Способ контроля достоверности навигационных измерений, формируемых навигационной аппаратурой потребителя спутниковой радионавигационной системы воздушного судна
Владельцы патента RU 2767506:
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации (RU)
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при создании и модернизации средств контроля достоверности навигационных измерений, формируемых навигационной аппаратурой потребителя (НАП) спутниковой радионавигационной системы (СРНС) воздушного судна (ВС). Технический результат состоит в повышении вероятности правильного контроля достоверности навигационных измерений, формируемых НАП СРНС. Для этого решение о недостоверности навигационных измерений, формируемых НАП СРНС, вырабатывается в результате выявления несоответствия относительных приростов высоты ВС, определяемых с использованием НАП СРНС с одной стороны и барометрического высотомера с другой стороны при совершении контрольного маневра по высоте. Это позволяет снизить зависимость вырабатываемого решения от влияния метеоусловий на измерения высоты ВС, формируемые барометрическим высотомером. 1 ил.
Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при создании и модернизации средств контроля достоверности навигационных измерений, формируемых навигационной аппаратурой потребителя (НАП) спутниковой радионавигационной системы (СРНС) воздушного судна (ВС).
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу (прототипом) является способ автоматического контроля целостности (см., например, ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования / Под. ред. А.И. Перова, В.Н. Харисова. Изд. 3-е, перераб. - М.: Радиотехника, 2005, 688 с. С. 478), основанный на комплексировании НАП СРНС с барометрическим высотомером, позволяющий контролировать достоверность навигационных измерений, формируемых НАП СРНС, путем сопоставления измерений высоты полета ВС, формируемых НАП СРНС с одной стороны и барометрическим высотомером с другой стороны.
К недостаткам прототипа относится снижение вероятности правильного контроля достоверности навигационных измерений, формируемых НАП СРНС при изменении метеоусловий. Это объясняется тем, что измерения барометрического высотомера существенно зависят от метеоусловий. Так, например, при изменении метеоусловий, может вырабатываться ложное решение о недостоверности навигационных измерений, формируемых НАП СРНС по причине недостоверных измерений высоты ВС, формируемых барометрическим высотомером.
Техническим результатом изобретения является повышение вероятности правильного контроля достоверности навигационных измерений, формируемых НАП СРНС.
Указанный результат достигается тем, что в известном способе совершают контрольный маневр по высоте в заданный момент времени t0 в течение заданного интервала времени τКМ, определяют контрольные моменты времени ti на протяжении интервала времени τКМ, определяют для каждого контрольного момента времени ti относительный прирост 
высоты полета ВС, измеренной НАП СРНС, определяют для каждого контрольного момента времени ti относительный прирост 
высоты полета ВС, измеренной барометрическим высотомером, определяют для каждого контрольного момента времени ti модуль разности относительных приростов 
и 
высоты полета ВС, измеренных НАП СРНС с одной стороны и барометрическим высотомером с другой стороны соответственно, оценивают средний модуль М разности относительных приростов 
и 
высоты полета ВС, сравнивают средний модуль М разности относительных приростов 
и 
высоты полета ВС с заданным допустимым значением Мдоп., если средний модуль М разности относительных приростов 
и 
высоты полета ВС не превышает заданного допустимого значения Мдоп., то вырабатывают решение о том, что НАП СРНС формирует достоверные навигационные измерения, в противном случае формируется решение о том, что НАП СРНС формирует недостоверные навигационные измерения.
Сущность изобретения заключается в том, что решение о недостоверности навигационных измерений, формируемых НАП СРНС, вырабатывается в результате выявления несоответствия относительных приростов высоты ВС, определяемых с использованием НАП СРНС с одной стороны и барометрического высотомера с другой стороны при совершении контрольного маневра по высоте. Это позволяет снизить зависимость вырабатываемого решения от влияния метеоусловий на измерения высоты ВС, формируемые барометрическим высотомером и, как следствие, повысить вероятность правильного контроля достоверности навигационных измерений, формируемых НАП СРНС. Снижение зависимости вырабатываемого решения от влияния метеоусловий объясняется тем, что метеоусловия оказывают существенно меньшее влияние на относительные приросты высоты полета ВС в течение совершения контрольного маневра по высоте, чем на абсолютные значения высоты полета, формируемые с использованием барометрического высотомера.
Данный способ включает в себя следующие этапы:
1. Измерение значений 
высоты полета ВС с использованием НАП СРНС в течение полета ВС.
2. Измерение значений 
высоты полета ВС с использованием барометрического высотомера в течение полета ВС.
3. Совершение контрольного маневра по высоте в заданный момент времени t0 в течение заданного интервала времени τКМ;
4. Определение контрольных моментов времени ti в соответствии с выражением
где t0 - начальный момент времени совершения контрольного маневра по высоте, 
, 
, τКМ - заданный интервал времени совершения контрольного маневра по высоте, Δ - заданный интервал времени между контрольными моментами времени ti;
5. Определение относительного прироста 
высоты полета ВС, измеренной НАП, для каждого контрольного момента времени ti, в соответствии с выражением
где 
- высота полета ВС, измеренная НАП СРНС в момент времени ti, 
- высота полета ВС, измеренная НАП в начальный момент времени t0 совершения контрольного маневра по высоте.
6. Определение относительного прироста 
высоты полета ВС, измеренной барометрическим высотомером, для каждого контрольного момента времени ti, в соответствии с выражением
где 
- высота полета ВС, измеренная барометрическим высотомером, в момент времени ti, 
- высота полета ВС, измеренная барометрическим высотомером, в начальный момент времени t0 совершения контрольного маневра по высоте.
