RU2343530C1 - System for control and prevention of unauthorised flights of small aircrafts in airspace of major cities and crucial objects - Google Patents
System for control and prevention of unauthorised flights of small aircrafts in airspace of major cities and crucial objects Download PDFInfo
- Publication number
- RU2343530C1 RU2343530C1 RU2007127275/28A RU2007127275A RU2343530C1 RU 2343530 C1 RU2343530 C1 RU 2343530C1 RU 2007127275/28 A RU2007127275/28 A RU 2007127275/28A RU 2007127275 A RU2007127275 A RU 2007127275A RU 2343530 C1 RU2343530 C1 RU 2343530C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aircraft
- board
- navigation
- flight
- control
- Prior art date
Links
Landscapes
- Traffic Control Systems (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области создания систем автоматического управления полетом в авиации с применением глобальных спутниковых навигационных систем и предназначено для использования в автоматизированных комплексах предупреждения террористических актов, реализуемых с использованием летательных аппаратов малой авиации, в отношении городских и других критически важных объектов.The invention relates to the field of creating automatic flight control systems in aviation using global satellite navigation systems and is intended for use in automated complexes for the prevention of terrorist acts carried out using small aircraft, in relation to urban and other critical facilities.
В связи с нарастанием транспортных проблем в крупных городах становится эффективным и планируется использование летательных аппаратов малой авиации в целях оперативного оказания скорой медицинской помощи, ликвидации аварий и пожаров, доставки пассажиров в аэропорты и т.д.In connection with the growing transport problems in large cities, it becomes effective and it is planned to use small aircraft in order to promptly provide emergency medical care, eliminate accidents and fires, deliver passengers to airports, etc.
Использование малой авиации требует как обеспечения безопасности полетов летательных аппаратов, так и обеспечения безопасности критически важных объектов, в отношении которых с использованием летательных аппаратов малой авиации могут быть совершены террористические акты.The use of small aviation requires both ensuring flight safety of aircraft, and ensuring the safety of critical facilities in respect of which terrorist acts can be committed using small aircraft.
Технические средства, обеспечивающие безопасность полетов и критически важных объектов, должны обеспечить решение целевых задач в условиях помеховых факторов, характерных для промышленных мегаполисов, малой высоты полетов летательных аппаратов, в любое время суток и при любой погоде. При этом технические средства, обеспечивающие меры безопасности, не должны оказывать дополнительного вредного воздействия на окружающую среду и население, а методы противодействия террористическим актам не должны представлять угрозы для городских объектов и населения.Technical means ensuring the safety of flights and critical facilities should ensure the solution of target tasks in the conditions of interference factors characteristic of industrial megacities, low altitude of flight of aircraft, at any time and in any weather. At the same time, technical means providing security measures should not have additional harmful effects on the environment and the population, and methods of counteracting terrorist acts should not pose a threat to urban facilities and the population.
В настоящее время известны комплексы, предназначенные для защиты от воздушных объектов, основанные на применении локации для контроля воздушного пространства, обнаружения и сопровождения летательных аппаратов. Использование оптических (тепловых, лазерных) локационных систем для контроля воздушного пространства в условиях крупных городов нецелесообразно из-за низкой эффективности подобных систем в сложных метеоусловиях, в дневное время суток, при высокой концентрации пыли или смога. Использование всесуточных и всепогодных радиолокационных комплексов для контроля воздушного пространства также связано с необходимостью решения широкого спектра технических, экономических, экологических и правовых проблем. Особую сложность представляет контроль воздушного транспорта на малых высотах (до 100 метров), где плотная городская инфраструктура создает многочисленные теневые зоны, в которых обнаружение и сопровождение (особенно малоразмерных) летательных аппаратов становится практически нереализуемым. Для решения этой проблемы требуется развертывание сверхплотной сети радиолокационных станций, для размещения которых необходимо использование уже существующих наиболее высоких сооружений, либо строительство специальных высотных башен. Постоянное излучение многочисленных радиолокационных станций создаст угрозу для здоровья людей и негативно повлияет на условия функционирования информационных систем и устройств связи.Currently known complexes designed to protect against airborne objects, based on the use of locations for airspace control, detection and tracking of aircraft. The use of optical (thermal, laser) location systems to control airspace in large cities is impractical due to the low efficiency of such systems in adverse weather conditions, during the daytime, at a high concentration of dust or smog. The use of all-weather and all-weather radar systems for airspace control is also associated with the need to solve a wide range of technical, economic, environmental and legal problems. Of particular difficulty is the control of air transport at low altitudes (up to 100 meters), where a dense urban infrastructure creates numerous shadow zones in which the detection and tracking of (especially small) aircraft becomes practically impossible. To solve this problem, the deployment of a superdense network of radar stations is required, for the placement of which it is necessary to use the already existing highest structures, or to build special high-rise towers. The constant radiation of numerous radar stations will pose a threat to human health and adversely affect the operating conditions of information systems and communication devices.
