RU2284550C2

RU2284550C2 - Space automated system for taking control over moving objects

Info

Publication number: RU2284550C2
Application number: RU2005100374/09A
Authority: RU
Inventors: Геннадий Владимирович Калач (RU); Геннадий Владимирович Калач; Евгений Викторович Калинин (RU); Евгений Викторович Калинин; Сергей Иванович Миронов (RU); Сергей Иванович Миронов; Дмитрий Леонидович Пономарев (RU); Дмитрий Леонидович Пономарев
Original assignee: Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого
Priority date: 2005-01-13
Filing date: 2005-01-13
Publication date: 2006-09-27
Also published as: RU2005100374A

Abstract

FIELD: automated systems.

SUBSTANCE: space automated system for taking control over moving objects relates to information-control systems. It has pace radar average-orbit echelon, on-board equipment which has radar set, communication terminal placed onto objects of control, stations for taking control over on-ground and naval base, low-orbit echelon of communication and retranslation space apparatuses and set of detectors-correctors of location-finding systems integrated into on-board equipment of objects under control. Global scope of action and continuity of information field and tight and stable mating with of on-board and on-ground systems are provided. High speed of delivery of formalized radar information in movable packages to consumer is provided with probability of 0,99 and higher.

EFFECT: improved efficiency of operation.

3 dwg

Description

Изобретение относится к области информационно-управляющих систем и может быть использовано для построения автоматизированных систем управления (АСУ), реализующих функции управления и контроля мобильных (в том числе высокодинамичных объектов не зависимо от метеорологических условий и времени суток.The invention relates to the field of information management systems and can be used to build automated control systems (ACS) that implement the control and monitoring functions of mobile (including highly dynamic objects, regardless of meteorological conditions and time of day.

Известна система радиолокационного обеспечения (РЛО), связи и передачи данных, входящая в АСУ Военно-воздушных сил (ВВС) «Эталон» /3/, которая предназначена для решения задач информационного обеспечения частей и подразделений ВВС, взаимного обмена информацией с другими потребителями, включая органы управления воздушным движением (ВД) гражданской авиацией, в интересах обеспечения управления летательными аппаратами (ЛА) на всех этапах полета от взлета до посадки и контроля воздушного пространства в зоне ответственности.The known system of radar support (RLO), communications and data transmission, included in the ACS of the Air Force (Air Force) "Etalon" / 3 /, which is designed to solve the problems of information support of units and units of the Air Force, the mutual exchange of information with other consumers, including air traffic control (VD) bodies of civil aviation, in the interests of ensuring control of aircraft (LA) at all stages of flight from take-off to landing and control of airspace in the area of responsibility.

В ее состав входят: источники первичной радиолокационной информации (РЛИ): радиолокационные станции (РЛС), подвижные радиолокационные высотомеры (ПРВ), авиационные комплексы радиолокационного дозора и наведения (АК РЛДН); источники вторичной РЛИ: радиолокационные посты малой и большой производительности (РЛП МП и РЛП БП), центры обработки РЛИ (ЦОРИ), которые предназначены для сбора и обработки информации о воздушной обстановке, а также обеспечения этой информацией соответствующих пунктов управления (ПУ). Система РЛО, связи и передачи данных строится по территориально-иерархическому признаку, при этом источники первичной и вторичной РЛИ позиционируются таким образом, чтобы создать наиболее экономичным способом всевысотное, многодиапазонное и динамичное радиолокационное поле в требуемом диапазоне дальностей выдачи информации. Автоматизация процессов сбора, обработки и выдачи информации обеспечивается высокопроизводительными комплексами средств автоматизации.It includes: sources of primary radar information (RLI): radar stations (radar), mobile radar altimeters (PRV), aircraft radar monitoring and guidance systems (AK RLDN); sources of secondary radar data: small and large-capacity radar posts (RLP MP and RLP BP), RLI processing centers (TORI), which are designed to collect and process information about the air situation, as well as provide relevant control points (PU) with this information. The radar, communication and data transfer system is built on a territorial-hierarchical basis, while the sources of the primary and secondary radar are positioned in such a way as to create in the most economical way a high-altitude, multi-range and dynamic radar field in the required range of information output ranges. Automation of the processes of collecting, processing and issuing information is provided by high-performance complexes of automation tools.

