Разработка студента ВятГУ Алексея Лапицкого способна повысить уровень безопасности полетов воздушных судов

Молодым исследователем предложен эффективный метод получения более точной информации о воздушном судне и параметрах его полета.

27.02.2020  269

Основной тенденцией развития авиации в России, как и во всех развитых странах мира, является размещение всё большего количества различного электронного оборудования в летательных аппаратах. С помощью подобной автоматизации можно не только упростить работу пилота, но и повысить уровень безопасности полётов. В решение этой глобальной проблемы внес вклад четверокурсник факультета автоматики и вычислительной техники ВятГУ Алексей Лапицкий. Под руководством доцента кафедры электронных вычислительных машин Василия Мельцова он предложил способ, позволяющий получать максимально полную и достоверную информацию о воздушном судне на основе использования навигационной системы, работающей в режиме MODE-S. Результаты проведенного исследования представлены в статье «Method of Recognition MODE-S Signal Format by the Preamble and Its FPGA Realization» сборника материалов международной конференции ElConRus-2020.

Все летательные аппараты оснащены транспондерами – приемопередающими устройствами, посылающими специальный сигнал в ответ на принятый запрос. Принцип работы большинства транспондеров определяется стандартом MODE-S. С помощью сигналов от транспондера операторы на земле могут распознать тип воздушного судна, определить его принадлежность тому или иному государству, получить сведения об основных параметрах полёта: высоте, скорости, пункте назначения.

Информационной части сигнала предшествует преамбула, служащая для синхронизации приемника и передатчика. Она состоит из четырех импульсов заданной амплитуды (пиков), отстоящих друг от друга на определенном расстоянии. К сожалению, при обработке реального сигнала из эфира возникает несколько факторов, которые могут помешать корректному обнаружению преамбулы. Первый связан с тем, что сама форма сигнала не является строго прямоугольной, а переход из одного значения в другое занимает некоторое время. Таким образом, прямоугольный сигнал принимает форму, больше напоминающую «удлинённый пик». Второй особенностью работы с реальным сигналом является его изменяющаяся амплитуда. Максимальное значение пика может опускаться с 255 до 60, что в некоторых случаях воспринимается устройствами как низкий уровень сигнала. В-третьих, сигнал может быть подвержен временным искажениям. Это отражается на положении пиков преамбулы относительно друг друга. Все эти факторы приводят к тому, что часть преамбул может быть не обнаружена, что, соответственно, приведёт к пропуску информационной части сигнала. Большинство серийно выпускаемых транспондеров, присутствующих на мировом рынке авионики, определяют около 80 % сигналов из реального эфира.

Метод, предложенный Алексеем Лапицким, по сути представляет собой ряд алгоритмов, анализирующих строго заданные фрагменты эфира, равные по длине преамбуле. Эти алгоритмы не только обнаруживают возможные ошибки сигнала, но и способны корректировать искажённые как по амплитуде, так и по длительности импульсов, данные. Эффективность обнаружения сигналов возрастает почти на 9 %.

Удается обнаружить более слабые и искажённые сигналы, не распознаваемые с помощью других методов, что влияет на общее количество обнаруживаемых преамбул сигналов. Более точное и корректное определение преамбулы влечет повышение корректности и достоверности декодирования информационной части сообщения, - пояснил Алексей Лапицкий.

Реализация разработанных алгоритмов с помощью программируемых логических интегральных схем (ПЛИС) позволяет значительно сократить габариты самого приёмопередающего устройства и снизить его стоимость.

Важно отметить, что с помощью предложенного студентом ВятГУ метода воздушную обстановку можно наблюдать не только с земли. Любое воздушное судно способно отправить широковещательный запрос всем летательным аппаратам, в том числе беспилотным, и получить ответный сигнал, содержащий необходимые данные. Эта функция позволяет пилотам владеть полной информацией о находящихся вокруг летательных объектах, их скорости и высоте полёта, что позволяет избежать возможных столкновений, заранее корректируя свой курс.

назад


Читайте также:

22.04.2020    Молодой ученый ВятГУ Михаил Туев – автор серии разработок технических устройств медицинского назначения
Запатентованные полезные модели и изобретения основаны на применении вихревого эффекта Ранка-Хилша и могут быть внедрены в различные области медицины.
21.04.2020    Губернатор Игорь Васильев провел онлайн-встречу со студентами
Глава Кировской области в прямом эфире отвечал на вопросы учащихся кировских вузов.
21.04.2020    Иностранным студентам ВятГУ, проживающим в общежитиях, раздали бесплатные продуктовые наборы
Руководство опорного университета Кировской области решило поддержать иностранных студентов, оказавшихся в сложной ситуации в период борьбы с коронавирусом.
МЫ В СОЦСЕТЯХ


Архив номеров

Свежий номер «Бизнес Новости»

"Рынок очищается"
"Рынок очищается"

Помогло ли стимулирование строительного рынка застройщикам и не приведет ли это к раздуванию "ипотечного пузыря"? Об этом, причинах несогласия с новшествами в саморегулировании отрасли, бюрократических препонах и ценовой конкуренции на торгах рассказал генеральный директор "Маяковской" Дмитрий Сергеев.

  1087

"Коронный" спорт

Ситуация с коронавирусом повлияла на многие сферы. На спорт в том числе. Здесь тоже были (а кое-где и до сих пор есть) карантин, ограничения, корректировка планов и, увы, более серьезные проблемы.

  421

ГенЦифры для Кирова

На неделе в рамках публичных слушаний в мэрии Кирова обсудили проект генплана города-2040.

  351

60 томов мошенничества

Владимиру Быкову, экс-главе города Кирова и бывшему спикеру ОЗС, предъявлено окончательное обвинение.

  621  1

Золото продолжает дорожать

Крупные ювелирные сети предупредили кировчан о повышении цен.

  377


Участники хакатона разработают новую версию "Маркета Tele2"

Tele2 проведет хакатон для разработчиков, UI/UX-дизайнеров и продуктологов – Tele2 Solution Days.

  150

Житель Кирово-Чепецка погасил 100-тысячный долг за отопление, чтобы не лишиться автомобиля

Авто должника обнаружили судебные приставы.

  108

Быстро и удобно: МегаФон запустил услугу "Мобильный ID"

Новое решение позволит сайтам предложить жителям Кировской области удобный способ идентификации по номеру телефона вместо логина и пароля.

  163

Кировская область готова к организации бесплатного горячего питания школьников

Вопрос с подготовкой школьных пищеблоков к 1 сентября находится на контроле регионального правительства.

  109