В патенте RU 2228543 описана система, реализующая способ предотвращения несанкционированного использования летательных аппаратов, выбранная в качестве ближайшего аналога предложенного технического решения. Известное из RU 2228543 изобретение затрудняет пилотирование летательного аппарата или создает дискомфорт при его пилотировании, что может привести к отказу от несанкционированных намерений. Достигаемым техническим результатом является предотвращение преднамеренного нанесения непоправимого ущерба особо важным объектам "методом камикадзе" летательным аппаратом, принудительно захваченным террористами, путем создания на борту условий, препятствующих изменению заданной траектории полета летательных аппаратов, затрудняющих их пилотирование, исключающих возможность прицельного наведения летательного аппарата на выбранный объект.The patent RU 2228543 describes a system that implements a method for preventing unauthorized use of aircraft, selected as the closest analogue of the proposed technical solution. Known from RU 2228543, the invention makes it difficult to pilot an aircraft or creates discomfort when piloting it, which can lead to the rejection of unauthorized intentions. The technical result achieved is the prevention of intentional irreparable damage to particularly important objects using the kamikaze method by an aircraft forcibly captured by terrorists by creating conditions on board that impede the change in the desired flight path of the aircraft, making them difficult to pilot, and exclude the possibility of aiming the aircraft at the selected object .
Для предотвращения запланированного террористического акта путем реконфигурации бортовых систем или бортовой аппаратуры на борту летательного аппарата создаются условия, препятствующие изменению заданной траектории полета, затрудняющие пилотирование, исключающие возможность прицельного наведения на выбранный объект либо создающие психологический дискомфорт при пилотировании. Система включает расположенный на борту летательных аппаратов комплекс средств бортового навигационно-информационного оборудования и комплекс наземных технических средств. Средства бортового навигационно-информационного оборудования включают бортовую навигационную аппаратуру глобальной навигационной спутниковой системы, бортовую базу аэронавигационных данных, бортовые средства текущего контроля параметров полета, блок обработки и выдачи информации о контролируемых параметрах полета. Бортовые средства текущего контроля параметров полета осуществляют контроль соответствия заданным нормам и значениям параметров технического состояния летательного аппарата, психофизического состояния членов экипажа, траектории полета, состояния датчиков несанкционированного доступа к средствам управления летательным аппаратом. Наземные технические средства включают информационно взаимоувязанные друг с другом и с бортом сопровождаемого ими самолета (например, по радиоканалу) пункты управления воздушным движением, средствами которых определяют текущие параметры движения летательных аппаратов, формируют и передают на борт команды на изменение параметров полета, вводят детерминированные программные траекторные параметры с заложенной невозможностью их изменения в процессе предполетной подготовки в бортовую базу аэронавигационных данных летательного аппарата. В процессе полета определение текущих координат и параметров движения дополнительно проводят собственными средствами летательного аппарата и средствами космического и воздушного наблюдения. В полете выявляют конфликтно-опасные летательные аппараты и отслеживают попытки их несанкционированного использования по информации об их недопустимом отклонении от детерминированной программной траектории или по тревожному сообщению с борта летательного аппарата. При нештатном изменении траектории полета на борту летательного аппарата или наземного пункта управления формируют и передают команды на реконфигурацию бортовых систем или бортовой аппаратуры летательного аппарата. После уменьшения до допустимой величины рассогласования текущих параметров полета с заданными реконфигурация отменятся.To prevent a planned terrorist attack by reconfiguring the on-board systems or on-board equipment on board the aircraft, conditions are created that impede the change in the desired flight path, make it difficult to fly, exclude the possibility of aimed aiming at the selected object or create psychological discomfort when flying. The system includes a set of on-board navigation and information equipment equipment and a set of ground-based technical equipment located on board aircraft. Means of on-board navigation and information equipment include on-board navigation equipment of the global navigation satellite system, on-board database of aeronautical data, on-board means for monitoring flight parameters, processing and output of information about controlled flight parameters. On-board means of monitoring the flight parameters monitor compliance with the specified standards and values of the parameters of the technical condition of the aircraft, the psychophysical state of the crew members, the flight path, the state of the sensors of unauthorized access to aircraft controls. Ground-based technical means include air traffic control points interconnected with each other and with the side of the aircraft they are accompanying (for example, via a radio channel), the means of which determine the current parameters of the aircraft’s movement, form and transmit aboard teams to change the flight parameters, and introduce deterministic program trajectory parameters with the inherent impossibility of changing them in the process of pre-flight preparation of the aircraft’s aeronautical data into the airborne database that one. During the flight, the determination of the current coordinates and motion parameters is additionally carried out by the aircraft’s own means and by means of space and air observation. In flight, conflict-hazardous aircraft are detected and attempts to unauthorized use are monitored by information about their unacceptable deviation from the deterministic programmed path or by an alarm message from the aircraft. In the event of an abnormal change in the flight path on board an aircraft or a ground control point, commands are formed and transmitted for reconfiguration of the on-board systems or on-board equipment of the aircraft. After reducing to an acceptable value the mismatch of the current flight parameters with the given reconfiguration will be canceled.