Основные недостатки подсистемы РЛО, связи и передачи данных АСУ ВВС «Эталон» состоят в том, что, во-первых, создание сплошного радиолокационного поля (РЛП) обнаружения и наведения ограничено дальностью действия средств радиолокации и радиосвязи, жесткими требованиями к позиционированию РЛС и высокой зависимостью от углов закрытия. Во-вторых, в указанной подсистеме отсутствует взаимный автоматизированный обмен информацией о воздушной обстановке, что значительно снижает оперативность и точность контроля подвижных объектов.The main disadvantages of the radar subsystem, communication and data transmission of the ACS Etalon airborne automated control system are that, firstly, the creation of a continuous radar field for detection and guidance is limited by the range of radar and radio communications, the stringent requirements for radar positioning and high dependence from closing angles. Secondly, in this subsystem there is no mutual automated exchange of information about the air situation, which significantly reduces the efficiency and accuracy of control of moving objects.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является система контроля ADS-B (система автоматического зависимого радиовещательного наблюдения) /2/, содержащая космическую навигационную систему «НАВСТАР», имеющую навигационные космические аппараты среднеорбитального эшелона, бортовой компонент, содержащий бортовую аппаратуру, в состав которой входит навигационный комплекс и терминал связи, наземные и морские (в том числе мобильные) пункты контроля и радиолинии связи между ними.Closest to the technical nature of the claimed invention is a control system ADS-B (automatic dependent dependent broadcasting monitoring system) / 2 /, containing the NAVSTAR space navigation system having mid-orbit echelon navigation spacecraft, an onboard component containing onboard equipment, which includes includes a navigation complex and a communication terminal, land and sea (including mobile) control points and radio links between them.

Система контроля ADS-B функционирует следующим образом: объекты контроля (в данном случае - летательные аппараты) осуществляют полеты по установленным маршрутам. Навигационный комплекс (НК), входящий в состав бортовой аппаратуры (БА), осуществляет высокоточное определение своего местоположения, используя космическую навигационную систему «НАВСТАР», терминал связи (ТС) формализует полученную от НК информацию и передает ее в радиовещательном режиме как на БА ближайших ЛА (с целью осуществления межсамолетной навигации), так и на пункты контроля, находящиеся в зоне прямой радиовидимости.The ADS-B control system operates as follows: control objects (in this case, aircraft) fly on established routes. The navigation complex (SC), which is part of the on-board equipment (BA), performs high-precision determination of its location using the NAVSTAR space navigation system, the communication terminal (TS) formalizes the information received from the SC and transmits it in broadcast mode as to the BA of the nearest aircraft (for the purpose of inter-aircraft navigation), as well as at control points located in the direct radio-visibility zone.

Основные недостатки ADS-B: система контроля реализует свои возможности только в пределах прямой радиовидимости; отсутствует возможность контроля подвижных объектов (ЛА) над недоступными для оборудования ПК континентальными и океанскими районами; низкая оперативность доставки формализованной навигационной информации о подвижных объектах до потребителя из-за отсутствия единого информационного поля.The main disadvantages of ADS-B: the control system realizes its capabilities only within the direct radio visibility; there is no possibility of control of moving objects (LA) over continental and oceanic areas inaccessible to PC equipment; low efficiency of delivery of formalized navigation information about moving objects to the consumer due to the lack of a single information field.

Требуемый технический результат - обеспечение глобальности действия и непрерывности информационного поля, достижение тесного и устойчивого сопряжения с бортовыми и наземными системами, обеспечение оперативности доставки формализованной навигационной информации о подвижных объектах до потребителя с вероятностью не ниже 0.99.The required technical result is to ensure the global operation and continuity of the information field, to achieve close and stable interfacing with airborne and ground-based systems, to ensure the prompt delivery of formalized navigation information about moving objects to the consumer with a probability of at least 0.99.

Указанный технический результат достигается тем, что предлагаемая система контроля, содержащая космическую навигационную систему среднеорбитального эшелона, бортовую аппаратуру, включающую в себя навигационный комплекс, терминал связи, размещенные на контролируемых объектах, пункты контроля подвижных объектов наземного и морского базирования дополнительно включает низкоорбитальный эшелон космических аппаратов связи и ретрансляции, совокупность датчиков-корректоров систем местоопределения, интегрированных в бортовую аппаратуру контролируемых объектов.The specified technical result is achieved by the fact that the proposed monitoring system comprising a space navigation system of the mid-orbit echelon, on-board equipment including a navigation complex, a communication terminal located at the monitored objects, monitoring points of land and sea-based mobile objects additionally includes a low-orbit echelon of space communication devices and relaying, a set of sensors-correctors of positioning systems integrated in the on-board equipment controlled objects.

Сущность изобретения поясняется на фиг.1-3.The invention is illustrated in figures 1-3.

