Система радиосвязи с подвижными объектами

Авторы патента:

Кейстович Александр Владимирович (RU)

H04B7/26 - из которых по меньшей мере одна передвижная

Полезная модель относится к радиосистемам обмена данными и может быть использована для информационного обмена между подвижными воздушными объектами (ВО) и наземными комплексами (НК). Основной технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение эффективности управления воздушным движением за счет автоматического обнаружения нарушения режимов полета ВО по высоте, зонам и другим параметрам, вывода на экраны соответствующих дисплеев и АРМ рельефа поверхности Земли с отметкой допустимой высоты, выдачи команд экипажу с НК и подтверждений об их исполнении. Эта задача решена путем организации устойчивого обмена данными между узлами аппаратно-программного комплекса, состоящего из N подвижных воздушных объектов и наземного комплекса в условиях постоянно изменяющихся воздушной обстановки и дальности между взаимодействующими объектами, наличия конфликтных ситуаций.

В настоящее время за рубежом широко применяется система обмена сообщениями между бортовым радиоэлектронным оборудованием подвижных воздушных объектов (самолетов) и наземными службами (ACARS) [1]. В системе обеспечивается вызов на речевую связь и передача данных между подвижными воздушными объектами и наземными службами. Бортовой блок связи в этой системе представляет собой вычислитель. Основным каналом обмена текущей информацией является канал MB диапазона. Организацию обмена информацией между наземными службами и бортовыми системами осуществляет наземный комплекс. Он опрашивает подвижные воздушные объекты, находящиеся в зоне его обслуживания, и собирает с них необходимую информацию. Бортовая система работает в этом случае в режиме адресного опроса. Для того, чтобы бортовая система могла работать в режиме адресного опроса, ей необходимо встать на обслуживание в наземной системе в режиме прямого доступа [2].

К недостаткам представленной системы обмена сообщениями между бортовым радиоэлектронным оборудованием ВО и наземными службами следует отнести невозможность управления ВО, находящимися за пределами радиогоризонта НК, который определяется границами оптической видимости.

Известна система радиосвязи с подвижными объектами [3], которая состоит из наземной и бортовой приемопередающих радиостанций, между которыми осуществляется обмен данными в соответствии с заложенными алгоритмами. При обмене сообщениями между наземной приемопередающей станцией и подвижными воздушными объектами загрузка канала меняется в зависимости от этапа полета и информационной активности абонентов цифровой радиосвязи. Реализованный с помощью вычислителя автоматизированного рабочего места (АРМ) диспетчера управления воздушным движением (УВД) счетчик числа подвижных воздушных объектов контролирует количество объектов и выдает это число на счетчик загрузки системы. В зависимости от числа объектов и числа переспросов сообщений в системе используются динамические алгоритмы организации обмена

сообщениями и управления каналами радиосвязи. Для избежания столкновений при одновременной передаче несколькими объектами сообщений осуществляется контроль несущей радиосигналов подвижных воздушных объектов во время воздействия ее на бортовой приемник. Определяется состояние, когда радиоканал свободен. Для разнесения во времени моментов выхода на связь нескольких подвижных воздушных объектов в бортовое устройство введен вычислитель, реализующий функции анализатора несущей частоты и генератора псевдослучайной задержки, которые обеспечивают соответствующую задержку передачи сообщений от подвижных воздушных объектов. Для принятия оптимального решения наземными службами УВД и на борту информация об относительном местоположении аэропорта и подвижных воздушных объектов снимается с бортовых и наземных датчиков - приемников сигналов глобальной навигационной спутниковой системы.

Персонал, размещаемый на НК, решает задачи управления воздушным движением с помощью комплексов программно-аппаратных средств, выполненных на вычислителях (ПЭВМ). Информационный обмен НК с ВО осуществляется по сетям воздушной связи в MB диапазоне. Радиосигналы MB диапазона распространяются в пределах прямой видимости и обеспечивают передачу информации с большой скоростью и высоким качеством. В сети воздушной связи при высоте полета ВО на высоте 10000 метров протяженность радиолинии «воздух-земля» может составлять 400 км, а в направлении «борт-борт» до 1000 км.

