CC BY
19УДК 621.396.932.1
А. Р. Акзигитов, Р. А. Акзигитов
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ВОЗДУШНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ С АВТОМАТИЧЕСКИМ ЗАВИСИМЫМ НАБЛЮДЕНИЕМ ПУТЕМ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ПЕРЕДАЧИ ОТОБРАЖЕНИЯ НАВИГАЦИОННОЙ ИНФОРМАЦИИ
Представлен метод повышения эффективности системы мониторинга воздушных судов в районах, где отсутствует наземный радиолокационный контроль с использованием спутниковых систем связи.
Организация воздушного движения заключается в обеспечении работы систем связи, навигации, наблюдения и автоматизированных систем управления воздушным движением.
Между командиром воздушного судна и диспетчером управления воздушным движением используется только речевая связь по линии передачи данных «воздух-земля». В пределах прямой видимости эта связь обеспечивается приемопередатчиками в диапазоне очень высоких частот (ОВЧ). Недостатки, свойственные такой системе связи, можно частично устранить за счет применения ОВЧ-станций с расширенной зоной действия, которые связаны между собой сетями фиксированной электросвязи. Однако это увеличивает время прохождения сообщений и приводит к дополнительным расходам по обслуживанию удаленных наземных установок. За пределами диапазона работы ОВЧ-станций для связи используются высо-кочасттотные (ВЧ) станции, которые имеют ряд недостатков вследствие поглощения волн отражаемых от ионосферы, в результате чего возникают помехи и затухание сигналов.
Навигация воздушных судов (ВС) осуществляется по ненаправленным радиомаякам в рамках маршрутов, охваченных зоной действия всенаправленных ОВЧ-радиомаяков и дальномерного оборудования (DME): систем OMEGA, LORAN C, инерциальных навигационных систем. При использовании всена-правленных радиомаяков NDB вследствие распространения волн возникают такие же помехи, как и при работе ВЧ-станций, поэтому зона их действия ограничена, как и точность их сигналов. Направленные радиомаяки типа VOR и дальномеры DME работают в зоне прямой видимости и размещаются на земле, а воздушные трассы устанавливаются в привязке к местоположению этих навигационных средств, что ограничивает возможности выбора маршрутов движения и приводит к появлению чрезмерного перегруженных пунктов.
Для наблюдения за воздушными судами в системе управления воздушным движением используются первичные и вторичные радиолокаторы. Однако зоны действия этих радиолокаторов ограничены континентальными и прибрежными районами, с их помощью невозможно обеспечить мониторинг воздушных судов над океаническими районами, как и в горных местностях. Поэтому в горных местностях, океаниче-
ских и удаленных районах используют для целей навигации применяются донесения, передаваемые по каналам речевой связи.
Вследствие отмеченных выше недостатков существующих систем связи, навигации и наблюдения при визуальных полетах в горных местностях или в высоких широтах невозможно получить точную оператив -ную информацию о фактическом местоположении воздушного судна в реальном времени, а значит нельзя отследить отклонения от заданного маршрута полета. Поэтому полеты воздушных судов приходится планировать с пролетом промежуточных контрольных точек обязательного донесения, а не по прямым маршрутам, что существенно сказывается на расходе топлива.
Все это обусловливает необходимость перехода на перспективную систему связи, навигации и наблюдения в№\АТМ, внедрение которой повысит эффективность полетов воздушных судов: увеличит точность навигации и наблюдения, уменьшит интервалы между движением воздушных судов, позволит спрямить траектории полета, снимет с эксплуатации наземные средства мониторинга воздушных судов в горных местностях на малых и предельно малых высотах и в высоких широтах.
Система сопряжения «Борт ВС - Земля» спутниковой системы связи и навигации (см. рисунок) должна обеспечивать получение информации о широте, долготе, высоте полета, текущем времени, точности определения местоположения воздушного судна, определение курса (истинного или магнитного), скорости относительно Земли, крена, тангажа и угла сноса, выдачу на дисплее точки цели с указанием азимута и дальности до нее, а также отображать на электронной карте географическое местоположение, направление, трассу и скорость движения воздушных судов.
Для передачи данных спутниковая система связи и навигации должна обеспечивать спутник-ретранслятор энергетическими и частотными ресурсами -выходной мощностью и полосой частот, предназначенных для связи с воздушным судном.
На борту воздушного судна предлагается использовать интегрированный приемоиндикатор МРК-22М, состоящий из угломерного приемоиндикатора спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС/вР8 и терминала глобальной мобильной спутниковой связи системы ОЬОВАЬ8ТАК Приемоиндикатор предна-
Решетневскце чтения
значен для высокоточного определения географических и прямоугольных координат вертолетов, самолетов, их скорости, курса, угла сноса, крена, тангажа. Кроме того, он обеспечивает определение трехмерного положение ВС в заданной точке пункта промежуточного маршрута в режиме реального времени с учетом высоты, что необходимо при выполнении полетов
в горных местностях и над ледяными и водными поверхностями в высоких широтах и на малой высоте при посадке. Обмен информацией осуществляется по каналам передачи данных спутниковой системы связи ОЬОБЛЬ8ТЛК в СВ-, КВ-, УКВ-диапазонах волн и через геостационарные искусственные спутники Земли.
À. R. Akzigitov, R. A. Akzigitov Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk
BETTER SYSTEMS FOR AIR TRAFFIC CONTROL WITH AUTOMATIC DEPENDENT SURVEILLANCE BY IMPROVING THE METHODS AND MEANS FOR TRANSMITTING DISPLAY NAVIGATION INFORMATION
This article presents a method for increasing the accuracy of the system for monitoring aircraft in areas where there is no ground radar control via satellite communication systems.
© Акзнraтов Ä. Р., Акзнraтов Р. Ä., 2012
УДК 621.396.932.1
А. Р. Акзигитов, Р. А. Акзигитов
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск
АНАЛИЗ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ СПУТНИКОВЫХ СИСТЕМ СВЯЗИ ПРИ УПРАВЛЕНИИ ВОЗДУШНЫМ ДВИЖЕНИЕМ
Представлен метод повышения точности системы мониторинга воздушных судов в районах, где отсутствует наземный радиолокационный контроль посредством спутниковых систем связи.
Согласно концепции глобальной системы связи, навигации, наблюдения и организации воздушного движения С№\АТМ, для информационного обеспечения самолетовождения и управления воздушным движением (УВД) ATM должны быть решены три задачи: навигации, наблюдения и связи. Анализируя состояние решения этих задач, Специальный комитет по будущим аэронавигационным системам (FANS) отмечает недостаточный уровень системы дальней связи, отсутствие данных наблюдений в большом пространстве над океанами и отдельными участками суши, отсутствие полей навигации, наблюдения и связи на малых высотах в большинстве районов мира. Кроме того, имеет место неоправданно большая на-
грузка на средства радиотелефонной микроволновой радиосвязи.
Радикальным средством устранения перечисленных недостатков является использование спутниковых линий передачи данных (ЛПД) в сочетании со спутниковыми системами навигации и наблюдения, которые позволяют отображать воздушную обстанов -ку для диспетчера, вырабатывать и передавать диспетчерские команды на борт воздушного судна (ВС). При их внедрении передача речевой информации и данных будет осуществляться по прямой линии связи «искусственный спутник Земли - ВС» в полосе частот, выделенной исключительно для авиационной спутниковой службы. В пределах прямой видимости
