CC BY
71
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки
УДК 656.7.022; 656.7.05
А. Р. Акзигитов, Р. А. Акзигитов Научный руководитель - В. А. Борсоев Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
СИСТЕМА СБОРА, ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ О МЕСТОПОЛОЖЕНИИ ВОЗДУШНОГО СУДНА ГОСУДАРСТВЕННОЙ АВИАЦИИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ПОЛЕТОВ В ВЫСОКИХ ШИРОТАХ, НА МАЛЫХ И ПРЕДЕЛЬНО МАЛЫХ ВЫСОТАХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СНС
Рассматриваются перспективы развития системы мониторинга воздушных судов в районах, где отсутствует наземный радиолокационный контроль посредством спутниковых систем связи.
В процессе обеспечения воздушного движения одной из важных задач является непрерывное определение местоположения воздушных судов. Именно оно позволяет контролировать выполнение заданного плана полета и фиксировать отклонения от маршрута.
Большие трудности возникают при выполнении данной задачи в районах, где отсутствуют радиолокационные станции (РЛС). В горных местностях, лесных массивах, в высоких широтах и на малых и предельно малых высотах, РЛС не определяют местонахождение воздушных судов.
Целесообразно решать данную проблему с использованием спутниковых линий передачи данных в сопряжении со спутниковыми системами навигации и наблюдения, которые обеспечат предоставление оперативной информации диспетчеру о местонахождении и состоянии воздушных судов; уменьшить время прохождения пути на поиск ВС потерпевших катастрофу.
Данная разрабатываемая система, позволит повысить эффективность - управление силами и средствами авиации при возникновении ЧС, мероприятий защиты населения и территорий, проведение контроля за возникшими ЧС путем получения оперативной информации с воздушного судна посредством спутниковых систем связи.
Система сопряжения «БОРТ ВС - ЗЕМЛЯ» должна обеспечивать выдачу информации о широте, долготе, высоте полета, текущем времени иТС, точности определения местоположения воздушного судна, определение курса (истинного или магнитного), скорости относительно земли, крена, тангажа и угла сноса, выдачи на дисплее точки цели с указанием азимута и дальности до нее. Отображать на электронной карте географическое местоположение, направление, трассу и скорость движения воздушных судов.
Для реализации передачи данных спутниковая система связи должна обеспечивать пропускную
способность т. е. энергетическими и частотными ресурсами спутника - ретранслятора т. е. его выходной мощностью и полосой частот предназначенных для связи с воздушным судном.
Данная система повысит безопасность полетов воздушных судов за счет повышения достоверности и оперативности передачи навигационных данных, точности отображения навигационной обстановки (см. рисунок).
В настоящий момент действующие системы радиолокационного контроля не имеют возможность сто процентного перекрытия воздушного пространства на территории России, этими особенностями является огромная территория, высокая стоимость средств обслуживания радиолокации, навигации и связи в удаленных регионах, а так же низкая интенсивность воздушного движения в некоторых регионах. В регионах Сибири и Дальнего Востока, а также в районах прохождения транссибирских маршрутов международных воздушных трасс имеются значительные до 800 км участки не охваченные радиолокационным контролем.
В связи с этим необходима система обеспечивающая глобальную навигацию воздушных судов вне зависимости от местонахождения с высокой точностью определения местоположения.
Основной диапазон частот для системы обмена данными является метровый диапазон 118.. .136 МГц, который имеет существенные ограничения связанные с действием только в пределах прямой видимости, поэтому перекрытие воздушного пространства сплошным МВ радиополем, особенно в труднодоступных районах, связанно с большими экономическими затратами.
Основным недостатком дальнего распространения декаметровых волн, основанном на их отражении слоями ионосферы, является сильная зависимость условий распространения от состояния среды, отличающейся неустойчивостью за счет силь-
ССС
Ретранслятор ИСЗ
Аппаратура мониторинга и связи Земля - Борт ВС
Секция « Техническая эксплуатация электросистем и авионика »
ной ионизации атмосферы, особенно в высоких широтах. Следовательно, связь декаметрового диапазона используется как резервная в труднодоступных районах где отсутствует связь метрового диапазона.
