Требуемые навигационные характеристики - Основы зональной навигации и ее применение в пилотажно-навигационном комплексе Garmin 1000
Концепция требуемых навигационных характеристик (RNP) является подходом к установлению требований к точности и надежности аэронавигации в том или ином регионе. Идея, лежащая в основе этого подхода, впервые была реализована в регионе Северной Атлантики при введении там минимальных навигационных требований (МНТ) или, что то же самое, MNPS (Minimum Navigation Performance Specifications). В связи с введением в этом регионе сокращенных норм бокового эшелонирования были установлены требования к точности навигации всех ВС, выполняющих попеты в воздушном пространстве MNPS. Эти требования устанавливались в виде средней квадратической погрешности определения места ВС, а также в виде той доли общего времени полета, в течение которой боковое уклонение ВС находилось в требуемых пределах. Например, одно из требований заключалось в том, чтобы за пределами полосы ±30 м. миль ВС находилось не дольше, чем 1 час на 2000 часов полета (точное значение ). При этом не требовалось обязательно устанавливать навигационные системы определенного вида - ИНС, приемники РНС "ОМЕGА" или СНС, хотя именно они и использовались для полетов в этом регионе. Главное - обеспечить требования к траектории полета, а каким именно путем - дело эксплуатанта (авиакомпании).
Такой подход, когда требования предъявляются не в форме необходимости установки на борту конкретного вида оборудования, а в виде допустимых пределов отклонений и соответствующих им вероятностей, оказался достаточно продуктивным. Он удобен всем участникам авиационного процесса. Органам ОВД - потому, что они теперь уверены: в их зоне ответственности выполняют полеты только ВС с характеристиками не хуже требуемых. Производителям навигационного оборудования - потому, что для них теперь задана требуемая точность выпускаемых навигационных систем. И авиакомпаниям, летным экипажам определены необходимые ориентиры: какие устанавливать бортовые системы, каков должен быть уровень подготовки экипажей, какие должны быть разработаны навигационные процедуры.
Дальнейшее развитие этот подход и получил в концепции RNP, которая была разработана в 1987 г. комиссией ИКАО по будущим навигационным системам и затем развивалась группой экспертов по рассмотрению общей концепции эшелонирования.
RNP, установленные в том или ином районе (области воздушного пространства), характеризуются своим типом (RNP type), который и определяет требуемую точность аэронавигации в этом районе.
Как известно, точность навигации характеризуется величиной погрешности выдерживания заданной траектории, которая в "Руководстве по требуемым навигационным характеристикам" называется общей погрешностью системы (TSE - Total System Error). Погрешности рассматриваются отдельно по боковой и продольной координатам.
По боковой координате, то есть в направлении, перпендикулярном ЛЗП, TSE представляет собой расстояние между фактическим местоположением ВС и линией заданного пути в навигационной системе. Она включает в себя следующие составляющие:
- 1) Погрешность навигационной системы. Она характеризует точность датчиков, используемых для определения координат, и включает в себя, в свою очередь, погрешности наземного и бортового оборудования, а также внешние погрешности, возникающие, например, при распространении радиоволн в пространстве; 2) Погрешность вычисления данных RNAV. Возникает при преобразовании информации от датчиков в информацию об отклонении от заданной траектории. Например, пеленга и дальности - в линейное боковое уклонение; 3) Погрешность системы индикации. Возникает при отображении на индикаторах информации, необходимой для наведения: отклонения планки прибора типа ПНП, местоположения ВС на синтезированной карте дисплея и т. п. Сюда же включаются погрешности задания траектории, возникающие, например, из-за неточного определения или округления координат точек пути; 4) Погрешность пилотирования (FTE, Flight Technical Error). Это расстояние между местоположением ВС, которое пилот видит на индикаторе, и заданным местоположением (ЛЗП) на этом же индикаторе. Это единственная составляющая TSE, которую экипаж может непосредственно наблюдать.
