Способ определения параметров движения самолета при его посадке
Владельцы патента RU 2584067:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) (RU)
Изобретение относится к способам посадки самолета. Для определения параметров движения самолета при его посадке размещают одну телевизионную камеру около курсового радиомаяка на оси взлетно-посадочной полосы, а вторую около глиссадного радиомаяка, осуществляют слежение телевизионными камерами за выбранным фрагментом самолета путем поворота камер в горизонтальной и вертикальной плоскостях, измеряют углы поворота камер. По измеренным значениям вычисляют пространственные координаты самолета относительно взлетно-посадочной полосы и его отклонения от заданной глиссады в каждый момент времени. Передают вычисленные данные на борт самолета. Обеспечивается точность определения пространственных координат самолета. 1 ил.
Изобретение относится к авиационной технике и может быть использовано для сертификации курсо-глиссадной радиомаячной системы, контроля посадки самолета руководителем полета, обеспечения работы резервной системы автоматической посадки самолета, контроля посадки беспилотного летательного аппарата.
Известно устройство контроля посадки самолета (свидетельство РФ на полезную модель №10031, «Устройство для документирования взлетов и посадок», опубл. 16.05.1999) заключающееся в наблюдении с противоположных сторон за происходящим на взлетно-посадочной полосе (ВПП) с помощью двух телевизионных камер.
Недостатком известного устройства является невозможность определять параметры траектории движения летательного аппарата при заходе на посадку, оценивать соответствие параметров этой траектории заданным значениям, сообщать руководителю полетов об отклонениях от заданной траектории посадки.
Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому изобретению является система телевизионного мониторинга посадки самолетов (патент РФ на полезную модель №82079, «Телевизионная система мониторинга посадки самолетов», опубл. 10.04.2009), содержащая не менее двух, например, три телевизионные камеры, размещенные около ВПП, одна из которых направлена по оси ВПП в сторону самолета, две другие расположены по краям ВПП и образуют стереопару, в поле зрения которой находится посадочная глиссада самолета. Вычислительные устройства, используя соответствующие программы, выделяют характерные точки в изображении самолета (в качестве характерных точек могут использоваться изображение посадочной фары, одно из колес шасси и т.п.), прослеживают положение этих точек в изображениях при движении самолета, определяют координаты этих точек в изображениях и по этим координатам вычисляются пространственные координаты самолета и его отклонения от заданной глиссады в каждый момент времени. Вычисленные данные передают в диспетчерскую аэропорта.
Недостатком данного способа является низкая точность определения параметров полета самолета при посадке, не позволяющая решить задачу сертификации курсо-глиссадной радиомаячной системы. Погрешность определения дальности за счет стереоэффекта зависит от расстояния между телевизионными камерами. С увеличением этого расстояния уменьшается погрешность измерения дальности при условии неизменности чувствительности к углу перемещения самолета в горизонтальной плоскости. Но с увеличением расстояния между телевизионными камерами соответственно увеличивается необходимый угол их обзора, что приводит к снижению их чувствительности к изменению угла перемещения самолета. Поэтому расположение телевизионных камер по краям ВПП не позволяет обеспечить высокую точность определения дальности. К тому же размещение телевизионных камер, как дополнительных пространственных объектов, вблизи ВПП может помешать нормальной работе радиомаяков.
В основу предлагаемого изобретения положена техническая задача, заключающаяся в повышении точности определения пространственных координат самолета относительно ВПП и его отклонений от заданной глиссады.
Указанная задача решается тем, что в способе определения параметров движения самолета при его посадке используют две телевизионные камеры, причем первую телевизионную камеру размещают около курсового радиомаяка на оси ВПП, вторую - около глиссадного радиомаяка. Слежение телекамерами за выбранным фрагментом самолета осуществляют путем поворота телекамер в направлении движения самолета. Затем измеряют углы поворота телекамер в горизонтальной и вертикальной плоскостях и по измеренным углам поворота телекамер и известным расстояниям между телекамерами и точкой пересечения глиссады с осью ВВП вычисляют пространственные координаты самолета относительно ВВП и его отклонения от заданной глиссады в каждый момент времени. Вычисленные данные передают в диспетчерскую аэропорта и на борт самолета.