На фиг.1 показана структура системы контроля ADS-B, которая включает: навигационные космические аппараты (КА) среднеорбитального эшелона 1, бортовой компонент 2, содержащий бортовую аппаратуру (БА), наземные и морские (в том числе мобильные) пункты контроля (ПК) 3 и радиолинии связи между ними 4, 5, 6, 7, 8. Индексами g, c, k на фиг.1 обозначены текущие номера элементов системы контроля ADS-B, a индексами G, С, К - общее количество этих элементов.Figure 1 shows the structure of the ADS-B monitoring system, which includes: navigation spacecraft (SC) of the mid-orbit echelon 1, airborne component 2, containing airborne equipment (BA), ground and sea (including mobile) control points (PC) 3 and the communication links between them 4, 5, 6, 7, 8. The indices g, c, k in Fig. 1 indicate the current numbers of the elements of the ADS-B monitoring system, and the indices G, C, K are the total number of these elements.

На фиг.2 показана структура космической автоматизированной системы контроля за подвижными объектами, которая включает: космическую навигационную систему среднеорбитального эшелона 1, состоящую из G космических аппаратов навигации (КАН); низкоорбитальный эшелон космических аппаратов связи и ретрансляции 2, состоящий из R космических аппаратов связи и ретрансляции (КАС); бортовую аппаратуру (БА) 3, размещенную на контролируемых объектах, число которых обозначено индексом I. В состав бортовой аппаратуры каждого контролируемого объекта интегрированы N датчиков-корректоров систем местоопределения; пункты контроля подвижных объектов (ПК) наземного и морского базирования 4, число которых обозначено индексом К; цифрами 1, 2, 3, 4, стоящими возле стрелок, пронумерованы информационные входы/выходы между всеми элементами космической автоматизированной системы контроля за подвижными объектами; цифрами 5...12 обозначены каналы обмена информацией между всеми элементами космической автоматизированной системы контроля за подвижными объектами; индексами g, i, n, k, r обозначены текущие номера элементов автоматизированной системы контроля за подвижными объектами. На фиг.2 - первые выходы бортовой аппаратуры g-ных КА навигации среднеорбитального эшелона (g=1, G) соединены радиолиниями 5 с первыми входами бортовой аппаратуры r-ных КА связи и ретрансляции низкоорбитального эшелона (r=1, R), вторые выходы бортовой аппаратуры g-ных КА навигации среднеорбитального эшелона соединены радиолиниями 6 с первыми входами i-й бортовой аппаратуры контролируемых объектов (i=1, I), третьи выходы бортовой аппаратуры g-ных КА навигации среднеорбитального эшелона соединены радиолиниями 11 с первыми входами аппаратуры k-ных наземных и морских пунктов контроля подвижных объектов (k=1, K). Вторые входы/выходы бортовой аппаратуры r-ных КА связи и ретрансляции низкоорбитального эшелона соединены радиолиниями 7 со вторыми входами/выходами i-й бортовой аппаратуры контролируемых подвижных объектов, третьи входы/выходы r-ных КА связи и ретрансляции соединены радиолиниями 10 с первыми входами/выходами k-й аппаратуры пунктов контроля. Третьи входы/выходы i-й бортовой аппаратуры, которые одновременно являются третьими входами/выходами навигационного комплекса бортовой аппаратуры контролируемых подвижных объектов, соединены радиолиниями с третьими входами/выходами k-й аппаратуры пунктов контроля, четвертые входы/выходы i-й бортовой аппаратуры контролируемых объектов, соединены между собой радиолиниями передачи данных, четвертые входы/выходы k-й аппаратуры пунктов контроля подвижных объектов соединены между собой проводными каналами передачи данныхFigure 2 shows the structure of the space-based automated system for monitoring moving objects, which includes: the space navigation system of the mid-orbit echelon 1, consisting of G spacecraft navigation; low-orbit echelon of spacecraft communications and relay 2, consisting of R spacecraft communications and relay (CAS); airborne equipment (BA) 3, located on controlled objects, the number of which is indicated by the index I. N sensors of corrections of positioning systems are integrated into the composition of the on-board equipment of each controlled object; ground and sea-based monitoring points of mobile objects (PC) 4, the number of which is indicated by the index K; the numbers 1, 2, 3, 4, standing next to the arrows, numbered information inputs / outputs between all elements of the space-based automated system for monitoring moving objects; the numbers 5 ... 12 indicate the channels of information exchange between all elements of the space-based automated system for monitoring moving objects; the indices g, i, n, k, r denote the current element numbers of the automated system for monitoring moving objects. Figure 2 - the first outputs of the on-board equipment of the g-th navigation satellites of the mid-orbit echelon (g = 1, G) are connected by radio links 5 to the first inputs of the on-board equipment of the r-th communication satellites and relaying the low-orbit echelon (r = 1, R), the second outputs the onboard equipment of the gth spacecraft for navigation of the mid-orbit echelon is connected by radio lines 6 to the first inputs of the i-th onboard equipment of the monitored objects (i = 1, I), the third outputs of the onboard equipment of the gth spacecraft of navigation of the middle orbit echelon are connected by radio lines 11 to the first inputs of the equipment k- ground sea and marine points of control of moving objects (k = 1, K). The second inputs / outputs of the onboard equipment of the r-th communication spacecraft and relaying of the low orbit echelon are connected by radio lines 7 to the second inputs / outputs of the i-th equipment of the onboard spacecraft of controlled moving objects, the third inputs / outputs of the r-th spacecraft of communication and relaying are connected by the radio lines 10 to the first inputs / outputs of the k-th equipment of control points. The third inputs / outputs of the i-th on-board equipment, which are simultaneously the third inputs / outputs of the navigation complex of the on-board equipment of the controlled moving objects, are connected by radio lines to the third inputs / outputs of the k-th equipment of the control points, the fourth inputs / outputs of the i-on-board equipment of the controlled objects are interconnected by radio transmission lines of data, the fourth inputs / outputs of the k-th equipment of points of control of moving objects are interconnected by wire channels of data transmission