При уменьшении высоты полета ВО ниже допустимой или нахождения ВО при угле места относительно НК менее 5° качество передачи информации резко снижается, что может привести к аварийной ситуации. Оператор на НК в этом случае не контролирует местоположение ВО. Поэтому в условиях высокой динамики изменения воздушной обстановки возникают трудности управления воздушным движением.

Наиболее близким по назначению и большинству существенных признаков является система радиосвязи с подвижными объектами [4], которая и принята за прототип. В этой системе во время движения подвижные объекты, находящиеся в пределах радиогоризонта, обмениваются данными с наземным комплексом. Принимаемые наземной радиостанцией из канала «воздух-земля» сообщения через аппаратуру передачи данных поступают в вычислитель АРМ на базе ПЭВМ, где в соответствии с принятым в системе протоколом обмена, производится идентификация

принятого в сообщении адреса с адресами подвижных воздушных объектов, хранящимися в его памяти. При совпадении адреса подвижного воздушного объекта с хранящимся в списке адресом информация о местоположении, параметрах движения ВО и состоянии его датчиков выводится на экран монитора наземного АРМ. В вычислителе АРМ на базе ПЭВМ решается задача обеспечения постоянной радиосвязи со всеми N ВО. При выходе за пределы радиогоризонта хотя бы одного из ВО или приближении к границе зоны устойчивой радиосвязи определяется программно один из ВО, который назначается ретранслятором сообщений. По результатам анализа местоположения и параметров движения остальных ВО определяются оптимальные пути доставки сообщений удаленному от НК за радиогоризонт выбранному подвижному воздушному объекту. Сообщение от НК через последовательную цепочку, состоящую из (N-1)-го ВО, может быть доставлено N-му ВО. Для этого на НК в формирователе типа ретранслируемых сообщений в заранее определенные разряды (заголовок) передаваемой кодограммы закладываются номер ВО, назначенного ретранслятором, и адреса подвижных воздушных объектов, обеспечивающих заданный трафик сообщения. Принятые на ВО сообщения анализируются в блоке анализа типа сообщений. После анализа решается вопрос о направлении данных по двунаправленной шине на систему управления объекта или ретрансляции их на соседний ВО.

В обычном режиме с НК, когда не требуется ретрансляция сигналов, осуществляется адресный опрос ВО путем формирования сообщения для передачи в канал радиосвязи в соответствии с протоколом обмена. Набираемое оператором (диспетчером) сообщение отображается на мониторе АРМ. На ВО после прохождения через бортовую антенну, радиостанцию, аппаратуру передачи данных сигнал поступает в бортовой вычислитель, где происходит идентификация принятого в сообщении адреса с собственным адресом подвижного воздушного объекта. Далее сообщение передается в блок анализа типа ретранслируемого сообщения, где происходит дешифрация полученного заголовка (служебной части) сообщения, и определяется в каком режиме должна работать аппаратура ВО. Информационная часть сообщения записывается в память бортового вычислителя и при необходимости выводится на экран блока регистрации данных, который может быть выполнен в виде монитора или другого устройства отображения.

Формирователи типа ретранслируемых сообщений позволяют обеспечить обмен цифровыми данными по каналу «воздух-земля» взамен существующей речевой

информации. Они предназначены для выбора элементов сообщений разрешения/информации/запроса, которые соответствуют принятой речевой фразеологии, и набора произвольного текста. Отображение набираемых и принятых сообщений осуществляется на блоке регистрации данных ВО и мониторе АРМ НК соответственно.

Сообщения с выходов приемников сигналов глобальных навигационных спутниковых систем записываются в память наземного и бортового вычислителей с привязкой к глобальному времени и используются для расчета навигационных характеристик и параметров движения каждого ВО. Принятые на НК навигационные сообщения от всех ВО обрабатываются в вычислителе и выводятся на экран монитора АРМ.

Однако прототипу присущи следующие недостатки:

- не прослеживается на Н К тенденция движения ВО в вертикальной плоскости, поэтому оператору трудно следить за быстро изменяющейся воздушной обстановкой;

- не выводятся на экраны дисплеев и АРМ рельеф поверхности Земли, где совершаются полеты, что особенно необходимо при полетах и посадке ВО в гористой местности;

- не выводятся на экран АРМ НК команды оператора экипажу ВО на разрешение конфликтной ситуации, донесения о правильности прохождения на ВО этих команд и подтверждений об исполнении их экипажем, что снижает эффективность управления воздушным движением.

