Способ проверки работоспособности бортовой системы предупреждения столкновений Российский патент 2022 года по МПК G01S7/40 G01S13/933 G08G5/04 

Изобретение относится к обработке сигналов, в частности к способам проверки бортового оборудования самолетов.

Бортовая система предупреждения столкновений (БСПС) предназначена для предотвращения риска столкновения воздушных судов (ВС) в воздухе и повышения безопасности полетов. Оборудование БСПС расположено на борту ВС и требует регулярной поверки и предполетного контроля.

Структурная схема стандартной БСПС (см. "Система предупреждения столкновений с воздушными судами". Руководство по технической эксплуатации. PMC-SPSV-23049977-00001-00 НГТК.461239.002РЭ) приведена на фиг. 4. Она состоит из блока предупреждения столкновений 1, приемоответчика 2, передатчика 3, приемника 4, передатчика 5 и приемника 6. ВС, находящиеся в зоне действия системы, называют воздушными судами-нарушителями (ВС-Н). Передатчик 3 и приемник 4 ведет обмен сообщениями в режимах С и S только с ВС-Н, не оборудованными собственной БСПС. Передатчик 5 и приемник 6 ведут обмен сообщениями с ВС-Н, оборудованными собственной БСПС, и с наземными вторичными радиолокационными станциями (ВРЛ). Данные обмены ведутся на частотах 1030 и 1090 МГц.

В общем случае БСПС работает в следующей последовательности: во время нахождения в воздухе БСПС с определенной периодичностью и в определенном порядке отправляет запросы высоты (режим С) на частоте 1030 МГц и самогенерируемые сигналы режима S c DF=11 на частоте 1090 МГц. ВС-Н, не оборудованный собственной БСПС, принимает запрос высоты и отправляет ответ высоты на частоте 1090 МГц. ВС-Н, оборудованный собственной БСПС, принимает сообщение DF=11 и, в свою очередь, начинает наблюдение. Затем два ВС, оборудованные собственными БСПС, начинают координационный обмен сообщениями в формате UF, DF=0, 16. БСПС составляет рекомендации по уходу от столкновения (RA), которые выдаются на устройство отображения для экипажа ВС. БСПС также ведет обмен сообщениями с ВРЛ в форматах UF, DF=4, 5, 20, 21. При наличии актуальной RA БСПС устанавливает биты в ответах DF=4, 5, 20, 21 для указания доступности этой информации. ВРЛ может запросить эту информацию при отправке UF=4, 5, 20, 21. В этих случаях БСПС отправит информацию о RA в 56-битной области сообщения соответствующих ответов DF=20, 21.

Таким образом, способ и устройство, необходимые для проверки работоспособности БСПС, должны быть способны проверять каналы связи БСПС с ВС-Н и с ВРЛ.

Известны устройства для проверки работоспособности БСПС, имеющие в своем составе несколько приемников, несколько передатчиков и антенн, которые имитируют ВС-Н и ВРЛ (см., DO-185B Minimum Operational Performance Standards for
Traffic Alert and Collision Avoidance System II (TCAS II)). Блок схема подобного устройства приведена на фиг. 5. В данной блок-схеме имеется канал, имитирующий сопряжение с ВС-Н и содержащий шифратор-дешифратор 2, приемник 4, передатчик 5, антенный переключатель 8 и антенну 10, и канал, имитирующий сопряжение с ВРЛ и содержащий шифратор-дешифратор 3, приемник 6, передатчик 7, антенный переключатель 9 и антенну 11. Процессор обработки сигнала 1 осуществляет обработку приемных сигналов, вырабатывает передаваемый сигнал и принимает решение об исправности или неисправности системы БСПС.

Недостатком такого способа и устройства является необходимость использования нескольких антенн, приемников и передатчиков, так как один приемо-передающий канал не в состоянии обеспечить одновременную имитацию обмена сообщениями между БСПС и двумя разнесенными в пространстве объектами (ВРЛ с ВС-Н).

В качестве ближайшего аналога заявитель предлагает выбрать систему предупреждения столкновений с воздушными судами (СПСВ) НГТК.461239.002 производства АО «Навигатор» (С.Петербург). Схема радиочастотного взаимодействия данной аппаратуры предполагает использование нескольких передатчиков, приемников и антенн. Указанная схема приведена на фиг. 6.

Недостатком такого способа и устройства также является необходимость использования нескольких антенн, приемников и передатчиков, так как один приемо-передающий канал не в состоянии обеспечить одновременную имитацию обмена сообщениями между БСПС и двумя разнесенными в пространстве объектами (ВРЛ с ВС-Н). В тех случаях, когда габариты и масса контрольно-проверочного оборудования (КПА) не допускают применения дополнительных функциональных узлов, реализация блок-схемы фиг.4 невозможна.

