1.Как работает система GPS
авиация приемник действие индикатор
СпутникиGPS вращаются вокруг Земли по круговым орбитам с частотой 2 оборота в сутки, передаваянавигационные радиосигналы. GPS-приемники принимают эти сигналы и вычисляют местоположениеметодом триангуляции. Приемник сравнивает время излучения сигнала с временемприема этого сигнала разность между этими величинами позволяет вычислить расстояниедо спутника.
Знаярасстояние до нескольких спутников, GPS-приемник может определить своеместоположение и отобразить его на электронной карте.
Принимаяинформацию, по крайней мере, от трех спутников, GPS-приемник может определить двухмерныекоординаты пользователя (широту и долготу).
«Захватив»четыре и более спутников, прибор может определить трехмерные координаты(широту, долготу и высоту). Определив местоположение пользователя, приемникможет вычислить такие величины как скорость, путевой угол, траекторию,пройденное расстояние, расстояние до конечного пункта, время восхода и заходасолнца и многое другое.
2.Преимущества системы в авиации
Непрерывная,надежная, и точная информация относительно расположения для всех фаз полета навсемирной основе, свободно доступной для всех.
Безопасные,гибкие, и топливо сберегающие маршруты для поставщиков обслуживания воздушногопространства и пользователей воздушного пространства.
Увеличениебезопасности для поверхностных операций движения, что сделало возможнымситуативное понимание авиа транспорта. Уменьшение задержек самолетов из-заувеличенной способности, что стало возможным благодаря уменьшенным минимумамразделения и более эффективного управления воздушным движением, особенно вовремя ненастной погоды.
Летчикиво всем мире используют Спутниковую Систему Навигации (GPS), чтобы увеличитьбезопасность и эффективность полета. С его точными, непрерывными, и глобальнымиспособностями GPS предлагает спутниковые навигационные услуги без пробелов,которые удовлетворяют многие из требований для пользователей авиации.Основанное на месте положение и навигация позволяют трехмерное определениеположения для всех фаз полета от отлета, в пути, и прибытия, к навигации поверхностиаэропорта. Тенденция к принятию Автоматической авиационной навигации порадиомаякам означает большую роль для GPS. Автоматическая авиационная навигацияпо радиомаякам позволяет самолету управлять предпочтенными пользователеммаршрутами. Процедуры были расширены, чтобы использовать GPS и улучшить услугидля всех фаз полета.
Новыеи более эффективные воздушные маршруты, ставшие возможными благодаря GPS,продолжают расширяться. Благодаря этому экономятся значительные запасы средстви времени. Во многих случаях самолеты, пролетающие над областями о которых малоданных, таких как океаны, были в состоянии благополучно уменьшить своеразделение между друг другом, позволяя большему количеству самолетов управлятьболее благоприятными и эффективными маршрутами, экономя время, топливо, иувеличивая грузовой доход. Улучшенные подходы к аэропортам, которые значительноувеличивают эксплуатационные преимущества и безопасность, теперь осуществляютсядаже в отдаленных местоположениях, где традиционные наземные услуги недоступны.
Индустриявоздушных перевозок развила новое эксплуатационное понятие для УправленияВоздушным движением (АТМ) — это система, которая приведет к значительнымизменениям в самолетах, инфраструктуре, и наземной системе авиатранспорта.Текущая система АТМ (основанная на навигационных приборах, радарах, и голосовыхкоммуникациях) будет неспособна справиться с ожидаемым ростом воздушногодвижения. Индустрия воздушного транспорта ответила развитием эксплуатационныхприспособлений, известных как Будущая Воздушная Система Навигации (FANS),которая полагается на расположенную в космосе систему навигации и коммуникации,чтобы обеспечить усовершенствования, необходимые в Коммуникации, Навигации, иНаблюдении (CNS), которые в свою очередь направлены на то, чтобы эффективносправиться с будущими транспортными уровнями и обеспечить уровень эффективностидля текущей деятельности.