На фиг.3 показана структура бортовой аппаратуры, размещенной на i-ных контролируемых объектах космической автоматизированной системы контроля за подвижными объектами, которая включает: терминал связи (ТС); навигационный комплекс (НК); N датчиков-корректоров, цифрами 1, 2, 3, 4, стоящими возле стрелок, пронумерованы информационные входы/выходы между всеми элементами бортовой аппаратуры и внешними элементами космической автоматизированной системы контроля за подвижными объектами. На фиг.3 первый вход навигационного комплекса соответствует первому входу i-й бортовой аппаратуры (i=1, I), показанному на фиг.2, первые выходы n-ных датчиков-корректоров бортовой аппаратуры (n=1, N) соединены проводными каналами со вторыми входами навигационного комплекса, третий вход/выход навигационного комплекса соединен проводным каналом с первым входом/выходом терминала связи, второй, третий, четвертый вход/выход терминала связи соответствует второму, третьему, четвертому входу/выходу i-й бортовой аппаратуры (i=1, I), показанным на фиг.2.Figure 3 shows the structure of the on-board equipment located at the i-th controlled objects of the space-based automated system for monitoring moving objects, which includes: a communication terminal (TS); navigation complex (NK); N sensors-correctors, the numbers 1, 2, 3, 4, standing next to the arrows, numbered information inputs / outputs between all elements of the on-board equipment and external elements of the space-based automated system for monitoring moving objects. In Fig. 3, the first input of the navigation complex corresponds to the first input of the ith on-board equipment (i = 1, I), shown in Fig. 2, the first outputs of the n-th sensors-correctors of the on-board equipment (n = 1, N) are connected by wire channels with the second inputs of the navigation complex, the third input / output of the navigation complex is connected by a wired channel to the first input / output of the communication terminal, the second, third, fourth input / output of the communication terminal corresponds to the second, third, fourth input / output of the i-th onboard equipment (i = 1, I) shown in FIG.