Системе контроля несанкционированных полетов, известной из патента RU 2228543, присущи недостатки локационных систем, обеспечивающих защиту от воздушных объектов, перечисленные выше. Основным из указанных недостатков является сложность локационного контроля воздушного транспорта на малых высотах над городскими застройками из-за теневых зон, в которых обнаружение и сопровождение малоразмерных летательных аппаратов практически невозможно. Для устранения указанного недостатка требуется развертывание сверхплотной сети радиолокационных станций, создающих угрозу для здоровья людей и негативно влияющих на условия функционирования информационных систем и устройств связи.The unauthorized flight control system, known from patent RU 2228543, has the disadvantages of location systems that provide protection from air objects listed above. The main of these shortcomings is the complexity of location-based control of air transport at low altitudes over urban buildings due to shadow zones in which the detection and tracking of small-sized aircraft is almost impossible. To eliminate this drawback, it is necessary to deploy a superdense network of radar stations that pose a threat to human health and adversely affect the operating conditions of information systems and communication devices.
Кроме того, известная из RU 2228543 система обладает излишней сложностью: определение текущих координат и параметров движения летательного аппарата проводят радиолокационными средствами наземных пунктов, собственными средствами летательного аппарата, средствами космического и воздушного наблюдения.In addition, the system known from RU 2228543 has unnecessary complexity: the determination of the current coordinates and parameters of the aircraft’s movement is carried out by radar means of ground stations, the aircraft’s own means, and space and airborne surveillance devices.
Усложняет систему и необходимость выбора в критической ситуации нужного сценария действий из большого числа возможных вариантов реконфигураций бортовых систем и бортовой аппаратуры, психологического воздействия на террористов. Кроме того, реализация любого и сценариев - затруднение пилотирования, исключение возможности прицельного наведения на выбранный объект, создание психологического дискомфорта - может привести не к отказу от совершения теракта, а спровоцировать теракт в отношении незапланированной цели или аварийную ситуацию, что в городских условиях равно сопряжено с существенными людскими и материальными потерями. К тому же, возникновение аварийной ситуации может вызвать сочетание принудительных факторов, затрудняющих пилотирование летательного аппарата, с погодными возмущениями.Complicates the system and the need to select in a critical situation the desired scenario of action from a large number of possible options for reconfiguration of on-board systems and on-board equipment, psychological impact on terrorists. In addition, the implementation of any of the scenarios - the difficulty of piloting, the exclusion of the possibility of aimed aiming at the selected object, the creation of psychological discomfort - can lead not to refusal to commit a terrorist attack, but to provoke a terrorist attack in relation to an unplanned target or an emergency situation that in urban conditions is equally fraught with significant human and material losses. In addition, the occurrence of an emergency can cause a combination of coercive factors that impede the piloting of the aircraft, with weather disturbances.
Предлагаемое техническое решение позволит устранить перечисленные недостатки описанной выше системы-аналога и обеспечитThe proposed solution will eliminate the above disadvantages of the above-described analog system and will provide
реализацию режима автоматического контроля параметров полета в реальном масштабе времени;the implementation of automatic control of flight parameters in real time;
автоматическое отключение режима ручного управления летательным аппаратом и переход на режим беспилотного управления полетом в момент критического отклонения параметров полета от заданных значений или срабатывания датчиков несанкционированного доступа к средствам управления летательным аппаратом;automatic shutdown of the manual control mode of the aircraft and the transition to unmanned flight control at the time of critical deviation of the flight parameters from the set values or triggering of sensors of unauthorized access to aircraft controls;
реализацию режима беспилотного управления полетом и удержания летательного аппарата в пределах области допустимых значений аэронавигационных данных на маршруте от точки критического отклонения параметров полета от заданных значений до пункта принудительной посадки;the implementation of the regime of unmanned flight control and holding the aircraft within the range of permissible values of aeronautical data on the route from the point of critical deviation of the flight parameters from the set values to the point of forced landing;
принудительную посадку летательного аппарата в автоматическом беспилотном режиме в одном из специально оборудованных пунктов;forced landing of the aircraft in automatic unmanned mode in one of the specially equipped points;
информационное обеспечение комплексов предупреждения террористических актов данными о параметрах полета и обстановке на борту в реальном масштабе времени.information support of terrorist acts warning systems with data on flight parameters and on-board situation in real time.
В результате предложенное техническое решение позволитAs a result, the proposed technical solution will allow
обеспечить безопасность летательных аппаратов и городских объектов при выполнении санкционированных маршрутов;ensure the safety of aircraft and urban facilities when performing authorized routes;
предотвратить террористические акты с использованием летательных аппаратов малой авиации в отношении критически важных объектов;prevent terrorist attacks using small aircraft in relation to critical facilities;
снизить и исключить вероятность человеческих жертв и материальных потерь при предотвращении террористических актов с использованием летательных аппаратов в воздушном пространстве крупных городов;reduce and eliminate the likelihood of human casualties and material losses in the prevention of terrorist attacks using aircraft in the airspace of large cities;
исключить дополнительное вредное воздействие на окружающую среду и население технических средств, обеспечивающих безопасность санкционированных полетов и предотвращение терактов с использованием средств малой авиации.to exclude additional harmful effects on the environment and the population of technical means ensuring the safety of authorized flights and the prevention of terrorist attacks using small aircraft.
Технический результат, ожидаемый от использования предложенного решения, будет достигнут при создании системы контроля и предотвращения несанкционированных полетов летательных аппаратов малой авиации в воздушном пространстве крупных городов и критически важных объектов.The technical result expected from the use of the proposed solution will be achieved by creating a system for monitoring and preventing unauthorized flights of small aircraft in the airspace of large cities and critical facilities.
