Научная статья на тему 'Существующая система gns/atm: ее структура, недостатки и перспективы развития'

Существующая система gns/atm: ее структура, недостатки и перспективы развития Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
179
21
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Акзигитов А.Р., Акзигитов Р.А.

Рассматривается существующая аэронавигационная система, обеспечивающая обслуживание воздушного движения, ее структура, недостатки и перспективы развития.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Акзигитов А.Р., Акзигитов Р.А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

GNS/ATM SYSTEM: ITS STRUCTURE, DRAWBACKS AND FUTURE DEVELOPMENT

Aeronavigation system providing air traffic, its structure, drawbacks and future developments are analysed.

Текст научной работы на тему «Существующая система gns/atm: ее структура, недостатки и перспективы развития»

УДК 656.7

А. Р. Акзигитов, Р. А. Акзигитов

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

СУЩЕСТВУЮЩАЯ СИСТЕМА О^/АТМ: ЕЕ СТРУКТУРА, НЕДОСТАТКИ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ

Рассматривается существующая аэронавигационная система, обеспечивающая обслуживание воздушного движения, ее структура, недостатки и перспективы развития.

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 в связи с удаленностью наземных установок. В результате этого за пределами работы ОВЧ-станций используют в качестве связи ВЧ-станции, которые имеют ряд недостатков в результате поглощения волн, отражаемых от ионосферы, в связи с чем существуют помехи, затухание сигналов.

Навигация воздушного движения осуществляется по ненаправленным радиомаякам в рамках структуры маршрутов, охваченных зоной действия всенаправ-ленных ОВЧ-радиомаяков и дальномерного оборудования (DME). Дальней навигацией пользуются посредством 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 действия и точность их сигналов ограничена. Направленные радиомаяки типа VOR и дальномеры DME работают в зоне прямой видимости, эти навигационные средства размещаются на земле, а воздушные трассы устанавливаются в привязке к местоположению этих навигационных средств, что ограничивает возможности выбора маршрутов движения и вызывает появление чрезмерного перегруженных пунктов.

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 ре-

чевой связи. Зоны действия первичного и вторичного радиолокаторов ограничиваются континентальными и прибрежными районами, с их помощью невозможно обеспечить мониторинг воздушных судов над океа-ническими 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 в реальном времени, а значит невозможно отслеживать отклонения от заданного маршрута полета. Поэтому полеты воздушных судов приходится планировать с пролетом промежуточных контрольных точек обязательного донесения, а не по прямым маршрутам полета, что существенно бы сказалось на экономии расхода топлива. В результате этого 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 в№/АТМ (связи, навигации и наблюдения). Внедрение такой системы способствует эффективности полетов воздушных судов, а именно, повышению точности навигации и наблюдения, уменьшению интервалов между воздушными судами и увеличению пропускной способности, спрямлению траекторий полета, снятию с эксплуатации наземных средств, мониторингу воздушных судов в горных местностях на малых и предельно малых высотах и в высоких широтах.

Система сопряжения «БОРТ ВС - ЗЕМЛЯ» должна обеспечивать выдачу информации о широте, долготе, высоте полета, текущем времени, точности определения местоположения воздушного судна, определении курса (истинного или магнитного), скорости относительно земли, крене, тангаже и угле сноса; выдать 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 и навигации должна обеспечивать пропускную способность, т. е. пользоваться энергетическими и частотными ресурсами спутника-ретранслятора - его выходной мощностью и полосой частот, предназначенных для связи с воздушным судном (см. рисунок).

Решетневские чтения

Схема спутниковой системы связи (ССС)

Данная система повысит безопасность полетов воздушных судов за счет повышения достоверности и оперативности передачи навигационных данных, точности отображения навигационной обстановки.

В настоящий момент действующие системы радиолокационного контроля не имеют возможности 100%-го перекрытия воздушного пространства 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 районах 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 ус-

ловий распространения от состояния среды, отличающейся неустойчивостью за счет сильной 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 несовершенны, а 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/GPS и терминала глобальной мобильной спутниковой связи системы GLOBALSTAR. Он предназначен для высокоточного определения географических и прямоугольных координат вертолетов, самолетов, их скорости, курса, угла сноса, крена, тангажа и 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 ССС GLOBALSTAR в СВ-, КВ-, УКВ-диапазонах волн и через геостационарные ИСЗ.

A. R. Akzigitov, R. A. Akzigitov Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Krasnoyarsk, Russia

GNS/ATM SYSTEM: ITS STRUCTURE, DRAWBACKS AND FUTURE DEVELOPMENT

Aeronavigation system providing air traffic, its structure, drawbacks and future developments are analysed.

© Акзнraтов А. Р., Акзнraтов Р. А., 2010

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.