Навигационные КА среднеорбитального эшелона 1 предназначены для создания на земной поверхности, в воздушном и околоземном космическом пространстве навигационного координатно-временного поля с заданными характеристиками, обеспечивающими возможность решения различных навигационно-временных задач потребителями навигационной информации, таких как определение координат местоположения потребителя, а также определения составляющих по осям х, у, z вектора скорости его движения в глобальном масштабе. Среднеорбитальный эшелон навигационных КА 1 представляет собой кинематически правильную трехплоскостную систему по 8 навигационных КА в каждой из наклонных плоскостей. Орбиты - близкие к круговым, средняя их высота над поверхностью Земли около 20000 км, а драконический период обращения 11...12 час. Для создания более благоприятных условий потребителям, находящимся в высоких широтах и приполярных областях, наклонение орбит составляет 61...65 град. Плоскости орбит разнесены по долготе восходящего узла на 120 град. друг относительно друга и наклонены к плоскости экватора на 60...65°. Фазовый сдвиг по аргументу широты навигационных КА в одной плоскости равен 45°. Фазовый сдвиг по аргументу широты навигационных КА, лежащих в разных плоскостях равен 15°. Орбиты с указанными параметрами относятся к классу резонансных (они совершают 16...18 полных оборотов вокруг Земли за 8...9 звездных суток). Последнее позволит все КА в системе сфазировать таким образом, что на интервале фазового цикла они имеют практически один след на поверхности Земли, чем будет обеспечиваться исключительно высокая баллистическая устойчивость системы.The navigation satellites of the mid-orbit echelon 1 are designed to create a navigational coordinate-time field on the earth's surface, in the air and near-Earth outer space, with predetermined characteristics that provide the ability to solve various navigational-temporal problems by users of navigation information, such as determining the coordinates of the location of the consumer, as well as determining the components along the x, y, z axes of the velocity vector of its movement on a global scale. The mid-orbit echelon of the navigation spacecraft 1 is a kinematically correct three-plane system of 8 navigation spacecraft in each of the inclined planes. The orbits are close to circular, their average height above the Earth's surface is about 20,000 km, and the draconic period of revolution is 11 ... 12 hours. To create more favorable conditions for consumers located in high latitudes and subpolar regions, the inclination of the orbits is 61 ... 65 degrees. The orbit planes are separated by the longitude of the ascending node by 120 degrees. relative to each other and inclined to the equatorial plane by 60 ... 65 °. The phase shift in the latitude argument of the navigation spacecraft in one plane is 45 °. The phase shift with respect to the latitude argument of the navigation spacecraft lying in different planes is 15 °. Orbits with the indicated parameters belong to the resonance class (they make 16 ... 18 full revolutions around the Earth in 8 ... 9 stellar days). The latter will allow all spacecraft in the system to be phased in such a way that they have almost one trace on the Earth’s surface during the phase cycle interval, which will ensure extremely high ballistic stability of the system.

При этом обеспечивается наблюдение в любой точке земной поверхности, воздушного и околоземного космического пространства одновременно не менее 5-ти навигационных КА среднеорбитального эшелона. Аппаратура навигационных КА среднеорбитального эшелона позволяет поддерживать высокую точность бортовой шкалы времени за счет использования специальных стандартов частоты со стабильностью порядка 10^-13...10^-14, записывать данные для формирования навигационного сообщения, корректировать бортовую шкалу времени по командам с Земли, формировать навигационные сообщения и излучать их в направлении потребителей навигационной информации. Навигационное сообщение каждого навигационного КА среднеорбитального эшелона 1 содержит информацию о точных отсчетах времени системы и точных координатах навигационного КА в эти моменты времени, что позволяет создать пространственное навигационно-временное поле с заданными характеристиками в глобальном масштабе.At the same time, at least 5 navigation satellites of the mid-orbit echelon are observed at any point on the earth's surface, in the air and near-Earth space. The equipment of the navigation satellites of the mid-orbit echelon allows maintaining high accuracy of the onboard time scale due to the use of special frequency standards with stability of the order of 10 ^-13 ... 10 ^-14 , recording data for generating a navigation message, correcting the on-board time scale according to commands from the Earth, and forming navigation messages and radiate them towards consumers of navigation information. The navigation message of each navigation spacecraft of the mid-orbit echelon 1 contains information about the exact time counts of the system and the exact coordinates of the navigation spacecraft at these points in time, which makes it possible to create a spatial navigation-time field with specified characteristics on a global scale.

Космические аппараты-ретрансляторы низкоорбитального эшелона 2 предназначены для передачи (ретрансляции) на пункты контроля в едином формате системы формализованного навигационного сообщения. Они поддерживают непрерывность единого информационного поля системы, доступность каналов передачи данных, требуемую оперативность и достоверность сообщений.Low-orbit echelon 2 spacecraft-repeaters are intended for transmission (relaying) to control points in a single format of a formalized navigation message system. They support the continuity of a single information field of the system, the availability of data transmission channels, the required speed and reliability of messages.

Низкоорбитальный эшелон КА связи и ретрансляции 2 представляет собой многоплоскостную систему из 30...42 малогабаритных КА (МКА). При этом МКА могут размещаться в шести орбитальных плоскостях по 5...7 МКА в каждой. Плоскости орбит равномерно разнесены по долготе восходящего узла. Угол между соседними орбитальными плоскостями может составлять 60°. Фазовый сдвиг по аргументу широты КА-ретрансляторов, лежащих в соседних орбитальных плоскостях, может составлять 9...12°. Все орбиты круговые с высотой порядка 500...700 км и наклонены к плоскости экватора на 65...75°. При этом может быть обеспечен однократный глобальный обзор любой точки земной поверхности. Все космические аппараты-ретрансляторы содержат многоканальную приемопередающую аппаратуру непрерывной связи с прямой ретрансляцией с различными характеристиками.The low-orbit echelon of communication and relay spacecraft 2 is a multi-plane system of 30 ... 42 small spacecraft (MCA). In this case, the MCA can be located in six orbital planes of 5 ... 7 MCA in each. The orbital planes are evenly spaced along the longitude of the ascending node. The angle between adjacent orbital planes can be 60 °. The phase shift with respect to the latitude argument of the KA repeaters lying in adjacent orbital planes can be 9 ... 12 °. All orbits are circular with a height of the order of 500 ... 700 km and are inclined to the equatorial plane by 65 ... 75 °. In this case, a one-time global overview of any point on the earth's surface can be provided. All relay spacecraft contain multichannel transceiver equipment for continuous communication with direct relay with different characteristics.