Система основана на совместном использовании существующих глобальных спутниковых навигационных систем в дифференциальном режиме для реализации - в случае возникновении на борту нештатной ситуации - беспилотного полета и принудительной посадки летательного аппарата в пределах области допустимых значений аэронавигационных данных и представляет собой автоматизированный комплекс предупреждения террористических актов в отношении критически важных объектов.The system is based on the joint use of existing global satellite navigation systems in differential mode for the implementation of - in the event of an abnormal situation on board - an unmanned flight and forced landing of an aircraft within the range of acceptable values of aeronautical data and is an automated complex for the prevention of terrorist acts in relation to critical objects.
Система контроля и предотвращения несанкционированных полетов летательных аппаратов малой авиации в воздушном пространстве крупных городов и критически важных объектов включает комплексы средств бортового навигационно-информационного оборудования летательного аппарата, комплекс наземных технических средств, а также орбитальные группировки космических аппаратов существующих глобальных спутниковых навигационных систем (в любой комбинации), которые входят в систему функционально.The system for monitoring and preventing unauthorized flights of small aircraft in the airspace of large cities and mission-critical objects includes a set of on-board navigation and information equipment for the aircraft, a complex of ground-based technical equipment, as well as orbital constellations of spacecraft of the existing global satellite navigation systems (in any combination ) that enter the system functionally.
Средства бортового навигационно-информационного оборудования включают бортовую навигационную аппаратуру, бортовую базу аэронавигационных данных, бортовые средства текущего контроля параметров полета, блок обработки и выдачи информации о контролируемых параметрах полета.Means of airborne navigation and information equipment include airborne navigation equipment, airborne database of aeronautical data, airborne means for monitoring flight parameters, a processing unit and the issuance of information about controlled flight parameters.
Наземные технические средства включают средства формирования и актуализации бортовой базы аэронавигационных данных, средства оперативного диспетчерского контроля параметров полета и выработки команд управления, а также средства связи с летательным аппаратом.Ground-based technical means include means of forming and updating the on-board database of aeronautical data, means of operational dispatch control of flight parameters and development of control commands, as well as means of communication with the aircraft.
Средства бортового навигационно-информационного оборудования дополнительно включают модуль приема дифференциальных поправок и данных о целостности навигационных (дифференциальных сообщений), вырабатываемых локальной дифференциальной подсистемой, а также систему блокировки ручного управления и систему беспилотного управления полетом и посадкой, которые автоматически приводятся в действие в момент критического отклонения параметров полета от заданных значений или срабатывания датчиков несанкционированного доступа к средствам управления летательным аппаратом.Means of on-board navigation and information equipment additionally include a module for receiving differential corrections and data on the integrity of navigation (differential messages) generated by the local differential subsystem, as well as a manual control blocking system and an unmanned flight and landing control system that are automatically activated at the time of a critical deviation flight parameters from setpoints or triggering sensors of unauthorized access to funds at a systematic way the aircraft.
Бортовая навигационная аппаратура обеспечивает автоматическое местоопределение (позиционирование) летательного аппарата в режиме совместного использования сигналов существующих глобальных спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС/GPS (а затем и Галилео, Бейдоу - в любой комбинации) с учетом дифференциальных сообщений для повышения точности и надежности местоопределения.On-board navigation equipment provides automatic positioning (positioning) of the aircraft in the mode of sharing signals from existing GLONASS / GPS global navigation systems (and then Galileo, Beidou - in any combination), taking into account differential messages to increase the accuracy and reliability of positioning.
Наземные технические средства дополнительно включают средства формирования локальной дифференциальной подсистемы спутниковых навигационных систем (например, ГЛОНАСС/GPS), образующие зону высокоточного позиционирования по сигналам спутниковых систем, полностью охватывающую контролируемое системой пространство полетов.Ground-based technical equipment additionally includes means for forming a local differential subsystem of satellite navigation systems (for example, GLONASS / GPS), which form a zone of high-precision positioning based on satellite system signals that completely covers the flight-controlled system.
Предложенное техническое решение поясняется чертежом, на котором приведена структурная схема предложенной системы контроля и предотвращения несанкционированных полетов летательных аппаратов малой авиации в воздушном пространстве крупных городов и критически важных объектов.The proposed technical solution is illustrated by the drawing, which shows the structural diagram of the proposed system for monitoring and preventing unauthorized flights of small aircraft in the airspace of large cities and critical facilities.
Система основана на совместном использовании существующих глобальных спутниковых навигационных систем в дифференциальном режиме для реализации - в случае возникновения на борту нештатной ситуации - беспилотного полета и принудительной посадки летательного аппарата в пределах области допустимых значений аэронавигационных данных и представляет собой автоматизированный комплекс предупреждения террористических актов в отношении критически важных объектов, включающий бортовое навигационно-информационное оборудование 1, наземный сегмент 2 и космический сегмент 3.The system is based on the joint use of existing global satellite navigation systems in differential mode for the implementation of - in the event of an abnormal situation on board - an unmanned flight and forced landing of an aircraft within the range of acceptable values of aeronautical data and is an automated complex for the prevention of terrorist acts in relation to critical objects, including on-board navigation and information equipment 1, ground cop 2 and 3 the space segment.
