Посадкові пристрої і системи
З метою обґрунтування вибору напрямку подальших досліджень в роботі проведений аналіз функціонування і напрямків розвитку перспективних існуючих систем посадки:
існуючих систем посадки;
перспективних систем посадки, які розробляються;
систем визначення відносного положення, не виконуючих задачі посадки ЛА.
Захід на посадку на аеродроми може виконуватися з використанням посадкових пристроїв і систем: радіо-маякових систем типу ILS; радіолокаційних систем посадки типу GCA; направлених маяків типу VOR; приводних радіостанцій – NDB; радіопеленгаторів.
Усі ці пристрої можуть застосовуватись спільно з далекомірним обладнанням DME і світлотехнічним обладнанням аеродрому. Відомо, що розглянуті системи володіють рядом недоліків і обмежень [2]:
можливість заходу на посадку тільки в ворота злітно-посадкової смуги (ЗПС) по заданому курсу і глісаді;
малі розміри сектора, в межах якого ЛА забезпечується інформацією відносно заданої траєкторії, що зменшує можливості передпосадкового маневрування;
значний вплив земної поверхні на якість роботи СП;
визначення координат ЛА відносно точки приземлення тільки при контролі з землі і при прольоті над маркованими точками;
обмеження на використання світлотехнічного обладнання в залежності від метеорологічних умов.
При виборі радіотехнічної системи для вирішення задач посадки принциповим питанням є обґрунтування її частотного діапазону. Для задоволення потреб по забезпеченню складних, криволінійних траєкторій заходу на посадку, високої точності, надійності і незалежності роботи від зовнішніх умов вибраний діапазон 5 ГГц (довжина хвилі 6 см, СМХ діапазон), що забезпечує отримання точної інформації на всіх етапах посадки, включаючи вирівнювання до повного приземлення [2]. До таких систем відносяться мікрохвильові системи посадки МСП (MLS – Microwave Landing System) [2]. Вони забезпечують точне вимірювання координат місця положення ЛА в просторі і на основі використання цих координат виконання передпосадкового маневру, заходу на посадку, посадки до повного приземлення і т. п. по принципово будь-яким траєкторіям. Вид посадкової траєкторії може бути вибраний на літаку. Таким чином, можливості МСП повністю задовольняють показаним вище вимогам, однак вони є стаціонарними.
Супутникові навігаційні системи
Як показують результати аналізу літератури, перспективним напрямком є впровадження супутникової системи зв’язку, навігації та спостереження. Так, за даними Концепції спеціального комітету по перспективним аеронавігаційним системам (Future Air Navigation Systems), передбачається, що супутникові системи зв’язку, навігації та спостереження повинні стати єдиними і головними засобами, які забезпечують безпечне управління ЛА і організацію повітряного руху в глобальному масштабі. Така популярність супутникових навігаційних систем (СНС) пов’язана з появою високоефективних систем другого покоління – американської GPS та російської ГЛОНАСС. Ці СНС призначені для глобального, всепогодного, пасивного, безперервного в реальному масштабі часу, надійного, перешкодо-захищеного і високоточного навігаційно-тимчасового забезпечення всіх споживачів.
Так, роль СНС для забезпечення в майбутньому операцій в зоні посадки описується в документації Федеральної Авіаційної Адміністрації США (FAA) – RTCA DO-247. Згідно документа, СНС і системи автоматичного радіоспостереження є ключовими компонентами перспективної системи посадки, яка відома як Advanced Surface Movement Guidance and Control (A-SMGCS). Відповідно обладнаний літак буде "бачити" інший літак на цифровій карті аеропорту.
Передбачаються чотири основні функції концепції A-SMGCS – спостереження, наведення, контроль і управління. Експлуатаційні вимоги ефективності роботи (точність, цілісність, неперервність, і доступність) для навігації на території зони посадки наведені в табл. 1. Планується також в системах автоматичної посадки використовувати диференціальну супутникову навігаційну систему (DGPS), яка працює спільно з системами доповнення СНС: система наведення для місцевого регіону (LAAS) і система наведення для великої площі перекриття (WAAS), які подібні Європейській системі EGNOS і Японській MTSAS.
Таблиця 1
Навігаційні вимоги до ЗПС аеропортів
Система DGPS відповідає вимогам точності при заході на посадку і посадці по I категорії ICAO. Планується сертифікація даної системи для вимог II и III категорії ICAO (табл. 2). Однак існують причини, які перешкоджають цьому:
помилки в координатах положення об’єкта, обумовлені іоносферним ефектом;
система може забезпечити попередження про відмову за час не більше 6 с, що вимагається I категорією ICAO, тоді як за умовами вимог II і III категорій цей час не повинен перевищувати 2 с;
сигнали розповсюджуються в межах прямої видимості, що визначається частотним діапазоном СНС. Це призводить до затінювання сигналів будинками, технічними спорудами, вершинами гір, горбами, лісовими масивами та ін.;
можливість зриву спостереження за сигналами СНС: при великих рівнях радіоперешкод; при тривалому (більше 30 с) затіненні сигналів СНС; при великих прискореннях об’єкта; при раптових відмовах СНС та ін.
Таблиця 2
Характеристика посадкових категорій за вимогами ICAO
Зазначені недоліки СНС можуть призвести до перерв в роботі апаратури споживачів, встановленої на ЛА, а отже, і до перерв у визначенні місцерозташування об’єктів. Таким чином, одним із шляхів вирішення поставленої в роботі задачі є використання диференціального режиму (СНС), особливо в тому випадку, коли є можливість установки маяка СНС безпосередньо на аеродромі (майданчику) [3].