CC BY
63
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки
УДК 621.396.932.1
М. Л. Кайданович Научный руководитель - В. М. Мусонов Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
РАДИОНАВИГАЦИЯ ВС МВЛ В ВЫСОКИХ ШИРОТАХ В РАМКАХ КОНЦЕПЦИИ CNS/ATM
Название CNS/ATM представляет собой аббревиатуру из первых букв английских слов. Первая часть расшифровывается как Communications, Navigation, Surveillance, что в переводе означает «связь, навигация, наблюдение»; другая - это Air Traffic Management, то есть «организация воздушного движения». Таким образом, авионика, ведет наблюдение, устанавливает и поддерживает связь и осуществляет радионавигационное обслуживание движения воздушных судов.
Концепция С№/АТМ была принята к реализации на 10 Аэронавигационной конференции ИКАО в сентябре 1991 г. Впоследствии разработан глобальный и региональные планы ее внедрения.
Но даже сейчас реализация концепции не только в России, но и в ряде других стран далека от завершения [1]. Особенно это касается стран с большой территорией, где ввиду необходимости внедрения обширного комплекса средств, требуются большие капиталовложения. Ситуация усугубляется в условиях экономических трудностей, когда в первую очередь реализуется финансирование социальных и других более важных проблем.
Более того, в настоящее время в России и большинстве стран СНГ темпы внедрения концепции С№/АТМ заметно снизились. В этом случае говорить о гармонизации национальной аэронавигационной системы и мировой можно лишь условно, так как территория, занимаемая Россией и другими странами-членами СНГ, сама по себе является крупным регионом, через который проходят весьма важные для всего мирового сообщества маршруты полета. В силу этого, проблемы России становятся межгосударственными, требующими для своего решения помощи заинтересованных стран, авиакомпаний и других инвесторов.
Целью программы внедрения концепции С№/АТМ является устранение имеющихся в России недостатков в аэронавигационном обеспечении полетов, решение проблем эксплуатации международных воздушных трасс и аэродромов. Фонды попечителей МГАТУ России, США, Франции, Великобритании, Австралии, Чехии, Кипра и других стран, опираясь на широкое сотрудничество с научной общественностью этих стран, сформировали программу, целью которой является устранение имеющихся в России недостатков на путях совершенствования и развития национальных АНС. Основные направления программы Фондов совпадают с традиционными путями развития концепции СШ/АТМ.
В настоящее время ситуация в области мировых авиаперевозок существенно изменилась. С одной стороны, быстрое расширение международного сотрудничества привело к росту объема перевозок на дальних магистральных самолетах, способных покрывать расстояния более 10 тыс. км. С другой стороны, появление глобальных спутниковых средств
связи, навигации и наблюдения, привело к необходимости интеграции национальных аэронавигационных систем в единые региональные, а затем и в мировую аэронавигационную систему.
Разрыв между западными странами и Россией в уровне внедрения рекомендуемых ИКАО систем постепенно приводит к целому ряду негативных проблем:
1. Отечественные воздушные суда крайне медленно модернизируются и не всегда удовлетворяют требованиям, предъявляемым для полетов по зарубежным авиатрассам. В этих условиях при эксплуатации воздушных судов авиакомпании вынуждены нести большие материальные затраты.
2. Затрудняются полеты зарубежных воздушных судов на территории страны, так как уровень аэронавигационного обеспечения полетов существенно отличается от уровня западных стран.
3. Существенное различие в уровне технического оснащения в России и западных странах становится преградой на пути гармонизации и интеграции систем в рамках Европейского региона ИКАО.
4. Уровень технического оснащения системы авиаперевозок в России не позволяет обеспечить гибкость в установлении маршрутов полетов и отдаляет ее от решения целевой задачи передовых западных стран - к переходу на «свободные полеты».
5. Уровень безопасности воздушного движения в России, несмотря на падение интенсивности воздушного движения, не имеет устойчивой тенденции к росту.
Для ускоренного вхождения национальной аэронавигационной системы в мировую требуется решить ряд задач:
1. Остановить рост негативных последствий, обусловленных существующим положением с внедрением новой техники и технологии в России.
2. Ориентировать решение задач на реализацию положений, изложенных в Глобальном и Европейском плане внедрения перспективной концепции СШ/АТМ ИКАО.