3.GPS-оборудование используемое в авиации
Однимиз мировых производителей систем навигации и определения координат посредствомсистемы GPS есть корпорация Garmin. Далее предлагается познакомится поближе ссовмещенной системой Garmin для авиации: GNS 530.
GPS-приемникGNS 530/530A имеет встроенную УКВ радиостанцию и курсоглиссадный приемник,монтажный комплект, руководство пилота и краткий учебник, карту данных Jeppesen– Всемирная или Международная (весь мир кроме Америки) версии и авиационнуюнизкопрофильную антенну.
3.1Описание оборудования
Системы500-й серии имеют следующие габариты: 6.25" ширины и 4.60" высоты.Используется цветной жидкокристаллический дисплей 320 на 234 пикселей. Системаимеет две съемные карты (платы) данных, одна с базой данных Jeppesen, вторая(как опция) — с базой данных пользователя.
GPS500 представляет собой приемник GPS, сертифицированный для маршрутных полетовпо приборам (IFR), а также выполнения для процедур в аэродромных зонах и длянеточных заходов на посадку.
Всостав GNS 530 входит сертифицированный приемопередатчик бортовой системы МВсвязи для полетов по приборам и сертифицированные бортовые приемники VOR/КРМ / глиссадный.GPS сигналы принимаются с помощью низкопрофильной антенны GA56.
Техническиехарактеристики:
· 12-канальныйстационарный авиационный GPS-приемник с цветной движущейся картой, УКВрадиостанцией и курсоглиссадным приемником.
· 8-цветныйЖК дисплей 320х234 точки.
· Точностьместоопределения до 15 метров.
· МощностьУКВ передатчика: GNS 530 – 10 Вт, GNS 530A – 16 Вт.
· Автоматическийвыбор частоты связи из базы данных Jeppesen.
· 3040каналов с шагом 8.33 кГц или 760 каналов связи с шагом 25 кГц.
· Размеры:15.9 х 10.9 х 27.9 см.
· Массаприбора с монтажным комплектом: 4.3 кг.
· Напр.пит-я: GNS 530 – 14-28 В, GNS 530A — 28 В.
· Интерфейсы:авиационный RS-232, ARINC 429, CDI/HSI, RMI, Superflag Out, Gillham/Graycode,Icarus, Shadin/Rosetta, Fuel Sensor, Fuel/Air Data.
· Библиотекаточек способна хранить до 1000 точек и 20 обращаемых планов полета до 31 ППМ вкаждом.
· Базаданных Jeppesen Nav Data содержит аэропорты, радиомаяки VOR и NDB, пересечения,минимальные безопасные высоты, воздушные пространства, сведения о ВПП, частотыаэропортов, станций службы обеспечения полетов (FSS) и центров УВД на маршруте(ARTCC), а также все опубликованные заходы на посадку по GPS, стандартные схемывылета по приборам (SID) и стандартные маршруты входа в зону аэродрома (STAR).
· Быстрыйпоиск девяти ближайших аэропортов, маяков VOR и NDB, пересечений илипользовательских точек и частот двух ближайших станций службы обеспеченияполетов и центров УВД на маршруте.
· Встроеннаявсемирная карта включает береговую линию, государственные границы, крупныегорода, магистральные автомобильные и железные дороги, крупные реки и озера.
· Сертифицированпо TSO C129a класс A1 (GPS), TSO C40c (VOR), TSO C36e (LOC), TSO C34e (GS), TSOC37d и TSO C38d (VHF COM).
· Стоимость:21495.00$.
