Спосіб забезпечення безпеки польотів літальних апаратів та пристрій для його здійснення

1. Способ обеспечения безопасности полетов летательных аппаратов (ЛА), содержащий актуализацию наземной базы данных о местности, описывающей по меньшей мере значительную часть поверхности земного шара, включающую этапы занесения информации, извлекаемой из наземного файла и содержащего данные о по меньшей мере значительной части поверхности земного шара, в массовую память в виде структуры базы данных, построения в массовой памяти по крайней мере одного индекса для быстрого доступа к группам смежных ячеек, содержащихся в указанной базе данных, в соответствии с адресацией по горизонтальным координатам, приема информации о двух горизонтальных составляющих положения летательного аппарата, о вертикальном измерении, а также о векторах скорости и ускорения летательного аппарата и записи ее в массовую память, извлечения из наземного файла данных о по меньшей мере значительной части поверхности земного шара в бортовую быстродействующую рабочую память, загрузки в быстродействующую рабочую память хранения временной локальной карты, определяющей огибающую абсолютной высоты местности в зоне осуществления полетов летательного аппарата в соответствии с указанными двумя горизонтальными составляющими, оценки множества точек предсказываемой траектории летательного аппарата в соответствии с положением, векторами скорости и ускорения летательного аппарата, этап проверки достоверности путем сравнения в каждой предсказываемой точке контура области безопасности вокруг летательного аппарата и указанной огибающей высоты в соответствующей части указанной локальной карты и подачи сигнала тревоги, если отношение между областью безопасности соответствует предварительно установленному условию, отличающийся тем, что базу данных актуализируют в ряде ячеек по меньшей мере одного уровня в виде структурированного упакованного разбиения так, что каждую ячейку ассоциируют по меньшей мере с одним элементом отображения максимальной высоты внутри ячейки, двумя горизонтальными координатами и по меньшей мере с одним индексом быстрого доступа на базе указанных горизонтальных координат к группам смежных ячеек, которые содержатся в указанной базе данных, при обработке информации предупреждения столкновений упакованные данные распаковывают по заданному алгоритму, а в качестве исходных данных оценки предсказываемой траектории и сравнения в каждой предсказываемой точке контура области безопасности вокруг летательного аппарата и огибающей высоты в соответствующей части локальной карты используют реальные данные высоты летательного аппарата.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что этап проверки достоверности осуществляют путем сравнения на реальной траектории летательного аппарата местности, определяемой быстродействующей памятью, с местностью, определяемой бортовыми приборами.

3. Способ по пп.2 или 1, отличающийся тем, что при указанной проверке достоверности запоминают отклонения, а при актуализации наземной базы данных актуализируют также наземный файл на основании по меньшей мере некоторых занесенных в память отклонений.

4. Способ по одному из п.п.1 - 3, отличающийся тем, что по меньшей мере по соседству с зоной местонахождения аэропортов базу данных актуализируют в виде структуры, в которой некоторые базовые ячейки подразделяют на промежуточные ячейки, а некоторые промежуточные ячейки в свою очередь подразделяют на первичные ячейки.

5. Способ по одному из пп.1 - 4, отличающийся тем, что на этапе хранения в массовой памяти ячейки группируют в блоки, каждый из которых ассоциируют с опорным элементом данных по высоте, выраженной абсолютным значением, причем ячейки располагают внутри блока в соответствии с предварительно определенным правилом размещения ячеек внутри блока, указанную максимальную величину хранят в каждой ячейке в виде относительного значения, соотнесенного с соседней ячейкой, причем в быстродействующей памяти указанную максимальную величину преобразуют в абсолютную величину.

6. Способ по одному из пп.1 - 5, отличающийся тем, что проверку достоверности данных о положении, поступающих от радионавигационного прибора, проводят в сравнении с данными, поступающими от бортового инерционного прибора, а затем подтвержденные таким образом данные используют при загрузке в быстродействующую рабочую память временной локальной карты и при оценке предсказываемой траектории летательного аппарата.

