RU2544007C2 - System for radio communication with mobile objects - Google Patents
System for radio communication with mobile objects Download PDFInfo
- Publication number
- RU2544007C2 RU2544007C2 RU2013132258/07A RU2013132258A RU2544007C2 RU 2544007 C2 RU2544007 C2 RU 2544007C2 RU 2013132258/07 A RU2013132258/07 A RU 2013132258/07A RU 2013132258 A RU2013132258 A RU 2013132258A RU 2544007 C2 RU2544007 C2 RU 2544007C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ground
- board
- antenna
- data
- radio
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к радиоустройствам обмена данными и может быть использовано для помехозащищенного информационного обмена между подвижными воздушными объектами (ВО) и наземными комплексами (НК) в каналах ″воздух-воздух″ и ″воздух-земля″.The invention relates to radio devices for data exchange and can be used for noise-free information exchange between mobile airborne objects (BO) and ground-based complexes (SC) in the channels ″ air-to-air ″ and ″ air-to-ground ″.
В настоящее время за рубежом широко применяется устройство 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 информации является канал метрового (MB) диапазона. Организацию обмена информацией между наземными службами и бортовыми устройствами осуществляет наземный комплекс. Он опрашивает подвижные воздушные объекты, находящиеся в зоне его обслуживания, и собирает с них необходимую информацию. Бортовое устройство работает в этом случае в режиме адресного опроса. Для того чтобы бортовое устройство могло работать в режиме адресного опроса, ей необходимо встать на обслуживание в наземной системе в режиме прямого доступа [2].Currently, a messaging device between on-board radio-electronic equipment of mobile airborne objects (aircraft) and ground services (ACARS) is widely used abroad [1]. The system provides a call for voice communication and data transfer between mobile airborne objects and ground services. The on-board communication unit in this system is a computer. The main channel for exchanging current information is the meter (MB) channel. The exchange of information between ground services and airborne devices is carried out by the ground complex. He interviews mobile airborne objects located in his service area and collects the necessary information from them. The on-board device in this case operates in the address polling mode. In order for the on-board device to be able to work in the address polling mode, it needs to enter service in the ground system in direct access mode [2].
К недостаткам представленной системы обмена сообщениями между бортовым радиоэлектронным оборудованием ВО и наземными службами следует отнести низкую скорость передачи и информации, точность определения местоположения, определяемую принятыми на нем данными глобальных навигационных спутниковых систем.The disadvantages of the presented messaging system between the airborne electronic equipment of VO and ground services include the low transmission rate and information, the accuracy of determining the location, determined by the data received from it of global navigation satellite systems.
Известна система радиосвязи с подвижными объектами [3], которая состоит из наземной и бортовой приемопередающих радиостанций, между которыми в соответствии с заложенными алгоритмами осуществляется обмен данными. В этой системе во время движения подвижные воздушные 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 автоматизированного рабочего места (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 памяти их бортовых вычислителей. 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) воздушных объектов, 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.A known radio communication system with moving objects [3], which consists of ground and airborne transceiver radios, between which, in accordance with the laid down algorithms, data is exchanged. In this system, while moving, moving airborne objects located within the radio horizon exchange data with the ground-based complex. Messages received by a ground-based radio station from the воздух air-to-ground ’channel through the data transmission equipment are sent to a computer-based workstation computer (AWS), where, in accordance with the exchange protocol adopted in the system, the address received in the message is identified with the addresses of the moving air objects stored in the memory of their airborne computers. If the address of the moving air object coincides with the address stored in the list, information about the location, parameters of the HE movement and the state of its sensors is displayed on the monitor screen of the ground workstation. In the PC computer-based workstation AWP, the problem of ensuring constant radio communication with all N VOs is solved. When you go beyond the radio horizon, at least one of the VO or approaching the boundary of the zone of stable radio communications, one of the VO is determined programmatically, which is assigned by the message relay. Based on the results of the analysis of the location and motion parameters of the remaining HEs, the optimal paths for delivering messages to the selected mobile airborne object remote from the SC for a radio horizon are determined. The message from the NK through a serial chain consisting of (N-1) air objects can be delivered to the N-th VO. To do this, on the NK in the shaper of the type of relayed messages, the number of the VO assigned by the relay and the addresses of the moving air objects that provide the specified message traffic are laid down in a predetermined category (header) of the transmitted codegram. Messages received at the VO are analyzed in a message type analysis unit. After analysis, the question of sending data via a bi-directional bus to the facility’s control system or relaying them to a neighboring VO is resolved.
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 бортовые 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.In the normal mode with the NK, when signal relaying is not required, VO address polling is carried out by forming a message for transmission to the radio channel in accordance with the exchange protocol. The message typed by the operator (dispatcher) is displayed on the AWP monitor. After passing through the on-board antenna, radio station, and data transmission equipment, the signal arrives at the on-board computer, where the address received in the message is identified with the own address of the mobile airborne object. Next, the message is transmitted to the analysis unit of the type of relayed message, where the received header (service part) of the message is decrypted, and it is determined in what mode the VO equipment should work. The information part of the message is recorded in the memory of the on-board computer and, if necessary, is displayed on the screen of the data recording unit.
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.Shapers of the type of relayed messages allow for the exchange of digital data on the channel ″ air-ground ″ instead of existing voice information. They are designed to select permission / information / request message elements that correspond to the accepted speech phraseology, and to set up arbitrary text. Display of dialed and received messages is carried out on the data recording unit VO and the monitor workstation NK, respectively. Messages from the outputs of the signal receivers of global navigation satellite systems are recorded in the memory of ground and airborne computers with reference to global time and are used to calculate the navigation characteristics and motion parameters of each HE. Accepted by the NK navigation messages from all VOs are processed in the calculator and displayed on the AWP monitor screen.
Однако аналогу присущи следующие недостатки, связанные с низкой точностью определения местоположения, определяемой принятыми на нем данными глобальных навигационных спутниковых систем, в числе которых могут быть и некорректные.However, the analogue has the following disadvantages associated with the low accuracy of determining the location determined by the data of global navigation satellite systems received on it, which may include incorrect ones.