3.2Физические характеристики
Высота (панели) 4.58 дюймов (116 мм) Ширина (панели) 6.25 дюймов (159 мм) Высота рамы (от выемки до выемки) 4,60 дюймов (117 мм) Ширина рамы 6,32 дюймов (161 мм) Диапазон рабочих температур От -20° до +55°С. Влажность 95% без конденсации Диапазон по высоте От -1,500 до 50,000 футов Диапазон напряжения питания От 11 до 33 В пост. Требования по питанию
10mА @ 27.5В пост. (без передачи)
3.0А @ 27.5В пост. (передача) Программное обеспечение RTCA DO-178B уровень С Время приемаGPS
А) 5 минут в режиме Search-the-Sky
В) 5 минут в режиме AutolocateTM
С) 45 секунд при холодном старте
D) 15 секунд при горячем старте Максимальная скорость 1000 узлов Динамика 6g
3.3Перечень функций разъемов
№№
Наименование контакта
Вход/выход 1 Сигнализатор VLOC Выход 2 Сигнализатор GPS Выход 3 Сигнализатор WAYPOINT (ППМ) Выход 4 Сигнализатор TERMINAL (аэропорт) Выход 5 Сигнализатор APPROACH (заход) Выход 6 Сигнализатор MESSAGE (сообщение) Выход 7 Сигнализатор OBS Выход 8 Свободный сигнализатор (резервный) Выход 9 Сигнализатор INTEGRITY (целостность приемника) Выход 10 Сигнализатор D Выход 11 Сигнализатор E Выход 12 Сигнализатор ALTITUDE ALARM (предупреждение о высоте) (не задействован на момент публикации) Выход 13 Сигнализатор F (не задействован на момент публикации)) Выход 14 Посадка по ILS/GPS Выход 15 Резерв -- 16 Выход метки времени Выход 17 Основной боковой суперфлаг Выход 18 Основной вертикальный суперфлаг Выход 19 Бортовое питание Вход 20 Бортовое питание Вход 21 Основной +левый Выход 22 Основной +правый (2.5В Общее) Выход 23 Основной боковой +флаг Выход 24 Основной боковой — флаг (2.5В Общий) Выход 25 Основной +НА Выход 26 Основной +ОТ (2.5В Общий) Выход 27 Основной +Вверх Выход 28 Основной +Вниз (2.5В Общий) Выход 29 Основной вертикальный +флаг Выход 30 Основной вертикальный –флаг (2.5В Общий) Выход 31 Основной OBS ROTOR C Выход 32 Основной OBS ROTOR H (Земля) Выход 33 Основной OBS STATOR D Вход 34 Основной OBS STATOR E (2.5В Общий OBS) Выход 35 Основной OBS STATOR F Вход 36 Основной OBS STATOR G (2.5В Общий OBS) Выход 37 ALTITUDE ALARM AUDIO HI Предупреждение по высоте (Не реализовано на момент публикации) Выход 38 ALTITUDE ALARM AUDIO LO Предупреждение по высоте (Не реализовано на момент публикации) Выход 39 LIGHTING BUS HI Шина освещения Вход 40 LIGHTING BUS LO Шина освещения Вход 41 GPS RS 232 OUT 3 (Выход 3 по шине RS 232 GPS) Вход 42 GPS RS 232 IN 3 (вход 3 по шине RS 232 GPS) Выход 43 Основной OBI CLOCK Выход 44 Основной OBI DATA Выход 45 Основной OBI SYNC Выход 46 GPS ARINC 429 OUT A (выход А) Выход 47 GPS ARINC 429 OUT B (Выход В) Выход 48 GPS ARINC 429 IN 1 A (Вход 1А) Вход 49 GPS ARINC 429 IN 1 B (Вход 1В) Вход 50 GPS ARINC 429 IN 2 A (Вход 2А) Вход 51 GPS ARINC 429 IN 2 B (Вход 2В) Вход 52 Резерв -- 53 Резерв -- 54 GPS RS 232 OUT 4 (выход 4) Выход 55 GPS RS 232 IN 4 (вход 4) Вход 56 GPS RS 232 OUT 1 (выход 1) Выход 57 GPS RS 232 IN 1 (вход 1) Вход 58 GPS RS 232 OUT 2 (выход 2) Выход 59 GPS RS 232 IN 2 )вход 2) Вход 60 Высота COMMON (GROUND) ОБЩАЯ (ЗЕМЛЯ) Выход 61 Высота C4 Вход 62 Высота C2 Вход 63 Высота C1 Вход 64 Высота B4 Вход 65 Высота B2 Вход 66 Высота B1 Вход 67 Высота A4 Вход 68 Высота A2 Вход 69 Высота A1 Вход 70 Высота D4 Вход 71 Выбор режима OBS Вход 72 Резерв -- 73 Выбор источника CDI Вход 74 Резерв -- 75 Выбор режима DEMO Вход 76 Резерв -- 77 Бортовая земля -- 78 Бортовая земля --
4.Главный индикатор
Главныйиндикатор показывает горизонтальные и вертикальные отклонения от выбранногокурса, обеспечивает индикацию НА/ОТ, горизонтальных и вертикальных флагов исуперфлагов.Левые кнопки и ручки
Ручка«С» (питания и громкости радио связной системы) управляетпитанием и громкостью радиосвязи. Кратковременное нажатие на ручку отключаетавтоматическое управление работой подавителя шумов позывных.