По продольной координате (вдоль ЛЗП) TSE представляет собой разность между отображенным на индикаторе расстоянием ВС до точки-пути и фактическим расстоянием до этой точки. Она включает в себя почти те же составляющие, что и по боковой координате, - погрешности навигационной системы, вычисления данных и индикации. Отсутствует лишь погрешность пилотирования. Ведь поскольку нет заданного местоположения по продольной координате в данный момент времени, то нельзя и определить отклонение от него. Но, конечно, ситуация изменится с введением TNAV;
Тип RNP обозначается числом, которое представляет собой выраженную в морских милях так называемую величину удерживания (containment value), определяющую допустимые отклонения. Понятно, что поскольку все составляющие TSE являются случайными, невозможно требовать стопроцентного выдерживания коридора шириной плюс-минус величину удерживания. Поэтому сущность предъявляемых конкретным типом RNP требований к точности навигации заключается в том, что в течение 95% полетного времени на любом участке одного полета TSE не должна превышать величину удерживания в каждом измерении (и по боковой, и по продольной координатам). Иначе говоря, численное значение типа RNP обозначает допустимую TSE, выраженную для горизонтальной навигации (LNAV) в морских милях.
Например, для RNP 4 линейное боковое уклонение от ЛЗП, а также погрешность отображения оставшегося расстояния до точки пути не должны превышать 4 м. мили в течение не менее 95% времени полета. Здесь число 4 является величиной удерживания и обозначает тип RNP.
Значение "95% времени", соответствующее вероятности нахождения ВС в пределах коридора, равной 0,95, выбрано потому, что для многих видов законов распределения случайных погрешностей (в частности, для нормального закона и закона Лапласа) это значение вероятности примерно соответствует удвоенной средней квадратической погрешности ("сигме"). Это означает, что, например, для RNP 4 средняя квадратическая погрешность выдерживания ЛЗП должна составлять 2 м. мили. Если бы было выбрано другое значение вероятности, пришлось бы оговаривать еще и вид распределения.
Необходимо отметить, что ранее, в первом издании "Руководства по требуемым навигационным характеристикам", величина удерживания рассматривалась как допустимая радиальная погрешность - расстояние между фактическим и заданным местоположением ВС. Но это оказалось неудобным при оценке точности навигации в отдельности по каждой координате, тем более, что и составляющие погрешности по разным координатам несколько различаются. К тому же, "заданного местоположения" вовсе не существует, если не задана пространственно-временная траектория полета.
"Руководство по требуемым навигационным характеристикам RNP", разработанное ИКАО, пока еще, в данном издании, не формулирует требований к точности по высоте и времени, не устанавливает для них классификацию типов RNP. Но, как будет показано ниже, такие требования уже устанавливаются другими международными организациями.
С практической точки зрения важно знать допускаемую погрешность пилотирования (FTE). Иногда в литературе, пользуясь дословным, но не точным переводом с английского, ее называют погрешностью техники пилотирования. Это может вызвать неправильные ассоциации, поскольку техникой пилотирования обычно называют совокупность приемов управления самолетом, искусство пилота. В данном же случае FTE характеризует не мастерство отдельного пилота или отклонение от принятой "техники пилотирования", а просто те возможности, которые обеспечивает данный способ управления ВС, то есть пилотирования.
Как уже отмечалось, FTE характеризует отклонения индицируемого местоположения ВС, возникающие при различных способах управления самолетом - ручном (штурвальном), директорном или автоматическом, - от также отображаемой на приборах заданной траектории полета.
В таблице 1 приводятся предполагаемые значения FTE для LNAV для различных этапов полета и режимов управления [2].
