Тема № 7 Методы и системы определения местоположения ЛА
Занятие 1 Общие сведения о радионавигационных средствах
Учебные вопросы
Сущность и задачи воздушной навигации (15 мин).
Классификация радиотехнических средств навигации (10 мин).
Навигационные системы координат (30 мин).
Навигационные параметры (элементы) (29 мин).
Сущность и задачи воздушной навигации
Навигация - наука о методах и средствах вождения подвижного объекта и получения информации о его положении и движении.
Методы и средства навигации основаны на использовании свойств и закономерностей различных физических явлений и процессов (свойств магнитного поля Земли, явления изменения атмосферного давления с высотой полета, зависимости давления воздушного потока от скорости полета ЛА, закономерности изменения взаимного положения небесных светил, свойств световых волн и радиоволн и т.д.). Методы и средства радионавигации, в частности, основаны на использовании свойств и закономерностей распространения радиоволн.
Таким образом, авиационная радионавигация - наука о радиотехнических методах и средствах вождения и получения информации о положении и движении ЛА.
Движение ЛА осуществляется по определенной траектории.
Траекторией полета называется пространственная кривая, по которой перемещается центр масс ЛА (ЦМ ЛА) в процессе его полета (рис.1).
Рис.1. Геометрические построения для траектории ЛА
Проекция траектории полета на земную поверхность называется линией пути (маршрутом).
Проекция траектории полета на вертикальную плоскость называется профилем полета.
Точка земной поверхности, над которой находится ЦМ ЛА в текущий момент времени, называется его местоположением (МПЛА).
В настоящее время при характеристике самолетовождения различают двухмерную, трехмерную и четырехмерную навигацию.
Для двухмерной навигации характерно задание и выдерживание только маршрута полета.
В трехмерной навигации к этому добавляются задание и контроль профиля полета.
Для четырехмерной навигации необходимы жесткая «привязка» траектории ко времени и контроль текущего времени прохождения точек маршрута.
Основной задачей воздушной (авиационной) навигации является вывод подвижного объекта по оптимальной (наивыгоднейшей для данных условий) траектории в заданную точку или область пространства в заданный момент времени. Решение этой общей задачи подразделяется на ряд частных задач, разнообразных по характеру и методам решения. К частным задачам навигации относятся:
выбор и расчет оптимальной траектории ЛА и временных характеристик движения (при подготовке к полету и в процессе полета с учетом изменения условий полета);
измерение основных навигационных параметров (НП) ЛА, т.е. величин, характеризующих текущие координаты ЛА, направление и скорость его перемещения;
сравнение результатов определения навигационных параметров с заданными или расчетными значениями и выработка корректирующих команд (сигналов), обеспечивающих движение ЛА, с целью решения основной навигационной задачи;
непосредственное воздействие на органы управления ЛА с целью изменения его углового положения (стабилизации) относительно центра масс.
При полете по маршруту и в районе аэродрома может одновременно находиться большое количество ЛА, что приводит к необходимости постоянного диспетчерского контроля и регулирования процесса выполнения полетов, поддержания установленного порядка движения ЛА в воздушном пространстве с целью регулярности и безопасности полетов. Этот круг задач решается средствами и методами управления воздушного движения (УВД) путем непосредственной передачи команд (управляющей информации) на борт ЛА руководителем полетов или системой автоматической передачи данных, а также путем суточного и перспективного планирования.
При массированном применении авиации для обеспечения безопасности полетов появляются новые навигационные задачи: обеспечение полета ЛА в боевых порядках, предупреждение столкновений ЛА в воздухе и обеспечение их посадки.