CC BY
90
N. A. Testoedov, V. E. Kosenko, V. A. Bartenev, A. G. Kozlov,
A. E. Shilov, V. D. Zvonar, V. E. Chebotarev
ORBITAL CONSTELLATIONS DEPLOYMENT TECHNIQUE AND SUPPORT FOR THE SPACE SYSTEM OF DATA PROVISION
It has been developed the orbital constellation deployment technique and support using a deterministic model and models of the discrete Markovian random process.
It is under performing the trade-off analysis of simulation of different synthesized orbital constellations generated by using various replenishing schemes and it is being defined the application of the deterministic model.
УЦК 621.396.932.1
А. М. Игошин
OnEPATOBHOE OlillOIVIIHUK AЭPOHABИГAЦИOHHЫIX БAЗ ^HHblX HA BOЗДУШHЫX CУДAX
Предлагается новая система обновления аэронавигационных баз данных. Цели и задачи создания такой системы сходны с задачами международного проекта внедрения FANS CNS/ATM.
В связи с тем, что на воздушных судах (ВС) последнего поколения функции штурмана выполняет вычислительная система самолетовождения (ВСС), в состав экипажа штурман теперь не входит. На второго пилота накладываются дополнительные функции, такие как оперирование ВСС и системой раннего предупреждения близости земли (СРПБЗ). Соответственно повышаются требования к квалификационному уровню экипажа.
Таким образом, из-за увеличившейся нагрузки на экипаж ВС создаются предпосылки к сбою в работе экипажа по причине человеческого фактора, так как обязанности штурмана по поиску, расчету и созданию альтернативного маршрута при возникновении ситуации сложного характера технического плана или для обхода сложных метеоусловий и других ситуаций возлагаются на второго пилота. Для успешного осуществления оперативного планирования маршрута при возникновении сложных ситуаций, а также при появлении новой информации об изменениях в аэронавигационных данных или осуществлении полета в момент смены циклов AIRAC (Aeronautical Information Regulation and Control), каждые 28 дней ровно в 0:00 часов по UTC (Universal Time Clock) необходимо оперативно получать аэронавигационную информацию. Помимо практической необходимости оперативного снабжения бортовых систем ВС обновленной информацией существует вероятность сбоя или появления ошибки в работе базы данных (БД) ВСС, СРПБЗ или спутниковых навигационных систем (СНС). В этом случае оперативное обновление бортовой базы данных также является важным параметром при обеспечении безопасности полетов.
С целью повышения эксплуатационных качеств бортовых систем, работающих с базами данных (ВСС, СРПБЗ, СНС), была разработана система передачи данных, позволяющая производить оперативное информационное сопровождение бортовых систем.
Рассмотрим основные составные части системы, включающей в себя наземный и бортовой комплексы (см. рисунок).
Компьютер на земле - это любой современный персональный компьютер (либо ноутбук) с процессором не ниже Pentium 3, имеющий serial com порт стандарта RS-232, а также выход в международную сеть Internet. Данный компьютер является основным рабочим устройством, обеспечивающим управление системой в целом.
Наземный абонентский терминал является, главным образом, радиомодемом для обеспечения радиосвязи компьютера на земле с бортовой аппаратурой.
Линией передачи данных (ЛПД) в такой системе могут являться ультракоротковолновая (УКВ), коротковолновая (КВ) и спутниковая связь. УКВ и КВ связь может использоваться для передачи небольших объемов информации, таких как запросы на получение обновленной информации.
Предполагается ввести три типа обновлений БД бортовых систем: предварительное, предполетное и оперативное.
Первый тип обновления бортовых БД, предварительное обновление, предусматривает загрузку базы данных через интервалы времени в соответствии с требованиями Международной Организации Гражданской Авиации (International Civil Aviation Organization (ICAO)). Для базы аэронавигационных данных частота, с который необходимо ее перезагружать в бортовую систему, составляет один раз в цикл AIRAC (28 дней). Для базы данных рельефа поставщики информации могут устанавливать свои сроки обновления базы данных, но не реже одного раза в 6 мес. В этом случае происходит замена всей базы данных в бортовом комплексе на обновленную базу.
Второй тип обновления, предполетное обновление, говорит сам за себя, т. е. предусматривает загрузку информации непосредственно перед рейсом и только полетной информации, необходимой на данный рейс.
Третий тип, оперативное обновление, предусматривает обновление аэронавигационной информации в любой момент времени, в любом местоположении и состоянии ВС (находится ВС на стоянке или в полете).
В отличие от первого типа обновления, который предусматривает полную замену БД в соответствии с требованиями ICAO строго в определенный срок, второй и третий типы предназначены для оперативной загрузки информации актуальной на конкретный момент, как-то: основной маршрут полета (Flight Plan), альтернативный маршрут (спрямляющий), регион полета для данного маршрута, другая аэронавигационная информация, необходимая на данный момент. Третий тип также может использоваться для обновления базы данных во время полета, который выполняется в момент смены цикла AIRAC. Тогда нет необходимости обновлять всю базу целиком, а только часть, необходимую для совершения текущего рейса.
Авиационный абонентский терминал является радиомодемом, устанавливаемым на борт ВС.