Таким образом, основной технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение эффективности управления воздушным движением за счет автоматического обнаружения нарушения режимов полета ВО по высоте, зонам и другим параметрам, вывода на экраны соответствующих дисплеев и АРМ рельефа поверхности Земли с отметкой допустимой высоты полета, выдачи с НК команд экипажу и подтверждений об их исполнении.

Указанный технический результат достигается тем, что в систему радиосвязи с подвижными объектами, состоящую из наземного комплекса, содержащего наземную антенну, радиостанцию, подключенную двухсторонними связями через аппаратуру передачи данных к соответствующему первому входу/выходу вычислителя автоматизированного рабочего места (АРМ), первый вход которого подключен

к приемнику сигналов навигационных спутниковых систем, второй вход - к пульту управления АРМ, а выход - к монитору АРМ, формирователь типа ретранслируемых сообщений соединенный с соответствующим входом вычислителя АРМ, N подвижных воздушных объектов, в состав каждого из которых входят бортовые датчики, приемник сигналов навигационных спутниковых систем, анализатор типа принимаемых сообщений и бортовой формирователь типа ретранслируемых сообщений, каждый из которых соединен с соответствующими входами бортового вычислителя, выход которого подключен к входу блока регистрации данных, а вход/выход - к двунаправленной шине системы управления подвижным воздушным объектом, бортовой вычислитель через последовательно соединенные бортовые аппаратуру передачи данных и радиостанцию, подключен к бортовой антенне причем передача данных с НК обеспечивается по цепочке последовательно соединенных первого подвижного воздушного объекта, второго ВО и далее до N-го ВО, а передача данных с N-го ВО на НК осуществляется в обратном порядке, дополнительно введены на ВО - бортовой пульт управления, соединенный с соответствующим входом бортового вычислителя и бортовой блок хранения электронной трехкоординатной карты местности, соединенный двухсторонней связью с соответствующим входом/выходом бортового вычислителя, а в НК - наземный блок хранения электронной трехкоординатной карты местности, соединенный двухсторонней связью с соответствующим входом/выходом вычислителя АРМ, и блок хранения ограничений по режиму полета, соединенный двухсторонней связью с соответствующим входом/ выходом вычислителя АРМ.

На фиг.1 представлена система радиосвязи с подвижными объектами, где обозначено:

1 - наземный комплекс;

2 - подвижный воздушный объект;

3 - бортовой вычислитель;

4 - бортовые датчики;

5 - бортовой приемник сигналов навигационных спутниковых систем;

6 - блок регистрации данных;

7 - бортовая аппаратура передачи данных;

8 - бортовая радиостанция;

9 - бортовая антенна;

10 - наземная антенна;

11 - наземная радиостанция;

12 - наземная аппаратура передачи данных;

13 - вычислитель АРМ на базе ПЭВМ;

14 - наземный приемник сигналов навигационных спутниковых систем;

15 - монитор АРМ;

16 - пульт управления АРМ;

17 - анализатор типа принимаемых сообщений,

18 - двунаправленная шина системы управления подвижным воздушным объектом;

19 - бортовой формирователь типа ретранслируемых сообщений;

20 - формирователь типа ретранслируемых сообщений;

21 - бортовой пульт управления ВО 2;

22 - бортовой блок хранения электронной трехкоординатной карты местности;

23 - блок хранения ограничений по режиму полета;

24 - наземный блок хранения электронной трехкоординатной карты местности.

На фиг.2 представлен условный вид экрана бортового блока 6 регистрации данных, где обозначено:

25 - отметка о необходимости изменения направления полета ВО 2, полученная из команды оператора НК 1;

26 - отметка от собственного ВО 2;

27 - граница зоны опасных сближений;

28 - условная линия просмотра рельефа поверхности Земли;

29 - отметки от соседних ВО 2;

30 и 31 - верхняя и нижняя границы L-го эшелона по высоте соответственно;

32 - минимально допустимая высота полета;

33 - отображение рельефа поверхности Земли по линии просмотра 28. На фиг 3 представлен вид в горизонтальной плоскости электронной трехкоординатной карты местности в направлении полета, где позиции 26, 28 и 33 одинаковые с фиг.2.