При этом вероятность немедленного обслуживания заявок контролируемых объектов может быть определена по формуле:In this case, the probability of immediate servicing of applications of controlled objects can be determined by the formula:

где α - приведенная интенсивность входящего потока информации;where α is the reduced intensity of the incoming information stream;

n - среднее число занятых каналов;n is the average number of busy channels;

k₃ - коэффициент загрузки каналов.k ₃ - channel load factor.

Среднее число заявок, находящихся в очереди, может быть определено по формуле:The average number of applications in the queue can be determined by the formula:

Среднее время ожидания заявки в очереди может быть определено по формуле:The average waiting time for an application in the queue can be determined by the formula:

Наземные и морские пункты контроля подвижных объектов могут создаваться по территориально-иерархическому принципу и объединяться между собой наземными локальными и региональными проводными каналами передачи данных.Land and sea points of control of moving objects can be created according to the territorial-hierarchical principle and combined with each other by ground local and regional wired data transmission channels.

Наземные (морские) пункты контроля подвижных объектов 4 предназначены для приема формализованной навигационной информации с объектов контроля непосредственно и через КА связи и ретрансляции 2, ее обработки и реализации функций контроля и управления. Основой для создания системы пунктов контроля являются сети передачи данных, включающие специализированные центры приема обработки и распределения потоков информации между различными локальными подсистемами и использующие наземные проводные каналы магистральных и местных линий связи. Создание специализированных сетей и использование существующих позволит в полной мере использовать современные средства обработки информации. Каждый ПК одновременно поддерживает связь с несколькими КА-ретрансляции, обеспечивая интерфейс сети обмена данными. В функции центрального ПК входит управление базой данных о состоянии сети, контроль и распределение сетевых ресурсов. Состав и характеристики технических средств автоматизации, входящих в ПК, выбираются исходя из предельно возможной интенсивности движения объектов контроля и возможности комплексирования информации.Ground (sea) monitoring points of moving objects 4 are intended for receiving formalized navigation information from monitoring objects directly and via communication and relay spacecraft 2, its processing and implementation of monitoring and control functions. The basis for creating a system of control points are data transmission networks, including specialized reception centers for processing and distribution of information flows between various local subsystems and using terrestrial wired channels of trunk and local communication lines. The creation of specialized networks and the use of existing ones will allow the full use of modern means of information processing. Each PC simultaneously communicates with multiple KA relays, providing an interface to a data exchange network. The functions of the central PC include managing a database of network status, monitoring and distribution of network resources. The composition and characteristics of the automation hardware included in the PC are selected based on the maximum possible intensity of movement of objects of control and the possibility of complexing information.

Линии связи 5, 6, 11 между КА навигации среднеорбитального эшелона 1, КА связи и ретрансляции низкоорбитального эшелона 2, бортовой аппаратурой 3 и наземными (морскими) пунктами контроля 4 представляют собой широкополосные радиолинии с частотным разделением каналов, работающие в двухчастотном диапазоне электромагнитных волн (1...1.5 и 1.5...2 МГц) и предназначены для передачи навигационных сигналов высокой точности.Communication lines 5, 6, 11 between the navigation satellite of the mid-orbit echelon 1, communication spacecraft and relay of the low-orbit echelon 2, airborne equipment 3 and ground (sea) control points 4 are broadband radio-frequency channels with frequency division multiplexing operating in the two-frequency range of electromagnetic waves (1 ... 1.5 and 1.5 ... 2 MHz) and are designed to transmit high-precision navigation signals.

Линии связи 7, 9, 10 между КА связи и ретрансляции низкоорбитального эшелона 2, бортовой аппаратурой 3, наземными (морскими) пунктами контроля 4 предназначены для передачи командно-программной и формализованной навигационной информации о состоянии (местоположении) подвижных объектов контроля и представляют собой радиолинии, работающие в сантиметровом диапазоне электромагнитных волн.Communication lines 7, 9, 10 between the spacecraft of communication and relaying of the low-orbit echelon 2, on-board equipment 3, ground (sea) control posts 4 are intended for transmitting command-software and formalized navigation information about the state (location) of moving objects of control and are radio links, working in the centimeter range of electromagnetic waves.

