11. Назначение, состав , структурная схема аэродромного радиолокационного комплекса арлк «иртыш». Назначение основных функциональных блоков схемы.

РЛК «Иртыш» предназначен для определения координат ВС и получения дополнительной информации при работе с ВС, имеющими бортовой ответчик.

В его состав входят первичная РЛС «Нарва» и встроенный вторичный радиолокатор «Корень АС». РЛК «Иртыш» может использоваться в АС УВД (входит в состав аэродромной АС УВД «Старт») и в неавтоматизированных системах УВД. В случае трансляции информации по узкополосной линии связи сигналы проходят предварительную обработку в АПОИ.

Общими для обоих каналов являются механизм привода антенны, датчик угловых меток, синхронизатор, а также устройства управления и контроля. При переходе с основной антенны кругового обзора на резервную работает только РЛС «Нарва»

Антенна ВРЛ «Корень» устанавливается на основной антенне РЛС «Нарва». Максимумы диаграмм направленности в азимутальной плоскости совмещены.

Рис. 3.4. Упрощенная структурная схема РЛС «Иртыш»

Упрощенная структурная схема РЛС «Иртыш» приведена на рис. 3.4. Первичный радиоканал имеет два канала парных импульсов (ПИ) и СДЦ. В состав РЛС входит также резервный передатчик, работающий на эквивалент антенны Передатчик канала ПИ, носящего, кстати, условное название, определенное тем фактом, что первые РЛС типа ОРЛ-А формировали самостоятельно сигналы активного канала, работает в режиме одиночных импульсов с частотой повторения. 500 Гц, а передатчик канала СДЦ - с переменной частотой повторения 1250, 833 и 100 Гц.

Импульсная мощность передатчика равна 15 кВт. В передающих устройствах применена АПЧ по стабильному гетеродину приемного тракта.

Антенна РЛС имеет зеркало двойной кривизны с раскрывом 7х 14 м. Вертикальный раскрыв 7 м обеспечивает нужную крутизну нижней кромки ДН. Коэффициент усиления антенны на частотах канала ПИ равен 1300 при уровне потерь мощности 1 %.

Фидерный тракт служит для фильтрации, коммутации и обеспечения одновременно работы двух приемопередатчиков с разнесенными частотами на один облучатель.

Приемное устройство ПРК выполняет функции усиления и преобразования эхо-сигналов и сигналов, необходимых для функционирования систем АПЧ и СДЦ. В приемнике пассивного канала предусмотрена ВАРУ, исключающая перегрузку приемника при обработке сигналов высокого уровня, т. е. сигналов, отраженных от местных предметов и ВС, находящихся на небольшом удалении от РЛС.

В приемном устройстве канала СДЦ используется однократная череспериодная компенсация сигналов от неподвижных объектов. Чувствительность приемных устройств составляет 1 ... 28 дБ/Вт, уровень нескомпенсированных при СДЦ сигналов от местных объектов- не более 10 %.

Входные сигналы вместе с незадержанными сигналами подаются после задержки на период повторения на схему совпадения, которая отпирается только синхронным сигналом.

Кроме этого, блок синхронизации, обработки и фазирования (БСОФ) формирует импульсы, синхронизирующие работу всей РЛС, причем блок запуска работает в режиме синхронизации от компенсатора. Совмещенный режим работы ПРЛ и ВРЛ обеспечивается задержкой синхроимпульсов по отношению к ЗИ на 84 мкс для канала ПИ и на 90 мкс канала СДЦ.

Вторичный радиолокатор имеет два режима «УВД» и четыре режима запроса «RBS», последовательность чередования которых может определяться дистанционно. Антенна вторичного канала расположена на антенне первичного канала, причем максимумы ДНА совмещены. В состав фидерного тракта входят фильтры и коммутирующие элементы, обеспечивающие работу приемопередающих антенн. Работа в режиме «RBS» поддерживается двумя комплектами антенн, частоты и сигналы которых соответствуют международному стандарту. Импульсная мощность передатчиков ВРЛ равна 20 кВт, динамический диапазон подавления боковых лепестков составляет 50 дБ по запросу и 70 дБ по ответу, чувствительность приемников - 110 дБ/Вт. Чередование запросов одинарное, двойное и тайное. Сигналы с выходов приемников декодируются, очищаются от помех и преобразуются в цифровую форму.

