<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">caht</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Научный вестник МГТУ ГА</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Civil Aviation High Technologies</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">2079-0619</issn><issn pub-type="epub">2542-0119</issn><publisher><publisher-name>Moscow State Technical University of Civil Aviation (MSTU CA)</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">caht-1054</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>Статьи</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>АППРОКСИМАЦИЯ ЗАКОНА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ СОБСТВЕННЫХ ОШИБОК АЗН-В НА ОСНОВЕ КУМУЛЯНТНОГО АНАЛИЗА НЕВЯЗОК ДАННЫХ СИСТЕМЫ АЗН-В-ВОРЛ</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>LAW DISTRIBUTION APPROXIMATION ON EIGENSTATE ERRORS OF ADS-B BASED ON CUMULANT ANALYSIS OF ADS-B-RAD SYSTEM DATA DISPARITY</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Кузнецов</surname><given-names>В. Л.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Kuznetsov</surname><given-names>V. L.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой прикладной математики,</p><p>Москва</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Doctor of Science, Professor, Head of Applied Mathematics Chair,</p><p>Moscow</p></bio><email xlink:type="simple">v.kuznetsov@mstuca.aero</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Тараканов</surname><given-names>А. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Tarakanov</surname><given-names>A. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>старший научный сотрудник отдела перспективных средств ЕС ОрВД № 30,</p><p>Москва</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Senior Research Fellow,</p><p>Moscow</p></bio><email xlink:type="simple">tarakanov@atminst.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет)</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Moscow State Technical University of Civil Aviation</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru"><institution>филиал «НИИ Аэронавигации» ФГУП ГосНИИ ГА</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>”RI of Aeronavigation” Branch of FSUE SRDE of Civil Aviation</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2017</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>03</day><month>05</month><year>2017</year></pub-date><volume>20</volume><issue>2</issue><fpage>27</fpage><lpage>36</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Кузнецов В.Л., Тараканов А.А., 2017</copyright-statement><copyright-year>2017</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Кузнецов В.Л., Тараканов А.А.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Kuznetsov V.L., Tarakanov A.A.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://avia.mstuca.ru/jour/article/view/1054">https://avia.mstuca.ru/jour/article/view/1054</self-uri><abstract><p>В работе предлагается новый метод аппроксимации распределения ошибок измерительной системы повышенной точности на основе анализа невязок ее данных с данными более грубой системы. Метод рассматривается на примере сопоставления автоматического зависимого наблюдения в режиме радиовещания (АЗН-В) и используемой в настоящее время радиолокационной системы наблюдений за воздушным движением. Особенность рассматриваемой задачи заключается в том, что значение измеряемого параметра-отклонения воздушного судна от плановой траектории полета, может в масштабе ошибок обеих измерительных систем существенно меняться на периоде измерений. Поэтому уточнение положения воздушного судна за счет многократного измерения его положения с помощью радиолокационной системы невозможно. Доступным оказывается лишь сравнение данных одномоментных измерений двух систем, которые мы будем называть невязками. В работе полагается, что распределение плотности вероятности ошибок грубой измерительной системы (долгое время эксплуатировавшейся) известно, задана гистограмма невязок и требуется получить асимптотическую оценку для распределения вероятности ошибок новой, более точной измерительной системы.В основу предлагаемого подхода положен кумулянтный анализ функций распределения ошибок измерительных систем, позволяющий корректно провести процедуру усечения соответствующих бесконечных рядов. Показано, что вследствие независимости измерительных систем кумулянты распределений их ошибок связаны простым соотношением, что позволяет просто вычислить искомые величины. Для восстановления вида искомого распределения предлагается воспользоваться асимптотическим рядом Эджворта, где в качестве k-й базисной функции используется k-я производная нормального распределения. Последняя пропорциональна полиному Эрмита, в силу чего этот ряд можно рассматривать как ортогональное разложение.В работе приводятся результаты расчетов распределения составляющей координатной ошибки, измеряемой по направлению нормали к траектории движения воздушного судна, с использованием экспериментальных данных по статистике невязок, полученных в филиале «НИИ Аэронавигации» ФГУП ГосНИИ ГА.