Задачей заявляемого изобретения является проверка всех каналов связи БСПС без расширения аппаратной части КПА.

Указанная задача решается за счет разнесения проверок взаимодействия БСПС с ВРЛ и ВС-Н во временной области.

Способ проверки работоспособности бортовой системы предупреждения столкновений в режиме имитации ВС-Н, оборудованного ответчиком режима S, согласно которому в течение первого периода времени передатчиком на частоте 1090 МГц излучают сигнал в режиме S формата DF=11, после приема которого приемником посредством БСПС излучают запросный сигнал формата UF=0 на частоте 1030 МГц, принимают запрос и отвечают на него сигналом в формате DF=0 на частоте 1090 МГц., в течение второго периода времени устройство имитирует работу ВРЛ, для чего передатчик переключают на частоту передачи 1030 МГц, а приемник – на частоту приема 1090 МГц, и излучают запросные сигналы в форматах UF=4, 20, на которые отвечают посредством БСПС сигналами в форматах DF=4, 20, в течение третьего периода времени осуществляют с периодом 1 с проверку выдачи БСПС координационных сообщений формата UF=16, при этом приемник устройства настроен на частоту приема 1090 МГц.

Способ проверки работоспособности бортовой системы предупреждения столкновений режиме имитации ВС-Н, оборудованного ответчиком режима А/С, согласно которому в течение первого периода времени посредством БСПС излучают, и посредством приемника принимают запрос высоты на частоте 1030 МГц, после приема и декодирования которого отвечают на него, отправляя закодированную высоту на частоте 1090 МГц, во время второго периода имитируют работу ВРЛ, для чего передатчик переключают на частоту передачи 1030 МГц, а приемник – на частоту приема 1090 МГц, и излучают запросные сигналы в форматах UF=4, 20, на которые посредством БСПС отвечают сигналами в форматах DF=4, 20, при этом проверку осуществляют с периодом 1 с.

Таким образом, заявляемый способ проверки работоспособности бортовой системы предупреждения столкновений за счет разнесения проверок взаимодействия БСПС с ВРЛ и ВС-Н во временной области обеспечивает достижение следующего технического результата: возможность проверки всех каналов БСПС без расширения аппаратной части КПА.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами и схемами.

на фиг.1 приведена блок-схема устройства, реализующего проверку взаимодействия БСПС с ВРЛ и ВС-Н во временной области;

на фиг.2 приведена временная диаграмма, поясняющая работу заявляемого изобретения в режиме имитации ВС-Н, оборудованного ответчиком режима S;

на фиг.3 приведена временная диаграмма, поясняющая работу предлагаемого изобретения в режиме имитации ВС-Н, оборудованного ответчиком режима А/С;

на фиг.4 приведена структурная схема стандартной БСПС (аналог 1);

на фиг.5 приведена блок-схема DO-185B Minimum Operational Performance Standards for Traffic Alert and Collision Avoidance System II (TCAS II) (аналог 2);

на фиг.6 приведена схема ближайшего аналога НГТК.461239.002 производства АО «Навигатор» (С. Петербург).

Процессор обработки сигналов 1 выдает в шифратор-дешифратор 2 сигналы для передачи БСПС, получает продетектированные принятые сигналы, управляет переключением частот приема для приемника 3, управляет переключением частот передачи для передатчика 4. Сигналы излучаются и принимаются антенной 6, приемный и передающий тракты коммутируются при помощи циркулятора 5.

Согласно заявляемому способу, проверка осуществляется следующим образом.

На фиг. 2 приведена временная диаграмма, поясняющая работу заявляемого изобретения в режиме имитации ВС-Н, оборудованного ответчиком режима S.

В период времени 1 устройство на частоте 1090 МГц излучает сигнал в режиме S формата DF=11. Приняв этот сигнал, БСПС излучает запросный сигнал формата UF=0 на частоте 1030 МГц. Устройство принимает данный запрос и отвечает на него сигналом в формате DF=0 на частоте 1090 МГц. В период времени 1 приемник 3 работает на частоте 1030 МГц, передатчик 4 - на частоте 1090 МГц.

В период времени 2 устройство имитирует работу ВРЛ. Для этого передатчик переключается на частоту передачи 1030 МГц, а приемник - на частоту приема 1090 МГц. Устройство излучает запросные сигналы в форматах UF=4, 20, на которые БСПС отвечает сигналами в форматах DF=4, 20.

