Радиооб ВС / Т10.самолётные радиолокационные ответчики / Т 10
.docТема 10. Самолетные радиолокационные ответчики.
10.1 Назначение, принцип функционирования вторичной радиолокации
Вторичная радиолокационная система (ВРЛ) предназначена для формирования и автоматической передачи информации с борта ВС, необходимой для АС УВД, в ответ на запросные сигналы, излучаемые наземными или бортовыми вторичными радиолокаторами.
Принцип функционирования систем вторичной радиолокации состоит в том, что наземным или бортовым вторичным радиолокаторам формируются запросные сигналы, которые затем излучаются антенной. После приема запросного сигнала и его анализа бортовой радиолокационный ответчик автоматически вырабатывает ответный радиосигнал, содержащий информацию о номере, присвоенном самолету, либо о барометрической высоте, либо об остатке топлива на борту. Через бортовой радиоответчик, кроме этого если он работает в режиме S, можно обеспечить передачу данных, а в перспективе и создание линии связи при внедрении ADS (автоматического зависимого наблюдения) вещательного (АЗН-В) или контрактного (АЗН-К) типов.
Содержание ответной информации определяется установленным режимом работы ответчика и видом запросных сигналов, которые излучаются в определенной последовательности наземным или бортовым ВРЛ.
10.2 Принцип работы самолетных радиолокационных ответчиков.
В настоящее время в эксплуатации на ВС находятся радиолокационные ответчики различных типов отечественного и зарубежного производства. Это бортовые радиолокационные ответчики отечественного производства СО-72М, СО-70, цифровой самолетный ответчик СО-96, и цифровой самолетный ответчик транспондер зарубежного производства GTX-327. Несмотря на многообразие эксплуатируемых радиолокационных ответчиков принцип работы их одинаков.
Запросные сигналы формируемые наземными или бортовыми ВРЛ представляют из себя несколько последовательно передаваемых 2-х импульсных кодовых посылок для запроса информации о бортовом номере, высоты полета, путевой скорости, координатной отметки.
Посылки в зависимости от запрашиваемой информации различаются временным интервалом между импульсами.
На основе анализа запросного сигнала и режима работы бортовой радиолокационный ответчик формирует ответный сигнал, состоящий из 3-х частей. Первая часть, так называемая координатная 2-х импульсная кодовая комбинация, с помощью которой формируется отметка ВС на экране диспетчерского индикатора. Вторая часть содержит ключевой 3-х импульсный код, указывающий содержание информации в третьей части сигнала (бортовой номер, высота либо скорость или координатная отметка ВС).
Третья информационная часть ответного сигнала содержит 80 временных позиций для передачи информации о бортовом номере, высоте, скорости, запасе топлива на борту и т.п. Для одноразовой передачи необходимой информации задействованы 40 временных позиций, вторые 40 позиций для повторной передачи этой же информации, т.е. для повышения вероятности безошибочного приема.
Это общий принцип работы отечественных и зарубежных радиолокационных ответчиков. В то же время имеются различия в частоте запросных и ответных сигналов, а также в режимах работы и временных интервалах в кодовых комбинациях запросных сигналов. Так отечественные системы вторичной радиолокации при работе над территорией РФ и стран СНГ формируют запросный сигнал на частоте 835,5 МГц и ответный сигнал на частоте 740 МГц (режимы РСП, УВД). При работе на зарубежных авиалиниях соответственно на частоте 1030 МГц и 1090 МГц (режимы RBS (A и AC) и УВД-М).
10.3 Режимы работы самолетных радиолокационных ответчиков
Режимы работы самолетных радиолокационных ответчиков всех типов также идентичны, но имеют разную аббревиатуру названий.
Рассмотрим режимы работы некоторых отечественных и зарубежных ответчиков. Ответчик СО72-М имеет следующие режимы работы:
- режим «готов» при котором ответчик находится в «горячем» резерве а не отвечает на запросные сигналы. Используется при рулении самолета или по команде диспетчера УВД («Squawk Standby);
- режим «УВД» - основной режим при полетах по внутрироссийским воздушным трассам;
- режим «РСП» имеет пониженную чувствительность радиоприема по сравнению с режимом «УВД» и может быть установлен только по указанию диспетчера УВД, для исключения ложных срабатываний ответчика вблизи аэродрома;
- режим «УВД-М» аналогичен режиму «УВД», но используется международные запросные и ответные частоты;
- режим «АС» соответствует режиму RBS и используется при полетах по международным воздушным трассам;
- режим «А» также соответствует режиму RBS, но включается только по указанию диспетчера УВД («Squawk Alfa») обычно в случае ошибок при передаче информации о барометрической высоте.
Кроме основных режимов работы на CO-72M обеспечивается:
- передача сигнала индивидуального опознавания самолета на экране ВРЛ при нажатии кнопки «ЗНАК», информационные ходы при этом не передаются. Кнопка «ЗНАК» нажимается по команде диспетчера УВД;
- передача сигнала аварии в режимах работы «РСП», «УВД», «УВД-М», при включении выключателя «АВАРИЯ»;
- установка при использовании режимов RBS «АС» и «А» назначенного диспетчером руления четырехразрядного кода ответчика (Squawk) или при возникновении на борту самолета аварийной обстановки набор кода «7700», при потере радиосвязи кода «7600», при захвате самолета «7500».