Предполагаемые значения FTE (при вероятности 95% ) - Таблица 1
Этап полета |
Режим управления | |||||
Ручной |
Директорный |
Автоматический | ||||
Мили |
Км. |
Мили |
Км. |
Мили |
Км. | |
Океанические маршруты (треки) |
2.0 |
3.7 |
0.5 |
0.93 |
0.25 |
0.463 |
Континентальные маршруты |
1.0 |
1.85 |
0.5 |
0.93 |
0.25 |
0.463 |
ТМА (вылет и прибытие) |
1.0 |
1.85 |
0.5 |
0.93 |
0.25 |
0.463 |
Заход на посадку |
0.5 |
0.93 |
0.25 |
0.463 |
0.125 |
0.231 |
Похожие статьи
-
Типы RNP подразделяются на маршрутные, аэроузловые и аэродромные. ИКАО определила в качестве основных (стандартных) типы RNP, которые представлены в...
-
Для реализации принципа зональной навигации на борту ВС должны решаться следующие задачи: - определение текущего местоположения ВС; - хранение информации...
-
Зональный бортовой целостность приемник Основы зональной навигации В зарубежной практике на протяжении многих десятилетий маршруты полетов ВС строились...
-
В легко доступном для экипажа месте должен находиться документ "Комплекс Garmin G1000. Справочное руководство", номер 190-00384-08 (в соответствующей...
-
Осуществление навигации невозможно без применения систем координат. При использовании СНС для целей аэронавигации используется геоцентрическая система...
-
Процедуры при нештатных ситуациях должны быть разработаны заявителем и должны включать случаи срабатывания сигнализации о следующих отказах: - отказы...
-
Характеристики комплекса G1000 Комплекс G1000 представляет собой комплексную полнофункциональную систему, выполняющую пилотажные функции, функции...
-
Дипломная работа по теме "Основы зональной навигации и ее применение в пилотажно-навигационном комплексе GARMIN 1000" содержит 3 раздела. В ходе...
-
Воздушные суда, сертифицированные по менее строгим типам RNP, не будут допускаться в воздушное пространство с более строгими типами RNP. Воздушные суда,...
-
Подготовка к полету 1) При подготовке к полету необходимо убедиться в том, что навигационная инфраструктура на время предполагаемого полета обеспечит...
-
Для наблюдения за достоверностью информации, полученной от спутников, бортовое оборудование СНС должно иметь функцию автономного контроля целостности...
-
Допущения, принятые при расчетах в базах данных G1000 Траектория и конечный пункт рассчитываются исходя из следующих условий: - Скорость - путевая...
-
Существующая система навигации ориентирована на наземные навигационные средства наведения, например радиомаяки VOR, NDB или приводные радиостанции,...
-
Подход - Основы зональной навигации и ее применение в пилотажно-навигационном комплексе Garmin 1000
1) Еще до начала выполнения маневра подхода экипаж должен убедиться в том, что нужная процедура загружена (в систему RNAV). Активный план полета должен...
-
Вылет - Основы зональной навигации и ее применение в пилотажно-навигационном комплексе Garmin 1000
1) Экипаж должен убедиться, что база данных бортового оборудования действующая и что начальные координаты ВС введены корректно. Активный план полета...
-
ИКАО в "Приложении 11 Обслуживание воздушного движения. 13-е изд., Монреаль, ИКАО, 2001" и в "Производство полетов воздушных судов. Том 2. Правила...
-
RNP определяют характеристики навигации в определенном воздушном пространстве и влияют как на организацию самого воздушного пространства, так и на...
-
AAIM (Aircraft Autonomous Integrity Monitoring) - бортовая автономная система контроля целостности; ADS (Automatic Dependent Surveillance)-...
-
Корпорация "Авиационное радио" (англ. Aeronautical Radio, Incorporated, ARINC) -- компания, основанная в 1929 году, один из мировых лидеров в разработке...
-
Рассмотрим некоторые коды ARINC, используемые в G1000 (на примере карты подхода, рисунок 7): Рисунок 7 - карта подхода Идентификаторы пеленга и...