Линии связи 8 между i-й бортовой аппаратурой (i=1, I) предназначены для передачи командно-программной и формализованной навигационной информации о состоянии (местоположении) подвижных объектов контроля для реализации управления групповыми действиями, межсамолетной навигации и представляют собой радиолинии, работающие в сантиметровом диапазоне электромагнитных волн.Communication lines 8 between the i-th airborne equipment (i = 1, I) are intended for transmitting command-program and formalized navigation information about the status (location) of moving objects of control for implementing group actions control, inter-airplane navigation and are radio centimeters operating range of electromagnetic waves.

Линии связи 12 между аппаратурой k-ных наземных и морских пунктов контроля (k=1, К), предназначенные для передачи командно-программной и формализованной навигационной информации о состоянии (местоположении) подвижных объектов контроля для реализации функций управления и контроля, представляют собой наземные локальные и региональные проводные каналы передачи данных.Communication lines 12 between the equipment of k-th ground and sea control points (k = 1, K), designed to transmit command-program and formalized navigation information about the state (location) of moving control objects to implement control and monitoring functions, are local and regional wired data channels.

Космическая автоматизированная система контроля функционирует следующим образом.Space automated control system operates as follows.

Космические навигационные аппараты среднеорбитального эшелона 1, функционирование и взаимосвязь которых описана в /1, 4/, осуществляют выдачу навигационных сообщений низкоорбитальному эшелону КА связи и ретрансляции 2, бортовой аппаратуре (объектам контроля) 3, наземным (морским) пунктам контроля 4, обеспечивая синхронизацию всех процессов в автоматизированной системе, высокоточную координаметрию объектов контроля.Space navigation aids of the mid-orbit echelon 1, the operation and interconnection of which is described in / 1, 4 /, issue navigation messages to the low-orbit echelon of the communication and relay spacecraft 2, on-board equipment (monitoring objects) 3, and ground (sea) monitoring posts 4, ensuring synchronization of all processes in an automated system, high-precision coordination of control objects.

Малогабаритные космические аппараты связи и ретрансляции низкоорбитального эшелона 2 обеспечивают создание единого информационного поля, путем глобальной передачи данных со средним временем доставки информации около 4 минут с вероятностью 0,99 по межспутниковым каналам. При нахождении бортовой аппаратуры объекта контроля 3 в зоне прямой радиовидимости от ПК наземного компонента 4 реализуется функция передачи данных без ретрансляции, непосредственно на ПК с вероятностью 0,99.Small-sized spacecraft communications and relaying of the low-orbit echelon 2 provide the creation of a single information field by global data transmission with an average information delivery time of about 4 minutes with a probability of 0.99 via inter-satellite channels. When the on-board equipment of the object of control 3 is in the zone of direct radio visibility from the PC of the ground component 4, the function of data transmission without relaying is implemented directly to the PC with a probability of 0.99.

Бортовая аппаратура 3 осуществляет прием навигационных сигналов на совокупность n-ных датчиков-корректоров; при ухудшении достоверности информации от навигационных КА среднеорбитального эшелона 1, навигационный комплекс осуществляет комплексную обработку информации, поступающую от n-ных ДК на основе развитых алгоритмов обработки. Терминал связи реализует функцию создания и передачи в едином формате системы формализованного сообщения и передает его по радиолинии 8 соседним объектам контроля для осуществления межсамолетной навигации, по радиолинии 9 - пунктам контроля, находящимся в зоне прямой радиовидимости, по радиолиниям 10 - МКА низкоорбитального эшелона связи для ретрансляции данных заинтересованному ПК.On-board equipment 3 receives navigation signals to the set of n-th sensor-corrector; when the reliability of the information from the navigation satellites of the mid-orbit echelon 1 deteriorates, the navigation complex carries out complex processing of information coming from the n-th DCs based on developed processing algorithms. The communication terminal implements the function of creating and transmitting a formalized message system in a unified format and transmits it via radio line to 8 neighboring monitoring objects for inter-aircraft navigation, along radio line 9 to control points located in the direct radio-visibility zone, and along radio lines 10 - MCA of a low-orbit communication link for relaying data to an interested PC.

Совокупность ПК 4, выстроенных по территориально-иерархическому принципу и объединенных наземными локальными и региональными проводными сетями передачи данных, оборудованных автоматизированными техническими средствами, обеспечивает по радиолиниям 9, 10 прием данных о состоянии (местоположении) подвижных объектов, их обработку, передачу по проводным линиям 12 заинтересованным потребителям (организациям, ведомствам), решает задачи контроля, управления движением (в том числе, обеспечение безопасности).The combination of PC 4, built on a territorial-hierarchical basis and connected by terrestrial local and regional wired data networks equipped with automated technical means, provides radio links 9, 10 to receive data on the status (location) of moving objects, their processing, transmission via wire lines 12 interested consumers (organizations, departments), solves the tasks of control, traffic management (including security).