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>The article deals with a new approximation method for enhanced accuracy measurement system errors distribution. The method is based upon the mistie analysis of this system and a more robust design data. The method is considered on the example of comparison of Automatic Dependent Surveillance - Broadcast (ADS-B) with ground radar warning system used at present. The peculiarity of the considered problem is that the target parameter (aircraft swerve) value may drastically change in the scale of both measurement systems errors during observation. That is why it is impossible to determine the position of the aircraft by repeatedly observing it with ground radar warning system. It is only possible to compare the systems’ one-shot measurements, which are called errors here. The article considers that the distribution of robust measurement system errors probability density (the system that has been continuously in operation) is known, the histogram of errors is given and it is needed to obtain an asymptotic estimate of errors occurrence distribution for a new improved measurement system.This approach is based on cumulant analysis of measurement systems error distribution functions. The approach allows us to carry out the reduction of corresponding infinite series properly. The author shows that due to measurement systems independency, their errors distribution cumulants are connected by a simple ratio, which allow to calculate the values easily. To reconstruct distribution initial form one should use Edgeworth’s asymptotic series, where a normal distribution derivative is used as a basis function. The latter is proportional to Hermitian polynomial, thus the series can be considered as an orthogonal decomposition.The author reveals the results of coordinate error component distribution calculation; the error is measured when the normal line lies towards aircraft path, using error statistics experimental information obtained in ”RI of Aeronavigation” Branch of FSUE SRI of Civil Aviation.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>распределения ошибок измерений</kwd><kwd>характеристические функции</kwd><kwd>кумулянтные разложения</kwd><kwd>АЗН-В</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>measurement errors distribution</kwd><kwd>characteristic functions</kwd><kwd>cumulant decompositions</kwd><kwd>ADS-B</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Csáki Róbert, Labun Ján. The Position of Automatic Dependent Surveilance Aircraft-ADS-B, Acta Avionica. 2013, vol. XV, no. 27, pp. 1-6</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Csáki Róbert, Labun Ján. The Position of Automatic Dependent Surveilance Aircraft – ADS-B, Acta Avionica. 2013, vol. XV, no. 27, pp. 1–6.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Yang Haomiao, Huang Rongshun, Wang Xiaofen, Deng Jiang, Chen Ruidong. EBAA: An efficient broadcast authentication scheme for ADS-B communication based on IBS-MR. Chinese Journal of Aeronautics, 2014, vol. 17, no. 3, pp. 688-696</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Yang Haomiao, Huang Rongshun, Wang Xiaofen, Deng Jiang, Chen Ruidong. EBAA: An efficient broadcast authentication scheme for ADS-B communication based on IBS-MR// Chinese Journal of Aeronautics, 2014, vol. 17, no. 3, pp. 688–696.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Taehwan Cho, Inseong Song, Eunmee Jang, Wanoh Yoon, Sangbang Choi. The Improvement of Aircraft Position Information with the Unscented Kalman Filter. International Journal of Database Theory and Application, vol. 5, no. 2, june, 2012, pp. 75-81</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Taehwan Cho, Inseong Song, Eunmee Jang, Wanoh Yoon, Sangbang Choi. The Improvement of Aircraft Position Information with the Unscented Kalman Filter. International Journal of Database Theory and Application, vol. 5, no. 2, june, 2012, pp. 75–81.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Agarwal Vivek, Thakare Saket, Jaiswal Akshay. Instant aircraft recovery during disaster using ADS-B technology. International Jornal of Scientific &amp; Engineering Research, vol. 6, Issue 8, august, 2015, pp. 1769-1772</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Vivek Agarwal, Saket Thakare, Akshay Jaiswal. Instant aircraft recovery during disaster using ADS-B technology. International Jornal of Scientific &amp; Engineering Research, volume 6, issue 8, august, 2015, pp. 1769–1772.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кузнецов В.Л., Горяченкова Е.C. Об оценках статистики ошибок пилотирования и вероятности сбоя спутниковой навигационной системы // Научный Вестник МГТУ ГА. 2014. № 207. С. 138-143</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kuznetsov V.L. Metod Fur'ye-separatsii v zadache otsenki raspredeleniy oshibok pilotirovaniya, AZN-V i RLS-nablyudeniy [Fourier separation method in the problem of estimating the distribution of piloting errors, ADS-B and radar observations]. Nauchnyy Vestnik MGTU GA [Scientific Herald MSTUCA], 2012, no. 180, pp. 106–109. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Cтратонович Р.Л. Избранные вопросы теории флуктуаций в радиотехнике. М.: Советское радио, 1961. 560 с</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kuznetsov V.L., Goryachenkova Ye.S. Ob otsenkakh statistiki oshibok pilotirovaniya i veroyatnosti sboya sputnikovoy navigatsionnoy sistemy [Estimates of statistical error of piloting and the likelihood of failure of the satellite navigation system] Nauchnyy vestnik MGTU GA [Scientific Herald MSTUCA] 2014, number 207, pp. 138–143. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Малахов А.Н. Кумулянтный анализ случайных негауссовых процессов и их преобразований. М.: Советское радио, 1978. 376 с</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Stratonovich R.L. Izbrannyye voprosy teorii fluktuatsiy v radiotekhnike [Selected topics of the theory of fluctuations in the radio]. M.: Sovetskoye radio [M.: Soviet Radio], 1961, 560 p. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Кендал М.Дж., Cтьюарт А. Теория распределений. М.: Наука, 1966. 588 с</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Malakhov A.N. Kumulyantnyy analiz sluchaynykh negaussovykh protsessov i ikh preobrazovaniy [Cumulant analysis of the non-Gaussian random processes and their transformations.] M.: Sovetskoye radio [M.: Soviet Radio], 1978, 376 p. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Kendal M.Dzh., St'yuart A. Teoriya raspredeleniy [Distribution theory] M.: Nauka [M.: Science] 1966, pp. 588. (in Russian)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Kendal M.Dzh., St'yuart A. Teoriya raspredeleniy [Distribution theory] M.: Nauka [M.: Science] 1966, pp. 588. (in Russian)</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