Известна наземная станция системы АЗН-В, в которой используются дифференциальные поправки локально-корректирующей станции (ЛККС) для организации посадки воздушного судна по 1-й категории ICAO. Сообщения с ЛККС передаются в MB диапазоне на бортовой приемник, работающий в режиме VDB. В бортовом вычислителе принятые данные обрабатываются и выводятся на блок регистрации для использования экипажем [4]. По радиоканалам на борту самолета принимаются также данные глобальных навигационных спутниковых систем для расчета его местоположения. Чем больше спутников находится в зоне видимости, тем выше точность определения координат. Минимальное число спутников, необходимых для получения точных координат ВС, - четыре. Однако из-за неисправности оборудования спутников и схода их с орбиты иногда на воздушные суда поступают недостоверные данные, которые увеличивают погрешность измерения их координат и параметров движения. Такие данные о положении самолета и глобальном (всемирном) времени передаются всем участникам сети (другим бортам и наземным комплексам). Поэтому на экранах мониторов рабочих мест диспетчера и пилота появляется искаженная картина о состоянии воздушного пространства. Несмотря на наличие в бортовом компьютере карты поверхности Земли с опорными точками, недостоверная информация не позволяет пилоту гражданских ВО выполнить посадку по первой категории ICAO (по сигналам глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS).A well-known ground station of the AZN-V system, in which differential corrections of a locally correcting station (LCC) are used to organize the landing of an aircraft according to the 1st category of ICAO. Messages from the LCX are transmitted in the MB range to the on-board receiver operating in VDB mode. In the on-board computer, the received data is processed and displayed on the registration unit for use by the crew [4]. Radio channels on board the aircraft also receive data from global navigation satellite systems to calculate its location. The more satellites in sight, the higher the accuracy of determining the coordinates. The minimum number of satellites required to obtain the exact coordinates of the aircraft is four. However, due to the malfunction of satellite equipment and their descent from orbit, inaccurate data sometimes arrives on the aircraft, which increases the error in measuring their coordinates and motion parameters. Such data on the position of the aircraft and global (universal) time are transmitted to all network participants (other sides and ground complexes). Therefore, a distorted picture of the state of airspace appears on the monitor screens of the workplaces of the dispatcher and the pilot. Despite the presence on the on-board computer of a map of the Earth’s surface with reference points, inaccurate information does not allow a civilian pilot pilot to land according to the first ICAO category (according to the signals of global navigation satellite systems GLONASS / GPS).
Поэтому даже в этом случае из-за наличия недостоверных данных посадка воздушного судна осуществляется не автоматически, а с помощью экипажа.Therefore, even in this case, due to the presence of inaccurate data, the landing of the aircraft is carried out not automatically, but with the help of the crew.
Наиболее близким по назначению и большинству существенных признаков является ″Система радиосвязи с подвижными объектами″ [5], которая и принята за прототип. Система состоит из наземного комплекса, содержащего наземную антенну, радиостанцию, подключенную двухсторонними связями через аппаратуру передачи данных (АПД) к соответствующему первому входу/выходу вычислителя автоматизированного рабочего места (АРМ). Первый вход вычислителя АРМ подключен к приемнику сигналов глобальных навигационных спутниковых систем, второй вход - к пульту управления АРМ, а выход - к монитору АРМ. Формирователь типа ретранслируемых сообщений соединен с соответствующим входом вычислителя АРМ. Концентратор подключен к локально-вычислительным сетям (ЛВС), которые в свою очередь соединены двухсторонними связями с соответствующими входами/выходами наземной направленной антенны, наземному антенному коммутатору, наземной аппаратуре связи, каждому из А АРМ, состоящих из вычислителя АРМ, соединенного с выходом пульта управления АРМ и с входом монитора АРМ. Каждый из В блоков сопряжения состоит из последовательно соединенных второй наземной аппаратуры передачи данных и устройства сопряжения с каналом связи, выход которого является входом/выходом системы. Наземная направленная антенна через антенный коммутатор соединена двухсторонней связью с соответствующим входом/выходом наземной аппаратуры связи. Наземный блок горизонтирования подключен к наземной направленной антенне механическими связями.The closest in purpose and most of the essential features is ″ Radio communication system with moving objects ″ [5], which is taken as a prototype. The system consists of a ground-based complex containing a ground-based antenna, a radio station connected by two-way communications via data transmission equipment (ADF) to the corresponding first input / output of a computer of a workstation (AWP). The first input of the workstation calculator is connected to the receiver of signals of global navigation satellite systems, the second input is connected to the workstation control panel, and the output is connected to the workstation monitor. Shaper type relayed messages is connected to the corresponding input of the computer workstation. The hub is connected to a local area network (LAN), which in turn is connected by two-way communications with the corresponding inputs / outputs of the ground directional antenna, ground antenna switch, ground communication equipment, each of the A workstation, consisting of a workstation computer connected to the output of the control panel AWP and with an arm monitor input. Each of the B interface blocks consists of series-connected second ground-based data transmission equipment and a pairing device with a communication channel, the output of which is the input / output of the system. The terrestrial directional antenna through the antenna switch is connected by two-way communication with the corresponding input / output of ground communication equipment. The ground leveling unit is connected to the ground directional antenna by mechanical connections.
В состав каждого из N подвижных воздушных объектов входят бортовые датчики, приемник сигналов глобальных навигационных спутниковых систем, анализатор типа принимаемых сообщений и бортовой формирователь типа ретранслируемых сообщений, каждый из которых соединен с соответствующими входами бортового вычислителя. Выход бортового вычислителя 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. Бортовая аппаратура связи, бортовая направленная антенна, бортовой антенный коммутатор, бортовой блок горизонтирования соединены двухсторонними связями с соответствующими входами/выходами бортового вычислителя. Бортовой блок горизонтирования подключен к бортовой направленной антенне механическими связями. 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. Бортовая аппаратура связи через последовательно соединенные бортовой антенный коммутатор, бортовую направленную антенну через радиоэфир подключена к наземной направленной антенне. В режимах ретрансляции и обмена данными бортовая направленная антенна 1-го ВО соединена по радиоэфиру с бортовой направленной антенной 2-го ВО и так далее до N-го ВО.Each of the N mobile airborne objects includes on-board sensors, a signal receiver for global navigation satellite systems, an analyzer of the type of received messages and an on-board driver of the type of relayed messages, each of which is connected to the corresponding inputs of the on-board computer. The output of the on-board computer is connected to the input of the data recording unit, and the input / output is connected to the bi-directional bus of the control system for a moving air object. The on-board computer is connected to the on-board antenna through a series-connected on-board data transmission equipment and a radio station. On-board communication equipment, on-board directional antenna, on-board antenna switch, on-board leveling unit are connected by two-way communications with the corresponding inputs / outputs of the on-board computer. The airborne leveling unit is connected to the airborne directional antenna by mechanical connections. Data transmission from the ND is provided through a chain of series-connected first mobile airborne objects, the second VO and further to the N-th VO, and data transmission from the N-th VO to the NK is carried out in the reverse order. On-board communication equipment through a series-connected on-board antenna switch, the on-board directional antenna is connected via radio to a ground-based directional antenna. In the modes of relay and data exchange, the onboard directional antenna of the 1st VO is connected by radio to the airborne directional antenna of the 2nd VO and so on to the Nth VO.
