CПУТНИКОВАЯ  НАВИГАЦИОННАЯ  СИСТЕМА  KLN-90В

Обидина  Светлана  Геннадьевна

студент  5  курса,  кафедра  эксплуатации  авиационной  техники  Самарского  государственного  аэрокосмического  университета,  РФ,  г.  Самара

E-mail: 

Писаренко  Виктор  Николаевич

научный  руководитель  канд.  техн.  наук,  доцент  Самарского  государственного  аэрокосмического  университета,  РФ,  г.  Самара

Спутниковая  навигационная  система  СНС  (GPS  —  Global  Position  Sistem)  KLN-90,  KLN-90А,  KLN-90B  ВRNAV  фирмы  Allied  Signal  (далее  пo  тексту  KLN-90B)  служит  для  определения  текущих  географических  координат  (широты,  долготы  и  высоты)  местоположения  самолета  при  работе  в  зоне  действия  американских  навигационных  искусственных  спутников  Земли  —  NAVSTAR  и  отображения  навигационной  информации  на  дисплее  пульта-вычислителя.  Спутниковая  навигационная  система  KLN-90B  установлена  на  борт  как  средство  зональной  навигации  при  полетах  в  системе  ВRNAV  Европейского  региона.

Спутниковая  система  навигации  KLN-90B  определяет  с  точностью  до  10  метров  местоположение  самолета  в  любое  время  года  и  суток,  в  любой  точке  Земного  шара.

Система  KLN-90B  вычисляет  географические  координаты  самолета,  расстояние,  азимуты,  путевые  углы,  время  полета  и  другие  навигационные  параметры,  а  также  обеспечивает  экипаж  наглядной  информацией  о  плане  полета  самолета,  высоте  эшелонирования  [1,  c.  24].

Система  KLN-90B  эксплуатируется  только  на  маршруте  и  в  зоне  аэродрома  с  периодическим  контролем  местоположения  самолета  по  другим  штатным  системам.  Запрещается  использовать  систему  при  заходе  на  посадку.

Спутниковая  система  навигации  (KLN-90В)  является  чисто  приемной  системой.  Для  определения  своего  местоположения  система  рассчитывает  дальность  до  спутников  системы  NAVSTAR.

NAVSTAR  —  это  24  низколетящих  навигационных  спутника,  вращающихся  вокруг  Земли  на  круговых  ор6итах  с  периодом  в  12  часов  на  высоте  20200  км.  Спутники  расположены  в  6  различных  плоскостях  по  4  спутника  в  каждой,  имеющих  наклон  к  экватору  55°.  Расчет  системой  KLN-90В  дальности  до  спутников  осуществляется  путем  замера  задержки  распространения  сигналов  до  спутников,  находящихся  в  зоне  видимости.  Регистрируя  время  прохождения  радиосигнала,  и,  зная  скорость  его  распространения,  можно  определить  расстояние  до  источника  излучения.

При  этом,  для  вычисления  координат  местоположения  самолета,  системе  необходимо  принимать  сигналы  как  минимум  от  четы­рех  спутников  (или  три  спут­ника  и  информация  от  баровысотомера).  Три  спутника  необ­ходимы  для  определения  поло­жения  в  трехмерном  пространстве  и  один  —  для  минимизации  ошибки,  вносимой  не  синхронностью  часов  приемника  и  спут­ников.  Синхронизация  часов  спутников  и  системы  необходи­ма  для  точного  расчета  даль­ности.  На  спутники  устанавливаются  атомные  часы,  имеющие  точность  около  одной  наносекунды.  Поэтому,  первое,  что  делает  система  —  это  синхронизирует  свои  часы  с  часами  принимаемого  спутника.  Для  корректировки  хода  часов  навигационных  приемников  используются  специальные  алгоритмы  обработки  сигналов,  одновременно  поступающих  от  4-х  спутников.

Итак,  для  определения  местоположения  системе  достаточно  принимать  сигналы  от  четырех  спутников.  Обычно  в  зоне  видимости  находится  большее  количество  спутников  (до  восьми).  Из  принимаемых  спутников  система  выбирает  четыре,  обеспечивающих  решение  геомет­рической  задачи  определения  местоположения  с  максималь­ной  точностью,  а  остальные  использует  для  минимизации  ошибки  и  расчета  ее  максимальной  величины.

Навигационные  сигналы  излучаются  спутниками  на  двух  рабочих  частотах:  1575,42  МГц  и  1227,60  МГц.  При  прохождении  радиосигнала  через  ионосферу  и  тропосферу  скорость  его  распространения  уменьшается,  что  приводит  к  ошибкам  вычисления  расстояния  до  спутника.  Существенное  влияние  оказывают  также  различные  атмосферные  явления  вызывающие  интерференцию  и  дифракцию  сигналов.  Для  уменьшения  погрешностей,  связанных  с  влиянием  ионосферы,  навигационные  приборы  принимают  сигналы  в  обоих  диапазонах.  Специальные  алгоритмы  обработки  радиосигналов  и  конструкции  антенн  современных  GPS  навигаторов  позволяют  свести  к  минимуму  влияние  перечисленных  источников  ошибок. 

