of 12

Syst

V ICAO Annex 10. ... a riadenia leteckej prev dzky II Sn mka 2 Sn mka 3 Sn mka 4 Sn mka 5 Sn mka 6 Sn mka 7 Sn mka 8 Sn mka 9 Sn mka 10 ...
0 views12 pages
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
Documenttranscript
Title: Syst 1 Systémy zabezpecenia a riadenia leteckej prevádzky II
  • Systémy spracovania radarových a letových dát
  • Ing. Lubomír FÁBRY, PhD. www.fabryatc.net http//web.tuke.sk/lf-klp/Fabry20Lubomir/ Ing. Lubomír FÁBRY, PhD. 2 Spracovanie informácií o polohách cielov - RDP RDP prijíma, spracováva a distribuuje radarové informácie pre zobrazenie (napr. pre pozíciu radarového riadiaceho), ako aj pre dalšie spracovanie napr. tvorbu radarových výstrah, pre automatické aktualizácie letových plánov na základe informácie z radaru. Spracovanie plánovacích informácií - FDP FDP prijíma, spracováva a distribuuje plánovacie informácie (t.j. správy letových plánov a koordinacné správy, správy o výškovom vetre, manuálne vstupy používatelov), ktoré sú potrebné pre získanie a udržanie prehladu o letovej prevádzke. Zobrazenie uvedených informácií(ako aj dalších, ako napr. máp, radarových výstrah a pod.) a umožnenie interakcie používatelov so systémom prostriedkami HMI, hlavne z dôvodu aktualizácie údajov prostredníctvom HMI systém poskytuje svojim používatelom napr. zobrazenie vzdušnej situácie v reálnom case s aktuálnou plánovacou informáciou, dalej napr. prístup k databázam a niektorým (online) systémovým parametrom a pod.
  • V súcasnosti pod pojmom systémy spracovania radarových a letových dát (DPS Data Processing System) rozumieme systém, ktorý poskytuje pre svojich používatelov (ktorými sú hlavne stanovištia LPS letových prevádzkových služieb)
  • informácie o polohách cielov (poloha, výška, rýchlost),
  • ich letové plány s aktuálnymi trajektóriami
  • ako aj rôzne pomocné funkcie, ktoré ulahcujú riešenie konkrétnych prevádzkových situácií (napr. predikciu trate, rada-
  • rové výstrahy a pod.).
  • Samozrejmostou je pomerne vysoká úroven spracovania (multiradarová informácia, priebežná aktualizácia plánovacej informácie, automatická koordinácia a pod.) a komfortné používatelské rozhranie (HMI Human Machine Interface).
  • Zjednodušene riešia systémy DPS tri základné úlohy - spracovanie informácií o polohách cielov (RDP Radar Data Processing) - spracovanieplánovacích informácií (FDP Flight Data Processing) - zobrazenie uvedených informácií (RDD Radar Data Display radarové informácie (EDD Electronic Data Display stripové informácie 3 Spracovanie radarových dát - rádiolokátory Z pohladu riadiacich letovej prevádzky je kvalitné a bezporuchové sledovanie jednou zo základných podmienok pre bezpecnost, plynulost a ekonomiku letovej prevádzky. Pod pojmom sledovanie rozumieme zistovanie polôh lietadiel tak, aby riadiaci letovej prevádzky mohol dodržat bezpecný rozstup medzi nimi. Sledovanie predstavuje jednu z úloh, ktoré plní zabezpecovacia letecká technika (ZLT) pri podpore poskytovania letových prevádzkových služieb. Názov sledovanie pochádza z anglického výrazu pre prostredie technického zabezpecenia letových prevádzkových služieb a to CNS (communication, navigation, surveillance), kde surveillance je výraz pre sledovanie. EDD RDD Základné úlohy DPS Jednotlivé funkcie môžu byt realizovaná jedným alebo viacerými pocítacmi (resp.technickými zariadeniami), v závislosti od konkrétneho systému 4 Rozdelenie podla princípu cinnosti aktívne radary objekt a jeho polohu zistujú pomocou urcitého vyslaného signálu, ktorý sa bud odrazí od ciela a po prijatí radarom sa dalej spracuje (primárny radar nezávislé sledovanie), alebo vyslaný signál aktivuje špeciálne zariadenie umiestnené na cieli a to následne vyšle nový signál, ktorý radar prijme a vyhodnotí (sekundárny radar - kooperatívne nezávislé sledovanie). Vysielac a prijímac radaru sú umiestnené na rovnakom mieste poloaktívne