Прототипу присущи недостатки, связанные с невозможностью использования линии связи для некоторых практических применений, например, при передаче сигналов картографирования поверхности Земли, где требуемая точность определения местоположения подвижного объекта должна быть в несколько раз меньше, чем заданная точность определения местоположения наземного объекта. А точность определения местоположения объекта по высоте, обеспечиваемая, например, с помощью системы GPS, составляет ±17 м [6]. Кроме того, такая точность не обеспечивает возможность автоматической посадки ВО по спутниковым навигационным данным.The prototype has inherent disadvantages associated with the inability to use the communication line for some practical applications, for example, when transmitting signals mapping the surface of the Earth, where the required accuracy of determining the location of a moving object should be several times less than the specified accuracy of determining the location of a ground object. And the accuracy of determining the location of the object in height, provided, for example, using the GPS system, is ± 17 m [6]. In addition, this accuracy does not provide the ability to automatically land on a satellite navigation data.
Таким образом, основной технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение точности определения местоположения воздушного подвижного объекта, в том числе и беспилотного, за счет передачи на него дифференциальных поправок с НК для коррекции принятых данных глобальных навигационных спутниковых систем.Thus, the main technical problem, which the utility model is aimed at, is to increase the accuracy of determining the location of an air moving object, including an unmanned one, by transmitting differential corrections from it to the NK to correct received data from global navigation satellite systems.
Указанный технический результат достигается тем, что в систему радиосвязи с подвижными объектами, состоящую из наземного комплекса (НК), содержащего наземную приемо-передающую антенну, радиостанцию, подключенную двухсторонними связями к первой аппаратуре передачи данных, первый вход вычислителя первого (ведущего) автоматизированного рабочего места (АРМ) подключен к приемнику сигналов глобальных навигационных спутниковых систем, второй вход - к пульту управления АРМ, а выход - к монитору АРМ, формирователь типа ретранслируемых сообщений, соединенный с третьим входом вычислителя АРМ, концентратор, подключенный к локально-вычислительным сетям, которые в свою очередь подключены двухсторонними связями к соответствующим входам/выходам наземной направленной антенны, наземному антенному коммутатору, наземной аппаратуре связи, каждому из А АРМ, В блоков сопряжения, каждый из которых состоит из последовательно соединенных второй наземной аппаратуры передачи данных и устройства сопряжения с каналом связи, вход/выход которого является входом/выходом системы, наземной направленной антенны, соединенной двухсторонней связью через антенный коммутатор с соответствующим входом/выходом наземной аппаратуры связи, наземного блока горизонтирования, подключенного к наземной направленной антенне механическими связями, N подвижных воздушных объектов, в состав каждого из которых входят бортовые датчики, бортовой формирователь типа ретранслируемых сообщений, каждый из которых соединен с соответствующими входами бортового вычислителя, выход которого подключен к входу блока регистрации данных, а соответствующие входы/выходы - к анализатору типа принимаемых сообщений и двунаправленной шине данных и управления подвижным воздушным объектом, бортовой вычислитель через последовательно соединенные бортовые аппаратуру передачи данных и радиостанцию подключен к бортовой антенне, бортовая аппаратура связи, бортовой антенный коммутатор, бортовая направленная антенна, бортовой блок горизонтирования, каждый из которых соединен двухсторонними связями с соответствующими входами/выходами бортового вычислителя, бортовой блок горизонтирования подключен к бортовой направленной антенне механическими связями, причем передача данных с НК обеспечивается по цепочке последовательно соединенных первого подвижного воздушного объекта, второго подвижного ВО и далее до N-го подвижного ВО, а передача данных с N-го подвижного ВО на НК осуществляется в обратном порядке, бортовая аппаратура связи через последовательно соединенные бортовой антенный коммутатор, бортовая направленная антенна через радиоэфир подключена к наземной направленной антенне, в режимах ретрансляции и обмена данными бортовая направленная антенна первого подвижного ВО соединена по радиоэфиру с бортовой направленной антенной второго подвижного ВО и так далее до N-го подвижного ВО, дополнительно введены на подвижном ВО - модуль выбора данных, соединенный двухсторонними связями с бортовым вычислителем, а также с выходами бортовой аппаратуры передачи данных и бортового приемника сигналов глобальных навигационных спутниковых систем, а в НК - модуль вычисления дифференциальных поправок и приемный модуль, подключенные двухсторонними связями к соответствующим входам/выходам локально-вычислительных сетей, приемный модуль через приемную антенну по радиоэфиру соединен с наземной приемо-передающей антенной, которая через последовательно-соединенные наземную радиостанцию, наземную аппаратуру передачи данных двухсторонними связями подключена к соответствующему входу/выходу локально-вычислительных сетей.The specified technical result is achieved by the fact that in a radio communication system with moving objects, consisting of a ground-based complex (NK) containing a ground-based transceiver antenna, a radio station connected by two-way communications to the first data transmission equipment, the first input of the computer of the first (leading) automated workstation (AWP) is connected to the signal receiver of global navigation satellite systems, the second input is to the AWP control panel, and the output is to the AWP monitor, relay type transmitter connected to the third input of the workstation calculator, a hub connected to local area networks, which in turn are connected by two-way communications to the corresponding inputs / outputs of the ground directional antenna, ground antenna switch, ground communication equipment, each of the A workstation, B interface units, each of which consists of series-connected second ground-based data transmission equipment and a device for interfacing with a communication channel, the input / output of which is the input / output of the system, the ground direction antenna connected by two-way communication through the antenna switch with the corresponding input / output of ground communication equipment, ground leveling unit connected to the ground directional antenna by mechanical connections, N movable air objects, each of which includes airborne sensors, airborne relay type relay messages, each of which is connected to the corresponding inputs of the on-board computer, the output of which is connected to the input of the data recording unit, and the corresponding input / outputs - to the analyzer of the type of received messages and the bi-directional data bus and control the moving airborne object, the on-board computer is connected to the on-board antenna through the on-board data transmission equipment and the radio station, the on-board communication equipment, on-board antenna switch, on-board directional antenna, on-board leveling unit, each of which is connected by two-way communications with the corresponding inputs / outputs of the on-board computer, the onboard leveling unit is connected to mechanical directional antenna, moreover, the data transmission from the ND is provided through a chain of series-connected first mobile airborne objects, the second mobile BO and then to the N-th mobile BO, and data is transmitted from the N-th mobile BO to the NK in the reverse order, on-board communication equipment through series-connected on-board antenna switch, on-board directional antenna is connected via radio to a ground-based directional antenna, in relay and data exchange modes, on-board the antenna of the first mobile VO is connected over the air with the onboard directional antenna of the second mobile VO and so on up to the N-th mobile VO, additionally introduced on the mobile VO is a data selection module connected by two-way communications with the on-board computer, as well as with the outputs of the on-board data transmission equipment and on-board receiver of signals of global navigation satellite systems, and in NK - a module for calculating differential corrections and a receiving module, connected by two-way communications to the corresponding inputs / in to the outputs of the local area networks, the receiver module is connected via radio over the air to the ground receiving and transmitting antenna, which is connected via serial communication to the ground radio station and the ground data transmission equipment with two-way communications to the corresponding input / output of the local area networks.