Для  выдачи  в  KLN-90B  абсолютной  высоты  полета  устанавливается  на  борт  самолета  датчик  высоты  SSD-120-42,  который  выдает  значение  высоты  в  виде  кода  Грея.

Диапазон  рабочих  высот  датчика  высоты  SSD-120-42:  от  –10000  до  42000  футов. 

Точность  датчика  высоты  —  50  футов  в  диапазоне  высот  от  10000  до  30700  футов  и  +100  футов  от  30800  футов  и  выше.

Система  KLN-90B  может  хранить  в  памяти  до  25  планов  полета  плюс  один  активный  план  полета.  Каждый  план  полета  может  включать  до  двадцати  ППМ.  Эти  ППМ  могут  вхо­дить  в  базу  данных  прибора  или  вводиться  вручную.  Планы  нумеруются  от  0  до  25  (FPL  0,  FPL  l,  ...  FPL  25).

В  автономный  комплект  системы  KLN-90В  входят  следующие  блоки:

1.  блок  антенный  КА-92; 

2.  моноблок  пульт-вычислитель; 

3.  вентилятор  обдува  КА-33.

На  средней  приборной  доске  устанавливаются  светосигнализаторы  WPT  (ППМ)  и  MSG  (СООБЩЕНИЯ).

Моноблок  пульт-вычислитель  включает  в  себя  приемник  спутниковых  сигналов  и  компьютер,  обеспечивающий  работу  дисплея  и  органов  управления  блока,  а  также  сигнализатора  и  других  устройств  (если  таковые  подключены  к  блоку).  Со  стороны  задней  стенки  блока  устанавливается  сменный  картридж  с  навигационной  базой  данных  Джепсен.

Антенна  КА-92  представляет  из  себя  ленточную  антенну  со  встроенным  усилителем.  Питание  усилителя  осуществляется  по  высокочacтoтнoму  кабелю.

Вентилятор  КА-ЗЗ  обеспечивает  наддув  воздуха  как  внутрь  блока  KLN-90В,  так  и  с  одной  из  его  сторон,  на  которой  расположены  наиболее  тепловыделяющие  элементы.

Электропитание  системы  KLN-90B  и  вентилятора  КА-ЗЗ  осуществляется  от  бортовой  сети  постоянного  тока  напряжением  —  27  В.  (См.  рисунок  1).  Цепи  питания  системы  защищены  автоматом  защиты  АЗСГК-5  на  панели  АЗС  левой,  распо­ложенной  между  7  и  8  шпангоутами.  Электропитание  датчика  высоты  SSD-120-42  также  осуществляется  от  бортовой  сети  постоянного  тока  напряжением  +27В  и  защищено  автоматом  защиты  АЗСГК-5  KLN-90B  [3,  c.  211].

Рисунок  1.  Схема  электропитания  спутниковой  навигационной  системы  KLN-90B

Подача  напряжения  на  систему  KLN-90B  и  датчик  SSD-120-42  осуществляется  выключателем  на  пульте  управления  "KLN-90B,  размещенным  на  рабочем  месте  штурмана.

Управление  системой  KLN-90B  осуществляет  штурман  с  пульта-вычислителя  системы  KLN-90B.  (см.  рисунок  2)

Рисунок  2.  Лицевая  панель  пульта-вычислителя  системы  KLN-90В

Для  включения  нажмите  кнопку  включения/яркости,  расположенную  в  правом  верхнем  углу  блока,  в  положение  "in"  (ВКЛ).  Выключение  блока  производится  вытягиванием  этой  кнопки  в  положение  "out"  (ВЫКЛ)  [2,  c.  200].

После  нескольких  секунд  прогрева  внизу  на  экране  высветится  страница  Включения  (TURN-ON)  со  словами  SELF  TEST  IN  PROGRESS  (выполняется  самотестирование).

Вращением  ручки  включение/яркость  установите  требуемую  яркость  экрана.

Через  короткий  промежуток  времени  страница  Включения  автоматически  заменится  страницей  Самотеста  (Self  Test).  Страница  самотеста  отличается  тем,  что  на  ней  с  правой  стороны  отображается  дата  и  время  и  барометрическая  высота,  получаемая  от  датчика  SSD-120-42. 

Убедитесь  в  том,  что  информация,  представленная  на  левой  стороне  страницы  самотеста,  правильна  и  что  в  левом  нижнем  углу  высвечивается  ANNUM  ON.  Если  высвечивается  TEST  FALL,  то  KLN-90B  не  прошел  встроенного  самотеста  и  не  должен  использоваться  для  навигации.

Список  литературы:

1.Либерман  Ю.И.  Аэронавигация.  Методические  указания  по  работе  с  приемником  KLN  90  спутниковой  навигационной  системы  /  Университет  ГА:  Санкт-Петербург,  2010  г.  —  57  с.

2.Писаренко  В.Н.  Техническая  эксплуатация  и  ремонт  авиационных  электрических  систем  и  пилотажно-навигационных  комплексов:  методическое  пособие.  Самара,  СГАУ,  2005  г.  —  463  с.

3.Прилепский  В.А.  Авиационные  приборы  и  информационно-измерительные  системы.  Книга  1.  Самара,  СГАУ,  2007  г.  —  240  с.