На фиг.4 представлен условный вид экрана монитора АРМ 15 НК 1, где обозначено:

34 - местоположение НК 1;

35 - отметки от ВО 2 в зоне обслуживания НК 1;

36 - граница зоны потенциально конфликтных ситуаций;

37 - формуляры от подвижных воздушных объектов 2;

38 и 39 - подвижные воздушные объекты, параметры движения которых могут привести к потенциально конфликтной ситуации;

40 - вертикальное сечение воздушного пространства плоскостью, проходящей через точки, характеризующие местоположение подвижных воздушных объектов 38 и 39, параметры движения которых могут привести к потенциально конфликтной ситуации;

41 - точка, характеризующая рекомендуемое оператором направление полета экипажу ВО 38 - нарушителю режима полета по эшелону (обычно выделяется цветом, как и соответствующий формуляр 37, например, красным);

42 - отображение рельефа поверхности Земли в плоскости 28.

Стрелками на фигурах обозначены проекции вектора скорости ВО 2 на соответствующие плоскости. Длина стрелки пропорциональна значению скорости в соответствующей плоскости. Общий фон экранов на фиг.2 и 4 может быть любой, обычно темный, чтобы на нем выделялись отметки от ВО 2, знаки, вектора и другие символы.

Алгоритм работы системы заключается в ее адаптации к постоянно изменяющимся воздушной обстановке, взаимному положению НК 1 и ВО 2, положению ВО 2 относительно поверхности Земли и другим ограничениям по режиму полета: по границам эшелона, минимально допустимому сближению, границам зон, закрытых для полета, опасным метеоявлениям, превышению вертикальной скорости и другим параметрам. Эта задача решена путем организации обмена данными между оборудованием подвижных воздушных объектов 2 и наземным комплексом 1, обеспечивающим устойчивое безопасное управление полетом ВО в условиях постоянно изменяющейся воздушной обстановки, дальности между подвижными воздушными объектами и высоты их полета.

Система радиосвязи с подвижными объектами работает следующим образом. Во время движения подвижные воздушные объекты, находящиеся в пределах радиогоризонта, обмениваются данными с наземным комплексом 1. Принимаемые наземной радиостанцией 11 из канала «воздух-земля» сообщения через аппаратуру 12 передачи данных поступают в вычислитель 13 АРМ на базе ПЭВМ,

где в соответствии с принятым в системе протоколом обмена проводится идентификация принятого в сообщении адреса с адресами подвижных воздушных объектов, хранящимися в памяти вычислителя 13 АРМ. При совпадении адреса подвижного воздушного объекта с хранящимся в списке адресом информация о местоположении, параметрах движения ВО 2_i и состоянии его датчиков выводится на экран монитора 15 АРМ НК 1. В вычислителе 13 АРМ на базе ПЭВМ решаются задачи: обеспечения постоянной радиосвязи со всеми N ВО 2, оптимального управления их движением, решения конфликтных ситуаций и выполнения других операций. При выходе за пределы радиогоризонта, хотя бы одного из ВО 2, или приближении к границе зоны устойчивой радиосвязи, определяется программно один из ВО 2, который назначается ретранслятором сообщений, условно обозначенный на фиг.1 цифрой 2₁. При постоянном изменении дальности между взаимодействующими ВО 2 в качестве ретранслятора может быть определен любой из N ВО, местоположение которого оптимально по отношению к НК 1 и всем остальным ВО 2. В этом случае автоматически или оператором АРМ назначается ВО 2₁, который в течение определенного времени будет использоваться в качестве ретранслятора. По анализу местоположения и параметров движения остальных ВО 2 определяются оптимальные пути доставки сообщений удаленному от НК 1 за радиогоризонт подвижному воздушному объекту 2_N. Сообщение от НК 1 через последовательную цепочку, состоящую из (N-1)-гo ВО 2, может быть доставлено N-у ВО 2_N. Для этого на НК 1 в формирователе 20 типа ретранслируемых сообщений в заранее определенные разряды передаваемой кодограммы закладываются номер ВО 2₁, назначенного ретранслятором, и адреса подвижных воздушных объектов 2_i, обеспечивающих заданный трафик сообщения. Принятые данные обрабатываются в блоке 17 анализа типа сообщений подвижного воздушного объекта 2. Если сообщение предназначено для данного ВО 2, то после анализа решается вопрос о направлении данных по двунаправленной шине 18 на систему управления ВО, не указанную на фиг.1, или в режиме ретрансляции - о передаче данных на соседний ВО 2_i. Для исключения коллизий минимизируется число разрядов в передаваемом сообщении, и ретрансляция данных осуществляется последовательно во времени. При обмене данными по линии «воздух-земля», особенно при наличии потенциально конфликтной ситуации, экипаж должен полностью выполнять команды оператора НК 1, имеющего больший объем информации о воздушной ситуации в своей зоне ответственности. Для этого с НК

