×
29.03.2019
219.016.f5d2

АВИАНАВИГАТОР

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к измерительной технике, в частности к радиоэлектронным системам повышения безопасности полета летательных аппаратов (ЛА). Технический результат - повышение безопасности полета ЛА за счет резервирования основного пилотажно-навигационного контура, а также информационной поддержки при полете ЛА в сложных метеоусловиях путем формирования трехмерных и двумерных изображений картографической обстановки с наложением пилотажно-навигационной информации. Для достижения данного результата в состав устройства входят микромеханическая бесплатформенная инерциальная навигационная система, спутниковый приемник, магнитометр, баровысотомер, дисплей и следующие вычислительно-логические блоки: блок формирования маршрутов полета, блок синтеза 2D карты, блок синтеза 3D карты с учетом объектового состава, блок формирования траектории маловысотного полета. Данный авианавигатор значительно расширяет функциональные возможности авианавигатора и существенно повышает эффективность выполнения экипажем задач навигации и управления летательными аппаратами различного назначения. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области авиационного приборостроения, в частности к комплексам навигации и индикационным приборам отображения экипажу параметров состояния летательных аппаратов (ЛА).

В наиболее близком аналоге [Автономное Пилотажно-Навигационное Средство. Описание системы. Статья «Образная индикация», журнал «Вертолет» №2, 2005 г., стр.16-18] представлено Автономное Пилотажно-Навигационное Средство (ПНС-А), разработанное компанией ТеКнол на базе микромеханической бесплатформенной инерциальной навигационной системы, спутникового приемника, баровысотомера, магнитометра, дисплея и следующих вычислительно-логических блоков: блока комплексной обработки спутниковых данных и измерений датчиков, блока формирования маршрутов полета, блока синтеза 2D карты, блока синтеза 3D карты рельефа местности. ПНС-А обеспечивает определение параметров навигации и ориентации летательного аппарата, а также отображение данных параметров на экране индикатора в виде символов на фоне электронной карты или 3-мерной цифровой карты рельефа местности с использованием цветового кодирования в зависимости от высоты полета ЛА.

Недостатком наиболее близкого аналога являются ограниченные возможности по обеспечению безопасного пилотирования ЛА на малых высотах полета, а также нереалистичное представление трехмерного изображения закабинного пространства ввиду отсутствия на изображении объектового состава местности.

Задачей изобретения является повышение безопасности полета ЛА за счет расширения функциональных возможностей авианавигатора.

Достигается указанный результат тем, что содержащий микромеханическую бесплатформенную инерциальную навигационную систему, спутниковый навигационный приемник, магнитометр, баровысотомер, подключенные через блок комплексной обработки спутниковых данных и измерений датчиков к блоку синтеза 2D карты, выдающему изображение на дисплей с учетом поступающих данных от блока формирования маршрутов полета, авианавигатор дополнительно снабжен блоком синтеза 3D карты с учетом объектового состава и блоком формирования траектории маловысотного полета, причем блок синтеза 3D карты с учетом объектового состава выдает информацию на дисплей по поступающим данным от блока комплексной обработки спутниковых данных и измерений датчиков и блока формирования траектории маловысотного полета, на вход которого поступают данные от блока формирования маршрутов полета, а выходы дисплея подключены к блоку синтеза 2D карты, блоку формирования маршрутов полета, блоку формирования траектории маловысотного полета и блоку синтеза 3D карты с учетом объектового состава.

На фигуре 1 представлена блок-схема авианавигатора, содержащего: 1 - микромеханическую бесплатформенную инерциальную навигационную систему (МБИНС), 2 - спутниковый навигационный приемник (СНП), 3 - магнитометр, 4 - баровысотомер, 5 - блок комплексной обработки спутниковых данных и измерений датчиков (БКОСД), 6 - блок синтеза 2D карты (БC2D), 7 - блок формирования маршрутов полета (БФМП), 8 - блок формирования траектории маловысотного полета (БФТМВП), 9 - блок синтеза 3D карты с учетом объектового состава (БC3DOC), 10 - дисплей.

На фигуре 2 представлен пример синтезированного 3D изображения впередилежащей местности с наложенной траекторией МВП.