Оценка функционального состояния РЛК осуществляется с помощью аппаратуры встроенного контроля, реализующей принцип сквозного допускового контроля. Передающие устройства контролируются в соответствии с принципом непрерывного измерения и анализа импульсной мощности и среднего тока генератора СВЧ, а приемное устройство на основании оценки коэффициента шума. Компенсатор нейтрализуется по величине некомпенсированного остатка при прохождении контрольного тест-сигнала через компенсатор, а состояние блока запуска оценивается по минимуму оценки амплитуды ЗИ на выходе блока.

12. Автоматизированные системы управления воздушным движением (АС УВД). Назначение, состав, решаемые задачи. Классификация АС УВД по назначению и размеру контролируемой территории .

Под системой АС УВД понимают совокупность технических объектов, объединенных в единое целое и целенаправленно используемых для безопасного, экономичного и регулярного управления потоками ВС.

Существующие системы УВД базируются на использовании радиолокационных комплексов, аппаратуры обработки информации, связи и передачи данных; на применении вычислительных машин, разнообразных средств отображения цифровой и картографической информации, распределяемой по многочисленным диспетчерским пультам.

Структурное построение автоматизированных систем УВД зависит от их назначения. Различают аэродромные и трассовые автоматизированные системы УВД. Первые управляют воздушным движением в районе одного или нескольких аэропортов, вторые управляют воздушным движением при полетах по трассам между крупными аэропортами.

Характерным для любых систем УВД является обработка больших потоков информации с передачей ее в аналоговом или цифровом виде на значительные расстояния. Анализ получаемой информации производится человеком - диспетчером, он же обладает правом принятия решения и подачи команд управления командирам ВС. Для надежного управления диспетчер должен непрерывно получать радиолокационную информацию о ВС. Принимая решение диспетчер должен знать множество дополнительной информации: о технических характеристиках ВС, о запасе топлива на каждом из них, о метеообстановке в районе полета и посадки, о времени прибытия в определенную радионавигационную точку или аэропорт посадки и др.

Трассовая автоматизированная система УВД охватывает воздушное пространство нескольких территориальных районнных центров управления и занимает площадь до 400...500 тыс. км². Под контролем диспетчеров в такой зоне одновременно могут находиться 200...300 самолетов. Для повышения безопасности и обеспечения нормальной работы диспетчеров все воздушное пространство обычно разделено на 20...30 секторов. Сектора охвачены непрерывным радиолокационным полем, которое создается разнесенными радиолокационными позициями (РЛП). Обязательное взаимное перекрытие радиолокационных полей повышает надежность обзора воздушного пространства. Каждая РЛП состоит из нескольких объектов (площадок), где размещены радиотехническое оборудование и системы энергоснабжения. На основной площадке находится радиолокационный комплекс, состоящий из первичного радиолокатора типа «Скала-М» и вторичного радиолокатора «Корень-АС». Первичный радиолокатор позволяет определить дальность и азимут любого ВС, находящегося в зоне обнаружения радиолокатора. Обычные точности по дальности 200...300 м, по азимуту 5...10 угловых минут. Дальность действия первичною радиолокатора зависит от отражающей поверхности и высоты полета ВС. Например, дальность действия ПРЛ типа «Скала-М» на высотах 20000 м равна 400 км, а на малых высотах (до 2000 м) - 180 км. Как правило, зона видимости в вертикальной плоскости 45 °. Вторичный радиолокатор обеспечивает запрос полетной информации и совместно с бортовыми ответчиками позволяет получить данные об индивидуальном номере, высоте полета ВС, запасе топлива.

Антенны первичного и вторичного радиолокаторов совмещены и размещены на металлических сборных вышках. Антенны закрыты шаровым радиопрозрачным куполом, предохраняющим их от метеоосадков и ветра,: Антенны вращаются с периодом o6орота 10 или 20 с.