1 оператором посылается на ВО 2 соответствующее сообщение. Если после приема на ВО 2 сообщения и отображения его на экране бортового блока 6 регистрации данных, например, в виде крестика 25 (фиг.2), на него требуется ответ, то пилотом с помощью бортового пульта 21 управления и вычислителя 3 формируется ответное слово. Оно транслируется на НК 1 по той же последовательной цепочке через ВО 2i, но только в обратном порядке. Подтверждение с ВО 2 отображается на экране монитора 15 АРМ НК 1, например, с помощью кружка вокруг крестика 41, характеризующего рекомендуемое оператором направление полета экипажу ВО 38 - нарушителю режима полета по эшелону (фиг.4). После получения на НК 1 достоверного подтверждения в вычислителе 13 АРМ автоматически формируется сообщение в адрес управляемого ВО 2. Это сообщение, пройдя по той же цепочке, рассмотренной ранее, но только в обратном порядке, отображается на экране бортового блока 6 регистрации данных, например, в виде кружочка вокруг крестика 25 (фиг.2). Для удобства разрешения оператором конфликтной ситуации при ее наличии на экран монитора 15 АРМ НК 1 выводится положение ВО 2 не только в горизонтальной плоскости, как было принято раньше, но и в вертикальной (позиция 40 фиг.4). Окно 40 открывается автоматически при наличии конфликтной ситуации или нарушении режимов полета подвижным воздушным объектом 2. Для этого программно с помощью вычислителя 13 АРМ выделяется часть пространства, в котором эта воздушная ситуация более подробно рассматривается, в том числе по отношению к отображению 42 рельефа поверхности Земли в плоскости 28 над местом события. Геометрически окно 40 высвечивается над или под зоной 36 опасных сближений или в другом месте экрана монитора 15 АРМ, где воздушная обстановка в вероятностном смысле менее напряженная. В формулярах 37 могут быть отображены, например, номер рейса или номер борта, высота полета или другие характеристики. Нарушители выделяются на экранах не только цветом отметки, но и цветом, например, мерцающего формуляра 37, привлекающего внимание оператора. Для отображения тенденции движения ВО 2 на экране монитора 15 АРМ вычислителем 13 АРМ формируются отметки, характеризующие предыдущее местоположение ВО 2 и экстраполяционные отметки, характеризующие местоположение ВО 2 через заданный интервал времени. По мере движения ВО 2 устаревающие отметки стираются. Положение трассы полета всех ВО 2 в зоне обслуживания НК 1 в памяти вычислителя 13 АРМ сохраняются на заданный период времени.

При передаче с НК 1 приоритетных сообщений для ВО 2 в соответствии с принятыми в системе радиосвязи с подвижными воздушными объектами категориями срочности в формирователе 20 типа ретранслируемых сообщений в заголовке сообщения формируется код запрета передачи других сообщений на время, отводимое для трансляции данных с НК 1 на выбранное ВО 2_i с учетом времени реакции ВО 2 на принятое сообщение и времени задержки в трактах обработки дискретных сигналов. Принимаемая на ВО 2, информация отображается на экране бортового блока 6 регистрации данных в виде буквенно-цифровых символов или в виде точек и векторов на фоне электронной трехкоординатной карты местности, считанной из блока 22 (фиг.2). Карта местности может быть заложена в блок 22, например, при введении плана полета ВО 2. Отображаемая информация характеризует воздушную обстановку, выполняемое задание, команды управления оператора с НК 1 для данного ВО 2, рельеф местности по направлению полета, ограничения по режиму полета ВО 2 (фиг.2 и 3).

