Условия проведения лабораторной работы

 

 

1. Лабораторная работа проводится одновременно для одной учебной группы. При этом группа разбивается на диспетчерские экипажи по не- сколько человек в каждом. Каждый экипаж производит измерения на од- ном из рабочих мест тренажера с РЛК.

2. Задаются три маршрута полетов с обязательным пересечением (не менее одного).

3. Процесс изменения динамической воздушной обстановки носит слу-

 

чайный характер.

 

4. Маршруты полетов задаются планами полетов в день проведения ла-

 

бораторной работы.

 

5. Распределение обязанностей между курсантами одного экипажа в процессе проведения эксперимента:

– 1-й курсант снимает параметры движения ВС № 1;

 

– 2-й курсант снимает параметры движения ВС № 2;

 

– 3-й курсант снимает параметры движения ВС № 3;

 

– 4-й курсант информирует о наступлении момента снятия параметров;

 

– 5-й курсант ведет запись снятых параметров.

 

6. Инструкторский состав ведет контроль за правильностью отсчета мо-

 

мента времени снятия параметров и правильностью снятия самих параметров.

 

Порядок выполнения лабораторной работы

 

 

Экспериментальные данные снимаются с экрана индикатора с дискре-

 

том, равным двум минутам и заносятся в табл. 2.

 

Таблица 2

 

№ п/п	Т	ВС № 1	ВС № 2	ВС № 3
А	Д	А	Д	А	Д
1.	13.25
2.	13.27
3.	13.29
4.	13.31
5.	13.33

 

Пример заполнения таблицы дан в соответствии с информацией прил. 2.

 

Так как ВС в зоне управления РЦ будут находиться, примерно, 12-

 

15 мин, то можно снять местоположение каждого ВС в 5-7 точках. Опи- санный цикл представляет собой один вариант задания. Так как рабочих мест с РЛК четыре, то за 15 мин будет выполнено четыре различных вари- анта лабораторной работы. Далее в экипаже курсанты меняются рабочими местами и производят измерения для следующего варианта. Таких вари- антов должно быть выполнено по одному на каждого курсанта.

После выполнения экспериментальной части лабораторной работы на тренажере курсанты обрабатывают полученную, информацию в аудито- рии (на компьютере).

Результаты экспериментальных данных из табл. 2 переносят на диа- грамму-график дальности действия РЛС кругового обзора (см. прил. 2). Траектории движения каждого ВС на диаграмме обозначают разными ус- ловными знаками:

– ВС № 1 – кружком;

 

– ВС № 2 – треугольником;

 

– ВС № 3 – ромбом.

 

1. Определяют среднее значение курса и скорости для каждого ВС, для чего результаты измерений обрабатывают по способу наименьших квадратов (прил. 3).

2. Определяют время от момента входа ВС № 2 в РУВД до момента пролета им точки с минимальным расстоянием между ВС.

3. Определяют минимальное расстояние между ВС в момент пересе-

 

чения одним из них ВТ.

 

4. Вычисляют относительную скорость изменения курсового угла схождения ВС, следующих на пересекающихся маршрутах.

5. Оценивают точность выдерживания каждым ВС линии заданного пути (ЛЗП).

 

Отчет по лабораторной работе должен содержать следующие данные:

 

– таблицу экспериментальных данных (табл. 2);

 

– траектории движения ВС, нанесенные на диаграмму-график даль-

 

ности действия РЛС кругового обзора;

 

– результаты обработки измерений (курс, скорость, время до момен- та минимального сближения ВС, минимальное сближение, относительную скорость изменения курсового угла схождения ВС);

– оценку точности выдерживания ЛЗП каждым ВС.

 

Рекомендуемая литература

 

 

1. Большаков В.Д. Теория ошибок наблюдений / В.Д. Большаков. – М.:

 

Недра, 1983. – 223 с.

 

2. Вентцель Е.С. Прикладные задачи теории вероятностей / Е.С. Вент-

 

цель, Л.А. Овчаров. – М.: Радио и связь, 1983. – 414 с.

 

3. Вопросы оценки эффективности процессов УВД. Межвузовский те-

 

матический сборник научных трудов. – Л. ОЛАГА, 1983. – 114 с.

 

4. Крыжановский Г.А. Введение в прикладную теорию УВД /

 

Г.А. Крыжановский. – М.: Машиностроение, 1985. – 400 с.

 

5. Молоканов Г.Ф. Точность и надежность навигации летательных ап-

 

паратов / Г.Ф. Молоканов. – М.: Машиностроение, 1967. – 215 с.

 

 

 

Диаграмма-график

дальности действия РЛС кругового обзора в аэропорту

 

 

Масштаб … … ….