На фигуре представлена система радиосвязи с подвижными объектами, где обозначено:The figure shows a radio communication system with moving objects, where indicated:
1 - наземный комплекс;1 - ground complex;
2 - подвижный воздушный объект;2 - a moving air object;
3 - бортовой вычислитель;3 - on-board computer;
4 - бортовые датчики;4 - airborne sensors;
5 - бортовой приемник сигналов глобальных навигационных спутниковых систем;5 - an on-board receiver of signals of global navigation satellite systems;
6 - блок регистрации данных;6 - data recording unit;
7 - бортовая аппаратура передачи данных (АПД);7 - on-board data transmission equipment (ADF);
8 - бортовая радиостанция;8 - airborne radio station;
9 - бортовая антенна;9 - an onboard antenna;
10 - наземная приемо-передающая антенна;10 - ground transmit-receive antenna;
11 - наземная радиостанция;11 - terrestrial radio station;
12 - первая наземная АПД;12 - the first ground ADF;
13 - вычислитель АРМ;13 - computer workstation;
14 - наземный приемник сигналов глобальных навигационных спутниковых систем;14 - ground receiver signals global navigation satellite systems;
15 - монитор АРМ;15 - monitor workstation;
16 - пульт управления АРМ;16 - AWP control panel;
17 - анализатор типа принимаемых сообщений;17 - an analyzer of the type of received messages;
18 - двунаправленная шина данных и управления подвижным воздушным объектом;18 - bidirectional data bus and control a moving air object;
19 - бортовой формирователь типа ретранслируемых сообщений;19 - airborne type relay relay messages;
20 - наземный формирователь типа ретранслируемых сообщений;20 - ground shaper type relayed messages;
21 - бортовая аппаратура связи;21 - on-board communication equipment;
22 - бортовой антенный коммутатор;22 - on-board antenna switch;
23 - бортовая направленная антенна;23 - side directional antenna;
24 - бортовой блок горизонтирования;24 - airborne leveling block;
25 - наземная направленная антенна;25 - ground directional antenna;
26 - наземный блок горизонтирования;26 - ground leveling block;
27 - локально-вычислительные сети (ЛВС);27 - local area networks (LAN);
28 - наземный антенный коммутатор;28 - ground antenna switch;
29 - первая наземная аппаратура связи;29 - the first ground communication equipment;
30 - автоматизированное рабочее место;30 - workstation;
31 - одна из В вторых наземных АПД блока 33 сопряжения;31 - one of the second terrestrial ADF block 33 pair;
32 - устройство сопряжения с каналом связи;32 - a device for interfacing with a communication channel;
34 - вход/выход системы;34 - input / output system;
35 - концентратор;35 - hub;
36 - модуль выбора данных;36 - data selection module;
37 - приемный модуль;37 - receiving module;
38 - приемная антенна;38 - receiving antenna;
39 - модуль вычисления дифференциальных поправок с приемными узлами и антеннами.39 is a module for calculating differential corrections with receiving nodes and antennas.
Двойными сплошными линиями на фигуре обозначены механические связи. Вспомогательные элементы электропитания, контроля и другие, не влияющие на выполнение цели изобретения, не включены в структурную схему устройства.The double solid lines in the figure indicate mechanical bonds. Auxiliary elements of power supply, control and others that do not affect the fulfillment of the purpose of the invention are not included in the structural diagram of the device.