Бортовое навигационно-информационное оборудование 1 размещается на каждом из летательных аппаратов малой авиации, использование которых разрешено в подконтрольном пространстве, и включает в себя бортовую навигационную аппаратуру глобальной навигационной спутниковой системы 4, модуль приема дифференциальных сообщений 5, бортовую базу аэронавигационных данных 6, средства текущего контроля 7, блок обработки и выдачи информации 8, систему блокировки ручного управления 9, систему автоматического (беспилотного) управления полетом 10, аппаратуру радиосвязи 11.On-board navigation and information equipment 1 is located on each of the aircraft of small aviation, the use of which is permitted in the controlled space, and includes on-board navigation equipment of the global navigation satellite system 4, a differential messages receiving module 5, an on-board aeronautical data base 6, current monitoring tools 7, information processing and output unit 8, manual control locking system 9, automatic (unmanned) flight control system 10, apparatus Ura Radio 11.
Бортовая навигационная аппаратура 4 включает всенаправленную в верхней полусфере навигационную антенну, совмещенный навигационный приемник и вычислитель, обеспечивающий расчет координат местоположения летательного аппарата в режиме совместного использования сигналов существующих спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS (а затем и систем Галилео, Бейдоу - в любом сочетании) с учетом дифференциальных поправок и данных о целостности навигационных систем, поступающих с модуля приема дифференциальных сообщений 5.On-board navigation equipment 4 includes an omnidirectional navigation antenna in the upper hemisphere, a combined navigation receiver and a computer, which provides the calculation of the coordinates of the location of the aircraft in the mode of sharing signals from existing GLONASS / GPS satellite systems (and then Galileo, Beidou systems - in any combination), taking into account differential corrections and integrity data of navigation systems coming from the differential message receiving module 5.
Модуль приема дифференциальных сообщений 5 обеспечивает прием из эфира и выдачу на вычислитель бортовой навигационной аппаратуры 4 дифференциальных сообщений, вырабатываемых и транслируемых в эфир средствами локальной дифференциальной подсистемы ГЛОНАСС/GPS (а затем и систем Галилео, Бейдоу - в любом сочетании).The differential message receiving module 5 provides reception from the air and the issuance of 4 differential messages generated by the GLONASS / GPS local differential subsystem (and then the Galileo, Beidou systems in any combination) from the air and to the on-board navigation computer calculator.
Бортовая база аэронавигационных данных 6 включает координаты границ разрешенных для полета зон подконтрольного пространства, координаты санкционированных маршрутов, координаты точек принудительной посадки в критической ситуации и другую необходимую для автоматизации управления полетом координатную информацию (точки облета, штатной и принудительной посадки и т.п.), а также средства защиты от несанкционированного изменения хранимых данных.The airborne database of aeronautical data 6 includes the coordinates of the boundaries of the zones of controlled space permitted for flight, the coordinates of authorized routes, the coordinates of emergency landing points in a critical situation, and other coordinate information necessary for automation of flight control (flight points, regular and forced landing, etc.), as well as protection against unauthorized changes to stored data.
Средства текущего контроля 7 включают средства текущего контроля параметров технического состояния летательного аппарата, средства текущего контроля параметров психофизического состояния членов экипажа, датчики несанкционированного доступа к средствам управления летательным аппаратом и т.д.Means of current control 7 include means for monitoring parameters of the technical condition of the aircraft, means for monitoring parameters of the psychophysical state of crew members, sensors of unauthorized access to controls of the aircraft, etc.
Блок обработки и выдачи информации 8 включает базу детерминированных норм и значений контролируемых параметров технического состояния летательного аппарата, психофизического состояния членов экипажа, состояния датчиков контроля несанкционированного доступа к средствам управления летательного аппарата; аппаратно-программные средства сравнения текущих значений контролируемых параметров с заданными нормами и значениями и вычисления параметров для управления полетом; устройства индикации и сигнализации для обеспечения ручного управления.The unit for processing and issuing information 8 includes a database of determinate norms and values of controlled parameters of the technical condition of the aircraft, the psychophysical state of crew members, the state of sensors for monitoring unauthorized access to aircraft controls; hardware and software for comparing current values of monitored parameters with given norms and values and calculating parameters for flight control; indicating and signaling devices for manual control.
Система блокировки ручного управления 9 содержит средства выработки сигналов автоматического управления устройствами, блокирующими (отключающими) исполнительные механизмы ручного управления.The manual control lock system 9 contains means for generating automatic control signals for devices that block (disable) manual actuators.
Система автоматического беспилотного управления полетом 10 включает средства выработки сигналов автоматического управления полетом и посадкой.The automatic unmanned flight control system 10 includes means for generating automatic flight and landing control signals.
Аппаратура радиосвязи 11 включает средства радиосвязи с наземным пунктом диспетчерского управления полетом.Radio communications equipment 11 includes radio communications with a ground control flight control station.
Наземный сегмент 2 системы включает средства формирования зоны высокоточного позиционирования 12 по сигналам существующих спутниковых навигационных систем, средства формирования и актуализации базы аэронавигационных данных 13, средства оперативного диспетчерского управления полетами 14.The ground segment 2 of the system includes means for forming a zone of high-precision positioning 12 based on signals from existing satellite navigation systems, means for generating and updating the database of aeronautical data 13, and means for operational dispatch control of flights 14.