Бортовой связующий процессор - это специализированный компьютер блочного исполнения, способный выдерживать перегрузки для успешного функционирования на борту ВС. По своей сути устройство аналогично персональному компьютеру. Одним из подобных вариантов может стать многофункциональный пульт многофункционального радиокомплекса (МРК-18А), разработанный в Научно-исследовательском институте радиотехники Красноярского Государственного Технического Университета совместно с Федеральным Государственным Унитарным Предприятием «НПП Радиосвязь» (г. Красноярск). Пульт использует базы аэронавигационных данных в формате ARINC-424 (Aeronautical Radio Incorporation).
Система обновления БД может работать в двух режимах.
г-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1
Схема связи наземного компьютера с бортовой аппаратурой: 1 - наземный комплекс оборудования; 1.1 - линии передачи данных через RS-232; 1.2 - вариант голосовой связи (в перспективе); 1.3 - наземная антенна; 2 - бортовой комплекс оборудования; 2.1 - бортовая авиационная антенна; 2.2 - вариант голосовой связи (в перспективе); 2.3 - информационная линия связи; 2.4 - кабель передачи данных; 2.5 - линии передачи данных спутникового диапазона частот 2.5/1.6 ГГц
Первый режим заключается в передаче БД на борт ВС по инициативе наземной службы при получении обновленных данных.
На наземном компьютере оператор производит скачивание файла базы данных с сайта производителя БД. При помощи специализированных программам делается выборка БД по регионам, далее перебранный файл конвертируется в формат бортовой системы. После этого устанавливается связь с бортовым процессором, работающим в режиме ожидания связи, через ЛПД при помощи наземного и авиационного абонентских терминалов (радиомодемов). Бортовой связующий процессор переходит в режим получения команд управления от наземного компьютера. По команде наземного компьютера (оператора) происходит кодирование передача БД пакетами вместе с контрольными суммами через ЛПД в связующий процессор. Связующий процессор возвращает обратно контрольные суммы для проверки верности приема и проверяет пакеты по контрольным суммам. Если все «в порядке», то в связующем процессоре запускается программа-загрузчик БД в бортовую систему (ВСС, СРПБЗ, СНС). Если проверки контрольных сумм или пакетов БД по контрольным суммам заканчиваются неудачей, то в наземный компьютер передается сообщение об ошибке, и процесс передачи данных повторяется автоматически. После трех неудачных попыток связь в наземный компьютер
передается сообщение об ошибке канала связи, и связь разрывается.
Bторой режим заключается в передаче БД на борт BC по запросу экипажем с борта при потере системой БД или при перестановке систем после ремонта и работает полностью в автоматическом режиме.
B этом случае наземный компьютер работает в режиме ожидания, а бортовой связующий процессор переводится в режим запроса экипажем. Далее процесс передачи и загрузки аналогичен предыдущему. БД здесь используется последняя загруженная на данный BC.
B Pоссии нет систем, позволяющих передавать БД с земли на борт BC. На данный момент производится доработка системы обновления БД.
B рамках ICAO и International Aviation Transport Association (IATA) имеется международный проект внедрения Future Aeronautical Systems (FANS) Communication, Navigation, Surveillance / Air Traffic Management (CNS/ATM). Для решения задачи предполагается использовать линии передачи данных.
Цели данной работы сходны с целями этого проекта. B качестве связи выступает система передачи данных с земли на борт BC. B качестве навигации - навигационные комплексы, работающие в составе инерциальной навигационной системы, BCC и CHC. B качестве наблюдения - обязательная подготовка данных для загрузки в бортовую систему.
A.M. Igoshin
OPERATIVE UPDATING AERONAUTICAL DATABASE AT AN AIRCRAFT
A new aeronautical database updating system is offered. Such system creation’s purposes and tasks are the same as international FANS CNS/ATM implantation project’s purposes.
УЦК 539.3
А. В. Лопатин, М. А. Рутковская
ОБЗОР КОНСТРУКЦИЙ СОВРЕМЕННЫХ ТРАНСФОРМИРУЕМЫХ КОСМИЧЕСКИХ АНТЕНН (ЧАСТЬ 1)
Представлен обзор конструкций современных трансформируемых космических антенн. Рассмотрены принципы классификации антенн.
Антенны являются неотъемлемой частью современных космических аппаратов. История создания космических антенн тесно связана с историей развития ракетной и космической техники. Начиная с первых космических аппаратов антенны различного конструктивного оформления используются в системах связи, дистанционного зондирования и природного мониторинга. Первые антенны имели жесткую конструкцию и, как следствие, небольшой диаметр, позволяющий поместить конструкцию под обтекателем ракеты-носителя. Вместе с тем, расширение диапазона радиочастот потребовало увеличения диамет-
ра апертуры космических антенн. Стало понятно, что антенны жесткой конструкции из-за ограниченности полезного объема под обтекателем не могут быть использованы во всем радиочастотном диапазоне. Трансформируемые космические антенны лишены этого недостатка и в развернутом положении могут обладать значительным диаметром апертуры. Перед установкой на космический аппарат антенны тем или иным образом складываются в компактное стартовое положение.
Крупногабаритные космические антенны испытывают действие разнообразных нагрузок и температурных