Основной задачей наземного и бортового оборудования заявляемой системы является его применение в качестве стандартного не визуального средства обеспечения точного захода на посадку и выполнения операции посадки, в том числе и для беспилотных воздушных объектов. Алгоритм работы устройства заключается в непрерывной передаче дифференциальных поправок на ВО для исключения принимаемых на нем некорректных навигационных данных независимо от взаимного положения НК 1 и ВО 2. Эта задача решена путем передачи дифференциальных поправок на ВО по одному из каналов связи, организованному, например, с помощью модулей и узлов 39, 27, 10, 11, 37, 38, 8, 7, 5, 36, 3. Система радиосвязи с подвижными объектами работает следующим образом. При беспомеховой обстановке во время движения воздушные объекты, находящиеся в пределах радиогоризонта, обмениваются данными с наземным комплексом 1 по узкополосному каналу связи, например, в выбранном диапазоне. Принимаемые наземной радиостанцией 11 из канала ″воздух-земля″ сообщения через аппаратуру 12 передачи данных поступают в вычислитель 13 АРМ 30, построенный, например, на базе ПЭВМ серии ″Багет″. В вычислителе 13 АРМ 30 в соответствии с принятым в системе протоколом обмена проводится идентификация принятого в сообщении адреса с адресами воздушных объектов, хранящимися в памяти вычислителя 13 АРМ 30. В некоторых случаях НК 1 может обеспечивать обмен данными только с одним ВО. При совпадении адреса воздушного объекта с хранящимся в списке адресом информация о местоположении, параметрах движения ВО 2 и состоянии его датчиков выводится на экран монитора 15 АРМ 30 НК 1. В вычислителе 13 АРМ 30, определенном как ведущий, решаются следующие задачи: распределение времени на передачу дифференциальных поправок и команд управления с АРМ 30 НК 1 в зависимости от установленных приоритетов, контроля целостности передаваемых на ВО 2 сообщений с помощью приемной антенны 38 и приемного модуля 37, ЛВС 27, приема-передачи сигналов со второй наземной АПД 31, прием данных о фактическом положении диаграммы направленности наземной направленной антенны (ДНА) 25 и состоянии наземной аппаратуры 29 связи, формирование хронизирующих сигналов для переключения режимов ″передача-прием″ антенного коммутатора 28 и восстановления переданной с ВО 2 информации. Кроме того, в вычислителе 13 АРМ 30 формируются сигналы управления: положением ДНА наземной направленной антенны 25 по азимуту и углу места, наземным блоком 26 горизонтирования, режимами работы ВО, прием и обработка сигналов контроля со всех радиоэлектронных узлов системы, сигналов с выхода наземного приемника 14 сигналов глобальных навигационных спутниковых систем, прием-передача данных через блок 33 сопряжения по шине 34 потребителям информации, формирование на экране монитора 15 АРМ 30 картинки в соответствии с принятой с ВО 2 информацией, отображение на мониторе 15 АРМ цифровой карты местности и вспомогательной информации в виде графических линий, символов, квитанций и донесений о режимах работы ВО 2, НК 1, АРМ 30, слежение за местоположением всех ВО 2 в зоне радиосвязи, обеспечение постоянной радиосвязи со всеми N ВО 2, оптимальное управление их движением, решение конфликтных ситуаций и выполнение других операций. Остальные вычислители 13 АРМ 30 дублируют перечисленные операции и являются резервными.The main objective of the ground and airborne equipment of the claimed system is its use as a standard non-visual means of ensuring an accurate approach and landing operations, including for unmanned aerial objects. The algorithm of the device is to continuously transmit differential corrections to the VO to exclude the incorrect navigation data received on it regardless of the relative position of the NK 1 and VO 2. This problem is solved by transmitting the differential corrections to the VO through one of the communication channels, organized, for example, using modules and nodes 39, 27, 10, 11, 37, 38, 8, 7, 5, 36, 3. A radio communication system with moving objects works as follows. In a noise-free environment during movement, airborne objects located within the radio horizon exchange data with the ground-based complex 1 via a narrow-band communication channel, for example, in a selected range. Messages received by the terrestrial radio station 11 from the air-ground channel via the data transmission apparatus 12 are sent to the computer 13 AWP 30, built, for example, on the basis of a personal computer of the Baget series. In the calculator 13 AWP 30, in accordance with the exchange protocol adopted in the system, the address received in the message is identified with the addresses of the air objects stored in the memory of the calculator 13 AWP 30. In some cases, NK 1 can exchange data with only one VO. If the address of the airborne object coincides with the address stored in the list, information about the location, motion parameters of VO 2 and the state of its sensors is displayed on the monitor screen 15 AWP 30 NK 1. In the calculator 13 AWP 30, defined as the master, the following tasks are solved: distribution of transmission time differential corrections and control commands with AWP 30 NK 1 depending on the established priorities, integrity control of messages transmitted to VO 2 using the receiving antenna 38 and receiving module 37, LAN 27, receiving and transmitting signals from the second terrestrial ADF 31, receiving data on the actual position pattern of the ground directional antenna (BOTTOM) 25 and the state of the ground communications equipment 29, generating timing signals for switching the transmit-receive modes of the antenna switch 28 and recovering the information transmitted from the VO 2. In addition, control signals are generated in the AWP 30 calculator 13: the bottom position of the ground directional antenna 25 in azimuth and elevation, the ground leveling block 26, the operating modes of the receiver, the reception and processing of control signals from all electronic components of the system, signals from the output of the ground receiver 14 signals of global navigation satellite systems, receiving and transmitting data via the interface unit 33 via bus 34 to information consumers, forming on the monitor screen 15 AWP 30 pictures in accordance with the information received from VO 2, from display on the monitor 15 AWP of a digital map of the terrain and auxiliary information in the form of graphic lines, symbols, receipts and reports on operating modes of VO 2, NK 1, AWP 30, tracking the location of all VO 2 in the radio communication zone, ensuring constant radio communication with all N VO 2, optimal control of their movement, conflict resolution and other operations. The rest of the calculators 13 AWP 30 duplicate the above operations and are backup.
В состав модуля 39 вычисления дифференциальных поправок с приемными узлами и антеннами входят средства, обеспечивающие:The module 39 for calculating differential corrections with receiving nodes and antennas includes means that provide:
- формирование радиоинтерфейса для доступа воздушных судов к текущим дифференциальным поправкам в данной местности;- formation of a radio interface for aircraft access to current differential corrections in a given area;
- прием, обработку и контроль радиосигналов навигационных спутников;- reception, processing and control of radio signals of navigation satellites;
- прием, обработку и контроль радиосигналов с ВО;- reception, processing and control of radio signals with HE;
- контроль собственной работоспособности с выдачей по ЛВС 27 на соответствующий вычислитель 13 АРМ 30 признака качества выдаваемой информации.- control of their own performance with the issuance of LAN 27 to the corresponding computer 13 AWP 30 quality signs of the issued information.