Средства 12 включают средства, формирующие локальную дифференциальную подсистему (например, ГЛОНАСС/GPS): аппаратно-программные средства выработки дифференциальных сообщений (поправок и данных о целостности) по сигналам ГЛОНАСС/GPS, а также радиопередающие средства, которые обеспечивают доставку дифференциальных сообщений на борт летальных аппаратов и формируют зону высокоточного позиционирования по сигналам спутниковых навигационных систем, полностью охватывающую контролируемое системой пространство полетов.Tools 12 include tools that form a local differential subsystem (for example, GLONASS / GPS): hardware and software for generating differential messages (corrections and integrity data) using GLONASS / GPS signals, as well as radio transmitting means that provide delivery of differential messages on board lethal devices and form a zone of high-precision positioning according to the signals of satellite navigation systems, fully covering the flight-controlled space of the system.
Средства 13 включают средства формирования и актуализации базы аэронавигационных данных 6 для бортового информационно-навигационного оборудования 1, а также для системы оперативного диспетчерского управления полетами 14.Means 13 include means for the formation and updating of the aeronautical data base 6 for on-board information and navigation equipment 1, as well as for the operational dispatch control system for flights 14.
Средства 14 включают средства радиосвязи с бортом, средства отображения результатов контроля бортовой телеметрии, базу аэронавигационных данных, базу детерминированных норм и значений контролируемых на борту параметров, аппаратно-программные средства выработки команд управления для подконтрольных летательных аппаратов.Means 14 include means of radio communication with the aircraft, means for displaying the results of monitoring onboard telemetry, a database of aeronautical data, a database of deterministic norms and values of parameters monitored on board, hardware and software for generating control commands for controlled aircraft.
Космический сегмент 3 включает группировки космических аппаратов существующих глобальных спутниковых навигационных систем и входит в предлагаемую систему функционально.Space segment 3 includes a grouping of spacecraft of the existing global satellite navigation systems and is included in the proposed system functionally.
Система осуществляет контроль летательных аппаратов, выполняющих полет в пространстве городов, пригородной территории и/или критически важных объектов (воздушное пространство над атомными электростанциями, гидроэлектростанциями, предприятиями химической промышленности, крупными транспортными узлами и т.п., в общем случае под воздушным пространством критически важных объектов будет подразумеваться воздушное пространство над объектами инфраструктуры, средств жизнедеятельности, реализация угроз, в отношении которых приводит к гибели десятков тысяч и увечью сотен тысяч людей, прямым и косвенным ущербам для национальной экономики в размере до нескольких процентов внутреннего валового продукта (от 3 до 5-6% с учетом вторичного ущерба), загрязнению огромных территорий). При полете летательного аппарата в подконтрольном пространстве, находящемся в зоне действия (устойчивого приема сигналов) локальной дифференциальной подсистемы ГЛОНАСС/GPS 12, средства 12 принимают навигационные сигналы не менее четырех космических аппаратов сегмента 3, на основе которых вырабатывают и транслируют в эфир дифференциальные сообщения, включающие дифференциальные поправки и данные о целостности, которые принимает модуль 5 и транслирует на вычислитель бортовой навигационной аппаратуры 4, а бортовая навигационная аппаратура 4, принимая сигналы не менее четырех космических аппаратов сегмента 3 и дифференциальные сообщения от средств 12, обеспечивает автоматическое, в реальном масштабе времени, высокоточное позиционирование (определение координат местоположения) летательного аппарата. При этом дифференциальный режим обеспечивает высокую точность позиционирования, а режим совместного использования сигналов существующих глобальных спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС/GPS (а затем и систем Галилео, Бейдоу) для позиционирования объекта и выработки дифференциальных сообщений обеспечивает повышение надежности (доступности, непрерывности, целостности) и повышение точности навигационных определений.The system monitors the aircraft flying in the space of cities, suburban areas and / or critical objects (airspace over nuclear power plants, hydroelectric power stations, chemical enterprises, large transport hubs, etc., in general, under the airspace of critical facilities will be meant airspace over infrastructure facilities, livelihoods, the implementation of threats in respect of which leads to death and tens of thousands and injuries to hundreds of thousands of people, direct and indirect damage to the national economy in the amount of up to several percent of the gross domestic product (from 3 to 5-6%, taking into account secondary damage), pollution of vast territories). When the aircraft is flying in a controlled space located in the coverage area (stable reception of signals) of the GLONASS / GPS 12 local differential subsystem, means 12 receive navigation signals from at least four spacecraft of segment 3, based on which differential messages are generated and broadcast, including differential corrections and integrity data, which are received by module 5 and broadcast to the on-board navigation equipment calculator 4, and the on-board navigation equipment 4 By receiving signals from at least four spacecraft of segment 3 and differential messages from means 12, it provides automatic, real-time, high-precision positioning (determination of location coordinates) of the aircraft. In this case, the differential mode provides high positioning accuracy, and the mode of sharing signals from existing global GLONASS / GPS satellite navigation systems (and then Galileo, Beidou systems) for positioning the object and generating differential messages provides increased reliability (availability, continuity, integrity) and increased accuracy of navigation definitions.