Центр УВД объединяет работу всех РЛП, метео РЛК, автономных трассовых пеленгаторов, отдельных абонентских пунктов, расположенных вдали от центра. Центр УВД состоит из одного или нескольких диспетчерских залов, где размещены рабочие места диспетчеров, операторов и руководителей полетов; аппаратного зала; помещений для размещения резервных источников электропитания, систем кондиционирования, обогрева и др. В аппаратном зале размещается комплекс технических средств. К ним относятся ЭВМ, аппаратура передачи данных, системы отображения, автоматизированного электропитания, речевой связи и др. Вычислительный комплекс состоит из нескольких ЭВМ, он работает в режиме реального времени и характеризуется тем, что длительность цикла обработки информации достаточно мала по сравнению со скоростью изменения воздушной обстановки. Они обрабатывают радиолокационную и плановую информацию, рассчитывают курс, скорость, осуществляют привязку координатных отметок и временных процессов к сигналам единого времени, управляют движением формуляров и т. д.

Основные функциональные задачи, решаемые автоматизированной системой УВД

Трассовая автоматизированная система УВД, с одной стороны, осуществляет автоматизацию планирования, накопления предварительных и текущих планов полета, заимствованных из расписания, а с другой - производит сбор, обработку и хранение координатной радиолокационной и пеленга-ционной информации в зонах действия первичных и вторичных радиолокаторов и автоматических пеленгаторов. Прием и обработка информации для запланированных полетов, ее хранение и обработка для диспетчеров осуществляется одновременно с обработкой данных от радиолокаторов и пеленгаторов. Автоматизированный обмен радиолокационной и плановой информацией с другими центрами УВД, документирование полетной и речевой информации, непрерывный контроль за исправным состоянием технических средств АС УВД обеспечивают выполнение диспетчерами функций по руководству потоками ВС совершенно на другом уровне по сравнению со старыми системами УВД. В современных системах, с одной стороны, процесс автоматизации управления движением базируется на текущем планировании бесконфликтных пространственно-временных траекторий полетов для каждого ВС, а с другой стороны, управление по реальным траекториям - это процесс управления движением, протекающим в реальном масштабе времени, с целью обеспечения соответствия действительных траекторий движения ВС с ранее запланированными.

13. ОБОБЩЕННАЯ СТРУКТУРА АС УВД. НАЗНАЧЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ БЛОКОВ СИСТЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ЗАДАЧИ. ОСНОВНЫЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПАРАМЕТРЫ СИСТЕМЫ АС УВД.

Воздушная среда ВС + Экипаж

Внешние активные воздействия

Радиосвязь

Средства ОВД

Диспетчер

Система ОВД

Простейший контур системы ОВД

Основная информация о параметрах полета ВС осуществляется с помощью радиотехнических средств.

Основной целью автоматизации процессов УВД является получение наиболее эффективного комплекса, включающего человека-оператора (диспетчера) и технические устройства (РЛС, ЭВМ, РПУ и др.). Эффективность здесь понимается как наибольшая пропускная способность такого комплекса с учетом строгих ограничений по безопасности полетов и их регулярности. Наибольшая эффективность достигается при определенном соотношении доли операций, выполняемых оператором, и автоматизированных.

14. ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМОЙ “СИНТЕЗ-АР2”. АРАС УВД "СИНТЕЗ" предназначена для обеспечения безопасности и повышения экономичности полетов авиации различных ведомств:

на воздушных трассах и во внетрассовом пространстве;

в районах аэродромов и аэроузла, включая аэродромы совместного базирования и аэроузлы, используемые авиацией различных ведомств;

в зонах взлета и посадки аэродромов гражданской авиации (ГА)

и других ведомств.

Основные функции АРАС УВД "СИНТЕЗ"

Для выполнения своего назначения АРАС УВД "СИНТЕЗ" обеспечивает автоматизацию следующих процессов управления воздушным движением;

сбор, обработка и отображение координатной и дополнительной информации о воздушной обстановке, поступающих от радиолокационных комплексов (РАК) и автоматических радиопеленгаторов (АРП);

сбор, обработка и расчет планируемых траекторий, распределение и отображение плановойинформации при сопряжении с сетью АФТН и/или автоматизированной системой планирования использования воздушного пространства (АС ПИВП);

сбор, обработка и отображение метеорологической информации;

анализ воздушной обстановки по плановой информации с целью организации потоков

обнаружение потенциально конфликтных ситуаций между воздушными средствами (ВС) анализ воздушной обстановки по радиолокационной информации о действительном и экстраполированном местоположении для фиксирования нарушений норм эшелонирования и обнаружения потенциально конфликтных ситуаций между ВС и наземными препятствиями;

документирование и воспроизведение информации о воздушной обстановке и процессе управления;

автоматизированное взаимодействие со смежными АС УВД и с АСУ ведомственной авиации ;

обеспечение тренировки диспетчеров УВД на средствах системы одновременно с обеспечением УВД;

15. СТРУКТУРА СИСТЕМЫ. АС УВД “СИНТЕЗ-АР2”. НАЗНАЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ, БЛОКОВ, ОБОРУДОВАНИЯ СИСТЕМЫ.

