РАСЧЁТ ДОСТОВЕРНОСТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ПОСРЕДСТВОМ СПУТНИКОВОЙ СИСТЕМЫ СВЯЗИ «ГОНЕЦ» С БОРТА ВОЗДУШНОГО СУДНА В ЦЕНТР УПРАВЛЕНИЯ ПОЛЁТАМИ

Гильманов Д. С.; Афанасьева А. В.; Ильичёв О. С.; Андронов А.С.

УДК 629.7.066

РАСЧЁТ ДОСТОВЕРНОСТИ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ ПОСРЕДСТВОМ

СПУТНИКОВОЙ СИСТЕМЫ СВЯЗИ «ГОНЕЦ» С БОРТА ВОЗДУШНОГО СУДНА

В ЦЕНТР УПРАВЛЕНИЯ ПОЛЁТАМИ

Д. С. Гильманов, А. В. Афанасьева, О. С. Ильичёв, А.С.Андронов Научный руководитель - М.В. Тюпкин

Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева

Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: alexsandr.ivanov. [email protected]

Данная статья раскрывает такую проблему как обеспечение навигации воздушных судов с помощью многофункциональной системы спутниковой связи «ГОНЕЦ». Проанализирована возможность использования данной системы в авиации, путём рассмотрения её особенностей и технических характеристик.

Ключевые слова: «Гонец», связь, воздушное судно, передача данных, ГЛОНАСС.

CALCULATION OF RELIABILITY OF DATA TRANSMISSION BY SATELLITE

COMMUNICATION SYSTEM «GONETS» FROM THE AIRCRAFT TO THE FLIGHT

CONTROL CENTER

D. S. Gilmanov, A. V. Afanasyeva, O. S. Ilichev,A. S. Andronov Scientific Supervisor - M. V. Tupkin

Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: alexsandr.ivanov. [email protected]

This article reveals such problem as provision of aircraft navigation with the help of multifunctional satellite communication system "GONETS". The possibility of using this system in aviation is analyzed by considering its features and technical characteristics.

Keywords: "GONETS", communications, aircraft, transmission of data, GLONASS.

Космические аппараты персональной связи «Гонец-М» предназначены для организации связи и передачи данных, в том числе «электронной почты» с регистрацией сообщений в бортовом запоминающем устройстве, предоставления услуг подвижной спутниковой связи, а также хранения и дальнейшей передачей абоненту. В задачи спутников этой серии также входит обеспечение телефонной и факсимильной связи для абонентов, которые находятся в зоне радиовидимости, и передача сообщений о местоположении абонентских терминалов с помощью GPS/ГЛОНАСС. [1]

Спутники «Гонец-М» выводятся на круговую околоземную орбиту высотой 1350-1500 км. Орбитальная группировка МСПСС «Гонец-Д1М» составляет 12 низкоорбитальных космических аппаратов «Гонец-М».Вся наземная инфраструктура«Гонец-Д1М» расположена на территории Российской Федерации.

Диаметр зоны радиовидимости каждой региональной станции системы составляет от 4500 до 5000 км. Это позволяет обеспечивать покрытие территории России на 100%, включаятерритори-альные воды и исключительную экономическую зону, а также большую часть территории Европы и Азии.[2]

Система «Гонец» обеспечивает выполнение многих задач, но нам следует остановиться на одной из важнейших, а именно обеспечение передачи данных о местоположении отслеживаемого

Секция «Техническая эксплуатация электросистем и авионики»

объекта в центры мониторинга. В нашем случае это обеспечение передачи данных с борта воздушного судна (ВС) в центры управления полётами.

Для того чтобы применять данную систему на ВС, она должна отвечать поставленным требованиям, а именно: иметь небольшую массу и габариты; обеспечивать достоверность передачи данных, простоту и удобство в эксплуатации; быть надёжной и экономически выгодной.

Рассмотрим технические особенности абонентских терминалов системы «Гонец-Д1М».

Терминалы «Гонец» имеют встроенный приемник ГЛОНАСС/GPS. За счёт этого приёмника появляется возможность получать и отправлять координатно-временные данные в центры мониторинга с конкретно заданной периодичностью.

Все терминалы системы «Гонец» имеют альтернативный канал GSM, что позволяет использовать наземные сети связи при нахождении терминала в зоне их обслуживания. Помимо этого, достигается большая надежность связи за счет наличия в терминале двух независимых каналов. Абонентские терминалы системы «Гонец» обеспечивают прямой доступ к спутниковым каналам связи без использования наземных линий связи.