В ответчике СО-72 предусмотрен контроль работоспособности.
Цифровой самолетный ответчик GTX-327 фирмы Garmin (рис. 10.2) работает в трех основных режимах:
- STBY – режим ожидания. Ответчик находится в «горячем» резерве и не отвечает на запросы ВРЛ. При включении режима на индикаторе идентифицируется номер, установленный перед включением;
- ON – режим «А». Ответчик передает идентификационный номер (запрос кодом А) и информацию о барометрической высоте полета.
Кроме этого включается дополнительные режимы:
- IDENT – режим индивидуального опознавания самолета (включается по запросу диспетчера УВД), аналогичен нажатию кнопки «ЗНАК» на СО-72;
- VFR – оперативный вызов номера устанавливаемого при полетах по ПВП. В США это 1200, в Европе 7000 (программируется заранее в режиме «CONFIGURATION»
10.4 Работа самолетных ответчиков в режимах ATC RBS и S
10.4.1 Режимы работы самолетного радиолокационного ответчика «АС» и «С»
Запросные сигналы ВРЛ в этих режимах представляют собой четыре вида 2-х импульсных кодов, посылаемых в определенной последовательности один за другим A, B, C и D. Коды различаются временными интервалами между импульсами. Коды А и В служат для запроса номера рейса, С – для запроса высоты, D – резервный.
Ответные коды имеют более сложную форму.
Работа самолетных ответчиков в соответствии с нормативами ICAO осуществляется в режиме RBSC подрежимами «АС» и «С».
В подрежиме «АС» ответчик отвечает на запросы УВД о номере (запрос кодом А) и высоте (запрос кодом С).
В подрежиме «А» ответчик передает идентификационный номер без передачи информации о высоте полета.
10.4.2 Режим работы самолетного радиолокационного ответчика «S».
Изначально при создании, вторичная радиолокация использовалась только для целей УВД, предоставляя авиадиспетчерам наряду с координатами ВС дополнительную информацию о высоте полета, идентификационном номере ВС и т.д.
В настоящее время запросные сигналы на бортовые ответчики поступают не только от наземных ВРЛ, но и от систем TCAS II многих ВС. Бортовые ответчики излучают одинаковые ответные сигналы на одной радиочастоте 1090 МГц большому множеству запросчиков, а не одному наземному ВРЛ, как это предусматривалось при создании системы ATC RBS. Таким образом каждая системы TCAS II принимает ответы и на чужие запросы, что при большой плотности воздушного движения неизбежно приводит к возникновению синхронных помех, искажению дальномерной информации и, следовательно, к ложным решениям об угрозе столкновения.
В тоже время режим RBS имеет недостаточную информативность. Например информация о высоте выдается с округлением до 100ft, что приводит к погрешности дискретизации 10% при полетах в пространстве RVSM (вертикальное эшелонирование 100ft).
Приемопередатчики бортовых ответчиков в режиме ATC RBS не обеспечивают возможность координирования маневра конфликтующих ВС при наличии маневра конфликтующих ВС при наличии системы TCAS II на одном из них.
Исходя из вышеизложенного видно, что возможности ATC RBS исчерпаны, и с 1987 года с принятием ICAO поправки 67 началось внедрение дискретно-адресных систем, использующих новые форматы сигналов ВРЛ режима «S».
Работа ВРЛ режима «S» основана на адресном разделении всех радиоответчиков ВС. В таких дискретно-адресных системах ВРЛ каждое ВС или другой подвижный объект имеет свой уникальный 24-разрядный двоичный код адреса, и его ответчик отвечает на запрос, включающий только этот адрес. Всего в 24 разрядах двоичного когда может быть размещено 16,777,214 таких адресов.
Коды адресов распределяются ICAO. На обычный апрос режима ATC RBS адресный ответчик тоже отвечает, но наряду с общей информацией, соответствующей режимам ATC RBS, сообщает свой код адреса. Такая адресация позволяет ВС кроме взаимодействия с наземными системами ВРЛ напрямую, без взаимных радио помех обмениваться информацией между собой.
Бортовые системы TCAS II благодаря адресным ответчикам, входящим в их состав, получают возможность взаимно координировать рекомендуемые маневры уклонения от столкновений.
Кроме улучшения помехозащищенности ВРЛ режима «S» повышает информативность, в частности координирование высоты производится с шагом 25ft, что соизмеримо с величиной погрешности лучших баровысотомеров.
Через ответчик благодаря режиму «S» может обеспечиваться передача данных, а в перспективе и создание линии связи при внедрении автоматического зависимого наблюдения, как вещательного (АЗН-В), так и контрактного (АЗН-К) типов.
Для обеспечения совместимости традиционной системы ВРЛ режима ATC RBS с ответчиками режима «S» длительный переходный период в них используется те же радиочастоты – 1030 МГц для запроса и 1090 МГц для ответа.