В модуле 39 при приеме сигналов от навигационных спутников ГЛОНАСС/GPS решается задача контроля работоспособности сегмента спутников, находящихся в ее зоне видимости, формируются и подготавливаются к передаче сообщения, содержащие дифференциальные поправки псевдодальностей и скорости изменения поправок. Учитывая важность передаваемых сообщений, в модуле 39 осуществляется контроль собственной работоспособности с индикацией текущего функционального состояния станции на мониторе 13 каждого из АРМ 30. Приемные узлы в составе модуля 39 вычисления дифференциальных поправок аналогичны приемникам ГЛОНАСС/GPS, установленным на самолетах, и обеспечивают стандартные наборы спутниковых данных, включающих положение спутника, его состояние, псевдодальность, поправку значения дальности, время измерения и состояние аппаратуры. Приемные узлы и соответствующие антенны должны быть разнесены в пространстве для минимизации влияния ошибок, вызванных многолучевым распространением, возникающим одновременно в каждом приемнике ГЛОНАСС/GPS. Антенны модуля 39 размещаются так, чтобы в максимальной степени исключить искажения от многолучевости:In module 39, when receiving signals from GLONASS / GPS navigation satellites, the task of monitoring the operability of a segment of satellites located in its visibility zone is solved, messages containing differential corrections of pseudorange and rate of change of corrections are generated and prepared for transmission. Given the importance of the transmitted messages, the module 39 monitors its own operability with an indication of the current functional state of the station on the monitor 13 of each AWP 30. The receiving nodes in the differential correction calculation module 39 are similar to GLONASS / GPS receivers installed on airplanes and provide standard sets of satellite data, including the position of the satellite, its state, pseudorange, range correction, measurement time and equipment status. The receiving nodes and corresponding antennas should be spaced apart in order to minimize the influence of errors caused by the multipath propagation occurring simultaneously in each GLONASS / GPS receiver. The antennas of the module 39 are placed so as to exclude distortions from multipath as much as possible:
- антенна должна быть удалена от элементов рельефа, деревьев, спокойных водных поверхностей и других объектов, способных создавать переотражения, например, железнодорожные пути, высоковольтные линии электропередач, взлетно-посадочная полоса и т.п.;- the antenna should be removed from terrain elements, trees, calm water surfaces and other objects capable of creating re-reflections, for example, railway tracks, high-voltage power lines, runway, etc .;
- за счет применения экранов, поглощающих материалов и других технических средств, снижающих многолучевость, а также размещения антенн таким образом, чтобы влияние многолучевости на них было бы приблизительно одинаковым, в том числе так близко к земле, как это только возможно, исходя из фактических окружающих условий;- due to the use of screens, absorbing materials and other technical means that reduce multipath, as well as the placement of antennas so that the effect of multipath on them would be approximately the same, including as close to the ground as possible, based on actual surrounding conditions;
- путем исключения влияния передатчиков радиостанции 11 и первой аппаратуры 29 связи на приемные антенны, за счет размещения антенн передатчиков на расстоянии, исключающем генерацию недопустимого уровня помех на входе приемников;- by eliminating the influence of the transmitters of the radio station 11 and the first communication equipment 29 on the receiving antennas, by placing the antennas of the transmitters at a distance that excludes the generation of an unacceptable level of interference at the input of the receivers;
- не размещения антенн приемных узлов в критических зонах, где возможно экранирование радиосигналов навигационных спутников, имеющих угол возвышения более 5 градусов, или переотражение радиосигналов спутников воздушными объектами, движущимися или стоящими на взлетно-посадочной полосе.- not placing the antennas of the receiving nodes in critical areas where it is possible to screen the radio signals of navigation satellites having an elevation angle of more than 5 degrees, or the re-reflection of the radio signals of satellites by airborne objects moving or standing on the runway.
Для передачи на ВО дифференциальных поправок в заданном ведущим вычислителем 13 АРМ 30 интервале времени используется АПД 12 и передатчик наземной радиостанции 11 с наземной приемо-передающей антенной 10. Контроль достоверности передачи сообщений по радиоканалу обеспечивается с помощью приемного модуля 37 с приемной антенной 38 и ресурсов ведущего вычислителя 13 АРМ 30.To transmit differential corrections to the VO in the time interval specified by the host calculator 13 AWP 30, the ADF 12 and the transmitter of the ground-based radio station 11 with the ground-based transceiver antenna 10 are used. The reliability of the transmission of messages over the radio channel is provided using the receiving module 37 with the receiving antenna 38 and the resources of the leading calculator 13 AWP 30.
Формирование радиосигналов в АПД 12 для передачи на ВО дифференциальных поправок может осуществляться, например, в следующем порядке:The formation of radio signals in the ADF 12 for transmitting differential corrections to the VO can be carried out, for example, in the following order:
- прием стандартного сообщения с модуля 39 по ЛВС 27;- receiving a standard message from module 39 on LAN 27;
- форматирование сообщения в интервале времени, заданном вычислителем 13 ведущего АРМ 30;- formatting the message in the time interval specified by the calculator 13 of the host AWP 30;
- кодирование прогнозируемой коррекции ошибок в заданном коде;- coding of predicted error correction in a given code;
- преобразование (скремблирование) битов;- conversion (scrambling) of bits;
- модуляция.- modulation.
В передатчике радиостанции 11 осуществляется усиление радиосигнала и трансляция его через приемо-передающую антенну 10 в радиоэфир.In the transmitter of the radio station 11, the radio signal is amplified and transmitted through the transmit-receive antenna 10 to the radio air.
Для приема дифференциальных поправок на борту воздушного объекта узлами 9, 8, 7 решаются задачи:To receive differential corrections on board an air object, the nodes 9, 8, 7 solve the following problems:
- совместная работа с бортовой антенной с заданными диапазоном частот, волновым сопротивлением и малым коэффициентом стоячей волны;- joint work with an onboard antenna with a given frequency range, impedance and a small standing wave coefficient;
- прием радиосигнала, излученного антенной 10 и сформированного АПД 12 и передатчиком радиостанции 11;- receiving a radio signal emitted by the antenna 10 and generated by the ADF 12 and the transmitter of the radio station 11;
- демодуляция, декодирование и оценка качества принятого радиосигнала;- demodulation, decoding and quality assessment of the received radio signal;
- сопряжение с модулем 16 выбора данных.- pairing with the module 16 data selection.
Приемный модуль 37 представляет собой радиомодем. Он с помощью приемной антенны 38 сканирует каналы заданного диапазона, на которых ведется передача дифференциальных поправок, и принимает с радиоэфира пакеты, отправленные передатчиком радиостанции 11 через антенну 10. Для повышения надежности связи число передатчиков в радиостанции 11 и антенн 10 может быть несколько. Если АПД 12 получает от вычислителя 13 ведущего АРМ 30 уведомление, что в данном интервале времени необходимо отправить пакет, то он транслируется в радиоэфир через узлы 12, 11, 10. Если приемный модуль 37 его не принял, и эта ситуация продолжается достаточно долго, то вычислителем 13 ведущего АРМ 30 принимается решение о выходе из строя какого-либо элемента в цепи узлов 12, 11, 10, так как среднее время наработки на отказ узлов 38, 37 на порядок больше, чем у указанных выше узлов. При этом инициируется переход на резервный комплект, если он предусмотрен, с выдачей информации о неисправности.The receiving module 37 is a radio modem. Using a receiving antenna 38, he scans channels of a given range on which differential corrections are transmitted, and receives packets from the airwave sent by the transmitter of the radio station 11 through the antenna 10. To increase the reliability of communication, the number of transmitters in the radio station 11 and antennas 10 can be several. If the ADF 12 receives a notification from the calculator 13 of the host AWP 30 that a packet must be sent in a given time interval, then it is transmitted to the radio via nodes 12, 11, 10. If the receiving module 37 has not received it, and this situation continues for a long time, then the calculator 13 of the leading AWP 30 makes a decision on the failure of any element in the chain of nodes 12, 11, 10, since the average MTBF of nodes 38, 37 is an order of magnitude longer than the above nodes. In this case, the transition to the backup set is initiated, if provided, with the issuance of information about the malfunction.