7. Способ по одному из пп.1 - 6, отличающийся тем, что на этапе подачи сигнала тревоги, в случае тревоги, подают команду на облет в соответствии с правилом облета местности, присущим для заданного летательного аппарата.

8. Устройство обеспечения безопасности полетов летательных аппаратов, содержащее входной блок приема и распознавания структурных данных о состоянии, содержащих положение летательного аппарата, устройство преобразования в виде электрических сигналов данных о параметрах полета, блок обработки файла местности, подключенный входом к указанному входному блоку и содержащий массовую память для хранения базы данных, описывающих по меньшей мере значительную часть поверхности земного шара, блок обновления базы данных, подключенный выходом к указанной массовой памяти, аппаратные средства управления базой данных, блок распаковки базы данных, к входу которого подключены аппаратные средства управления базой данных, а выход соединен с входом быстродействующей рабочей памяти, инерционный счетчик текущих координат, блок расчетов, подключенный входом к выходу инерционного счетчика текущих координат и содержащий ЭВМ предотвращения столкновений, к входу которой подключено устройство преобразования сигналов данных о параметрах полета, быстродействующую рабочую память, к входу которой подключен указанный блок распаковки базы данных, а выход соединен с указанной ЭВМ предотвращения столкновений, блок определения параметров в случае тревоги, к входу которого подключена указанная ЭВМ предотвращения столкновений, устройство расчета правила предотвращения столкновений, к входу которого подключена указанная ЭВМ предотвращения столкновений, указанная быстродействующая рабочая память, указанный блок определения параметров, блок проверки достоверности полетных данных, подключенный к указанному блоку определения параметров, средства формирования сигнала тревоги при наступлении определенного отношения между областью безопасности и огибающей по высоте, к входу которых подключен указанный блок определения параметров, ЭВМ, подключенную к блоку обработки файла местности, средства обеспечения формирования временной локальной карты и пересылки указанной временной локальной карты в быстродействующую рабочую память в виде фиксированной структуры аппаратного хранения, память хранения временной локальной карты картографического и реального профиля местности, над которой пролетает ЛА, вход которой подключен к выходу быстродействующей рабочей памяти, радионавигационный прибор со своей антенной, блок экстраполяции, вход которого соединен с выходом указанного радионавигационного прибора и входом памяти хранения картографического и реального профиля местности, блок кодирования данных файла местности для отображения на дисплее, подключенный к выходу быстродействующей рабочей памяти и содержащий блок формирования изображения, средства формирования огибающей местности по высоте на базе указанной временной локальной карты в зоне осуществления полета летательного аппарата, подключенные к памяти хранения временной локальной карты, отличающееся тем, что база данных массовой памяти выполнена в виде аппаратного разбиения ее на ряд ячеек по меньшей мере одного уровня так, что каждая ячейка ассоциирована по меньшей мере с одним элементом отображения максимальной высоты внутри ячейки, двумя горизонтальными координатами и по меньшей мере с одним индексом быстрого доступа на базе указанных горизонтальных координат к группам смежных ячеек, которые содержатся в указанной базе данных, структурированный вход данных о состоянии содержит средства распознавания и упаковки в массовой памяти данных о состоянии в виде двух горизонтальных составляющих и высоты, скорости и ускорения летательного аппарата, а также, данных для управления полетом, поступающих из кабины летчика.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что средства проверки достоверности содержат средства сравнения на реальной траектории летательного аппарата местности, определяемой указанной быстродействующей рабочей памятью, с местностью, определяемой бортовыми приборами, средства отображения информации об их соответствии, средства подачи сигнала подтверждения правильности работы средств обработки данных предотвращения столкновений.

10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что средства проверки достоверности содержат память, связанную с выборкой местности, над которой происходит полет, из базы данных, память, отражающую показания бортовых приборов, связанные с местностью, над которой происходит полет, средства для установления по меньшей мере одной величины, которой указанные данные отличаются, и средства для сравнения указанной величины с заданным порогом.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что средства проверки достоверности содержат средства анализа и управления отображением.