radary vysielac radaru je umiestnený na inom mieste ako prijímac, využívajú sa hlavne vo vojenskej oblasti napr. navádzanie riadených striel pasívne radary ciel a jeho polohu zistujú na základe príjmu elektromagnetických signálov, ktoré ciel vyžaruje (rádiové vlny a pod.). Existuje niekolko spôsobov sledovania nezávislé sledovanie ciel je sledovaný bez potreby spolupracujúceho zariadeia umiestneného na cieli (palube lietadla) kooperatívne nezávislé sledovanie vyžaduje prítomnost spolupracujúceho zariadenia umiestneného na cieli (palube lietadla) automatické závislé sledovanie (ADS) ciel sám zistuje svoju polohu a posiela informáciu o nej pozemným systémom. Samotnú funkciu nezávislého alebo kooperatívneho nezávislého sledovania vykonávajú radarové systémy, ktoré predstavujú zložitý retazec mnohých podsystémov a zariadení. Na jeho zaciatku sa nachádzajú rádiolokátory.
  • Rádiolokátor, alebo v súcasnosti castejšie používaný názov radar (RAdio Detection And Ranging) je rádioelektronické zariadenie, ktoré slúži na zistovanie cielov a ich polohy v priestore pomocou elektromagnetického (EMG) vlnenia v pásme rádiových vln.
  • Oblast, ktorá sa zaoberá procesom tohto zistovania sa nazýva rádiolokácia.
  • Rozdelenie radarov
  • Radary je všeobecne možné rozdelit do viacerých skupín
  • podla princípu cinnosti
  • podla pracovnej frekvencie
  • podla charakteru vysielaného signálu
  • podla úcelu použitia
  • 5
  • Metódy merania súradníc cielov
  • Na to, aby bolo možné ciel detekovat a odmerat jeho súradnice, musí radar zosnímat celý priestor v rámci svojho krytia. Toto je zabezpecené otácaním vyžarovacej charakteristiky antény radaru a to bud
  • mechanickým spôsobom, kedy sa otáca celá anténa alebo,
  • elektronickým spôsobom, kedy špeciálny elektronický systém
  • otáca len samotnou vyžarovacou charakteristikou antény a anténa
  • je statická.
  • Podla toho, okolo kolkých osí sa vyžarovacia charakteristika antény otáca, existujú dva spôsoby snímania priestoru
  • jednoduché,
  • zložené.
  • Základné charakteristiky radarov
  • Základné charakteristiky, podla ktorých hodnotíme vlastnosti a kvalitu radarov, používaných pri poskytovaní LPS, sú
  • dosah, krytie,
  • pravdepodobnost detekcie ciela,
  • presnost urcenia polohy ciela v dialke a azimute, rozlišovacia
  • schopnost v dialke a azimute.
  • Všetky tieto charakteristiky závisia od množstva dalších parametrov radarov ako sú pracovná frekvencia, výkon vysielaca, šírka vysielaných impulzov, šírka horizontálneho zväzku antény, citlivost prijímaca, opakovacia frekvencia, cas trvania jednej otácky antény a pod.
  • Pri jednoduchom snímaní sa vyžarovacia charakteristika antény otáca okolo jednej osi (vertikálna os pri prehladových radaroch). Takéto snímanie priestoru umožnuje urcit maximálne dve súradnice ciela a to šikmú dialku a azimut. Pri zloženom snímaní vykonáva vyžarovacia charakteristika antény pohyb okolo dvoch osí, vertikálnej a horizontálnej. V tomto prípade je možné okrem dialky a azimutu zistit aj výšku ciela. Radary, ktoré sa využívajú v civilnom letectve, používajú mechanické otácanie vyžarovacej charakteristiky antény a vo všeobecnosti merajú dve súradnice cielov, šikmú dialku a azimut (polárne súradnice). Niektoré systémy sú schopné vyhodnotit aj výšku ciela na základe informácie zo spolupracujúceho zariadenia, ktoré je umiestnené na palube lietadla Rozdelenie podla úcelu použitia prehladové slúžia na zistovanie celkovej situácie v tej casti vzdušného priestoru (riadenej oblasti), ktorá sa nachádza v ich dosahu pristávacie slúžia na presné navedenie lietadla na pristávaciu dráhu pozemné (ground) slúžia na zistovanie polohy lietadiel a iných mobilných prostriedkov, ktoré sa pohybujú po prevádzkových plochách letiska meteorologické slúžia na zistovanie polohy a velkosti meteorologických objektov. 