3. Предусмотреть комплексное решение проблемы развития аэронавигационной системы России и ее последующей интеграции в Европейскую и общемировую системы.
4. Включиться в координацию усилий стран, членов 1САО и международных организаций по реализации концепции С№/АТМ.
Секция « Техническая эксплуатация электросистем и авионика »
Наиболее сложно протекает реализация концепции С№/АТМ для местных воздушных линий в высокоширотных и малонаселенных регионах Сибири и Дальнего востока. Это обусловлено малым объемом перевозок, неполным покрытием территории радиолокационным и радионавигационным контролем и слабой оснащенностью наземных служб современным радионавигационным оборудованием. В сложившейся ситуации оснащение региональных аэродромов существующим оборудованием С№/АТМ оказывается экономически невозможным в связи с высокой стоимостью его закупки, установки и эксплуатации.
Возникшие проблемы были рассмотрены на заседании Правительства Российской Федерации (04.08.2008 г.) [2]. Была отмечена необходимость научных исследований и разработок и совершенствование технической базы аэронавигационной системы, т. е. наземных, бортовых и космических компонентов системы. Программные мероприятия включают в себя как работы в области исследований и разработок, так и работы, связанные с внедрением
перспективных средств и систем аэронавигации, создаваемых на основе отечественного оборудования. Поэтому в Программе для каждой позиции рассмотрены объемы работ по отдельным направлениям деятельности.
Развитие аэронавигационной системы требует больших инвестиционных затрат и, в связи с этим, обоснованного распределения финансовых и трудовых ресурсов между соответствующими мероприятиями на решение задач, связанных с развитием аэронавигационной системы.
Библиографические ссылки
1. Гармонизация мировой аэронавигационной системы. URL: www.fund.ru/rus/programs/aeronav. asp.
2. Модернизация Единой системы организации воздушного движения Российской Федерации (20092015 гг.) // Федеральная целевая программа Правительства Российской Федерации от 4 авг. 2008 г.
© Кайданович М. Л., Мусонов В. М., 2010
УДК 629.7.052
М. В. Ковель, Е. А. Фурманова Научный руководитель - М. В. Тюпкин Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ГЛОБАЛЬНАЯ НАВИГАЦИОННАЯ СПУТНИКОВАЯ СИСТЕМА (О^Б)
Рассмотрены глобальная навигационная спутниковая система, а также входящие в нее спутниковая система функционального дополнения и наземная система функционального дополнения.
Глобальная навигационная спутниковая система (GNSS), как навигационный элемент систем управления воздушным движением CNS/ATM включает в себя сочетания комбинаций следующих составляющих, размещенных на земле, спутниках и на борту воздушного судна:
- GPS;
- ГЛОНАСС;
- бортовая система функционального дополнения (ABAS);
- спутниковая система функционального дополнения (SBAS);
- наземная система функционального дополнения (GBAS);
- бортовой приемник GNSS.
В таблице приведены основные конфигурации навигационной системы GNSS.
Бортовое дополнение ABAS по сути является усовершенствованием системы автоматического контроля целостности спутникового созвездия в бортовом приемнике GNSS, обычно именуемой RAIM, путем использования информации других систем самолета. При достаточном количестве наблюдаемых пользователем навигационных спутников (не менее 6 спутников) процедуры RAIM позволяют определять те спутники, информацию с которых нельзя использовать при расчетах навигацион-
ных характеристик. При недостаточном количестве наблюдаемых спутников процедуры RAIM не обеспечивают контроля 100 % работоспособности навигационных спутников, но его обеспечивает дополнение ABAS .
Спутниковая и наземная системы функционального дополнения к созвездию навигационных спутников обеспечивают дифференциальный режим навигационных определений воздушными судами. Сущность дифференциального режима состоит в том, что координаты местоположения, вычисляются на борту воздушного судна с использованием не только радионавигационных сигналов навигационных спутников GNSS, но и с использованием корректирующей информации, поступающей с SBAS и/или GBAS.
Принципиальное отличие SBAS и GBAS состоит в способах получения и доставки корректирующей информации, а также зоне действия систем. GBAS -локальная система, функционирующая в зоне действия до 50 км, SBAS - глобальная система с зоной действия до нескольких тысяч км.
Структура SBAS изображена на рис. 1. Система содержит наземные контрольные станции, распределенные на достаточно обширной территории, одной из основных задач которых является выработка корректирующей информации из сигналов спутников