12. Устройство по одному из пп.9 - 11, отличающееся тем, что средства проверки достоверности содержат средства для запоминания по меньшей мере некоторых из обнаруженных различий.

13. Устройство по одному из пп.9 - 12, отличающееся тем, что указанные два вида памяти - память для выборки из базы данных и память, отражающая показания бортовых приборов, - расположены на высоте земли, при этом вторая память представляет средство хранения высоты над уровнем моря и истинной высоты.

14. Устройство по одному из пп.8 - 13, отличающееся тем, что указанная сеть ячеек включает, кроме базовых ячеек, промежуточные ячейки, на которые подразделены некоторые базовые ячейки, и первичные ячейки, на которые в свою очередь подразделены некоторые промежуточные ячейки, при этом указанные промежуточные ячейки и первичные ячейки расположены по меньшей мере по соседству с зоной местонахождения аэропортов.

15. Устройство по одному из пунктов 8 - 14, отличающееся тем, что ячейки сгруппированы в блоки, каждый из которых ассоциирован с опорным элементом данных по высоте, выраженной абсолютным значением, причем ячейки размещены внутри блока в соответствии с предварительно определенным правилом размещения ячеек внутри блока, указанная максимальная величина размещена в каждой ячейке в виде относительного значения по отношению к соседней ячейке, причем в быстродействующей рабочей памяти указанная максимальная величина размещена как абсолютная.

16. Устройство по п.15, отличающееся тем, что каждый указанный блок содержит средство обеспечения проверки связности данных по высоте в виде перекрытия, состоящего по меньшей мере из одной базовой ячейки по обе смежные стороны с соседними блоками.

17. Устройство по одному из пунктов 8 - 16, отличающееся тем, что средства сравнения данных о положении от радионавигационного прибора с данными от бортового инерционного прибора и проверки на достоверность указанных данных содержат средства предсказания траектории летательного аппарата и адресации быстродействующей рабочей памяти на основе подтвержденных таким образом данных.

18. Устройство по одному из пунктов 8 - 17, отличающееся тем, что оно содержит средство определения предельной безопасной дистанции по высоте и средство определения условия, когда вертикальное расстояние между областью безопасности и указанной огибающей высоты меньше указанной предельной безопасной дистанции.

19. Устройство по одному из пунктов 8 - 18, отличающееся тем, что средства обработки данных предотвращения опасности столкновений в свою очередь содержат средства оценки опасности столкновения на среднесрочную перспективу в соответствии с предварительно установленным условием и средства подачи предварительного сигнала тревоги при возникновении указанной опасности.

20. Устройство по одному из пунктов 8 - 19, отличающееся тем, что оно содержит средства, способные при возникновении тревоги изменить желаемый порядок управления в зависимости от правила облета местности, присущего летательному аппарату.

21. Устройство по п.20, отличающееся тем, что указанные средства изменения порядка управления содержат средства определения и оценки углов пространственного положения летательного аппарата, в том числе средства оценки, летит ли летательный аппарат по прямой или на вираже.

22. Устройство по п.21, отличающееся тем, что указанные средства определения и оценки углов пространственного положения содержат средства построения углов пространственного положения от инерционного счетчика текущих координат.

23. Устройство по одному из пунктов 8 - 22, отличающееся тем, что оно содержит средства кабрирования с квазимаксимальной амплитудой после кратковременного запаздывания, которые в свою очередь содержат средства учета траектории полета.

24. Устройство по пп.23 или 19 отличающееся тем, что оно содержит средство оценки второй траектории полета для кабрирования максимально с такой же амплитудой, как для указанной траектории по п.23, но с более длительным запаздыванием.

25. Устройство по одному из пунктов 8 - 24, отличающееся тем, что средства управления базой данных содержат средства индикации смены ориентира в зонах вокруг полюсов Земли.

26. Устройство по одному из пунктов 8 - 25, отличающееся тем, что оно содержит средства отображения синтезированного изображения местности в соответствии с содержанием быстродействующей памяти.