6 Primárny radar Princíp cinnosti primárneho radaru možno prirovnat k princípu ludského ucha. Ucho je schopné rozpoznat zvuky, ktoré prichádzajú z okolia a sú odrážané od predmetov (ozvena). Zvuky sú vytvárané prírodným spôsobom, vietor, vtáky, voda, hlasy ..., alebo umelým zdrojom priemyselné zvuky, špeciálne zariadenia... Všetky tieto zvuky majú tendenciu sa od prekážok odrážat a šírit sa dalej v priestore Princíp cinnosti primárneho radaru je podobný, lebo radar prijíma EMG vlny, ktoré sa odrážajú od ciela. Zdrojom hluku je vysielac (umelý zdroj), ,,uchom je prijímac. Elektrický signál, ktorý vystupuje z prijímaca sa nazýva echo. Indikátor predstavuje vyhodnocovaciu cast (mozog). Pri väcšine radarov sú vysielac a prijímac umiestnené na jednom mieste a vtedy hovoríme o monostatickom aktívnom radare. 7 (No Transcript) 8 Výhody a nedostatky primárneho radaru Primárne prehladové radary (PSR Primary Surveillance Radar) sú z primárnych radarov v súcasnosti najpoužívanejšie v civilnom letectve. Hlavnou výhodou PSR je to, že sú schopné detekovat každý ciel, ktorý sa nachádza v oblasti ich krytia. Nepotrebujú na to žiadne spolupra-cujúce zariadenie nainštalované na palube lietadla. V ich prípade sa teda jedná o nezávislé sledovanie. Musí byt splnená len základná podmienka, aby ciel odrážal rádiové vlny. Hlavná výhoda je však zároven aj hlavnou nevýhodou PSR. Okrem užitocných cielov odrážajú rádiové vlny aj neužitocné ciele (terénne prekážky, pozemné predmety, meteorologické útvary a pod.). Aby sa užitocné ciele dali identifikovat na pozadí neužitocných odrazov je potrebné velmi zložité spracovanie prijatého odrazeného signálu. Aby PSR mal dostatocný maximálny dosah, jeho vysielac musí mat velmi vysoký výkon (energetická nárocnost) a prijímac musí mat vysokú citlivost.   Dalšou nevýhodou PSR (okrem špeciálnych typov) je, že nevie zistit výšku (letovú hladinu) sledovaných lietadiel. Niektoré spomínané nevýhody (energetická nárocnost, zložité obvody spracovania) znacne zvyšujú obstarávaciu cenu PSR a náklady na ich prevádzku, napriek tomu sa PSR stále používajú v civilnom letectve najmä ako okrskové radary (TAR). 9 Sekundárny radar Sekundárny prehladový radar SSR bol vyvinutý ako doplnok k primárnemu prehladovému radaru PSR. Primárny radar ponúka len obmedzenú informáciu o polohe ciela (dialka, azimut). Sekundárny radar dokáže okrem tejto informácie poskytnút aj identifikáciu ciela a informáciu o výške (letovej hladine). V minulosti bol PSR hlavným zdrojom informácií, v súcasnom civilnom letectve sa hlavný dôraz kladie na SSR, najmä pri sledovaní a riadení cielov v rámci riadenej oblasti (enroute).   Tento vývoj dokumentuje aj Eurocontrol Standard Document for Radar Surveillance in En-route and Major Terminal Areas, ktorý okrem iného definuje štandard pre radarové krytie. Pre riadenú oblast to má byt dvojité sekundárne radarové krytie. Pre hlavné koncové oblasti dvojité sekundárne a jednoduché primárne radarové krytie. Existujú tri druhy, tri vývojové stupne sekundárnych radarových systémov   klasický sekundárny prehladový radar SSR (extraktor pracuje na princípe pohyblivého okna)   monoimpulzný sekundárny prehladový radar MSSR   monoimpulzný sekundárny prehladový radar SSR s adresným dopytovaním MSSR Mode S   POZNÁMKA Extraktor sekundárneho radaru spracováva videosignál z prijímaca. Výsledkom celého procesu je správa o plote (cieli), ktorá obsahuje dialku a azimut plotu, kódy odpovedí v móde A a C, casovú znacku, potvrdenie (platnost) kódu. 10 Princíp cinnosti klasického SSR Zatial co primárny radar pracuje na princípe odrazu vyslaného signálu od pasívneho ciela (nezávislé sledovanie), sekundárny radar môže detekovat len taký ciel, ktorý je vybavený vhodným spolupracujúcim zariadením (kooperatívne nezávislé sledovanie). Toto zariadenie sa nazýva palubný odpovedac alebo transpondér. Vysie lac (dopytovac) SSR vyšle dopyt, ktorý