Информационный обмен между входами-выходами блоков осуществляется по линиям связи, показанным на чертеже сплошной линией. Линии связи представляют собой известные (описанные, например, в книге [Преснухин Л.Н., Нестеров П.В. Цифровые вычислительные машины. - М.: Высшая школа, 1981 г., стр.21-24, 394-406] линии связи и информационного обмена, например, по последовательному коду, по параллельному коду, мультиплексные, RS232 и др.

МБИНС 1 обеспечивает измерение географических координат, скоростей и угловых эволюции летательного аппарата. МБИНС 1 может быть построена на базе стандартных микромеханических датчиков системы ориентации по стандартным схемам, приведенным, например, в [Власенко А. Интегральные гироскопы iMEMS - датчики угловой скорости фирмы Analog Devices Российское Представительство Analog Devices, Inc. Электронные компоненты, №2, 2003 г.].

СНП 2 обеспечивает прием спутниковых сигналов о положении и скорости ЛА. СНП 2 может быть построен на базе стандартных элементов, применяемых в приемниках СНС. Например, в качестве СНП 2 могут применяться изделия, приведенные в каталоге «Навигационная аппаратура ГЛОНАСС/GPS ОАО «Ижевский радиозавод» [www.irz.ru].

Магнитометр 3 обеспечивает измерение магнитного курса ЛА. Магнитометр 3 может быть построен на базе стандартных элементов, применяемых в трехосных или двухосных магнитометрах. Принципы построения магнитометров приведены, например, в [статья «Магнитный компас и система GPS». Журнал GPS World, сентябрь 2003, USA].

Баровысотомер 4 обеспечивает измерение абсолютной высоты полета ЛА. Баровысотомер 4 может быть построен на базе стандартных элементов, применяемых в датчиках давления, в том числе микромеханических специальных микросхем типа MPXAZ4115AC6U [Описание микромеханической специальной микросхемы MPXAZ4115AC6U, фирма MOTOROLA].

Дисплей 10 представляет собой стандартный экранный модуль с жидкокристаллическим экраном, на котором осуществляется отображение цветной и монохромной знакографической, телевизионной, картографической и смешанной информации, с кнопочным обрамлением (кнопки-клавиши, сенсорные кнопки), с помощью которого назначают режимы индикации и подрежимы различного назначения.

Вычислительно-логические блоки БКОСД 5, БC2D 6, БФМП 7, БФТМВП 8, БC3DOC 9 выполнены, например, в виде однопроцессорных вычислителей [Преснухин Л.Н., Нестеров П.В. Цифровые вычислительные машины. - М.: Высшая школа, 1981 г., стр.31].

БКОСД 5 обеспечивает комплексную обработку спутниковых данных и измерений датчиков с целью формирования комплексной информации о местоположении и углов эволюции летательного аппарата. При нормальной работе приемника СНС он является основным источником навигационной информации. При этом показания инерциальной системы постоянно сравнивают с данными спутниковой и производят уточнение значений параметров модели ошибок ИНС. Когда сигналы спутников пропадают, система переходит в режим прогноза, и навигационную информацию получают от ИНС. В этом случае показания ИНС корректируют в соответствии с прогнозом по модели ошибок. Когда приемник восстанавливает связь со спутниками, его измерения сглаживают, и продолжают оценивать по ним ошибки ИНС. Таким образом, спутниковая и инерциальная навигационные системы при совместном использовании дополняют и корректируют информацию друг друга, повышая надежность и точность навигационного комплекса.

БC2D 6 обеспечивает формирование движущейся двумерной карты (электронный аналог бумажной топографической карты) на основе векторного бортового формата, что позволяет экипажу с помощью кнопочного обрамления дисплея разгружать изображение путем снятия слоев картографической информации. На сформированное картографическое изображение накладывается навигационно-тактическая информация о маршруте полета, а также счетчики и шкалы, отображающие значения измеряемых навигационных параметров.