Информация о текущих координатах летательного аппарата от бортовой навигационной аппаратуры 4, а также о текущих параметрах технического состояния летательного аппарата, психофизическом состоянии членов экипажа и состоянии датчиков несанкционированного доступа к средствам управления летательным аппаратом от средств текущего контроля 7 непрерывно поступает на блок 8, аппаратно-программные средства которого обеспечивают сравнение текущих значений контролируемых параметров с заданными в бортовой базе аэронавигационных данных 6 и в базе детерминированных норм и значений, а также трансляцию результатов сравнения на устройства индикации и сигнализации для обеспечения ручного управления, и на аппаратуру радиосвязи 11 с наземным пунктом диспетчерского управления полетом, где требуемая информация отображается на диспетчерских табло, используется для выработки команд управления и т.п.Information on the current coordinates of the aircraft from the on-board navigation equipment 4, as well as on the current parameters of the technical condition of the aircraft, the psychophysical state of the crew members and the state of the sensors of unauthorized access to the aircraft control means from the current monitoring means 7, is continuously transmitted to block 8, hardware and software the means of which provide a comparison of the current values of the monitored parameters with those specified in the airborne database of aeronautical data 6 and in b Using deterministic norms and values, as well as broadcasting the comparison results to indicating and signaling devices for manual control, and to radio communication equipment 11 with a ground control flight control station, where the required information is displayed on control panels, it is used to generate control commands, etc. .
Кроме этого, в момент критического отклонения контролируемых параметров от заданных значений, например отклонения текущих координат полета от координат санкционированного маршрута, блок 8 автоматически обеспечивает выдачу команды на включение системы блокировки ручного управления 9, включение системы автоматического управления полетом 10, а также вычисление и выдачу на систему автоматического управления полетом 10 параметров для управления, обеспечивающих беспилотный полет и принудительную посадку летательного аппарата в пределах области допустимых значений аэронавигационных данных в одном из заранее определенных и специально оборудованных пунктов.In addition, at the time of critical deviation of the controlled parameters from the set values, for example, the deviation of the current flight coordinates from the coordinates of the authorized route, block 8 automatically provides a command to turn on the manual control lock system 9, turn on the automatic flight control system 10, and also calculate and issue automatic flight control system 10 parameters for control, providing unmanned flight and forced landing of the aircraft within about domain of valid values aeronautical data in a predetermined and specially equipped items.
Для управления предлагаемой системой и обеспечения ее бесперебойного функционирования предназначены средства 13 и 14, входящие в наземный сегмент 2. Средства 13 обеспечивают формирование и актуализацию бортовой базы аэронавигационных данных 6 и базы аэронавигационных данных для оперативного диспетчерского управления полетами 14. Средства 14 оперативного диспетчерского контроля и выработки команд управления обеспечивают оперативный диспетчерский контроль параметров полета и выработку команд управления, которые транслируются средствами радиосвязи на бортовое информационно-навигационное оборудование 1 и в центр управления воздушным движением.To control the proposed system and ensure its smooth operation, means 13 and 14 are included, which are included in the ground segment 2. Tools 13 provide the formation and updating of the airborne database of aeronautical data 6 and the database of aeronautical data for operational dispatch control of flights 14. Means 14 of operational dispatch control and development control commands provide operational dispatch control of flight parameters and the development of control commands, which are broadcast by means radio on-board information and navigation equipment 1 and the air traffic control center.
Таким образом, использование предложенного технического решения позволит:Thus, the use of the proposed technical solution will allow:
обеспечить безопасность летательных аппаратов и городских объектов при выполнении санкционированных маршрутов;ensure the safety of aircraft and urban facilities when performing authorized routes;
предотвратить террористические акты с использованием летательных аппаратов малой авиации в отношении критически важных объектов;prevent terrorist attacks using small aircraft in relation to critical facilities;
исключить вероятность человеческих жертв и материальных потерь при предотвращении террористических актов с использованием летательных аппаратов в воздушном пространстве крупных городов;eliminate the likelihood of human casualties and material losses in the prevention of terrorist attacks using aircraft in the airspace of large cities;
исключить дополнительное вредное воздействие на окружающую среду и население технических средств, обеспечивающих безопасность полетов и предотвращение терактов с использованием средств малой авиации.to exclude additional harmful effects on the environment and the population of technical means ensuring flight safety and the prevention of terrorist attacks using small aircraft.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007127275/28A RU2343530C1 (en) | 2007-07-17 | 2007-07-17 | System for control and prevention of unauthorised flights of small aircrafts in airspace of major cities and crucial objects |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007127275/28A RU2343530C1 (en) | 2007-07-17 | 2007-07-17 | System for control and prevention of unauthorised flights of small aircrafts in airspace of major cities and crucial objects |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2343530C1 true RU2343530C1 (en) | 2009-01-10 |