Источники информацииInformation sources

1. Болдин В.А., Зубинский В.И., "Глобальная спутниковая навигационная система ГЛОНАСС." - М.: ИПРЖР, 1998. - 400 с., ил.1. Boldin V.A., Zubinsky V.I., "Global satellite navigation system GLONASS." - M .: IPRZhR, 1998 .-- 400 p., Ill.

2. Нахмедов Э. "ADS-B. Аспекты переходного периода.//Новости аэронавигации." - 2001 - № 4 - с. 7-13.2. Nakhmedov E. "ADS-B. Aspects of the transition period. // News of air navigation." - 2001 - No. 4 - p. 7-13.

3. Основы применения АСУ ВВС. Учебное пособие. - Монино: ВВА, 1985. - 87 с.3. The basics of the use of ACS Air Force. Tutorial. - Monino: VVA, 1985 .-- 87 p.

4. "Сетевые спутниковые радионавигационные системы" В.С. Шебшаевич, П.П. Дмитриев, Н.В. Иванцевич и др.(под ред. П.П. Дмитриева и В.С. Шебшаевича). - М.: Радио и связь, 1982 - 272 с. ил.4. "Network satellite radio navigation systems" V.S. Shebshaevich, P.P. Dmitriev, N.V. Ivantsevich and others (under the editorship of P.P. Dmitriev and V.S. Shebshaevich). - M .: Radio and communications, 1982 - 272 p. silt.

5. Соколов В.В., Филимонов Е.Б., Пыльцов В.А., "Низкоорбитальные спутниковые системы связи для передачи дискретных сообщений с допустимым временем задержки"//Электромагнитные волны и электронные системы. - 1996 - № 1 - с. 56-63.5. Sokolov VV, Filimonov EB, Pyltsov VA, "Low-orbit satellite communication systems for transmitting discrete messages with an acceptable delay time" // Electromagnetic waves and electronic systems. - 1996 - No. 1 - p. 56-63.

Claims

A space-based automated system for monitoring moving objects, comprising a middle-orbit echelon space navigation system, on-board equipment including a navigation system, a communication terminal located on controlled moving objects, ground and sea-based monitoring objects for mobile objects, characterized in that it further includes a low-orbit echelon spacecraft (SC) of communication and relay, a set of sensors-correctors of positioning systems, integrated monitoring equipment, and the first outputs of the on-board equipment of the g-th spacecraft of navigation of the middle orbit echelon (g = 1, G) are connected by radio lines to the first inputs of the on-board equipment of the r-x spacecraft of communication and relaying of the low-orbit echelon (r = 1, R), the second outputs of the onboard equipment of the g-th spacecraft of the mid-orbit echelon navigation are connected by radio lines to the first inputs of the i-th equipment of the monitored objects (i = 1, I), which are simultaneously the first inputs / outputs of the navigation complex of the onboard equipment to of controlled mobile objects, the third outputs of the on-board equipment of the g-th spacecraft of the mid-orbit echelon navigation are connected by radio lines to the first inputs of the equipment of the k ground and sea points of control of moving objects (k = 1, K), the second inputs / outputs of the on-board equipment of the r-th communication spacecraft and relays of the low-orbit echelon are connected by radio lines to the second inputs / outputs of the i-th on-board equipment of controlled moving objects, which are simultaneously the second inputs / outputs of the navigation complex of the on-board equipment of controlled mobile objects, the third inputs / outputs of the r-th communication and relay spacecraft are connected by radio lines to the first inputs / outputs of the k-th equipment of the control points, the third inputs / outputs of the i-th on-board equipment, which are simultaneously the third inputs / outputs of the navigation complex of the on-board equipment controlled movable objects, connected by radio links to the third inputs / outputs of the k-th equipment of control points, the fourth inputs / outputs of the i-th on-board equipment of controlled objects, which are simultaneously fourth the inputs / outputs of the navigation complex of the on-board equipment of controlled movable objects are interconnected by data radio links, the fourth inputs / outputs of the k-th equipment of control centers of moving objects are interconnected by wired data channels, in addition, the first outputs in on-board equipment of controlled moving objects n-sensor correctors (n = 1, N) are connected by wire channels to the second inputs of the navigation complex, the third input / output of the navigation complex is connected by wire to analog with the first input / output of the communication terminal.