БФМП 7 обеспечивает формирование заданного маршрута полета на основе работы экипажа с базой аэронавигационных данных, подготовленной в формате по ARINC 424, или введенным с кнопочного обрамления дисплея географическим координатам промежуточных пунктов маршрута (ППМ). Помимо ввода координат ППМ экипаж осуществляет выбор начального и конечного ППМ для участка маловысотного полета (МВП). Информацию о маршруте полета БФМП 7 передает на вход БC2D 6, а информацию о географических координатах начального и конечного ППМ для участка МВП - на вход БФТМВП 8.

Дополнительно введенный БФТМВП 8 обеспечивает расчет траектории МВП по введенным с кнопочного обрамления дисплея данным о режиме МВП (ОБХОД или ОБЛЕТ), заданной скорости полета на участке МВП и заданной высоте облета рельефа. Формирование траектории МВП проводится в два этапа. На первом этапе траектория МВП прокладывается в горизонтальной плоскости, на втором - в вертикальной. Алгоритмы построения траектории МВП в горизонтальной плоскости основаны на использовании метода динамического программирования применительно к решению задачи поиска траектории, соответствующей самому низкому уровню по высотам рельефа. При построении траектории в вертикальной плоскости используется подход, основанный на аппроксимации рельефа кривыми второго порядка. Траектория МВП формируется с учетом заданных экипажем скорости и высоте облета рельефа, а также ограничений на предельные углы крена, наклона траектории и перегрузки, значения которых выбраны соответствующими комфортным условиям пилотирования. Информация о траектории МВП передается на вход БC2D 6 и БC3DOC 9 для отображения экипажу, что позволяет существенно снизить психофизическую нагрузку, связанную с проблемой выбора направления движения ЛА на малой высоте, и тем самым повысить безопасность полета.

Дополнительно введенный БC3DOC 9 обеспечивает формирование трехмерного рельефа впередилежащей местности с нанесенным на него объектовым составом и наложением основных пилотажных параметров ЛА. В режиме МВП на 3D изображении выводится сформированная траектория МВП в виде трехмерного коридора. Синтезируемое изображение впередилежащей местности обладает высокой реалистичностью за счет специальным образом подготовленной базы данных о рельефе местности и объектовом составе в виде полуграней (треугольников), заданных трехмерными координатами и типом объекта. При «заливке» полуграней используются типовые текстуры объектов и/или текстуры местности, сформированные на основе реального космофотоснимка. При опасном сближении ЛА с землей соответствующие полуграни рельефа «подкрашиваются» красным цветом, что является предупреждающим сигналом экипажу для увода ЛА от земли. Реалистичность изображения существенно снижает психофизическую нагрузку экипажа по оценке полетной ситуации, что в совокупности с формированием предупреждающего сигнала об опасном сближении ЛА с землей позволяет существенно повысить безопасность полета.

Дополнительно введенные БФТМВП 8 и БC3DOC 9 значительно расширяют функциональные возможности авианавигатора и существенно повышают эффективность выполнения экипажем задач навигации и управления летательными аппаратами различного назначения.

Авианавигатор, включающий микромеханическую бесплатформенную инерциальную навигационную систему, спутниковый навигационный приемник, магнитометр, баровысотомер, подключенные через блок комплексной обработки спутниковых данных и измерений датчиков к блоку синтеза 2D карты, выдающему изображение на дисплей с учетом поступающих данных от блока формирования маршрутов полета, при этом блок синтеза 2D карты и блок формирования маршрутов полета управляются по сигналам от дисплея, отличающийся тем, что в него дополнительно введены блок синтеза 3D карты с учетом объектового состава и блок формирования траектории маловысотного полета, причем блок синтеза 3D карты с учетом объектового состава выдает информацию на дисплей по поступающим данным от блока комплексной обработки спутниковых данных и измерений датчиков и блока формирования траектории маловысотного полета, на вход которого поступают данные от блока формирования маршрутов полета, выход блока формирования траектории маловысотного полета подключен к блоку синтеза 2D карты, а выходы дисплея подключены к блоку формирования траектории маловысотного полета и блоку синтеза 3D карты с учетом объектового состава.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 25 items.
10.05.2013
№216.012.3e77