Ручка«V» (громкость маяка VLOC) управляет звуковой громкостьювыбранной частоты ВОР/курсового радиомаяка (LOC). Кратковременное нажатиевключает/отключает звуковой сигнал (тон позывного)
Большаялевая ручка (СOM/VLOC) используется для наборазначения в мегагерц (МГц) резервной частоты приемопередатчика системы связи(СОМ) или приемника ВОР/LOC, выбранного курсором настройки
Малаялевая ручка (PUSH С.М) используется для выбора вкилогерцах (КГц) значения резервной частоты приемопередатчика системы связи(СОМ) или приемника VLOC. Кратковременное нажатие этой кнопки приводит кпереходу курсора настройки с поля частот COM на VLOC и наоборот.
Кнопкаперехода СОМ используется для переключения сактивной на резервную частоту связи и наоборот. Для выбора аварийной частоты(212,500 МГц) нажмите и держите эту кнопку.
Кнопкаперехода VLOC используется для переключения с активнойна резервную частоты VLOC и наоборот (т.е. делает выбранную резервную частотуактивной).Правые кнопки и ручки
КнопкаRNG позволяетвыбрать нужный масштаб карты. Стрелка «вверх» используется для индикациибольшей площади, а стрелка «вниз» — меньшей.
КнопкаПРЯМО НА служит для доступа к функции «прямо на», котораяпозволяет ввести заданный ППМ и установить прямой курс к заданной ППМ. См.раздел 3.
Кнопка«меню» индицирует список опций, применительно к данномуконтексту. Этот спи позволяет осуществлять доступ к дополнительным функциям илименять установки, относящиеся к находящейся в данный момент на индикациистранице.
Кнопка«сброс» используется для стирания информации или отменыввода. Нажмите и держите эту кнопку для немедленного вывода на индикациюстраницы «Навигация по умолчанию» (см. страницы 10 и 26), независимо от того,какая страница находится на индикации.
Кнопкаввода используется для подтверждения операции илизавершения ввода данных. Она также используется для подтверждения информации,типа Страницы базы данных при включении питания.
Праваябольшая ручка (GPS) используется для перехода на различныегруппы страниц: NAV, WPT, AUX или NRST. При включенном экранном курсоре этаручка позволяет перемещать курсор по странице.