Остальные менее приоритетные сообщения в соответствии с протоколом обмена находятся в очереди соответствующей категории срочности. В вычислителях 3 и 13 определяется время «старения» информации, и, если сообщение в течение определенного промежутка времени не было передано в канал связи, то оно «стирается», и посылается запрос на повторную передачу сообщения

В обычном режиме с НК 1, когда не требуется ретрансляция сигналов, осуществляется адресный опрос ВО 2 путем формирования сообщения для передачи в канал радиосвязи в соответствии с протоколом обмена. Набираемое оператором (диспетчером) с пульта 16 управления АРМ сообщение отображается на мониторе 15 АРМ и параллельно после прохождения сигнала на НК 1 через вычислитель 13 АРМ, аппаратуру передачи данных 12, радиостанцию 11, антенну 10 и на ВО 2 - через бортовые антенну 9, радиостанцию 8, аппаратуру передачи данных 7 поступает в бортовой вычислитель 3, где происходит идентификация принятого в сообщении адреса с собственным адресом ВО 2. Далее сообщение передается в блок 17 анализа типа ретранслируемого сообщения для дешифрации служебной части полученного сообщения и определения режима работы аппаратуры ВО 2. Информационная часть сообщения записывается в память бортового вычислителя 3 и при необходимости выводится на экран блока 6 регистрации данных, который может быть выполнен в виде монитора или другого устройства отображения.

В зависимости от числа подвижных объектов и числа переспросов сообщений в канале радиосвязи в системе используются динамические алгоритмы обмена сообщениями и эффективного управления полетом ВО 2. При изменении воздушной обстановки, взаимного положения НК 1 и ВО 2, положения ВО 2 относительно поверхности Земли, нарушения режима полета по границам эшелона, минимально допустимому сближению, границам зон, закрытых для полета, опасным метеоявлениям, превышению вертикальной скорости и другим параметрам в вычислителях 3 и 13 автоматически формируется предупреждающий сигнал, информация о котором выводится на экраны блока 6 регистрации данных и монитора 15 АРМ, например, в виде зон 27 и 36 красного цвета соответственно. Визуальная картинка может быть усилена звуковым эффектом. Данные о характере нарушения режима полета на НК 1 считываются на вычислитель 13 АРМ с блока 23 хранения ограничений по режиму полета. При использовании определенного формата заголовка сообщения с выхода бортовых формирователей 19 типа ретранслируемых сообщений может быть использован режим свободного доступа со стороны других подвижных воздушных объектов 2 или режим выделения временного интервала для организации обмена данными с наземным комплексом 1.

В результате анализа состояния и загрузки каналов радиосвязи в НК 1 определяется число столкновений сообщений, и, когда это число превышает предельно допустимое, система переходит в режим адресного опроса для упорядочения работы канала передачи данных «воздух - земля» и повышение качества управления воздушным движением. Для того чтобы избежать столкновений в радиоканале связи при одновременной передаче несколькими объектами сообщений, вычислителями 3 и 13 осуществляется контроль несущей при воздействии на радиостанцию преамбулы или заголовка (служебной части сообщений). Подготовленное сообщение с ВО 2 передается только в том случае, когда радиоканал свободен. Для того чтобы разнести во времени моменты выхода на связь подвижных воздушных объектов в то время, когда они обнаружили, что радиоканал занят, в вычислителях 3 и 13 формируется псевдослучайная задержка передачи сообщений от подвижных воздушных объектов 2 - для каждого ВО 2 своя.