Конструкция терминала довольно проста, что обеспечивает быстрое развертывание. Также за счёт простоты в использовании обеспечивается отсутствие жестких требований к уровню квалификации обслуживающего персонала, так как сеансы связи проводятся в автоматическом режиме. Пользователь осуществляет только включение терминала и ввод передаваемой информации, что гарантирует простоту и удобство эксплуатации. [3]

В терминалах связи системы используются ненаправленные антенны. Благодаря этому исключается необходимость наведения антенны и появляется возможность использовать терминалы на подвижных объектах, включая летательные аппараты.

В состав абонентского терминала АТ-СО-4, который является полным комплектом аппаратуры для автоматического информационного обмена с низкоорбитальными спутниками космической системы связи «Гонец», входят:

• Малогабаритный радиомодем Р-АТ4 с устройством определения местоположения (GPS).

• Ненаправленная антенна, обеспечивающая беспоисковую и бесподстроечную связь.

• Источник питания.

Основными проблемами для любой спутниковой системы является достоверность передачи данных и обеспечение непрерывности связи. В связи с этим используется расчет добротности, энергетического потенциала, эквивалентной изотропной излучаемой мощности ЭИИМ, потери в линии связи, а также модель покрытия.

Так как расчет энергетических характеристик несет в себе большое количество переменных, вызванных неоднородностью атмосферы, будем считать ее однородной, а воздействие Земли -пренебрежимо малым [4]. Для расчета использовались ряд уравнений, основными из которых являются:

где Рпр - мощность принимаемого сигнала; N0 - спектральная плотность шумов на входе приемника; РП - мощность передатчика; Оп - коэффициент потери в фидере передатчика, ОПР -потери в фидере приемника; к = 1,39 • 10-23Вт/Гцгр - постоянная Больцмана; Ь - коэффициент потерь, АЬ = 3дБ; ТПР = 200-290 К - шумовая температура приемного устройства в зависимости от системы.

Передача данных с борта ВС осуществляется по следующей схеме (см. рисунок).

«Гонец-Д1М» является современной отечественной спутниковой системой персональной спутниковой связи гражданского назначения, обладающая глобальным покрытием. Стоит отметить, что за счёт того, что вся система обладает российскими комплектующими, производится и эксплуатируется на территории России, она более экономически выгодна, чем зарубежные аналоги.

Подводя итоги, стоит отметить, что такая система ПСС как «Гонец» вполне пригодна для её установки на воздушные суда, так как она отвечает всем установленным требованиям, обеспечивает достоверную и незамедлительную передачу данных о местоположении в центры управления

У 1пр

kL • L

(1)

воздушным движением, удобна в использовании. Всё это подтверждается техническими особенностями системы, рассмотренными в этой статье.

Технические характеристики абонентских терминалов МСПСС «Гонец-Д1М»

Масса, кг Рабочий комплект терминала - 0,4- 1,6 кг в зависимости от типа и комплектации

Диапазон частот, МГц в линии «Космос - Земля» 387 - 390 в линии «Земля - Космос» 312 - 315

Скорость передачи, кбит/с в линии «Космос - Земля» 9,6; 38,4; 76,8 в линии «Земля - Космос» 2,4; 4,8; 9,6

Подключение оконечных устройств пользователя Стационарный АТ - RS-485 или 100Base-TX, мобильный - USB

Объем сообщения до, Кбайт 500 (пакетная передача данных)

Время ожидания сеанса связи При глобальном обслуживании — не более 5 мин При обслуживании территории РФ — не более 1 мин

Время доставки сообщений в режиме запоминания ("электронной почты") При глобальном обслуживании — не более 3 ч В зоне 4000 км — в реальном масштабе времени

Схема передачи данных

Библиографические ссылки

1. Electronic textbook Statsoft [Электронныйресурс]. URL: https://www.iss-reshetnev.ru/projects (дата обращения: 20.02.2019).

2. Electronic textbook Statsoft [Электронныйресурс]. URL: http://www.gonets.ru/rus/uslugi/ sistema-gonets/monitoring-glonass-gps/ (дата обращения: 20.02.2019).

3. Electronic textbook Statsoft [Электронныйресурс]. URL: https://studfiles.net/preview/ 3214912/page:4/ (дата обращения: 20.02.2019).

4. Дятлов А. П. Системы спутниковой связи с подвижными объектами : учеб.пособие. Таганрог : ТРТУ, 2004. 95 с.