 

 

м

в

я

Обработка результатов измерений параметров движения ВС.

 

и

т

Оценка точности выдерживания линии заданного пути

 

Для простоты расчета выберем систему прямоугольных координат так,

 

чтобы начало ее

было расположено в точке установки РЛС, ось

X совпа-

 

дала с направлением истинного (магнитного) меридиана, проходящего че-

рез точку установки РЛС (меридиана, по которому ориентирована РЛС), а ось Y была направлена на восток. Тогда измеренные с помощью РЛС ази-

 

мут и дальность будут

 

представлять собой полярные координаты ВС в

 

выбранной системе координат. Произведем пересчет полярных координат

 

в прямоугольные и поместим их

в табл.

3. Поправку за перевод измерен-

 

ной наклонной дальности в горизонтальную учитывать не будем ввиду ее

 

малости.

 

С

Таблица 3

 

Номер измерения	ВС № 1	ВС № 2	ВС № 3
X	У	X	У	X	У
	- 72,7	- 171,2	+15,8	-180,3	+I45.5	-122,1
	- 62,9	- 155,8	+22,7	-161,4	+140,6	-105,9
	- 44,8	- 137,9	+29,9	-140,9	+136,7	- 88,8
	- 31,2	- 125,4	+36,8	-120,5	+131,2	- 72,7
	-15,0	- 106,9	+43,8	-103,1	+126,1	- 56,1

 

 

Если по вычисленным координатам

нанести

местоположение ВС на

 

график, то мы получим ряд точек, в которых находилось данное ВС в мо-

 

мент производства измерений (рис. 1).

 

 

Рис. 1

 

Исходя из условия, что в период производства измерений ВС перемеща- лось с постоянным курсом, найдем уравнение линии пути, которое наилуч- шим образом согласуется с полученными точками. Уравнение линии пути в прямоугольной системе координат можно записать в следующем виде:

у = Y О + kх.

 

Коэффициенты Y и k определим по способу наименьших квадратов:

 

k = ∑ ( Y i − Y)

= ∑Δ Y i;

Y 0 = У − k Х,

∑(X i

− X)(Y 1 − Y)

∑ Δ X i Δ Yi

 

где Х, У – среднее арифметическое из координат ВС;

 

Xi, Уi – координаты ВС в i -й точке.

 

Вычисления сведем в табл. 4. Используя данные таблицы, вычислим зна- чения коэффициентов k и Y 0 для каждого ВС и определим среднее квадрати- ческое отклонение каждого ВС от вероятнейшей линии пути (табл. 5).

 

Таблица 4

 

п/п	X	У	ΔХ	ΔУ	Δ У2	Δ х ΔУ	Увыч	Vу	Vs	Vs2
ВС № 1
	- 72,7	- 171,2	- 27,4	- 31,8	1011,2	+ 871,3	- 169,1	- 2,1	- 1,4	2,0
	- 62,9	-155,8	-17,6	-16,4	-269,0	+ 288,6	-158,4	+2,6	+1,8	3,2
	-44,8	-137,9	+0,5	+ 1,5	2,3	+ 0,8	-138,9	1,0	+0,7	0,5
	-31,2	-125,2	+14,1	+14,2	201,6	+ 200,2	-124,1	-1,1	-0,8	0,6
	-15,0	-106,9	+30,3	+32,5	1056,2	+ 984,8	-106,6	-0,3	-0,1	0,0
	-226,6	-697,0	- 0,1	0,0	2540,3	+2344,9			+0,2	6,3
СР	- 45,3	-139,4
ВС № 2
1.	+15,8	-180,3	-14,0	-39,1	1528,8	+ 547,4	-180,2	-0,1	0,0	0,0
	+ 22,7	-161,4	-7,1	-20,2	408,0	+ 143,4	-161,0	-0,4	-0,1	0,0
	+ 29,9	-140,9	+ 0,1	+ 0,3	0,1	+ 0,0	-141,0	+0,1	0,0	0,0
	+ 36,8	-120,5	+ 7,0	+20,7	428,5	+ 144,9	-121,7	+1,2	+0,4	0,2
	+ 43,8	-103,1	+14,0	+38,1	1451,6	+ 533,4	-102,2	-0,9	-0,3	0,1
	+149,0	-706,2	0,0	- 0,2	3817,0	+1369,1			0,0	0,3
ср-	+ 29,8	-141,2
ВС № 3
1.	+145,5	-122,1	+ 9,5	-33,0	1089,0	-313,5	-121,5	+0,4	+0,1	0,0
	+140,6	-105,9	+ 4,6	-16,8	282,2	-77,3	-104,6	-1,1	-0,3	0,1
	+136,7	-88,8	+ 0,7	+ 0,3	0,1	+0,2	- 91,4	+2,6	+0,7	0,5
	+131,1	- 72,7	-4,8	+16,4	269,0	- 78,7	- 72,6	-0,1	0,0	0,0
	+126,1	-56,1	-9,9	+33,0	1089,0	- 326,7	- 55,2	-0,9	-0,3	0,1
	+680,1	-445,6	+ 0,1	- 0,1	2729,3	- 796,0			+0,2	0,7
Ср.	+136,0	- 89,1

