Введение к работе
Актуальность темы.
Роль воздушного транспорта, как самого скоростного и способного достигать труднодоступные районы страны, в развитии общества постоянно возрастаот.
В настоящее время в мире < исключая Россию ). осуществляется ежегодно около 15 миллионов полетов. К 2001 году окгидаэт-ся уволиченго ежегодного количества полетов до 18 миллионов.
Увеличенио КВД и аначительная концентрация воздушных судов в" ограниченном воздушном пространства, вызванная организацией воздушного движения по трассам, проходящим через точки разнесения пазомных РТС приводит к усложнению процессов управления возданным движением и, значит, к увеличенио вераятпоста появления ошибок в управлении воздушным судном к всем потоком. Такие осийки чреваты тяягалыми последствиями, связанными с возможностью гибели людея и большіми материальными потерями. Поэтому проблема повышения безопасности полатов приобретает 'все' большую социальную и экономическую значимость.
Удовлетворить перспективные требования по безопасности. движения возможно только- за счет формирования в воздушном пространстве потоков ВС на база бесконфликтных планов полетов и, их точного выдерживания в пространства и времени; Это, д своп очередь,требует,с одной стороны, внедрения повсеместного контроля зз движением всех ВС, надежной связи и автоматизации процессов УВД, как яа стадии предварительного планирования, так и при непосредственном управлении двикеним ВО. С другой стороны, необходимо повышение точности определения параметров их движения в лабоа точке воздупного пространства в люЗое вреил. при этом требуется знать ке только моего воздупного судна < К8С )
d определенной системе координат, но и скорости ого изменения по соответствующим осям. Таким образом к средствам опроделония МВС предъявляются требования глобальности зоны действия и высокой точности измерения.
Возможности существующих средств радиотехнического обеспечения полетов, принципы функционирования которых были разработаны в 40 - 50-х годах, начинают ограничивать дальнейшее развитие, .авиационных перевозок и повышение безопасности возду-влого движения.
Коилтетои ИКАО по будущим аэронавигационным системам (fans) была разработана новая концепция аэронавигации на базе использования спутников-., техники.которая позволяот преодолеть ограничения существующих систем и удовлетворить с наименьшими затратами будущие потребности в аэронавигационном обслуживании
Развертывание космических средств навигации, наблюдения и связи (КСіїНС) потребует значительных финансовых вложении в бортовое оборудованного стороїш пользователей информации КСННС) и еще больших затрат на наземное и космическое оборудование (со стороны государственных структур, отвечающих за организацию использования воздушного пространства и аэронавигационное' обеспечение палетов ).
В связи с этим чрезвычайно важной является проблема определения основных принципов и рациональной стратегии nej ца к перспективным космическим системам с наименьшими затратзми.
В течении длительного времени, являющегося переходным периодом, в том или ином объёме будут существовать и совместно функционировать традиционные и космические средства РТО полетов.
Таким образом разработка стратегии перехода и его тщательнее планирование является чрезвычайно взжной задачей,стоящей
- J -
пород международным авиационным сообществом. Лістузльность этого подтверждается решением >"--р,ета УЛАО о необходимости быстрейши разработки глобального плана перохода.
Комитет fmis разработал проект скоординированного на глобальном уровне плана перохода к космической система связи навигации и наблюдения,а котором даются основные положения перехода к отоя системо. Однако непосредственными исполнителями процесса развертывания KCHHG являются государства, что требует разработки соответствующих национальных планов.
Следует отмотать,что отставание исследований в разработке и внедрении національного плана развертывания КСИНС на база системы І7І0НЛСС может привести к навязывания со стороны ИКАО невыгодной для страны технической политики внедрения и использования системы, владельцем которой Россия является.
Построение планов перехода должно основываться на использовании специально разработанных моделей и проірзмм, описывающее различные аспекты этого процесса.
Поль исследования.
Целью настоящей работа является разработка методики "оптимизации планирования развертывания космических систем навига-щм, наблюдения и связи в переходный гориод и рекомендация по его осуществлению.