Размещение второй телевизионной камеры около глиссадного радиомаяка, осуществление слежения за выбранным фрагментом самолета путем поворота телевизионных камер в направлении движения самолета и измерение углов поворота телевизионных камер в горизонтальной и вертикальной плоскостях позволяет увеличить точность определения пространственных координат самолета относительно ВПП и его отклонения от заданной глиссады.
Изобретение иллюстрируется чертежом.
На чертеже приведена схема определения параметров движения самолета, где 1 - первый телеблок, 2 - второй телеблок, 3 - аппаратный контейнер курсового радиомаяка, 4 - антенна глиссадного радиомаяка, 5 - ось ВПП, 6 - глиссада.
Телеблоки 1 и 2 содержат телевизионную камеру, механизм управления поворота телевизионной камеры, датчики углов поворота телевизионной камеры в горизонтальной и вертикальной плоскости, вычислительное устройство. Оба телеблока соединены с центральным вычислительным устройством.
Изобретение осуществляют следующим образом.
После посадки очередного самолета телевизионные камеры автоматически направляются в область пространства, где ожидается появление следующего самолета, и осуществляется его поиск. При нахождении самолета осуществляется его «захват» путем поворота телевизионных камер в телеблоках 1 и 2 таким образом, чтобы изображение самолета оказалось в центре экрана. Далее осуществляется слежение за движением самолета при посадке. При приближении самолета к ВПП слежение осуществляется за выбранным фрагментом самолета (например, посадочной фарой). В течение посадки производится вычисление параметров полета:
,
h=l·tanθ,
Δk=(r+l)tanβ,
где: l - расстояние от точки пересечения глиссадой оси ВПП до самолета в горизонтальной плоскости, d - расстояние между телеблоком 2 и осью ВПП, α - угол поворота телевизионной камеры телеблока 2 в горизонтальной плоскости относительно оси ВПП, h - высота самолета относительно плоскости ВПП, θ - угол поворота телевизионной камеры телеблока 2 в вертикальной плоскости (угол глиссады), Δk - боковое отклонение по курсу, r - расстояние от телеблока 1, расположенного по оси ВПП, до точки пересечения глиссадой оси ВПП, β - угол поворота телевизионной камеры телеблока 1 относительно оси ВПП в горизонтальной плоскости. Полученные параметры полета предаются в диспетчерскую аэропорта и на борт самолета.
Большое расстояние от телевизионной камеры, расположенной около глиссадного радиомаяка, до оси ВПП, слежение за выбранным фрагментом самолета путем поворота телевизионных камер в направлении движения самолета и высокая точность современных датчиков угла поворота позволяют уменьшить погрешность определения параметров движения самолета при его посадке.
Способ определения параметров движения самолета при его посадке, заключающийся в использовании двух телевизионных камер, размещении первой телевизионной камеры около курсового радиомаяка на оси взлетно-посадочной полосы, слежении телевизионными камерами за выбранным фрагментом самолета, передачи вычисленных данных в диспетчерскую аэропорта, отличающийся тем, что размещают вторую телевизионную камеру около глиссадного радиомаяка, слежение телевизионными камерами за выбранным фрагментом самолета осуществляют путем поворота телевизионных камер в направлении движения самолета, измеряют углы поворота телевизионных камер в горизонтальной и вертикальной плоскостях, по измеренным углам поворота телевизионных камер и известным расстояниям между телевизионными камерами и точкой пересечения глиссады с осью взлетно-посадочной полосы вычисляют пространственные координаты самолета относительно взлетно-посадочной полосы и его отклонения от заданной глиссады в каждый момент времени, передают вычисленные данные на борт самолета.