 

Таблица 5

 

Номер ВС	К	У0	Аº	σ, км
	+ 1,083	- 90,3	47,3	1,4
	+2,768	-224,3	70,3	0,3
	- 3,429	+377,2	106,3	0,5

 

 

Вычисления производятся по формулам: (Yвыч) i = Y 0 + kX i; (Vy) i = Yi − (Yвыч) i; Vs = Vy ⋅ cos Ak;

Ak = arctg k;

= ∑ V

σ S,

n − 2

 

где Vy – отклонение ВС от вероятнейшей линий пути (ВЛП) по координате Y;

 

Vs – отклонение ВС от ВЛП по нормали к ней;

 

А – азимут ВЛП, отсчитанный от меридиана РЛС;

 

σ – среднее квадратическое отклонение ВС от ВЛП;

 

n - число измерений координат ВС.

 

Из анализа диаграммы-графика (см. прил. 2) видно, что конфликтовать могут все три ВС. Рассчитаем минимальное расстояние между ВС в мо- мент, когда одно из них пересекает эшелон другого. Для этого рассчитаем длины участков трасс, которые прошли ВС за время наблюдения, и их пу-

тевые скорости

 

S (n) =

(X (n)

− X (n))2

+ (Y (n)

− Y (n))2,

 

W (n)

= S (n):Δ T,

 

где

(n)

S

−

 

длина участка трассы, пройденного n -м ВС;

 

X (n) Y (n)

– координаты – n -гo ВС в 1-й точке наблюдения;

1 1

 

X (n) Y (n)

– координаты n -го ВС в 5-й точке наблюдения;

 

W (n)

 

– путевая скорость n -го ВС;

 

Δ Т – промежуток времени наблюдения.

 

Результаты вычислений сведены в табл. 6.

 

Таблица 6

 

Номер ВС	S	W, км/ч	W, км/ч	W, м/с
	86,4		8,64
	82,1		8,21
	68,8		6,88

 

 

Вычислим координаты Х 0, Y 0 точек пересечения ВЛП для каждой пары

 

ВС. Для этого используем уравнения их движения в прямоугольной сис-

 

теме координат. Так, например, для ВС 1 и BC 2 имеем:

 

Y (1)

 

Y (2)

= −90,3+1,083 X (1);

= −224,3+ 2,788 X (2).

 

Так как в точке пересечения координаты обоих ВС равны (X (1) =

X (2))

 

и (Y (1)

= Y (2)), то, решив систему уравнений, получим:

 

X

1, 2

 

Y

1, 2

= +78,6;

= −5,2.

 

Аналогично рассчитаем координаты точек пересечения ВЛП для ос-

 

тальных пар ВС. Результаты вычислений сведем в табл. 7.

 

Таблица 7

 

Номер ВС	ВС I	ВС 2	ВС 3
X	У	X	У	X	У
	-	-	+ 78,6	-5,2	+103,6	+ 21,9
	+ 78,6	-5,2	-	-	+ 96,8	+ 45,4
	+103,6	+21,9	+ 96,8	+45,4	-	-

 

 

Далее рассчитаем расстояния и время полета от точки начала наблюде- ний до точки пересечения для каждой пары ВС и определим то из них, ко- торое первым выйдет в точку пересечения. Зная разность времени полета до точки пересечения и путевую скорость второго ВС, находим расстоя- ние между ними в момент пересечения первым ВС встречного эшелона. Умножив же разность времени полета на путевую скорость первого ВС,

 

получим расстояние между ВС в момент пересечения вторым ВС попут-

 

ного эшелона. Расчеты сведем в табл. 8.

 

Таблица 8

 

Показатели	W, м/с	BC 1 / BC2	BC 1 / BC 3	BC 2 / BC 3
S, км	t, с	S, км	t, с	S, км	t, с
ВС 1		224,6	I560	261,5
ВС 2		186,0				242,3	I771
ВС 3				150,0		174,4
Δ t
ΔSвст.		28,9		73,2		34,3
ΔSпоп.		27,5		58,4		28,7

 

 

Из табл. 8 видно, что имеет место ПКС (потенциально конфликтная си- туация) между ВС 1 и ВС 2. В момент пересечения встречного эшелона расстояние между ВС составит 28, 9 км при норме 30 км.