Комплексная система навигации и управления летательного аппарата

Изобретение относится к области авиационно-космического приборостроения и может найти применение в комплексах пилотажно-навигационного оборудования летательных аппаратов (ЛА). Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для этого комплексная система навигации и управления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481558
Дата охранного документа: 10.05.2013
27.06.2013
№216.012.51c6

Способ определения скорости ветра на борту летательного аппарата и устройство, его реализующее

Изобретение относится к области авиационного приборостроения и может быть использовано при разработке навигационного оборудования летательных аппаратов. Сущность: измеряют скорость летательного аппарата (ЛА) относительно воздуха. Счисляют путь пройденного ЛА относительно воздуха. Измеряют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486527
Дата охранного документа: 27.06.2013
20.07.2013
№216.012.5751

Способ закалки листовых заготовок из алюминиевого сплава д16

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в точном приборостроении и машиностроении, в частности при термической обработке листовых заготовок из алюминиевого сплава Д16 перед дальнейшим изготовлением из них деталей высокоточных приборов, например рам, корпусов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487961
Дата охранного документа: 20.07.2013
20.10.2013
№216.012.7707

Способ управления летательным аппаратом при заходе на посадку

Изобретение предназначено для применения в области авиационного приборостроения, в частности в пилотажно-навигационном оборудовании летательных аппаратов (ЛА). Технический результат - повышение надежности и безопасности совершения посадки ЛА, увеличение точности формирования заданной траектории...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496131
Дата охранного документа: 20.10.2013
27.04.2014
№216.012.bd1b

Акселерометр

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к измерительным преобразователям линейных ускорений. Акселерометр содержит корпус, первую пластину с внешней подвижной частью, внутренней неподвижной частью и соединяющими их упругими перемычками по оси подвеса, дифференциальный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514150
Дата охранного документа: 27.04.2014
27.04.2014
№216.012.bd1c

Компенсационный акселерометр

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к измерительным преобразователям линейного ускорения. Компенсационный акселерометр содержит корпус со стойкой, первую пластину из монокристаллического кремния, вторую пластину с двумя неподвижными электродами дифференциального...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514151
Дата охранного документа: 27.04.2014
27.06.2014
№216.012.d736

Комплексная система управления траекторией летательного аппарата при заходе на посадку

Изобретение относится к комплексной системе управления траекторией летательного аппарата при заходе на посадку. Система включает инерциальную навигационную систему, систему воздушных сигналов, индикатор посадочных сигналов (ИПС), блок комплексной обработки информации (КОИ), спутниковую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520872
Дата охранного документа: 27.06.2014
27.07.2014
№216.012.e476

Многофункциональный тяжелый транспортный вертолет круглосуточного действия, комплекс бортового радиоэлектронного оборудования, используемый на данном вертолете

Многофункциональный тяжелый транспортный вертолет круглосуточного действия содержит фюзеляж с силовой установкой, общевертолетное оборудование, средства механизации вертолета, органы оперативного управления. Кабина выполнена разделенной перегородкой с дверью на две части - кабину экипажа,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524276
Дата охранного документа: 27.07.2014
27.03.2015
№216.013.36a1

Компенсационный акселерометр

Изобретение относится к измерительной технике, представляет собой компенсационный акселерометр и предназначено для использования в качестве измерительного преобразователя линейных ускорений. Акселерометр содержит корпус, первую пластину из монокристаллического кремния с подвижной и неподвижной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545469
Дата охранного документа: 27.03.2015
10.04.2015
№216.013.3ad6

Способ управления траекторией летательного аппарата при посадке на незапрограммированный аэродром

Изобретение относится к способу управления траекторией летательного аппарата (ЛА) при посадке на незапрограммированный аэродром. Техническим результатом является повышение безопасности полета ЛА. В способе управления траекторией летательного аппарата при посадке на незапрограммированный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546550
Дата охранного документа: 10.04.2015
Showing 1-10 of 19 items.
27.06.2013
№216.012.51c6

Способ определения скорости ветра на борту летательного аппарата и устройство, его реализующее

