CC BY
12УДК 656.7.022; 656.7.05
А. Р. Акзигитов, Р. А. Акзигитов, Н. В. Елисеева
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, 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 СПУТНИКОВОЙ НАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
Рассматриваются перспективы развития системы мониторинга воздушных судов в районах, где отсутствует наземный радиолокационный контроль, посредством 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 передаче «воздух-земля». В пределах прямой видимости между командиром воздушного судна и диспетчером управления воздушным движением радиосвязь обеспечивается с использованием приемопередатчиков в диапазоне очень высоких частот (ОВЧ). Недостатки системы связи, работающей в диапазоне ОВЧ прямой видимости, можно частично устранить путем использования станций ОВЧ с расширенной зоной действия, которые связаны между собой сетями фиксированной электросвязи. Вследствие построения такой системы увеличивается время прохождения сообщений и появляются дополнительные расходы по обслуживанию из-за удаленности наземных установок. Поэтому за пределами работы ОВЧ-станций используются в качестве связи ВЧ-станции, которые имеют ряд недостатков вследствие поглощения волн, отражаемых от ионосферы, в результате, имеют место помехи, затухание сигналов.
За наблюдением воздушных судов в системе управления воздушным движением используют первичные и вторичные радиолокаторы, в горных местностях, в океанических районах и удаленных районах используют донесения, передаваемые по каналам речевой связи. Зоны действия первичного и вторичного радиолокаторов ограничиваются континентальными и прибрежными районами, с их помощью невозможно обеспечить мониторинг воздушных судов над океаническими районами, а в горных местностях зона действия их ограничена.
Вследствие недостатков существующих систем связи навигации и наблюдения невозможно при визуальных полетах в горных местностях, в высоких широтах получить точную оперативную информацию о фактическом местоположении воздушного судна (ВС) в реальном времени, а значит невозможно отслеживать отклонения от заданного маршрута полета. Вследствие этого полеты воздушных судов приходится планировать с пролетом промежуточных контрольных точек обязательного донесения, а не по прямым маршрутам полета, что существенно бы ска-
залось на экономии расхода топлива. В результате, современные системы навигации не реализуются в полном объеме, а обеспечение воздушного движения не способно эффективно реализоваться при данном подходе обслуживания.
Все это обусловливает необходимость перехода на перспективную систему GNS\ATM (связи, навигации и наблюдения). Внедрение такой системы покажет эффективность полетов воздушных судов, а именно, повышение точности навигации и наблюдения, уменьшение интервалов между воздушными судами и увеличение пропускной способности, спрямление траекторий полета, снятие с эксплуатации наземных средств, мониторинг воздушных судов в горных местностях на малых и предельно малых высотах и в высоких широтах.
В настоящий момент действующие системы радиолокационного контроля не имеют возможности стопроцентного перекрытия воздушного пространства на территории России, причиной тому является огромная территория, высокая стоимость средств обслуживания радиолокации, навигации и связи в удаленных регионах, 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, основанного на их отражении слоями ионосферы, является сильная зависимость условий распространения от состояния среды, отличающейся неустойчивостью за счет сильной ионизации атмосферы, особенно в высоких широтах. Следовательно, связь декаметрового диапазона использует-
(Решетневскце чтения
ся как резервная в труднодоступных районах, где отсутствует связь метрового диапазона.
Рассмотренные существующие системы наблюдения и связи несовершенны, следовательно, внедрение системы сопряжения «борт ВС - земля» позволит существенно повысить точность отображения воздушной обстановки, расширить функциональные возможности диспетчера.
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 ОШБЛЬ8ТЛК
Приемоиндикатор предназначен для высокоточного определения географических и прямоугольных координат вертолетов, самолетов, их скорости, курса, угла сноса, крена, тангажа. Он обеспечивает в режиме реального времени определение трехмерного положения ВС в заданной точке пункта промежуточного маршрута 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 (ССС) ОЬОБЛЬ8ТЛК, в СВ-, КВ-, УКВ- диапазонах волн и через геостационарные искусственные спутники Земли (ИСЗ).
Система сопряжения «борт ВС - ССС - земля» (см. рисунок) должна обеспечивать выдачу 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 реализации передачи данных спутниковая система связи и навигации должна обеспечивать пропускную способность т. е. обладать энергетическими и частотными ресурсами спутника-ретранслятора -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 в центрах управления воздушным движением.
Данная система реализуется передачей по цифровой линии связи координатной информации, получаемой на борту воздушного судна от бортовых навигационных систем и систем определения местоположения.
Структурная схема системы передачи данных
A. R. Akzigitov, R. A. Akzigitov, N. V. Eliseeva Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk
SYSTEM OF AQUISITION, DISPLAY OF THE INFORMATION ON LOCATION OF AN AIRCRAFT OF THE STATE AVIATION AT HIGH WIDTHS FLITE OPERATION AT LOW LEVEL AND EXTREMELY LOW LEVEL WITH USE OF SATELLITE NAVIGATING SYSTEM
In the article the authors consider prospects of development of a system of monitoring of aircrafts in areas where there is no land radar-tracking controlled by satellite communication systems.
© Акзигитов А. Р., Акзигитов Р. А., Елисеева Н. В., 2011