Рассмотренные существующие системы наблюдения и связи не совершенны, следовательно внедрение системы сопряжения «Борт ВС - Земля» позволит существенно повысить точность отображения воздушной обстановки, расширить функциональные возможности диспетчера.
Библиографические ссылки
1. Воздушный кодекс Российской Федерации, 1997 г. : кодексы, законы, нормы - Новосибирск : Сиб. унив. изд-во, 2008.
2. Федеральные правила использования воздушного пространства Российской Федерации: кодексы, законы, нормы. М. : Воениздат, 2002.
3. Кокорин В. И. Радионавигационные системы и устройства. К. : КГТУ, 2006.
© Акзигитов А. Р., Акзигитов Р. А., Борсоев В. А., 2010
УДК 621.396.932.1
А. В. Вишнев, М. Ю. Долидудко Научный руководитель - Р. А. Акзигитов Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СИСТЕМ GPS И GLONASS
Спутниковые системы навигации широко используются для обеспечения навигации и позиционирования с высокой точностью для всех потребителей на любом месте и в любое время. Представлены основные отличия СНС Glonass и GPS, их недостатки и пути решения.
За последние несколько лет большую популярность в мире завоевали системы глобального позиционирования. Эти системы огромны как по своей стоимости реализации, так и по своим возможностям и масштабам. Глобальные навигационные системы GPS и ГЛОНАСС были не только развернуты, но и опробованы в гражданском и военном применении, функционирует целый ряд систем спутниковой связи.
Первой спутниковой навигационной системой стала спутниковая навигационная система TRANSIT. Но она имеет существенные недостатки: относительно невысокая точность определения координат; большие промежутки времени между наблюдениями.
С целью преодоления этих недостатков была создана спутниковая навигационная система нового поколения. Первоначально она получила название NAVSTAR, т. е. навигационная спутниковая система, обеспечивающая измерение времени и местоположения. Аббревиатура GPS - система глобального позиционирования появилась позднее, когда система стала использоваться не только для военных, но и для мирных целей.
В состав американской GPS системы входят три основных сегмента: космический, наземный и пользовательский. Космический сегмент состоит из 28 автономных спутников, равномерно распределенных по орбитам с высотой 20 350 км (для полнофункциональной работы системы достаточно 24 спутника). Каждый спутник излучает на 2 частотах специальный навигационный сигнал, в котором зашифровано 2 вида кода. Один из них доступен лишь немногим пользователям, среди которых военные и федеральные службы США. Кроме этих 2 сигналов, спутник излучает и третий, информирующий пользователя о дополнительных параметрах (состоянии спутника, его работоспособности и др.).
Параметры орбит спутников периодически контролируются сетью наземных станций слежения. С помощью наземных станций не реже 1-2 раз в сутки вычисляются баллистические характеристики, регистрируются отклонения спутников от расчетных траекторий движения, определяется собственное время бортовых часов спутников, осуществляется мониторинг исправности навигационной аппаратуры и др. Собираемая информация обрабатывается в суперкомпьютерах и периодически передается на спутники для корректировки орбит и обновления навигационного сообщения.
GPS-система используется во всем мире для решения как военных, так и гражданских навигационных задач. К примеру, бортовые GPS-приемники широко используются в авиации для пилотирования летательных аппаратов. Испыты-ваются прототипы системы, позволяющей производить посадку самолетов в беспилотном режиме. Однако для этого требуются дополнительные наземные станции, позволяющие уточнять координаты ВС в пространстве.
В мае 2000 г был отменен режим «селективного доступа». Это означает, что теперь каждый любительский GPS-терминал может определять координаты с точностью в несколько метров (а не несколько десятков метров, как раньше). Этот шаг был предпринят после выхода на рынок конкурирующих GPS-систем: российского аналога ГЛОНАСС и общеевропейской космической системы GALILEO.
Несмотря на все преимущества, у GPS-систем есть и недостатки, например, GPS- приемник может быть отключен в любой момент. Кроме того, внедрение GPS-технологии подразумевает наличие подробных электронных карт с масштабом до 100 м.
При вычислении координат спутниковая система допускает погрешности. Основными источниками
