АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ВЗЛЁТОМ И ПОСАДКОЙ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ В БЕСКОНФЛИКТНОЙ СИТУАЦИИ

Опубликовано
13.08.2021
Обновлено
29.08.2021

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ 

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

Факультет: _________________________

Кафедра: ___________________________

Направление (специальность): _________

Допустить к защите ГАК

Зав. кафедрой ____________

«__» _____________ 2017 г.

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

на тему:

«АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ВЗЛЁТОМ И ПОСАДКОЙ 

ВОЗДУШНЫХ СУДОВ В БЕСКОНФЛИКТНОЙ СИТУАЦИИ»

 

Выполнил

студент группы _______________/_______________

(подпись) (расшифровка)

Руководитель _______________/_______________

(подпись) (расшифровка)

 

2017 г.

 

 

АННОТАЦИЯ

 

АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ВЗЛЁТОМ И ПОСАДКОЙ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ В БЕСКОНФЛИКТНОЙ СИТУАЦИИ

 

Пояснительная записка содержит 62 листа, в которую включено 26 рисунков, 2 таблицы, 13 источников литературы.

 

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: маршрут, алгоритм, блок-схема, метеообстановка, беспилотный летательный аппарат, радиолокационная система, воздушное судно, бесконфликтная ситуация, взлёт, посадка.

 

Целью выпускной квалификационной работы является автоматизированное управление взлетом и посадкой воздушных судов в бесконфликтной ситуации.

Объектом исследования является беспилотный летательный аппарат.

Предметом исследования является разработка методов и средств алгоритмов построения маршрутов для беспилотных летательных аппаратов с учетом метеообстановки (погодных условий) в бесконфликтной ситуации.

Повышение эффективности отображения информации о местоположении воздушных судов при организации воздушного движения осуществляется путем повышения точности позиционирования подвижных объектов на основе математических методов фильтрации навигационных данных.

В ходе выполнения работы:

  • рассмотрены подходы к решению задач траекторного управления в активной системе организации воздушного движения;
  • предложена архитектура автоматизированной системы управления взлетом и посадкой воздушных судов в бесконфликтной ситуации;
  • разработан многофазный алгоритм решения задачи планирования полета группы беспилотных летательных аппаратов;
  • проведен выбор и обоснование тактико-технических характеристик метеорологической радиотехнической информационной локационной системы (станции).

ABSTRACT

 

AUTOMATED MANAGEMENT OF AIRCRAFT LEAKING AND PLACING IN THE INFLAMMATORY SITUATION

 

The explanatory note contains 62 pages, which includes 26 figures, 1 table, 13 sources of literature.

 

KEYWORDS: route, algorithm, block scheme, meteopostanova, unavailable flighting apparatus, radar system, aircraft, inflammatory situation, rise, landing.

 

The goal of the final qualifying work is the automated management of the take-off and landing of aircraft in a conflict-free situation.

The object of the study is an unmanned aerial vehicle.

The subject of the study is the development of methods and tools for routing algorithms for unmanned aerial vehicles, taking into account meteorological conditions (weather conditions) in a conflict-free situation.

Improving the display of information on the location of aircraft in the organization of air traffic is carried out by increasing the accuracy of positioning mobile objects on the basis of mathematical methods of filtering navigational data.

In the course of the work:

  • аpproaches to solving the problems of trajectory control in the active system of air traffic management are considered;
  • the architecture of the automated control system for take-off and landing of aircraft in a conflict-free situation is proposed;
  • a multiphase algorithm for solving the flight planning problem of a group of unmanned aerial vehicles;
  • the choice and justification of the tactical and technical characteristics of the meteorological radio technical information system (station) were carried out.

 

СОКРАЩЕНИЯ И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

 

АЗН – автоматического зависимого наблюдения; 

АОН – авиация общего назначения;

АС – антенная система;

АСН – автоматического сопровождения по направлению;

БКН – бортового комплекса навигации;

БЛА (БПЛА) – беспилотные летательные аппараты;

БЦВМ – бортовая цифровая вычислительная машина;

ВВП – валовом внутреннем продукте;

ВД – воздушное движение;

ВС – воздушное судно;

ГИС – географические информационные системы; 

ДП – диспетчерский пункт;

ИНС – инерциальная навигационная система, 

МИНС – малогабаритная инерциальная интегрированная система;

ПРВ – плотность распределения вероятностей;

ПУ – пункта управления;

РЛС – радиолокационная станция (система).

РТС – радиотехническая система;

САУ – система автоматического управления;

ТВ – телевидение;

ТПВ – тепловизионный;

ТК – телевизионная камера;

ТПВ – тепловизионная камера;

УПЗ – узкопольный объектив;

ШИМ – широтно-импульсно-модулированных;

ШПЗ – широкопольный объектив.

