весом, зависящим от расстояний по вертикали и горизонтали между самолетами данной пары и от точности измерения геометрической высоты применительно к каждой из предварительных оценок.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области авиационного оборудования и может найти применение в системе организации воздушного движения в условиях сокращенных интервалов вертикального эшелонирования.

Известен способ мониторинга средств вертикального эшелонирования самолетов [1]. Известный способ автор выбрал за прототип. Способ основан на измерении геометрической высоты с помощью специального спутникового навигационного приемника с последующим внесением дифференциальных поправок и учета состояния атмосферы с применением специальных методов зондирования. Известный способ обладает рядом недостатков, заключающихся в требовании

- установки нештатного специального оборудования на оцениваемом самолете;

- участия в полете дополнительного персонала для работы с нештатным оборудованием;

- наличия специальной службы определения дифференциальных поправок к радионавигационному полю спутниковой навигационной системы;

- наличия специальной службы для определения параметров атмосферы в момент мониторинга.

В настоящее время в Международной организации гражданской авиации ИКАО реализуются принципы автоматического зависимого наблюдения за воздушным движением АЗН, основанного на автоматической передаче с борта информации (в том числе о координатах самолета и его барометрической высоте). Наблюдение называется зависимым, поскольку передаваемые координаты самолета определяются его штатным бортовым оборудованием. Вещательный вариант автоматического зависимого наблюдения (АЗН-В) предусматривает передачу этой информации без запроса с земли и ее прием и использование на борту окружающих самолетов. Учитывая стремительное расширение использования спутниковой навигации, в состав передаваемой информации может быть включена геометрическая высота, измеренная штатной бортовой спутниковой навигационной системой, и оценка точности этой информации.

Автор предлагает способ мониторинга, основанный на использовании АЗН-В и штатных спутниковых навигационных приемников (в отличие от нештатных специальных приемников, как это имеет место в прототипе).

Предполагаемый способ основан на том обстоятельстве, что при эксплуатации самолетов будут часто возникать ситуации, когда два самолета, оборудованные аппаратурой АЗН-В, находятся на относительно небольшом расстоянии друг от друга и обмениваются информацией. При этом возникают два обстоятельства, облегчающие выполнение мониторинга

- требуется не полная картина о разрезе атмосферы по давлению, а только информация о температуре воздуха на высоте полета для пересчета разности геометрических высот двух самолетов в разность их барометрических высот;

- практически без дополнительных затрат можно получить информацию при обработке большого количества пар, включающих оцениваемый самолет и каждый из встречных, и существенно повысить точность за счет осреднения полученных результатов.

По предлагаемому способу на борту регистрируется информация о геометрической и барометрической высоте, измеренной штатным высотомером собственного (оцениваемого) самолета и встречных самолетов, а также температура наружного воздуха. Данные регистрируются применительно к парам самолетов. Каждая пара состоит из оцениваемого самолета и одного из встречных самолетов.

Для i-ой пары вычисляется величина _i, характеризующая предварительную i-ю оценку погрешности измерения барометрической высоты на оцениваемом самолете.

где H_Гi0, H_Гi1 - геометрическая высота оцениваемого и i-го встречного самолета (i-ой пары);

H_ui0, H_ui1 - барометрическая высота по штатному высотомеру оцениваемого и i-го встречного самолета (i-ой пары);

T_CT1, T_Ф1 - стандартное и измеренное значение температуры наружного воздуха в момент регистрации высот i-ой пары.

Величина _i будет искажена погрешностями измерений H_Гi0, H_Гi1, H_ui1, T_фi. Для уменьшения влияния случайных погрешностей измерения данные регистрируют применительно к "n" встречным самолетам (изменяется от 1 до n).

Полученные "n" значений _i осредняются, и осредненная величина принимается за окончательную оценку искомой величины погрешностей штатного измерителя барометрической высоты, что и является целью мониторинга.

Погрешности измерения геометрической высоты с помощью спутниковой навигационной системы зависят от нескольких факторов, в т.ч. от расположения спутников в момент измерения. Многие бортовые спутниковые навигационные приемники формируют текущую оценку точности своих измерений. Погрешности пересчета разностей геометрических высот в разности барометрических высот зависят от известной разностей геометрических высот и разностей горизонтальных координат в момент регистрации. Эти разности непосредственно вычисляются по зарегистрированным данным. Это позволяет повысить точность конечного результата, применяя осреднение с весом, зависящим от геометрической высоты и относительного расположения самолетов в момент регистрации применительно к каждой паре самолетов.

В настоящее время в нескольких государствах ИКАО применяется метод мониторинга, описанный в прототипе. В России это метод неприменим из-за отсутствия соответствующей инфраструктуры; это является одним из факторов, задерживающих сокращение интервалов вертикального эшелонирования в воздушном пространстве России, что, в свою очередь, ведет к перерасходу авиатоплива. Применение предлагаемого способа позволит решить проблему мониторинга в России и сократить расходы на мониторинг в тех странах, где применяется прототип. Данное техническое решение будет предложено в ИКАО для подготовки соответствующего стандарта.

Источник информации

1. Рабочий документ совещания группы SASP экспертов Международной организации гражданской авиации ИКАО по эшелонированию и безопасности воздушного пространства. Separation and Airspace Safety Panel (SASP). First meeting of the working group of the whole. Canberra, Australia, 2-13 May, 2002. SASP-WG/WHL/1-WP/7 24/4/02 - прототип.