Раздел 2. Международная спутниковая система для определения местоположения судов и самолётов, потерпевших аварию (коспас-сарсат)

2.1 Общие сведения.

Спутниковая система КОСПАС-САРСАТ для определения местоположения судов и самолётов, потерпевших аварию, разработана Минморфлотом СССР, Национальным агентством США по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), Министерством связи Канады (ДОК) и Национальным Центром Франции по исследованию космоса (КНЕС). Причём Советским Союзом с одной стороны, а США, Канадой и Францией с другой разработаны две технически совместимые, но практически независимые системы, которые объединяются в одну общую, совместную систему КОСПАС-САРСАТ.

В основе сотрудничества лежит протокол, подписанный 18 марта 1977 г. Минморфлотом СССР и НАСА, о сотрудничестве в создании экспериментальной спутниковой системы для определения местоположения судов и самолётов, потерпевших аварию. Указанный протокол впоследствии нашёл отражение в советско-американском соглашении об исследовании и использовании космического пространства в мирных целях, которое было подписано 24 мая 1977 г.

В целях согласования характеристик системы в период с 1978 по 1979 г. советские, американские, канадские и французские специалисты проводили встречи, в результате чего в ноябре 1979г. в Ленинграде был подписан основополагающий «Документ о взаимопонимании», определяющий цели, задачи, формы и методы сотрудничества, обязанности и права сторон, участвующих в создании системы КОСПАС-САРСАТ. В 1980г. был согласован документ «План реализации проекта КОСПАС-САРСАТ», который определял технические параметры всех элементов системы, конструкторские и эксплуатационные принципы её создания.

Спутниковая система КОСПАС-САРСАТ основана на использовании низкоорбитальных околополярных ИСЗ, запущенных на высоту около 800-1000км. Система состоит из четырёх основных частей: аварийных радиобуёв (АРБ) двух типов, предназначенных для передачи информации о бедствии через низкоорбитальные ИСЗ на частоте 121,5 или 406,025МГц;

ИСЗ, способных принимать сигналы АРБ и передавать их на частоте 1544,5МГц на наземные пункты приёма информации (ППИ) для последующей обработки;

ППИ, обеспечивающих приём от ИСЗ сигналов АРБ и определение по ним географических координат мест аварий;

Центров управления системой, служащих для координации и управления элементами системы, обмена информации и контроля за её происхождением.

Таким образом, с точки зрения технического исполнения, система является навигационно-связной.

Аварийные радиосигналы от АРБ, работающих на частоте 406,025МГц, содержащие информацию о стране владельца АРБ, названия объекта-носителя АРБ, типе пользователя и характере бедствия, принимаются ИСЗ и обрабатываются с целью определения доплеровского смещения частоты сигнала АРБ, привязки его к бортовому времени, выделения цифровой информации, содержащей обработанные и перечисленные выше данные. Сразу же после обработки, которая производится цифровыми методами, информация поступает на передатчик ИСЗ для её прямой ретрансляции и одновременно записывается в оперативно-запоминающее устройство (ОЗУ) ИСЗ. Приёмник и ОЗУ ИСЗ рассчитываются таким образом, чтобы обеспечить приём и обработку 20 одновременно работающих в зоне видимости АРБ запомнить информацию от 200 АРБ за виток ИСЗ вокруг Земли.

Сброс запомненной информации производится на частоте 1544,5МГц по команде от программно-временного устройства при прохождении ИСЗ в зоне видимости ППИ. Принятая на ППИ информация поступает в специальную ЦВМ, где происходит сортировка принятых сообщений и их обработка с целью определения координат АРБ. Для этого в ППИ с центра системы ежесуточно поступают параметры орбиты ИСЗ. Указанная информация по наземным каналам связи направляется в Центр управления системой, где происходит окончательная обработка и распределение информации между потребителями.

В системе КОСПАС-САРСАТ может также использоваться уже существующий парк АРБ, работающих на частоте 121,5МГц, для чего ИСЗ оборудован специальным ретранслятором. В состав АРБ, работающего на частоте 406,025МГц, включён маломощный (15-25мВт) передатчик, работающий на частоте 121,5МГц и предназначенный для окончательного привода спасательных средств к месту нахождения АРБ с помощью УКВ-пеленгаторов.

Система КОСПАС-САРСАТ с навигационной точки зрения относится к спутниковым системам доплеровского типа. Определение координат АРБ производится на основе измерения на борту ИСЗ доплеровского смещения частоты принимаемого от АРБ сигнала. Каждому значению частоты соответствует геометрическое место точек расположения АРБ, представляющее собой конус, вершиной которого служит положение ИСЗ в данный момент времени, а осью конуса является вектор скорости ИСЗ V. Положение угла при вершине конуса ? определяется из выражения: cos?=cfисз/VfАРБ. где с-скорость распространения радиоволн; V-скорость ИСЗ; fисз-частота, принимаемая ИСЗ; fАРБ-частота, излучаемая АРБ.

Если считать, что высота ИСЗ над поверхностью Земли известна, то в точке пересечения конуса со сферой, имеющей радиус Земли, получаем две точки нахождения АРБ. Одна из этих точек будет истинной, вторая зеркальной. Если АРБ неподвижен, то устранение неоднозначности (т.е. выбор из двух значений координат истинного значения) осуществляется при повторном исходе ИСЗ в зоне видимости АРБ или при использовании измерений, полученных от двух ИСЗ для одного и того же АРБ.

В системе КОСПАС-САРСАТ определение координат АРБ производится по одному полёту ИСЗ, причём неоднозначность устраняется путём использования эффекта вращения Земли.