Функции выполняемые в системе «СИНТЕЗ»:

Обработка радиолокационной информации (РЛИ):

Обработка плановой информации:

Документирование и воспроизведение информации:

Функция контроля и управления:

Внешние интерфейсы:

Тренировка диспетчеров ОВД:

Измеряемые параметры оценки обучения:

Выводы

АРАС УВД "СИНТЕЗ" является открытой системой и имеет большие модификационные возможности на протяжении всего жизненного цикла:

по использованию традиционных и новых источников информации;

по наращиванию инструментальных средств;

по замене отдельных технических средств на более совершенные.

Это свойство системы открывает возможности и для поэтапного ее внедрения. Вследствие использования для построения АРАС УВД "СИНТЕЗ" новейших технических средств, в значительной мере минимизируются требования к площадям помещений для размещения системной аппаратуры. Благодаря этому система может внедряться в помещениях cyществующих центров УВД.

Модульная структура построения АРАС с распределенной системой обработки информации обладает огромными преимуществами перед ранее разработанными АС УВД как по стоимости и степени адаптации конфигурации комплекса к задачам заказчика, так и по повышению живучести комплекса в целом.

АРАС УВД "СИНТЕЗ" является базовой системой функционально полного унифицированного ряда средств автоматизации процессов УВД, обеспечивающей возможность создания на основе ее программных модулей автоматизированной системы любого назначения, уровня автоматизации и инструментальной емкости и экономически эффективного удовлетворения потребностей заказчика.

Источниками информации являются:

трассовые и аэродромные РЛК типа ТРЛК-10, ТРЛК-11,АРЛК-11,"ИРТЫШ-М", "ИРТЫШ-СК-"(СКУ), "ЭКРАН-85", а также РЛК, состоящие из РЛС типа П-14, 1РЛ-139, 1Л-118 и других;

автоматические радиопеленгаторы типа АРП-75;

Источником плановой информации являются:

центр коммутации сообщений (ЦКС) сети АФТН;

АС ПИВП РЦ (при ее наличии);

аэродромные диспетчерские пункты (АДП) аэропорта базирования системы;

смежные взаимодействующие системы;

Источником метеоинформации является автоматизированная система метеообеспечения (АСМО), а при ее отсутствии:

аппаратура "МЕТЕОЯЧЕЙКА-С";

комплексные радиотехнические автоматические метеорологические станции (КРАМС)

ЦКС сети АФТН;

ЦКС сети Госкомгидромета (АСПД);

аэродромные метеорологические синоптические группы или центры.

Основные Инструментальные Характеристики АРАС УВД "СИНТЕЗ":

количество аэродромных РЛК - до 10

количество АРП - до 10

количество повторяющихся планов полета - до 10000

количество суточных и текущих планов полета-до 3000

количество активных планов полета - до 400

количество одновременно сопровождаемых ВС - до 300

количество комплексов "МЕТЕОЯЧЕЙКА-С" -до 8

количество рабочих диспетчерских пультов РЦ, подхода и крута - до 4

количество АКДП ГА, включающих руководителя полетов аэродрома, посадку/старт и руление –до З

16. НАЗНАЧЕНИЕ, СОСТАВ, СТРУКТУРАНАЯ СХЕМА ВСЕНАПРАВЛЕННОГО АЗИМУТАЛЬНОГО РАДИОМАЯКА ДМЕ. НАЗНАЧЕНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ БЛОКОВ И ЭЛЕМЕНТОВ СХЕМЫ.

• В настоящее время в качестве стандартных систем ближней навигации ICAO приняты системы VOR (Very High Frequency Omnidirectional Radio RangeСистема VOR

• Система VOR разработана в США во время второй мировой войны. Система введена в эксплуатацию в 1946 году.