Праваямалая ручка (PUSHCRSR) используется для перехода наразличные страницы в рамках одной из вышеперечисленных. Кратковременное нажатиеэтой ручки выводит на индикацию экранный курсор. Этот курсор позволяетосуществлять ввод данных и/или осуществлять выбор из перечня опций.Кнопки нижнего ряда
КнопкаCDIиспользуется для выбора (перехода на) того навигационного источника (GPS или VLOC),который обеспечивает выход на внешний прибор, типа HSI (ПНП) или CDI (ЛЗП)
КнопкаOBS используетсядля выбора ручной или автоматической смены ППМ. Нажатие этой кнопки приводит квыбору режима OBS, который сохраняет текущий ППМ НА как опорный для навигациидаже после его прохождения (т.е. отменяет автоматическую смену ППМ). Повторноенажатие кнопки OBS возвращает систему к номальной работе. Т.е. автоматическойсмене ППМ. Всякий раз при выборе режима OBS можно выбрать требуемый путевойугол НА\ОТ ППМ, используя страницу OBS или внешний задатчик OBS на вашем HSIили CDI.
Кнопка“MSG” (сообщений) используется для просмотра сообщенийсистемы и предупреждения об опасности или важных требованиях. См. разделы 12 и9, где более подробно говориться о сообщениях и настройках системы.
Кнопка“FPL” (план полета) позволяет создавать, редактировать,активизировать и инвертировать планы полета, а также осуществлять использоватьзаходы на посадку, вылеты и прилеты. Более подробная информация приводится вразделе 10.
Кнопка«PROC» (процедуры) позволяет выбрать схемы захода напосадку, вылета и прилета из вашего плана полета. При использовании какого-топлана полета имеющиеся процедуры для аэропортов вылета и/или прилетапредлагаются автоматически. Кроме того, можно выбрать нужный аэропорт самому, азатем нужную процедуру.
5. Последовательность приема/передачи (RS-232)
Системы 500 серии могут взаимодействовать с другимиавиационными приборами, передавая данные по RS-232 тип 1 (часто в формате,который известен как ARNAV) и тип 2 (известен как формат Northstar) черезвыходной порт RS 232 OUT 1. Эти данные включают следующее (см. приложение C, гдеподробно описаны форматы):
· Текущая широта, долгота и высота по GPS в футах (см.примечание ниже)
· Текущий вектор скорости (путевая скорость и направлениевектора скорости относительно Земли)
· Расстояние до ППМ
· Отклонение от ЛЗП
· ЛЗП
· Идентификатор ППМ назначения
· Пеленг на ППМ назначения
· Магнитное склонение
· Состояние (режим) навигации и предупреждение
· Следование ППМ в маршруте
· Положение ППМ (широта и долгота) и магнитное склонение
ПРИМЕЧАНИЕ
Авиационные данные по RS-232 могут передаваться стекущей высотой или без высоты по GPS в футах.
/>Системы 500-йсерии могут принимать высоту по давлению, воздушные данные и данные топливнойсистемы от определенных систем на входе RS 232 IN 1.
Системы 500-й серии могут работать с системой Ryan TCAD9900B через выходной порт RS 232 OUT 2 и принимать через входной порт RS 232 IN2 информацию о воздушном движении для индикации ее на своем дисплее.
Если на самолете установлены две системы 500-й серии,порты RS 232 OUT 3 и GPS RS 232 IN 3 могут использоваться для межмашинногообмена планами полета и пользовательскими ППМ (между сериями 400 и 500).
Системы 500-й серии могут взаимодействовать с системойBF Goodrich WX-500 Stormscope по порту RS 232 OUT 4 и по RS 232 IN 4 дляиндикации информации о грозовых разрядах на системе серии 500.
Переченьссылок
1.Бабак В.П., Конін В.В., Харченко В.П. Супутникова радіонавігація. − К.:Техніка, 2004. − 328 с.
2.Гофман-Велленгоф В. Глобальна система визначення місцеположення (GPS): Теорія іпрактика / В. Гофман-Велленгоф, Г. Ліхтенеггер, Д. Коллінз / Пер. з англ.; Заред. акад. Я. С. Яцківа. – К.: Наук. думка, 1996. – 391 с.
3.Соловьев Ю.А. Системы спутниковой навигации. – М.: ЭКО – TРЕНДЗ, 2000. – 268 с.
4.Interface Control Document Global Positioning System (ICD-GPS-200С). Wash.,1997. – 160 p.