Тема № 9 рэо управления воздушным движением ла (2 часа).

Термины и определения. Назначение и работа систем УВД. Самолетные ответчики. Общая структурная схема ответчика. Самолетный ответчик СO-72М. Общие сведения. Основные параметры.

Управления воздушным движением (УВД) с помощью средств командной радиосвязи давно уже перестало удовлетворять потребностям авиации. Дополнительное использование для этих целей наземных РЛС обзора воздушной обстановки и навигационного комплекса типа РСБН тоже не решило многих задач УВД.

Так информацию о бортовом номере самолета, высоте его полета, запаса топлива по-прежнему надо было получать по каналам командной радиосвязи. При интенсивных полетах ориентировка диспетчера в таких условиях оказывается недостаточно оперативной, задачи повышения безопасности и популярности полетов полностью не решаются.

В аэропортах с большой плотностью движения ВС дополнительно к обзорным РЛС диспетчерской службы, позволяющим оценивать только координаты положения самолетов, пришли сложные наземные комплексы. В сочетании с самолетными ответчиками они позволили получить на мониторе (экране) диспетчерского пульта всю необходимую информацию о воздушной обстановке в районе аэродрома.

Одной из основных задач УВД является задача предупреждения столкновений ВС. Решение этой задачи основано на использовании систем вторичной радиолокации и систем предупреждения столкновения ВС в воздухе.

Вторичный радиолокатор (ВРЛ) – наземный комплекс технических средств, предназначенный для определения координат ВС и их индивидуального опознавания методами вторичной радиолокации.

ВРЛ выполняет функцию запросчика в системе активной радиолокации с активным ответом, реализующий принцип «запрос-ответ». По сигналу ответа ВРЛ определяют наклонную дальность и азимут ВС, а так же выделяет из кодированного сигнала ответа информацию о бортовом номере, высоте полета, остатки топлива и другие данные. Дальность действия ВРЛ составляет для тактовых ВРЛ 400км., а для аэродромных 100км.

По структуре ВРЛ (рис.39) представляет собой радиолокатор с активным ответом.

Применение активного режима с активным ответом позволяет увеличить дальность действия ВРЛ при данной излучаемой передатчиком мощности и данной чувствительности приемника, а главное – получить с борта ВС информацию, необходимую для УВД.

Синхронизирующий сигнал, вырабатываемый в устройстве управления и синхронизации запускает шифратор, который выдает код запроса. Формат кода определяется типом системы ВРЛ и режимом конкретного ВРЛ, задаваемым с командно-диспетчерского пункта (КПД).

Полученный код используется для импульсной модуляции передатчика. Усиленный по мощности сигнал с выхода передатчика через разделительное устройство, содержащее элементы коммутации и развязки, поступает на антенну и излучается в пространство.

Сигнал ответа ВС принимается той же антенной, обрабатывается приемником и после детектирования поступает на аппаратуру декодирования и преобразования информации (АДПИ).

Цифровой код с выхода АДПИ, содержащий очищенные от помех данные о ВС поступает на аппаратуру первичной обработки информации (АПОИ) системы УВД.

Часть информации поступает в АПОИ в аналоговом виде, где преобразуется в телевизионный сигнал. В таком виде ответная информация поступает в аппаратуру отображения, в состав которой входят видеомониторы на специальных многолучевых трубках с достаточно большим экраном.

Н а экране дисплея путем строчно-кодовой развертки высвечивается масштабная сетка в полярной системе координат (радиально-круговые линии). Центр сетки размещается с аэродромной посадки. На экране формируется яркостное изображение панорамы воздушной обстановки. Самолеты, находящиеся в зоне обслуживания ВРЛ высвечиваются яркостными квадратными отметками (1) в сопровождении вектора упреждения направления движения (2). Расположение отметки дает информацию о дальности и азимуте. Вектор упреждения позволяет предупредить опасность столкновения между ВС. Формуляр у отметки представляет собой набор цифр и букв, визуально сообщающих диспетчеру сведения о бортовом номере (5) или номер рейса (6), текущей высоте полета (7), минутах текущего часа (4), обозначении зоны (3), индексе аэропорта посадки (9), заданной высоте полета (8), знаке ответа (10) и т.д.

Нарушение функционирования ответчика в отсутствие ответа на запрос показывается в формуляре специальными знаками (10). Буква рядом с яркостной отметкой указывает признак тактической зоны. Например: М-зона захода, К-зона круга и т.д.