7. Определение модуля разности относительных приростов 
и 
высоты полета ВС, измеренных НАП СРНС с одной стороны и барометрическим высотомером с другой стороны соответственно, для каждого контрольного момента времени ti в соответствии с выражением
8. Оценка среднего модуля разности относительных приростов 
и 
высоты полета ВС в соответствии с выражением
9. Формирование решения о достоверности или недостоверности навигационных измерений, формируемых НАП СРНС в соответствии с выражением
где χ=1 - НАП СРНС формирует достоверные навигационные измерения, χ=0 - НАП СРНС формирует недостоверные навигационные измерения, Мдоп. - заданное допустимое (пороговое) значение среднего модуля разности относительных приростов 
и 
высоты полета ВС.
В соответствии с пунктом 9, решение о том, что НАП СРНС формирует достоверные навигационные измерения вырабатывается в том случае, если средний модуль М разности относительных приростов 
и 
высоты полета ВС не превышает заданного допустимого значения Мдоп., в противном случае формируется решение о том, что НАП СРНС формирует недостоверные навигационные измерения.
Данный способ может быть реализован, например, с помощью комплекса устройств и систем, структурная схема которого приведена на фигуре, где обозначено: 1 - НАП СРНС; 2 - автоматическая система управления (АСУ) ВС; 3 - устройство управления комплексом (УУК); 4 - устройство обработки информации (УОИ); 5 - барометрический высотомер (БВ).
ПАП СРНС 1 предназначена для формирования навигационных измерений, в том числе значений 
высоты полета ВС. АСУ ВС 2 предназначено для автоматического управления параметрами полета ВС, в том числе при совершении контрольного маневра по высоте. УУК 3 предназначен для управления работой комплекса. УОИ 4 предназначено для обработки информации и выработки решения χ достоверности или недостоверности навигационных измерений, формируемых НАП СРНС 1. БВ 5 предназначен для измерения значений 
высоты полета ВС.
Комплекс работает следующим образом. УУК 3 управляет работой комплекса. НАП СРНС 1 формирует навигационные измерения, в том числе значения 
высоты полета ВС в течение полета. БВ 5 измеряет значения 
высоты полета ВС в течение полета. УУК 3 определяет контрольные моменты времени ti в соответствии с выражением (1), а также в заданный момент времени t0 выдает управляющий сигнал в АСУ ВС 2 на совершение контрольного маневра по высоте. ВС под управлением АСУ ВС 2 совершает контрольный маневр по высоте в течение заданного интервала времени τКМ. Под управлением УУК 3 значения 
и 
высоты полета ВС в контрольные моменты времени ti поступают с выхода НАП СРНС 1 и БВ 5 соответственно в УОИ 4. УОИ 4 обрабатывает поступающую информацию с выхода НАП СРНС 1 и БВ 5 в соответствии с выражениями (2)-(5) и вырабатывает решение χ достоверности или недостоверности информации, формируемой НАП СРНС 1 в соответствии с выражением (6).
Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений не известен способ контроля достоверности навигационных измерений, формируемых навигационной аппаратурой потребителя воздушного судна, сущность которого заключается в том, что решение о недостоверности навигационных измерений, формируемых НАП СРНС, вырабатывается в результате выявления несоответствия относительных приростов высоты ВС, определяемых с использованием НАП СРНС с одной стороны и барометрического высотомера с другой стороны при совершении контрольного маневра по высоте.
Предлагаемое техническое решение имеет изобретательский уровень, поскольку из опубликованных научных данных и известных технических решений явным образом не следует, что если решение о недостоверности навигационных измерений, формируемых НАП СРНС, вырабатывать в результате выявления несоответствия относительных приростов высоты ВС, определяемых с использованием НАП СРНС с одной стороны и барометрического высотомера с другой стороны при совершении контрольного маневра по высоте, то это приведет к повышению вероятности правильного контроля достоверности навигационных измерений, формируемых НАП СРНС.
Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, так как для его реализации могут быть использованы элементы, широко распространенные в области электронной и электротехники.
Способ контроля достоверности навигационных измерений, формируемых навигационной аппаратурой потребителя (НАП) спутниковой радионавигационной системы (СРНС) воздушного судна (ВС), заключающийся в том, что предварительно осуществляют измерение значений высоты полета ВС с использованием НАП СРНС в течение полета ВС, осуществляют измерение значений высоты полета ВС с использованием барометрического высотомера в течение полета ВС, отличающийся тем, что совершают контрольный маневр по высоте в заданный момент времени t0 в течение заданного интервала времени τкм, определяют контрольные моменты времени ti на протяжении интервала времени τкм, определяют для каждого контрольного момента времени ti относительный прирост 
высоты полета ВС, измеренной НАП СРНС, определяют для каждого контрольного момента времени ti относительный прирост 
высоты полета ВС, измеренной барометрическим высотомером, определяют для каждого контрольного момента времени ti модуль разности относительных приростов 
и 
высоты полета ВС, измеренных НАП СРНС с одной стороны и барометрическим высотомером с другой стороны соответственно, оценивают средний модуль М разности относительных приростов 
и 
высоты полета ВС, сравнивают средний модуль М разности относительных приростов 
и 
высоты полета ВС с заданным допустимым значением Мдоп., если средний модуль М разности относительных приростов 
и 
высоты полета ВС не превышает заданного допустимого значения Мдоп., то вырабатывают решение о том, что НАП СРНС формирует достоверные навигационные измерения, в противном случае формируется решение о том, что НАП СРНС формирует недостоверные навигационные измерения.