Family
ID=40374329
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007127275/28A RU2343530C1 (en) | 2007-07-17 | 2007-07-17 | System for control and prevention of unauthorised flights of small aircrafts in airspace of major cities and crucial objects |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2343530C1 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2445579C2 (en) * | 2010-06-11 | 2012-03-20 | Открытое акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" | Method of changing flight mode of aircraft in forbidden zone |
RU2446481C2 (en) * | 2010-05-12 | 2012-03-27 | Вячеслав Адамович Заренков | Method of preventing unauthorised use of aircraft |
RU2588105C2 (en) * | 2014-10-24 | 2016-06-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Конверсия" | Radar method of determining flight altitude of aircraft |
WO2017091575A1 (en) * | 2015-11-24 | 2017-06-01 | Drone Go Home, LLC | Drone defense system |
RU2634470C2 (en) * | 2013-03-19 | 2017-10-30 | Зе Боинг Компани | Method of piloting unmanned flying apparatus |
CN113819838A (en) * | 2021-09-09 | 2021-12-21 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | Surface deformation emergency monitoring and early warning method based on unmanned aerial vehicle ad hoc network |
-
2007
- 2007-07-17 RU RU2007127275/28A patent/RU2343530C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Боднер В.А. Приборы первичной информации. - М.: Машиностроение, 1981, с.141. Тарасов В.Г. Межсамолетная навигация. М.: Машиностроение, 1983, с.221. * |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2446481C2 (en) * | 2010-05-12 | 2012-03-27 | Вячеслав Адамович Заренков | Method of preventing unauthorised use of aircraft |
RU2445579C2 (en) * | 2010-06-11 | 2012-03-20 | Открытое акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" | Method of changing flight mode of aircraft in forbidden zone |
RU2634470C2 (en) * | 2013-03-19 | 2017-10-30 | Зе Боинг Компани | Method of piloting unmanned flying apparatus |
RU2588105C2 (en) * | 2014-10-24 | 2016-06-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Конверсия" | Radar method of determining flight altitude of aircraft |
WO2017091575A1 (en) * | 2015-11-24 | 2017-06-01 | Drone Go Home, LLC | Drone defense system |
US10339818B2 (en) | 2015-11-24 | 2019-07-02 | Drone Go Home, LLC | Drone defense system |
US11074822B2 (en) | 2015-11-24 | 2021-07-27 | Drone Go Home, LLC | Drone defense system |
CN113819838A (en) * | 2021-09-09 | 2021-12-21 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | Surface deformation emergency monitoring and early warning method based on unmanned aerial vehicle ad hoc network |
CN113819838B (en) * | 2021-09-09 | 2024-02-06 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | Ground surface deformation emergency monitoring and early warning method based on unmanned aerial vehicle ad hoc network |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2018317851B2 (en) | An unmanned aerial vehicle system for inspecting railroad assets | |
Belcastro et al. | Hazards identification and analysis for unmanned aircraft system operations | |
RU2318243C2 (en) | System with aviation electronics device and ground-based station for controlling an aircraft which deviated from its route, and for emergency communication | |
CN103680215B (en) | Low-altitude aviation service station | |
Dill et al. | SAFEGUARD: An assured safety net technology for UAS | |
US20100315281A1 (en) | Airspace risk mitigation system | |
RU2343530C1 (en) | System for control and prevention of unauthorised flights of small aircrafts in airspace of major cities and crucial objects | |
US20180017967A1 (en) | High Performance System with Explicit Incorporation of ATC Regulations to Generate Contingency Plans for UAVs with Lost Communication | |
RU100836U1 (en) | COMPLEX OF CONTROL AND CONTROL FOR SELF-DRIVING ON LOCAL AIRLINES ON THE BASIS OF MODERN TECHNOLOGIES | |
Spriesterbach et al. | Unmanned aircraft system airspace integration in the national airspace using a ground-based sense and avoid system | |
Ramalingam et al. | Integration of unmanned aircraft system (UAS) in non-segregated airspace: A complex system of systems problem | |
Ramasamy et al. | A unified approach to separation assurance and collision avoidance for uas operations and traffic management | |
RU2662611C1 (en) | Unmanned aircraft automated control in the public airspace operation method to provide the safe flight with the flight traffic unauthorized change cases identification | |
Neogi et al. | A risk based assessment of a small UAS cargo delivery operation in proximity to urban areas | |
Ali et al. | An assessment of frameworks for heterogeneous aircraft operations in low-altitude airspace | |
RU2710983C1 (en) | Method of multi-position observation, control and management over flights of manned and unmanned aerial systems in common air space | |
Kwan et al. | Enhancing safety of UAVs in national airspace | |
Coldsnow et al. | Safety Case for Small Uncrewed Aircraft Systems (sUAS) Beyond Visual Line of Sight (BVLOS) Operations at NASA Langley Research Center | |
Pullen et al. | Guidance, navigation, and separation assurance for local-area UAV networks: Putting the pieces together | |
Zoldi et al. | Opening the aperture: Regulatory changes for safe autonomous flight in the US national airspace | |
Stańczyk et al. | Selected aspects of modeling the movement of aircraft in the vicinity of the airport with regard to emergency situations | |
Marik et al. | Modern military ATM systems and their optimalization in integrated civil and military ATC | |
Raja et al. | A Market Study of Drone Management for Handling Emergency Response at Airports In India | |
Popenko | The method of reducing the risk of dangerous approaches of aircraft in the air | |
Sherry et al. | Method for Analysis of Drone Operations and Incursion Risk at Airports |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130718 |