Ответчик установленный на борту ВС приемопередатчик, настроенный на рабочую частоту ВРЛ и генерирующий сигналы ответа, когда он принимает сигнал запроса от ВРЛ. Сигнал ответа формируется на основе данных получаемых от бортовых систем ВС в зависимости от содержания сигнала запроса.

Сигнал ответа отличается от сигнала запроса несущей частотой и видом кода. Сигналы СВРЛ представляют собой кодирование группы импульсов. Вид кодирования определяется типом системы. В странах СНГ используется код УВД. Зарубежные системы работают с кодом RBS.

Сигнал ответа ВС на запрос ВРЛ состоит из двух частей, координатой – позволяющей определить дальность и азимут на экране дисплея диспетчера и информационный отображающий передаваемую с ВС информацию о бортовом номере, высота полета, остатке топлива и т. д.

Параметры СВРЛ зависят от типа ВРЛ, являющегося измерительным типом системы. В качестве примера приведем основные параметры ВРЛ типа «Корень - АС» используемого в СНГ (табл. 9).

Типы СВРЛ отличаются видом и информативностью кодов, а так же значением несущей частоты сигналов запроса и ответа.

В странах СНГ применяется система вторичной радиолокации, разработанная в СССР. На зарубежных воздушных трассах используется международная система АТС RBS, не совместимая по диапазону частот и виду кода с системой, применяемой в СНГ.

Перспективой являются дискретно-адресная система DABS. Отличной потребностью системы DABS является то, что каждому ВС присваивается выделенный для него адресный код. На запрос ВРЛ отвечает только тот ответчик, которому соответствует посылаемый код запроса.

В системе используются более сложные коды сигналов запроса и ответа, однако код строится таким образом, чтобы наземные ВРЛ системы DABS обеспечивали запрос ВС, оборудованных обычными ответчиками, а ответчик DABS отвечал запросчикам системы ATCRBS.

Системы предупреждения столкновений (СПС) работают независимо от системы УВД. Наиболее простые СПС рассчитаны на выполнение только вертикальных маневров при расхождении ВС относительно другого. Согласно рекомендациям ICAO (Международная организация гражданской авиации) для СПС выделен частотный диапазон 1592.5 …1622.5 МГц.

СПС состоит из бортовой аппаратуры, выполняющей функцию выдачи экипажу команд на выполнение маневра по уклонению от возможного опасного сближения с другими ВС. Аппаратура СПС всех ВС аналогична.

Таблица 11

Параметр	Значение параметра
Дальность действия, км, при высоте полета 20 км Сектор обзора, радиус: в горизонтальной плоскости в вертикальной плоскости Погрешность получения информации: правильной, не менее ложной, не более Частота запроса, МГц Частота ответа, МГц Частота повторения сигналов запроса, Гц	450 360 0,5…45 300 3,5 0,9 10-3 1030 740,1090 150

В настоящее время СПС находится на стадии проверки и обработки эксплуатационных возможностей и параметров и не нашли еще широкого применения на ВС.

Типы СПС отличаются, в основном, методами построения канала обмена информацией между ВС и определения навигационных параметров. Различают синхронные и асинхронные СПС.

Синхронные СПС основаны на выделении для изучении сигналов каждому ВС строго регламентированных интервалов времени. Излучаемый сигнал содержит посылку, по которой определяются расстояние и скорость, и кодированную информацию о высоте полета ВС, излучающего сигнал.

Расстояние между ВС определяется пассивным методом по моменту приема сигнала другого ВС, а скорость сближения – по доплеровскому сдвигу частоты этого сигнала.

Пассивный метод определения навигационных параметров требует жесткой временной синхронизации работы аппаратуры всех взаимодействующих ВС и постоянства частоты их бортовых эталонных генераторов, по сравнению с которой определяется доплеровский сдвиг принятого сигнала.

Так, например, смещение шкал времени на 1 мкс приводит к дальномерной погрешности в 150м. В качестве источников точного времени и частоты применяют прецизионные, стабилизированные кварцевыми резонаторами генераторы с относительной нестабильностью не хуже 10^-8.

Асинхронные СПС реализуют принцип «запрос-ответ».

С каждого ВС в произвольный момент излучается кодированный импульсный сигнал запроса. На взаимодействующем ВС этот сигнал принимается, перекодируется и излучается вновь. При этом из него исключается информация о высоте полета ВС. Расстояние определяется по времени задержки сигнала запроса, а скорость сближения – по изменению этого времени. Асинхронные СПС значительно проще, чем синхронные, и им пока уделяется наибольшее внимание.

Параметры асинхронных СПС имеют следующие ориентировочные значения: