Спутниковая навигация и связь. Концепция совершенствования наблюдений. Функции комплекса программ обработки данных АЗН.

Спутниковая навигация и связь.

Концепция развития мирового авиационного сообщества исходит из утверждения, что в будущем спутниковые системы связи, навигации и наблюдения должны стать главными средствами, обеспечивающими безопасное управление ВС и ОрВД в глобальном масштабе. Основное понятие CNS/ATM, которым оперирует Концепция, регламентирует разработку системы управления движением ВС в рамках требований к оборудованию, ПО, правилам применения, инструкциям по эксплуатации и т.п. Унифицированы основные принципы оснащения и функционирования систем CNS/ATM:

           1) Связное оборудование:

           - использование кодированных каналов связи для передачи данных и сообщений

           - использование спутников для обмена данными в труднодоступных местах земной поверхности вместо наземных передающих устройств.

           2) Навигационная аппаратура:

           - замена локальных навигационных систем (радиомаячных, инерциальных) спутниковыми системами определения координат и параметров движения.

           3) Средства наблюдения и УВД:

           - замена традиционных средств радиолокационного сопровождения ВС системой АЗН

           - синхронизация операций CNS и уменьшение количества процедур ОВД

           - оптимизация ИВП

Предполагается, что применение СС в задачах УВД предоставит следующие возможности и преимущества:

           - создание полей наблюдения и связи в любом регионе планеты с помощью подбора соответствующих конфигураций орбит и количества ИСЗ

           - организация структуры УВД с учетом местных особенностей, наиболее рациональной для решения задач безопасности и экономичности полетов

           - минимизация влияния условий распространения радиоволн на характеристики каналов наблюдения и связи путем использования дециметрового и сантиметрового диапазонов

           - повышение точности местоопределения ВС благодаря применению дальномерного и разностно-дальномерного методов на любых высотах полета.

Концепция совершенствования наблюдения

Наряду с традиционными источниками информации о МП ВС на базе ПРЛ и ВРЛ, в ней предполагается использование АЗН – сбора информации о движении ВС с использованием сигналов ГЛОНАСС. Основа концепции – рациональное сочетание различных технологических решений в условиях конкретного географического района. В качестве базовых технологий наблюдения рассматриваются:

- ПРЛ

- ВРЛ

- АЗН-В

- адресное АЗН-А, или контрактное АЗН-С

Технология вещательного АЗН распространяет функции организации сеансов связи “борт-земля” на самолетные системы. Результаты навигационных измерений, штурманских расчетов, метеорологических параметров ОС передаются по каналам УКВ-связи в центр управления полетами с заранее установленной периодичностью, зависящей не от угловой скорости вращения РЛС, а от потребностей диспетчеров и ПОАС УВД в обновлении данных о состоянии ВС и ОС. Установленная на борту аппаратура поддерживает интенсивный радиообмен между всеми ВС, участвующими в ВД. Воздушная обстановка, отображаемая диспетчеру, в рамках технологии АЗН-В становится доступной пилоту каждого ВС, оснащенного аппаратурой АЗН. Ограничения, связанные с возможностями бортовых средств навигации, снимаются за счет ретрансляции данных от всех оборудованных системами АЗН участников движения и от центра управления полетами.

Технология АЗН-А и АЗН-С снимают ограничения по созданию глобального радиометрического поля, так как используют созвездия ИСЗ для задач местоопределения ВС. Для измерения трехмерных навигационных параметров с помощью спутников должны быть выполнены два условия:

- расчет пространственного положения требует измерения не менее трех параметров ВС относительно ИСЗ

- должны быть известны координаты и параметры движения ИСЗ относительно земли.

Точность результата зависит от достоверности знания координат трех ИСЗ, от метода определения расстояния до них, от синхронности часов участников процесса, а также от расположения спутников в пространстве. Как и в технологии АЗН-В, в распоряжение всех пилотов предоставляется полная информация о воздушной обстановке. Отличие состоит в том, что поле радиосвязи поддерживается аппаратурой спутников, и весь радиообмен, включая переговоры с диспетчером, осуществляется с ощутимыми задержками. Между собой технологии АЗН-А и АЗН-С различаются чисто формально. Термин АЗН-А акцентирует внимание на реализации адресного обмена данными через конкретно адресуемый канал спутниковой связи. Наземный центр, исходя из местных условий (технических возможностей АС УВД), из возможностей бортовой аппаратуры, а также из сложности складывающейся ВО, заключает так называемый контракт. Он представляет собой соглашение с бортовой системой о составе кодограмм и частоте обмена данными. Количество соглашений ограничено, их выбор производиться автоматически. Контрактный характер взаимодействия космического, самолетного и наземного сегментов полной системы УВД подчеркивается термином АЗН-С.

Концепция совершенствования наблюдения призвана обеспечить реализацию перспективных задач:”свободного полета”, передачи ответственности за эшелонирование на борт ВС, непрерывного обслуживания на всех этапах полета ”от перрона до перрона”.

Однако не предполагается использовать АЗН-В в качестве единственного средства наблюдения. Будет реализовываться принцип создания двойного поля сопровождения, поскольку решение задач обороноспособности государства, очевидно, всегда будет требовать наличия надежного радиолокационного поля ПРЛ/ВРЛ.

Функции комплекса программ обработки данных АЗН.

ИСЗ передают в наземные центры самостоятельно вычисленные параметры собственного движения, которые сопоставляются с результатами, полученными ПО АС УВД. Если сообщения спутника, измеренные и расчетные, не подтверждаются другими источниками, в том числе другими ИСЗ, или расчетные траектории не укладываются в допустимые коридоры погрешности, ПО оповещает технический персонал о необходимости корректировки поступающей информации, либо о прекращении обмена с поставщиком дезинформации в целях сохранения целостной системы. При этом учитываются данные наземной сети станций дифференциальных поправок МП ИСЗ.

В функции ПО входит также составление списка ВС, оснащенных аппаратурой АЗН, ожидаемых к обслуживанию системой, и постоянное отслеживание данных по таким рейсам – учет телеграфных сообщений о задержке вылеты, отмене рейса, координации плана.

ПОАС УВД должно обнаруживать предпосылки к потенциальным конфликтным ситуациям, отклонения от ЛЗП и от расчетного времени прохождения точек маршрута, а также нарушения правил выполнения полетов – и оповещать о них диспетчера. Все изменения данных о ВС должны фиксироваться в базе данных полетной информации и становиться доступными всем участникам ВД.