-
Спутниковая дальнометрия и точная временная привязка - Спутниковые навигационные приемники
Расстояние до спутника определяется по измеренному времени прохождения радиосигнала от спутника до приемника, умноженного на скорость света (300000...
-
Оценка погрешности навигационного гиротахометра - Расчет девиации гирокомпаса и магнитного компаса
Навигационный гиротахометр - это гироскопический прибор, с помощью которого определяется угловая скорость (?z) поворота судна, например при...
-
Этот способ повышения точности измерений целесообразен, если доминируют дополнительные погрешности средств измерений, которые вызываются значительными...
-
Оценка частоты гармонических сигналов на основе анализа амплитудно-частотной характеристики процесса
Оценка частоты гармонических сигналов на основе анализа амплитудно-частотной характеристики процесса Бордюков Антон Геннадьевич, Аспирант...
-
Применение СPS - Спутниковые навигационные приемники
Навигационная система APOLLO 2001 GPS Аппаратура APOLLO 2001 GPS является аппаратурой спутниковой навигации и предназначена для определения...
-
Использование информационной избыточности - Структурные методы повышения точности средств измерения
Под информационной избыточностью понимается такое состояние измерительной информации, при котором она больше необходимой для реализации функций...
-
1. Шаг коррекции (Дц) - смещение фазы ТИ в долях единичного интервала (ф0) на выходе делителя частоты (ДЧ) при добавлении или вычитании одного...
-
Эксплуатационные ограничения ОСН сохраняет работоспособность в условиях открытой атмосферы влажностью от 0 до 100% и при температуре от -40 до +40...
-
Обработка результатов прямого измерения - Измерение объективных характеристик видеооборудования
При проведении измерений хорошим тоном считается указание погрешности измерений (поскольку мы не можем измерять с абсолютной точностью величины) и...
-
Климатические и механические воздействия, устанавливаются для нормальных или рабочих условий применения и предельных условий транспортирования (ГОСТ...
-
В основе СНС заложен принцип измерения расстояний до спутников. Это значит, что для определения местоположения ВС на земной поверхности нужно измерить...
-
Первичные сигналы электросвязи и их характеристики. - Основы техники связи
Электрический сигнал, получаемый на выходе преобразователя сообщения (см. рисунок 2.1, глава 2), называется первичным сигналом электросвязи. Параметр...
-
Для производства Многослойных печатных плат используются различные стеклотекстолиты по условию технического задания устройство должно работать в условиях...
-
В околоземном пространстве развернута сеть искусственных спутников Земли (ИСЗ), равномерно "покрывающих" всю земную поверхность). Орбиты ИСЗ вычисляются...
-
Метод обратного преобразования - Структурные методы повышения точности средств измерения
Этот метод применяется при автоматической коррекции погрешности средств измерений. Для реализации этого метода используется обратный преобразователь,...
-
Метрологические характеристики - Преобразователь пьезоэлектрический
3.1 Расчет класса точности Класс точности является обобщенной метрологической характеристикой средств измерений (СИ) и определяется пределами допускаемых...
-
Алгоритм STP требует, чтобы каждому коммутатору был присвоен идентификатор. Идентификатор коммутатора - 8-байтное поле, которое состоит из 2-х частей:...
-
Данная методика расчета основана на методе динамики моментов, базирующегося на тех же исходных линейных дифференциальных уравнениях теории непрерывных...
-
Преобразование в АЦП состоит из трех операций: сначала непрерывное сообщение подвергается дискретизации по времени через интервалы ; полученные отсчеты...
-
Изучение характеристик логических элементов ТТЛ
Предварительные расчеты ,,,, , , , , , , , . Для схемы 1 1) напряжение отпирания транзистора Для кремниевых транзисторов напряжения отпирания равно 0.7В...
Требуемые навигационные характеристики - Основы зональной навигации и ее применение в пилотажно-навигационном комплексе Garmin 1000