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1 Критический обзор литературы и состояния исследуемой предметной области

1.2 Проблемы роста и реализации перспектив организации воздушного движения. Пути их решения. Анализ этапов и устройств обработки радиолокационной информации

1.3 Факторы, влияющие на сложность управления движением воздушных судов

1.4 Требования к измерениям в физике атмосферы

1.5 Подходы к решению задач траекторного управления в активной системе организации воздушного движения

Выводы по главе 1.

ГЛАВА 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

2.1 Состав бортового оборудования современных беспилотных летательных аппаратов. Характеристики авиационной системы

2.2 Бортовой комплекс навигации и управления беспилотным летательным аппаратом

2.3 Система управления пространственным положением остронаправленных антенных систем в комплексах беспилотных летательных аппаратов

2.3.1 Функциональная схема

2.3.2 Инерциальная система

2.3.3 Бортовой комплекс управления

2.3.4 Системы автоматических БЛА

2.3.5 Архитектура автоматизированной системы управления взлетом и посадкой воздушных судов в бесконфликтной ситуации

Выводы по главе 2.

ГЛАВА 3. КОНСТРУКТОРСКИЙ РАЗДЕЛ

3.1 Алгоритмы построения маршрутов для беспилотных летательных аппаратов с учётом метеообстановки

3.2 Расчёт основных параметров метеорологической радиотехнической информационной локационной системы (станции)

3.2.1 Выбор и обоснование тактических характеристик радиотехнической информационной локационной системы

3.2.1.1 Максимальная дальность обнаружения Dmax

3.2.1.2 Минимальная дальность действия радиотехнической информационной локационной системы Dmin

3.2.1.3 Разрешающая способность радиотехнической информационной локационной системы по дальности ΔRp

3.2.1.5 Период обзора Т

3.2.1.6 Секторы обзора по азимуту Δαобз и по углу места Δβобз

3.2.1.7 Точность определения координат по дальности Grn

3.2.1.8 Точность определения координат по азимуту Gan

3.2.1.9 Вероятность ложной тревоги F

3.2.1.10 Вероятность правильного обнаружения D

3.2.2 Выбор и обоснование технических характеристик радиотехнической информационной локационной системы

3.2.2.1 Режим работы радиотехнической информационной локационной системы

3.2.2.2 Рабочая длина волны λ

3.2.2.3 Частота повторения зондирующих импульсов Fn

3.2.2.4 Длительность зондирующего импульса τu

3.2.2.5 Форма и ширина диаграммы направленности

3.2.2.6 Необходимый диаметр антенны

3.2.2.7 КНД и усиления антенны, эффективная площадь антенны

3.2.2.8 Скорость вращения антенны Ωа

3.1.2.9 Количество импульсов в пакете Nu

3.2.2.10 Чувствительность приемника Pnmin

3.2.2.11 Оцениваем эффективную отражающую поверхность цели

3.2.2.12 Влияние затухания α

3.2.2.13 Импульсная мощность излучения Pu

3.2.2.14 Средняя мощность излучения Pср передатчика

Выводы по главе 3.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Задача планирования и регулирования потоков самолетов в целях повышения показателей качества управления воздушным движением (УВД) и организации воздушного движения (ОрВД) имеет многолетнюю историю [1,2], однако до сих пор не найдено ее приемлемого решения. Особый вес проблема приобретает при организации грузовых перевозок, вносящих основную долю прибыли в хозяйственной деятельности любого вида транспорта, в том числе авиационного. Специалисты располагают компьютерными средствами определения загрузки элементов воздушного пространства в функции времени суток, однако вопросы перераспределения потоков (перевода части рейсов с интенсивно используемых направлений на обходные маршруты, переносы времени вылета и т.п.) по-прежнему принадлежат скорее искусству, чем науке планирования полетов. 

Целью выпускной квалификационной работы является автоматизированное управление взлетом и посадкой воздушных судов в бесконфликтной ситуации.

Объектом исследования является беспилотный летательный аппарат.

Предметом исследования является разработка методов и средств алгоритмов построения маршрутов для беспилотных летательных аппаратов с учетом метеообстановки (погодных условий) в бесконфликтной ситуации.

Для достижения поставленных целей необходимо решить следующие задачи:

  • анализу и разработке математических моделей для количественной оценки параметров автоматических систем управления беспилотными средствами мониторинга;
  • исследование подходов к решению задач траекторного управления в активной системе организации воздушного движения построение программного обеспечения для задач бесконфликтного оперативного планирования ИВП и регулирования потоков самолетов;
  • разработка алгоритма построения маршрутов для беспилотных летательных аппаратов с учётом метеообстановки;
  • расчёт основных параметров метеорологической радиотехнической информационной локационной системы (станции).

С целью решения поставленных задач в работе были использованы методы математического анализа, математического моделирования, теория измерений, теория автоматического регулирования и методы проектирования микропроцессорных систем управления.

Роберт Письман

Автор

Роберт Письман (31 год), город Пермь. Автор проекта Stud Help. Специализация: Химия, математика, русский язык и литература, сопротивление материалов и начертательная геометрия.