В режиме адресного опроса инициатором связи может быть только НК 1. Если подвижные воздушные объекты 2 сформировали для передачи сообщения и обнаружили, что радиоканал свободен, то они информируют остальные подвижные воздушные объекты о начале цикла передачи данных, в том числе о своем

местоположении, и случайным образом в выделенных им временных слотах распределяют передаваемые сообщения. В каждом из ВО 2 используются существующий уровень сигнала несущей частоты в радиоканале и импульсы синхронизации для выбора в вычислителе 3 интервалов передачи. При совпадении расчетного интервала передачи с установленной очередностью ВО 2 начинает передачу собственного пакета данных в выделенном интервале времени.

Формирователи 20 и 19 типа ретранслируемых сообщений, пульты 16 и 21 в НК 1 и ВО 2 соответственно позволяют обеспечить обмен цифровыми данными по каналу «воздух-земля» взамен существующей речевой информации. Они обеспечивают выбор элементов сообщений разрешения/информации/запроса, которые соответствуют принятой речевой фразеологии, и набор произвольного текста. Отображение набираемых на бортовом пульте 21 управления и принятых с НК 1 сообщений осуществляется на экране блока 6 регистрации данных ВО 2, а набираемых на наземном пульте 16 управления и принятых с ВО 2 сообщений - на экране монитора 15 АРМ НК 1 соответственно.

Сообщения с выходов приемников 5 и 14 сигналов навигационных спутниковых систем, например, ГЛОНАСС/GPS, записываются в память вычислителей 3 и 13 с привязкой к глобальному времени. В вычислителях 3 и 13 эти данные используются для расчета навигационных характеристик и параметров движения каждого ВО в зоне радиосвязи НК1. В зависимости от выбранного интервала времени выдачи на НК 1 сообщений о местоположении ВО 2 в вычислителе 3 в заданное время формируется соответствующее сообщение с привязкой к глобальному времени проведения измерения координат ВО 2. Кроме того, на ВО 2 в вычислителе 3 формируется условная линия 28 просмотра рельефа поверхности Земли. Положение этой линии 28 относительно местонахождения ВО 2 может быть изменено пилотом с бортового пульта 21 управления ВО 2. Эта операция важна, например, для просмотра местности при аварийной посадке ВО 2. В полете положение этой линии 28 в зависимости от скорости меняется автоматически с помощью вычислителя 3. Дальность «выноса» линии 28 просмотра определяется расстоянием, за время пролета которого реакция пилота позволит избежать столкновения с Землей.

Принятые на НК 1 навигационные сообщения от всех ВО 2 обрабатываются в вычислителе 13 АРМ на базе ПЭВМ и на фоне электронной трехкоординатной карты местности, записанной из блока 24, выводятся на экран монитора 15 АРМ.

Точка 34, характеризующая местоположение НК 1, обычно размещается в центре экрана монитора 15 АРМ. Карта местности на соответствующую зону обслуживания НК 1 записывается в блок 24 и корректируется при изменении рельефа местности. ВО 2, находящиеся вблизи зоны устойчивой радиосвязи, границы которой привязываются к трехкоординатной карте, выделяются от остальных, например, цветом отметки на экране монитора 15 АРМ, и для них в вычислителях 3 и 13 начинается решение задачи выбора оптимального пути трансляции управляющих сообщений от НК 1, так как постоянно в вычислителе 13 АРМ известными методами [5, 6] оцениваются зоны устойчивой радиосвязи для НК 1 и всех ВО 2. Наличие приемника 14 сигналов навигационных спутниковых систем позволяет проводить управление ВО 2 с мобильного НК 1. В аппаратуре передачи данных 7 и 12 осуществляются известные операции: модуляции и демодуляции, кодирования и декодирования и другие [5, 6].

На момент подачи заявки разработаны КД и программное обеспечение заявляемой системы радиосвязи. Узлы 1-20 одинаковые с прототипом. Вводимые узлы 21-24 могут быть выполнены программно. Вычислители 3 и 13 могут быть выполнены, например, на плате процессорной 5066-586-133MHZ-1MB, 2 MB Flash CPU Card фирмы Octagon Systems и ЭВМ типа «Багет-01-07» ЮКСУ.466225.001 соответственно.