Поставленная цель достигается реыспием следуицих задач :
-
Анализ особенностей переходного периода и определенна основных .принципов планирования рззЕврпдзанил КСННС.
-
Исследование взаимосвязи составляющих зффокта от пно-дрения КСННС и выбор параметров, на осново которых шшозма оптимизация процесса развертывания космических средств.'
-
Разработка модзли развертывания бортового спутникового оборудования.
4. Разработка «одели оснащения центров УВД наземной аппаратурой кснно.
б. Зыработка метода решения нелинейной задачи оптимизации процесса развертывания КСННС в услопиях ограниченна переходного периода.
6. Моделирование процесса развертывания бортового и наземного оборудования и разработка рекомендаций по ого проведению.
Методы исследооаиия.
При проведении .исследования использовались методы имитационного моделирования, теории вероятностей и случайных процессов, теории массовогс 5служивания, теории графов и методы теории линейного и динамического программирования. , Научная новизна состоит в следуюцем:
- выполнен анализ особенностей переходного периода 'и
сформулированы основные принципы организации процесса развор-
тьтэия космических средств навигации, наблюдения и связи;
- получены аналитические зависимости для вычисления гра
ничных значения коэффициента оснащенности парка ВС аппаратурой
КСННС, определяющих этаплость переходного периода;
- предложена мзтодика определения граничного числа КСЗ в созвездии для использования КС навигации в переходный период;
- разработаны математические модели, формализующиг тю-
цессы оснащения ВС бортевой аппаратурой и развертывания назем
ного оборудования КСННС в центрах УВД;
- разработан метод, алгоритмы и программы оптимизации
процесса развертывания КСННС путем определения экстремального
пути Па графе состояний процесса;
- предложена методика и разработаны рекомендации по опти
мизации процесса развертывания КСННН.
Практическая значимость.
Заключзотся в том, что результаты исследований иогут быть использованы для определения на базо разработанных методик рационального плана развертывания бортовогс и наземного оборудования космических средств навигации, наблюдения и связи и разработки рекомендация по оптимизации процесса.
Внедрение результатов.
Результаты исследований внедрены а НИР и ОКР, выполняв- . иихся НЭЦ ЛУВД и ЗНШ РА в период 1985 - 1992 г.г.,^3 таюхз при чтении курсов лекция и написати учебных пособия 'по дисциплинам кафедры "Радиоэлектронных систем" Академии граэдзнской авиации. Использование подтверждено актами о внедрения.
Апробация работы.
Результаты диссертационноа работы докладывались и обсуждались на семи научных конференциях:
- Всесоюзное НІЖ "Безопасность и эффективность эксплуата
ции возданного транспорта", Ленинград, Академия ГЛ, 1935 ;
Всесоюзной НПК. "Безопасность полетов и прсфиактпсз' . авиационных происпзствия", Ленинград, Академия ГА, IS23 ;
Всесоюзная НТК "Проблемы совершенствования рздиоэлек-троккых комплексов и систем обеспечения полотсз", Киев (-КИИ" ГА '
1989 ; ' '
Всесоюзной НТК "Методология создания и опыт эксплуатации АСУ в ГА". Рига, ЦНИИ АСУ ГЛ, 1089*; .
Есесосзноа НТК "Пути совершенствования и перспективы развития систем координатно-врекзниьпс опредэлениа", Ленинград, ЛККРТИ, 1990 ; .--
Всесоюзной НИК "Безопасность ' пЬлэтов и чэлоезчоскй! фактор в.авиации", С-Пэтербург, Акздзкпя ГА, ШГ'і
- Кеидународяоа HIK "Проблемы совершенствования радио-
злоктроняых комплексов и систем обеспечения полетов". Киев,
КК1 ГА, 1ЭЭ2 .
Публикации.
По .материалам диссертационных исследования опубликовано 20 пвчзтніп работ И 8 отчетов о НИР.
Структура и объем работы.
Диссертационная рзбота состоит' из введения, четьіреї разделав, заключения и шести приложений. Содержит 163 страницу основного текста, 27 рисунков и 25 таблиц; список літератури бклечеот 125 канжшовзнн;' Об^н объем работы составляет 283 страницы.