Изобретение относится к области авиационного приборостроения и может быть использовано при разработке навигационного оборудования летательных аппаратов. Сущность: измеряют скорость летательного аппарата (ЛА) относительно воздуха. Счисляют путь пройденного ЛА относительно воздуха. Измеряют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486527
Дата охранного документа: 27.06.2013
20.10.2013
№216.012.7707

Способ управления летательным аппаратом при заходе на посадку

Изобретение предназначено для применения в области авиационного приборостроения, в частности в пилотажно-навигационном оборудовании летательных аппаратов (ЛА). Технический результат - повышение надежности и безопасности совершения посадки ЛА, увеличение точности формирования заданной траектории...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496131
Дата охранного документа: 20.10.2013
27.07.2014
№216.012.e476

Многофункциональный тяжелый транспортный вертолет круглосуточного действия, комплекс бортового радиоэлектронного оборудования, используемый на данном вертолете

Многофункциональный тяжелый транспортный вертолет круглосуточного действия содержит фюзеляж с силовой установкой, общевертолетное оборудование, средства механизации вертолета, органы оперативного управления. Кабина выполнена разделенной перегородкой с дверью на две части - кабину экипажа,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524276
Дата охранного документа: 27.07.2014
20.08.2014
№216.012.e991

Комплексная корреляционно-экстремальная навигационная система

Изобретение относится к авиационному приборостроению. Предложенная комплексная корреляционно-экстремальная навигационная система (КЭНС) предназначена для обеспечения автономной высокоточной коррекции на основе использования информации о нескольких поверхностных физических полях Земли,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525601
Дата охранного документа: 20.08.2014
10.08.2015
№216.013.69d6

Навигационный комплекс, использующий естественные и искусственные поля земли

Изобретение относится к авиационному приборостроению. Предложенный навигационный комплекс предназначен для обеспечения высокоточной навигации на основе комплексной обработки информации (КОИ) систем навигации по искусственным полям Земли (СНИПЗ) и нескольких физических полей Земли (ФПЗ)....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558647
Дата охранного документа: 10.08.2015
12.01.2017
№217.015.5db0

Унифицированный навигационный комплекс ла

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в составе комплексов навигационно-пилотажного оборудования летательных аппаратов (ЛА). Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для этого унифицированный навигационный комплекс ЛА содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002590934
Дата охранного документа: 10.07.2016
25.08.2017
№217.015.b58a

Способ оценивания ошибок инерциальной информации и её коррекции по измерениям доплеровского измерителя скорости

Изобретение относится к области комплексных навигационных систем, систем управления и наведения летательных аппаратов (ЛА). Технический результат – расширение функциональных возможностей. Указанный результат достигается за счет: - расширения традиционной модели ошибок инерциальной навигационной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002614192
Дата охранного документа: 23.03.2017
25.08.2017
№217.015.c0ec

Способ оценивания ошибок инерциальной информации и её коррекции по измерениям спутниковой навигационной системы

Изобретение относится к области комплексных навигационных систем, систем управления и наведения летательных аппаратов (ЛА). Технический результат изобретения - повышение точности и быстродействия оптимального оценивания и коррекции всех измеряемых инерциальной навигационной системой (ИНС)...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617565
Дата охранного документа: 25.04.2017
25.08.2017
№217.015.c395

Способ оптимальной привязки к подвижной наземной цели и прогноза её параметров на основе модифицированной, инвариантной к рельефу подстилающей поверхности угломестной процедуры расчёта дальности

Изобретение относится к области измерительных информационных систем и комплексов боевых летательных аппаратов (ЛА). Технический результат – расширение функциональных возможностей. Для этого оценивание и «прогноз» параметров движения цели осуществляют в проекциях на оси инерциальной системы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617373
Дата охранного документа: 24.04.2017
25.08.2017
№217.015.d08a

Способ оптимальной привязки к подвижной наземной цели и прогноза её параметров на основе субоптимальной процедуры углового сопровождения

Изобретение относится к области измерительных систем и комплексов боевых летательных аппаратов (ЛА). Технический результат - повышение точности оценивания и краткосрочного прогноза параметров движения цели на основе субоптимальной процедуры ее углового сопровождения в обеспечение эффективного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002621374
Дата охранного документа: 02.06.2017
+ добавить свой РИД