Использование заявляемой системы радиосвязи с подвижными объектами позволяет осуществлять управление воздушным движением за счет автоматического обнаружения нарушения режимов полета ВО по высоте, зонам полета и другим параметрам, вывода на экраны соответствующих дисплеев и АРМ рельефа поверхности Земли с отметкой допустимой высоты 32 полета в данной местности, выдачи команд экипажу с НК и подтверждений об их исполнении, а также:

- расширить ее функциональные возможности по сравнению с аналогами и прототипом;

- упростить действия оператора за счет выведения на экран АРМ НК тенденции движения подвижных воздушных объектов в вертикальной плоскости и отметок, характеризующих команды управления с НК на ВО и соответствующих подтверждений их выполнения с ВО;

- исключить возможность столкновения ВО с Землей за счет выведения на экраны блока регистрации данных ВО и монитора АРМ НК рельефа поверхности Земли, где совершаются полеты или присутствует конфликтная ситуация;

- обеспечить беспровальное сопровождение подвижного воздушного объекта по трассе за счет наличия обмена информацией о местоположении и состоянии бортовых систем, оперативно выполнить подготовительные операции при аварии на его борту, осуществив его наведение на ближайший аэродром с подготовленной для определенной ситуации командой;

- повысить уровень безопасности полетов за счет предоставления пилоту ВО и оператору НК 4-мерной информации о подвижном воздушном объекте и о ситуации вокруг него с точностью глобальной навигационной спутниковой системы (для GPS - 7 м, в режиме передачи дифференциальных поправок - 1 м [7]);

- повысить эффективность управления воздушным движением за счет знания точного местоположения встречного или попутного ВО и намерения его экипажа.

Литература:

1. В.В.Бочкарев, Г.А.Крыжановский, Н.Н.Сухих «Автоматизированное управление движением авиационного транспорта», М., Изд-во «Транспорт», 1999 г.

2. АС №1401626 М. кл. Н 04 В 7/26, H 04 L 27/00 БИ №21, 1988.

3. Патент РФ №195774. М. кл. Н 04 В 7/26, 2002.

4. Патент РФ №44907 U1. М. кл. Н 04 В 7/00, 2005. Прототип.

5. Радиосистемы передачи информации: Учеб. пособие для ВУЗов / И.М.Тепляков и др. Под ред. И.М.Теплякова. - М.: Радио и связь, 1982.

6. Уильям К.Ли. Техника подвижных систем связи. - М., Радио и связь, 1985, 391 с.

7. GPS - глобальная система позиционирования. - М.: ПРИН, 1994, 76 с.

Система радиосвязи с подвижными объектами, состоящая из наземного комплекса, содержащего наземную антенну, радиостанцию, подключенную двухсторонними связями через аппаратуру передачи данных к соответствующему первому входу/выходу вычислителя автоматизированного рабочего места (АРМ), первый вход которого подключен к приемнику сигналов навигационных спутниковых систем, второй вход - к пульту управления АРМ, а выход - к монитору АРМ, формирователь типа ретранслируемых сообщений, соединенный с соответствующим входом вычислителя АРМ, N подвижных воздушных объектов, в состав каждого из которых входят бортовые датчики, приемник сигналов навигационных спутниковых систем, анализатор типа принимаемых сообщений и бортовой формирователь типа ретранслируемых сообщений, каждый из которых соединен с соответствующими входами бортового вычислителя, выход которого подключен к входу блока регистрации данных, а вход/выход - к двунаправленной шине системы управления подвижным воздушным объектом, бортовой вычислитель через последовательно соединенные бортовые аппаратуру передачи данных и радиостанцию, подключен к бортовой антенне, причем передача данных с НК обеспечивается по цепочке последовательно соединенных первого подвижного воздушного объекта (ВО), второго ВО и далее до N-го ВО, а передача данных с N-го ВО на НК осуществляется в обратном порядке, отличающаяся тем, что введены дополнительно на ВО - бортовой пульт управления, соединенный с соответствующим входом бортового вычислителя и бортовой блок хранения электронной трехкоординатной карты местности, соединенный двухсторонней связью с соответствующим входом/выходом бортового вычислителя, а в НК - наземный блок хранения электронной трехкоординатной карты местности, соединенный двухсторонней связью с соответствующим входом/выходом вычислителя АРМ, и блок хранения ограничений по режиму полета, соединенный двухсторонней связью с соответствующим входом/ выходом вычислителя АРМ.