南乌拉尔国立大学学者创建了将飞机着陆精度提高4倍的程序

南乌拉尔国立大学学者研发并为一款用于在局部地区优化部署伪卫星的程序申请了专利。该程序考虑地形和着陆轨迹,可将飞行器高度测定精度比普通卫星系统提高四倍。该研发成果可用于民用航空、偏远和北方机场,以及可重复使用火箭的着陆。

伪卫星是地面装置,作为飞行器导航信号的补充来源运行。与真正的卫星不同,它们不在太空中飞行,而是布置在机场区域的地面或塔架上。其任务是提高导航的精度和可靠性,尤其是在下降和着陆阶段,此时高度测定误差最为关键。

导航系统面临的主要问题是所谓的几何因子。这是一个系数,反映卫星、伪卫星和飞行器相互位置对测量精度的影响程度。它越高,误差越大。导航系统的垂直分量——飞行器高度的测定——尤其受影响。

南乌拉尔国立大学航空航天系的研发人员提出了独特解决方案。他们研发并为俄罗斯首个考虑两个关键参数的程序申请了专利:地形和着陆轨迹。只需向其加载半径25公里区域内的高程数据(可从专业地理信息系统中获取)和飞机典型下降轨迹。系统基于改进的优化算法,将计算出伪卫星最佳安装位置以及使用何种高度的塔架以进一步提高精度。程序会以用于后续设计的格式保存计算结果。

“我们程序的主要优势是考虑地形和轨迹,”南乌拉尔国立大学无线电电子学与通信系统教研室高级讲师斯坦尼斯拉夫·雷索夫说,“我所知道的类似算法不设限制,可能建议把伪卫星布置在距着陆区数十公里之外,那里它们根本无法工作,或者彼此距离过近。我们的程序会自动在轨迹不同区段设置权重系数,最大程度关注最关键阶段——从300米高度到地面的下降。结果,几何因子垂直分量的系数从2.5降至0.6。平均而言,这将飞行器着陆前高度测定精度提高四倍以上。”

该研发成果可用于民用航空,尤其是在全球导航系统信号可能不稳定的偏远和北方机场。该程序也适合测绘人员寻找建设跑道的优选地段,还适合那些利用未来前景看好的可重复使用运载火箭将货物送入轨道的公司。

 

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