Бортовой вычислитель 3 осуществляет: обмен данными с модулем 36 выбора данных, выдачу по шине 18 на соответствующие узлы бортового радиоэлектронного оборудования уточненных данных о местоположении ВО и параметрах его движения с привязкой к глобальному времени, хранение вариантов траекторий автоматической посадки в зависимости от внешних условий: направления и скорости ветра, наличия осадков, типа посадочной полосы и других, информация о которых введена в бортовой вычислитель 3 при предполетной подготовке ВО 2, или получена с НК 1 во время полета, прием-передачу сигналов с НК 1, прием данных о фактическом положении ДНА бортовой направленной антенны 23 и состоянии бортовой аппаратуры 21 связи, формирование хронизирующих сигналов для переключения режимов ″передача-прием″ бортового антенного коммутатора 22, формирование сигналов управления: положением ДНА бортовой направленной антенны 23 по азимуту и углу места, бортовым блоком 24 горизонтирования, режимами работы оборудования ВО, прием и обработку сигналов контроля со всех радиоэлектронных узлов ВО с передачей результата обработки на НК 1, формирование, например, при предполетной подготовке, на экране блока 6 регистрации данных картинки в соответствии с принятой с НК 1 информацией и вспомогательной информацией с узлов ВО 2 в виде графических линий, символов и других изображений, отображение команд управления с НК 1, слежение за местоположением НК 1 и всех ВО 2 в зоне радиосвязи, обеспечение постоянной радиосвязи с заданными с НК 1 воздушными объектами 2, оптимальное управление движением собственного ВО 2, решение конфликтных ситуаций и выполнение других операций.The on-board computer 3 performs: data exchange with the data selection module 36, output via bus 18 to the appropriate nodes of the on-board electronic equipment updated data on the location of the aircraft and its motion parameters in relation to global time, storing options for automatic landing trajectories depending on external conditions: and wind speed, the presence of precipitation, such as the landing strip and others, information about which is entered into the on-board computer 3 during the pre-flight preparation of VO 2, or obtained from NK 1 during flight, receiving and transmitting signals from NK 1, receiving data on the actual position of the bottom beam of the onboard directional antenna 23 and the state of the onboard communications equipment 21, generating timing signals for switching modes передача transmit-receive ″ of the onboard antenna switch 22, generating control signals: the position of the bottom of the onboard directional antenna 23 in azimuth and elevation, onboard leveling block 24, operating modes of the HE equipment, receiving and processing control signals from all electronic components of the HE with transmitting the result of the image discards on NK 1, formation, for example, during preflight preparation, on the screen of block 6 for recording image data in accordance with information received from NK 1 and auxiliary information from VO 2 nodes in the form of graphic lines, symbols and other images, display of control commands from NK 1, tracking the location of NK 1 and all VO 2 in the radio communication zone, ensuring constant radio communication with the air objects 2 set with the NK 1, optimal control of the movement of its own VO 2, resolving conflict situations and performing other operations.
Эти операции выполняются программно с помощью дополнительных модулей, конструктивно встраиваемых в вычислители 3 и 13 или выполненных в виде отдельных узлов, входящих в ″обрамление″ указанных вычислителей. Все АРМ 30 идентичны по структуре и программному обеспечению. Пульт 16 управления АРМ, предназначенный для выполнения известных операций [1], может состоять, например, из клавиатуры и манипулятора графического. Число А АРМ 30 определяется требуемой производительностью операторов (диспетчеров), числом потребителей информации и объемом потребляемой ими информации. Бортовой вычислитель 3 может состоять из нескольких процессоров, объединенных общей шиной. Все АРМ 30 соединены между собой и с другими блоками системы с помощью локально-вычислительных сетей 27. ЛВС 27 может состоять из нескольких интерфейсов со своими физическими линиями, например, МКИО, Ethernet, RS-232 и других [5, 7].These operations are performed programmatically with the help of additional modules structurally embedded in calculators 3 and 13 or performed as separate nodes included in the “frame” of these calculators. All AWP 30 are identical in structure and software. The AWP control panel 16, designed to perform known operations [1], may consist, for example, of a keyboard and a graphic manipulator. The number A of AWP 30 is determined by the required performance of the operators (dispatchers), the number of consumers of information and the amount of information they consume. The on-board computer 3 may consist of several processors connected by a common bus. All AWP 30 are interconnected and with other units of the system using local area networks 27. LAN 27 can consist of several interfaces with its physical lines, for example, MKIO, Ethernet, RS-232 and others [5, 7].
Для линии связи СВЧ диапазона в соответствии с рекомендациями Международной комиссии по радиочастотам могут быть выбраны, например, диапазоны (1710-1850) МГц, (7125-8500) МГц или другие, имеющие характерные окна радиопрозрачности атмосферы. Особенностью широкополосной радиолинии связи является то, что в наземной и бортовой аппаратуре связи 29 и 21 для повышения помехозащищенности используются кодирование передаваемых данных, комбинированные методы модуляции, способы борьбы с замираниями в условиях многолучевого распространения радиоволн, а также направленные антенны 23 и 25 с узкой ДНА, например, от 1 до 10 градусов [8].For the microwave communication line in accordance with the recommendations of the International Commission on Radio Frequencies, for example, the ranges (1710-1850) MHz, (7125-8500) MHz or others having characteristic windows of atmospheric radio transparency can be selected. A feature of the broadband radio communication line is that in the ground and airborne communication equipment 29 and 21, to increase the noise immunity, encoding of the transmitted data, combined modulation methods, methods of combating fading in multipath propagation of radio waves, and directional antennas 23 and 25 with a narrow BOTTOM are used, for example, from 1 to 10 degrees [8].