В период времени 3 устройство осуществляет проверку выдачи БСПС координационных сообщений формата UF=16, при этом приемник устройства настроен на частоту приема 1090 МГц. Данная проверка осуществляется с периодом 1 с.

На фиг. 3 приведена временная диаграмма, поясняющая работу предлагаемого изобретения в режиме имитации ВС-Н, оборудованного ответчиком режима А/С.

В период времени 1 БСПС излучает, а устройство принимает запрос высоты на частоте 1030 МГц. Приняв и декодировав данный запрос, устройство отвечает на него, отправляя закодированную высоту на частоте 1090 МГц. В период времени 1 приемник работает на частоте 1030 МГц, передатчик - на частоте 1090 МГц.

В период времени 2 устройство имитирует работу ВРЛ. Для этого передатчик переключается на частоту передачи 1030 МГц, а приемник - на частоту приема 1090 МГц. Устройство излучает запросные сигналы в форматах UF=4, 20, на которые БСПС отвечает сигналами в форматах DF=4, 20. Данная проверка осуществляется с периодом 1 с.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет осуществлять проверку работоспособности БСПС без использования разнесенных в пространстве антенн и приемо-передающих трактов, имитирующих работу ВС-Н и ВРЛ.

Изобретение относится к обработке сигналов, в частности к способам проверки бортового оборудования самолетов. Техническим результатом является обеспечение возможности проверки всех каналов бортовой системы предупреждения столкновений (БСПС) без расширения аппаратной части контрольно-проверочного оборудования (КПА). В способе проверки работоспособности БСПС в режиме имитации воздушного судна-нарушителя (ВС-Н), оборудованного ответчиком режима S, в течение первого периода времени на частоте 1090 МГц излучают сигнал в режиме S формата DF=11, после приема которого излучают запросный сигнал формата UF=0 на частоте 1030 МГц. Принимают запрос и отвечают на него сигналом в формате DF=0 на частоте 1090 МГц. В течение второго периода времени посредством устройства, реализующего проверку взаимодействия БСПС с вторичной радиолокационной станцией (ВРЛ) и ВС-Н во временной области, имитируют работу ВРЛ, для чего передатчик переключают на частоту передачи 1030 МГц, а приемник – на частоту приема 1090 МГц, и излучают запросные сигналы в форматах UF=4, 20, на которые отвечают посредством БСПС сигналами в форматах DF=4, 20. В течение третьего периода времени осуществляют с периодом 1 с проверку выдачи БСПС координационных сообщений формата UF=16, при этом приемник устройства настроен на частоту приема 1090 МГц. Заявлен также способ проверки работоспособности бортовой системы предупреждения столкновений в режиме имитации ВС-Н, оборудованного ответчиком режима А/С. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ проверки работоспособности бортовой системы предупреждения столкновений (БСПС) в режиме имитации воздушного судна-нарушителя (ВС-Н), оборудованного ответчиком режима S, согласно которому в течение первого периода времени передатчиком на частоте 1090 МГц излучают сигнал в режиме S формата DF=11, после приема которого приемником посредством БСПС излучают запросный сигнал формата UF=0 на частоте 1030 МГц, принимают запрос и отвечают на него сигналом в формате DF=0 на частоте 1090 МГц, в течение второго периода времени устройство имитирует работу вторичной радиолокационной станции (ВРЛ), для чего передатчик переключают на частоту передачи 1030 МГц, а приемник – на частоту приема 1090 МГц, и излучают запросные сигналы в форматах UF=4, 20, на которые отвечают посредством БСПС сигналами в форматах DF=4, 20, в течение третьего периода времени осуществляют с периодом 1 с проверку выдачи БСПС координационных сообщений формата UF=16, при этом приемник настроен на частоту приема 1090 МГц.

2. Способ проверки работоспособности бортовой системы предупреждения столкновений в режиме имитации воздушного судна-нарушителя (ВС-Н), оборудованного ответчиком режима А/С, согласно которому в течение первого периода времени посредством БСПС излучают и посредством приемника принимают запрос высоты на частоте 1030 МГц, после приема и декодирования которого отвечают на него, отправляя закодированную высоту на частоте 1090 МГц, во время второго периода имитируют работу вторичной радиолокационной станции (ВРЛ), для чего передатчик переключают на частоту передачи 1030 МГц, а приемник – на частоту приема 1090 МГц, и излучают запросные сигналы в форматах UF=4, 20, на которые посредством БСПС отвечают сигналами в форматах DF=4, 20, при этом проверку осуществляют с периодом 1 с.