Поляриметричне виявлення градових зон для безпечної навігації повітряних кораблів - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТАвтореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Науковий керівник - доктор технічних наук, професор, лауреат Державної премії України в галузі науки і техніки Яновський Фелікс Йосипович, професор кафедри аеронавігаційних систем Національного авіаційного університету Офіційні опоненти: доктор технічних наук, старший науковий співробітник, Сундучков Костянтин Станіславович, заступник директора з наукової роботи Державного підприємства "Укркосмос" Національного космічного агентства кандидат технічних наук, Колотуша Володимир Петрович, заступник начальника відділу державного підприємства Украерорух. Захист відбудеться "25 "жовтня 2006 р. о 15 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.062.03 при Національному авіаційному університеті за адресою: 03058, м.У звязку з упровадженням нових концепцій управління повітряним рухом (УПР) CNS/ATM і літаководіння "Free Flight" вимоги до функціональних можливостей метеонавігаційних радіолокаційних станцій (МНРЛС) значно підвищуються. При польотах у зонах купчасто-дощових хмар спостерігаються сильна турбулентність, блискавки, інтенсивні опади, град, обледеніння. Суттєво, що градові зони на висотах далеко не завжди приводять до градобоїв на землі через танення градин під час падіння. Наземні метеорологічні радіолокатори також не забезпечують достатньої надійності і оперативності при виявленні ЗГН в районі виконання польотів, в той час, коли вимоги до вірогідності і якості забезпечення метеорологічною інформацією як екіпажів, так і служб УПР істотно зросли у звязку з прийняттям ICAO і поступовим упровадженням нової системи УПР Air Traffic Management (ATM) замість старої системи Air Traffic Control (ATC). В роботі [2] виконаний аналіз експериментів та зіставлення з моделями, [3] - порівняльний аналіз параметричного і непараметричного алгоритмів виявлення ЗГН, [4] - огляд та аналіз адаптивних алгоритмів виявлення ЗГН, [5] - обробка даних дослідження купчасто-дощових хмар двохполяризаційним радіолокатором, [6] - дослідження методу непараметричного виявлення граду на тлі дощу, побудова ЩРІ за допомогою гаусових ядерних функцій і моделювання процедури прийняття рішень, [7] - розробка алгоритму виявлення неоднорідних ділянок у полі хмарності, які асоціюються з небезпечними зонами у районі виконання польотів, [8] - розробка моделей зворотного розсіяння на сукупності крапель і градин, моделювання та аналіз результатів, [9] - аналіз даних дистанційного зондування опадів з градовими зонами, отриманих за допомогою локаторів різних діапазонів в різних регіонах та виділення ІП сигналів для застосування при навігації ПК, [10] - компютерне моделювання розсіяння на сукупності градин в діапазоні МНРЛС, виявлення відмінностей розсіяння на дощі з градом і без граду, [11] - розробка та реалізація моделей звязку сигналів поляриметричного зондування з ЗГН.У першому розділі зроблено огляд, який показав, що град суттєво впливає на безпеку польотів і в умовах реалізації сучасних концепцій літаководіння і УПР існує гостра необхідність дистанційного виявлення ЗГН як наземними засобами в районі аеродрому, так і оперативними засобами з борту літака. Інша відмінність полягає в тому, що розроблені моделі враховують особливості форми, орієнтації і розмірів градин і крапель, а також статистики цих параметрів для граду і дощу, у той час як відомі роботи обмежуються розрахунком ДВ і ЛДВ при різних факторах форми водяних і льодяних сфероїдів. встановлення кількісних відмінностей характерних значень поляризаційних ІП у ситуаціях із градом і без граду, які можуть бути використані в якості апріорної інформації для синтезу алгоритмів локалізації ЗГН. Величини ЛДВ для граду (-20ч-5 ДБ) у середньому перевищують значення, характерні для дощу (-27ч-15 ДБ). Результати експерименту показують навіть більші відмінності в значеннях між обєктами з градом і без граду, ніж результати розрахунків.В умовах реалізації сучасних концепцій літаководіння та управління повітряним рухом CNS/ATM і "Free Flight" виникає гостра потреба дистанційного виявлення зон градової небезпеки як наземними засобами, так і оперативними радіолокаційними засобами з борту літака. Аналіз фізичних і статистичних характеристик градин і градових осередків показує, що вони мають ряд характерних особливостей, що виділяють зони градової небезпеки на тлі інших видів атмосферних утворень. Аналіз поляризаційних характеристик радіолокаційних сигналів показав, що найбільш визначальними параметрами, що можуть служити предикторами при виявленні зон градової небезпеки є лінійне деполяризаційне відношення, диференціальна відбиваність і радіолокаційна відбиваність хмари. Розроблені моделі враховують особливості статистики параметрів розсіювачів для граду і дощу і дають можливість адекватного моделювання процесів поляриметричного виявлення зон градової небезпеки.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