prijme prijímac palubného odpovedaca na palube ciela. Odpovedac vyhodnotí, na aké parametre sa ,,pýta dopytovac, vytvorí vhodnú odpoved, ktorá obsahuje informácie o daných parametroch a vyšle ju. Odpoved prijatá prijímacom SSR je dalej spracovaná a vyhodnotená. Výsledkom spracovania je nielen informácia o polohe ciela ale aj jeho identifikácia (palubné císlo) a letová hladina (výška). Výhody a nedostatky sekundárneho radaru Sekundárne radary majú dve velké výhody oproti primárnym radarom. Prvá výhoda je, že prijímajú len odpovede od odpovedacov a nie odrazy od cielov a teda nemajú problémy s clutterom (odrazy od rušivých cielov) . Druhou výhodou je, že sú schopné na základe odpovede odpovedaca identifikovat lietadlo a urcit jeho výšku resp. letovú hladinu . Napriek tomu majú aj urcité nedostatky, ktoré súvisia s princípom ich cinnosti. Prenos informácie pri SSR pozostáva z dvoch fáz fáza vysielania alebo dopytovania, fáza príjmu alebo odpovede. Nakolko SSR vyžaduje kooperujúce zariadenie na palube ciela musí byt definované urcité štandardné prostredie pre jeho cinnost. V ICAO Annex 10. zväzok IV sú štandardizované para-metre dopytovaca a odpovedaca (napr. pracovná frekvencia, dlžka synchronizacného impulzu, casové medzery medzi impulzmi a pod.). Odpoved palubného odpovedaca obsahuje urcité údaje dáta (identifikácia, výška), preto sa v niektorej literatúre hovorí nie o radare ale o obmedzenom dátovom prenose. Nedostatkami sekundárnych radarov sú najmä 1) Garbling vzniká ak dve alebo viaceré lietadlá letia blízko seba nezávisle od ich výšky. Odpovede ich odpovedacov sa vtedy prekrývajú co môže pri ich spracovaní viest k nesprávne urcenej polohe alebo poctu cielov, k strate cielov alebo k nespráv-nemu dekódovaniu identifikácie (palubného císla) alebo výšky (letovej hladiny). Prícinou vzniku garblingu je to, že extraktor sekundárneho radarunesprávne urcí polohy bránových impulzov pri viacerých odpovediach, ktoré sa prekrývajú. V náväznosti na to potom nes-právne dekóduje informacné impulzy. 2) FRUIT (False Reply Uncorelatted In Time) nesynchrónne rušenie spôsobené prijatím a spracovaním odpovede lietadla, ktorého odpovedac odpovedal na základe dopytu iného dopytovaca (nemusí to byt len dopytovac pozemného radaru ale aj dopytovac palubného systému ACAS Airborne Collision Avoidance System). Práve rozšíreným používaním SSR a systémov ACAS sa množstvo FRUITu zvyšuje 4) Obmedzený pocet kódov pre identifikáciu k dispozícii je len 4 096 kódov palubných císiel (12 informacných impulzov, 2 stavy jedného informacného impulzu). 5) Dalšie nedostatky sú spôsobené použitím pohyblivého okna v extraktore. Sú to najmä nízka presnost urcenia polohy ciela v azimute, potreba velkého poctu odpovedí na potvrdenie existencie lietadla a velmi castý výskyt ,,duchov ako výsledok odrazov.
  • Chýbajúca odpoved odpovedaca môže byt spôsobená týmito prícinami
  • pretaženie (saturácia) odpovedaca z dôvodu velkého poctu dopytov (max. 1200 2000 odpovedí za sekundu)
  • zablokovanie odpovedaca po prijatí dopytu nesmie tento odpovedat žiadnemu inému dopytu najmenej pocas vysielania odpovede a toto zablokovanie musí skoncit najneskôr 125 µs po vyslaní posledného impulzu odpovede
  • potlacenie odpovede odpovedaca ak je dopyt vyslaný postranným zväzkom antény dopytovaca (ISLS), trvá 35 10 µs
  • zatienenie antény odpovedaca
  • porucha odpovedaca
  • 11 Dakujem za pozornost Máte nejaké otázky ??
    Advertisement
    MostRelated
    View more
    We Need Your Support
    Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

    Thanks to everyone for your continued support.

    No, Thanks
    SAVE OUR EARTH

    We need your sign to support Project to invent "SMART AND CONTROLLABLE REFLECTIVE BALLOONS" to cover the Sun and Save Our Earth.

    More details...

    Sign Now!

    We are very appreciated for your Prompt Action!

    x