• В 1949 году система VOR принята в качестве стандартной системы ближней навигации международной организацией ГА ICAO.

• Документ "Авиационная электросвязь" Приложение 10 к Конвенции о международной гражданской авиации Т1,Ч1 "Аппаратура и системы " определяет стандарты и рекомендации применительно и к системе VOR.

• Системе VOR выделено 120 частотных каналов в диапазоне частот от 111.975 до 117,975 МГц и 40 частотных каналов в диапазоне частот от 108 МГц до 111.975 МГц.

• Инструментальная погрешность измерения азимута системы VOR ограничена 3,6° для 95 % измерений (2d). Причем погрешность, вносимая наземным маяком системы не должна превышать 2° (2d), а погрешность, вносимая бортовым оборудованием системы - 3° (2d).

Система VOR предназначена для привода ВС в район аэродрома и самолетовождения по воздушным трассам.

Полет по трассе на выход в район аэродрома по радиомаякам VOR может выполняться как в директорном, так и в автоматическом режиме:

• в директорном режиме экипаж с помощью селектора курса (СК) задает значение магнитного путевого угла участка трассы относительно магнитного меридиана радиомаяка VOR (радиал).

• Бортовое оборудование системы формирует сигнал, пропорциональный разности заданного значения и измеренного по сигналам системы VOR

Вращение направленной ДН с угловой частотой . в современных радиомаяках реализуется с помощью электронного гониометра и двух перпендикулярных направленных антенн с ДН cosA и sinA. Функциональная схема, поясняющая получение вращающейся ДН

Блок-схема передатчика VOR

Спектр передаваемого сигнала в режиме VOR

Выделение навигационной информации на борту ВС

Для выделения навигационной информации бортовое оборудование системы VOR должно решать задачи первичной и вторичной обработки принимаемых сигналов. Первичная обработка включает в себя:

• прием сигналов;

• усиление и частотную селекцию сигналов;

• детектирование сигналов.

Вторичная обработка предполагает:

• выделение сигнала опознавания;

• выделение сигнала переменной фазы;

• выделение сигнала постоянной фазы;

• измерение азимута ВС;

• формирование сигнала отклонения от заданного радиала;

• формирование сигналов индикации полета "На" и "От" маяка;

• формирование сигнала работоспособности системы VOR.

Прием сигналов наземного радиомаяка осуществляется антенной, имеющей в горизонтальной плоскости ненаправленную ДН.

Усиление и частотная селекция сигналов производится приемником, который строится по схеме супергетеродинного приемника с двойным преобразованием частоты. Задача детектирования сигнала решается с помощью AM детектора, включенного на выходе приемника.

Выделение сигнала опознавания производится с помощью полосового фильтра Е1, который пропускает сигналы в полосе частот 300 - 3000 Гц. После усиления сигнал опознавания через самолетное переговорное устройство (СПУ) поступает на телефоны экипажа.

Фильтр нижних частот Е2 выделяет сигнал переменной фазы, который после усиления используется для дальнейшей обработки.

Для выделения сигнала постоянной фазы сигнал с выхода AM детектора подается на полосовой фильтр ЕЗ, настроенный на частоту 9960 Гц. С выхода фильтра сигнал после усиления и амплитудного ограничения поступает на частотный детектор, на выходе которого выделяется сигнал постоянной фазы.

Измерение азимута производится в измерителе фаз Е4, на вход которого поступает сигнал постоянной и переменной фазы. Измеритель фазы обеспечивает измерение разности между этими сигналами в диапазоне от 0 до 360°, строится обычно по схеме следящего измерителя.

Формирование сигнала отклонения от заданного радиала производится с помощью фазового детектора Е5. На один вход фазового детектора поступает сигнал переменной фазы, на другой- сигнал постоянной фазы, сдвинутый по фазе на величину заданного магнитного курса. Сдвиг по фазе обеспечивается с помощью селектора курса, который функционально представляет собой фазовращатель. Благодаря дополнительному фазовому сдвигу сигнала переменной фазы на 90° выходное напряжение фазового детектора пропорционально sin(ЗМПУ-А), где ЗМПУ - заданный магнитный путевой угол относительно меридиана маяка.

Структурная схема бортового оборудования