Операции кодирования, модуляции и борьбы с замираниями радиосигнала осуществляются в бортовой и наземной аппаратуре связи 21 и 29. Аппаратура связи 21 и 29 состоит, например, из радиостанции СВЧ диапазона и соответствующей аппаратуры обработки и передачи данных. Кодирование передаваемых данных может быть осуществлено, например, с помощью сверточного кодирования по Витерби с мягким решением и использованием модифицированной решающей обратной связи [9, 10]. Для борьбы с замираниями в условиях многолучевого распространения радиоволн может быть использован, например, широкополосный сигнал и прием разнесенных во времени сигналов по схеме ″РЕЙК″, в которой обеспечивается разделение и адаптивное весовое сложение сигналов в динамике профиля многолучевости [7, 10]. В радиостанциях 11 и 8 для формирования радиосигнала может быть использован, например, метод непосредственной модуляции сигнала промежуточной частоты фазоманипулированной псевдослучайной последовательностью. В некоторых вариантах может быть использована псевдослучайная перестройка несущей частоты.The coding, modulation and anti-fading operations of the radio signal are carried out in the on-board and ground communication equipment 21 and 29. The communication equipment 21 and 29 consists, for example, of a microwave radio station and corresponding data processing and transmission equipment. The encoding of the transmitted data can be carried out, for example, using Viterbi convolutional coding with a soft solution and using modified decision feedback [9, 10]. To combat fading in the conditions of multipath propagation of radio waves, for example, a broadband signal and reception of time-spaced signals according to the REYK scheme can be used, in which separation and adaptive weight addition of signals in the dynamics of the multipath profile can be achieved [7, 10]. In radio stations 11 and 8, for the formation of a radio signal, for example, the method of direct modulation of an intermediate frequency signal by a phase-manipulated pseudo-random sequence can be used. In some embodiments, pseudo-random carrier frequency tuning may be used.
В качестве антенн 23 и 25 могут быть использованы, например, активные фазированные антенные решетки или параболические антенны с электромеханическим управлением положением ДНА. Сектор сканирования луча ДНА антенны 25 по азимуту - вкруговую (360 градусов), по углу места - практически от 0 до 180 градусов (без учета углов закрытия и особенностей связи при углах места вблизи 90 градусов). Управление положением ДНА выполняется, например, программно с помощью вычислителей 3, 13 и дополнительных модулей, конструктивно встраиваемых в вычислители 3 и 13 АРМ или выполненных в виде отдельных узлов, входящих в ″обрамление″ указанных вычислителей. Сохранение положения центра ДНА в направлении на выбранный объект системы при маневрах ВО 2 или НК 1 обеспечивается с помощью блоков горизонтирования 24 и 26, управляемых с помощью данных с вычислителей 3, 13. Наведение ДНА осуществляется путем нахождения пространственного вектора между двумя объектами системы и направления по нему центров ДНА соответствующих объектов системы. Для этого с учетом тенденции (экстраполяции) движения с привязкой к единому всемирному времени используются точные координаты ВО 2 и НК 1, вычисляемые по выходным сигналам приемников 5 и 14 глобальных навигационных спутниковых систем, например, ГЛОНАСС/GPS, и модуля 39 [6]. В упрощенном варианте системы на ВО 2 может быть установлена антенна 23 пассивного типа с круговой ДНА по азимуту и с небольшой направленностью по углу места с коэффициентом усиления (3-10) дБ. В этом случае блок 24 горизонтирования и функциональные связи бортового вычислителя 3 с бортовой антенной 23 и блоком 24 горизонтирования, бортовой антенны 23 и блока 24 могут отсутствовать. Для защиты антенн 23 и 25 от внешних воздействий могут быть использованы, например, радиопрозрачные укрытия, не показанные на фигуре. Для варианта использования на НК 1 параболических антенн с электромеханическим управлением положением ДНА под радиопрозрачным укрытием размещают устройства сканирования наземной антенны 25 по азимуту и углу места и соответствующие датчики, антенный коммутатор 28, блок 26 горизонтирования, а для уменьшения потерь радиосигнала в антенно-фидерном тракте - наземную аппаратуру 29 связи.As antennas 23 and 25, for example, active phased antenna arrays or parabolic antennas with electromechanical control of the position of the bottom of the beam can be used. The sector of scanning the beam of the bottom of the antenna 25 in azimuth is circular (360 degrees), in elevation - practically from 0 to 180 degrees (excluding closing angles and communication features at elevation angles near 90 degrees). The position control of the BOTTOM is performed, for example, programmatically with the help of calculators 3, 13 and additional modules structurally integrated into the calculators 3 and 13 of the automated workstation or made as separate nodes included in the ″ frame ″ of these calculators. Maintaining the position of the center of the DND in the direction toward the selected system object during the maneuvers of VO 2 or NK 1 is provided by means of leveling blocks 24 and 26, controlled by data from calculators 3, 13. The DND is guided by finding the spatial vector between two objects of the system and the direction in DND centers of the corresponding system objects. For this, taking into account the tendency (extrapolation) of movement with reference to the unified universal time, the exact coordinates of VO 2 and NK 1 are used, calculated from the output signals of receivers 5 and 14 of global navigation satellite systems, for example, GLONASS / GPS, and module 39 [6]. In a simplified version of the system, a passive type antenna 23 can be installed on VO 2 with a circular bottom beam in azimuth and with a small directivity in elevation with a gain of (3-10) dB. In this case, the leveling unit 24 and the functional connections of the on-board computer 3 with the on-board antenna 23 and the 24-leveling unit, on-board antenna 23 and block 24 may be absent. To protect the antennas 23 and 25 from external influences, for example, radiotransparent shelters not shown in the figure can be used. For the option of using parabolic antennas with electromechanical control of the BOTTOM position on NK 1, under the radiotransparent shelter are placed scanning devices for the ground antenna 25 in azimuth and elevation and corresponding sensors, antenna switch 28, leveling block 26, and to reduce radio signal loss in the antenna-feeder path - ground communications equipment 29.
Информация блоков 12, 14, 20, 36 обрабатывается в вычислителе 13 одного из АРМ, например, первого (ведущего). Полученные по ЛВС 27 данные распределяются между остальными вычислителями 13 АРМ 30 и, при необходимости, передаются через одну из В вторых наземных АПД 31 блока 33 сопряжения и устройство 32 сопряжения с каналом связи блока сопряжения 33 по шине 34 соответствующему потребителю информации. Сообщения от потребителя информации на вычислители 13 АРМ 30 и ВО 2 передаются через те же узлы, но в обратном порядке. В зависимости от объема требуемой информации для обработки и формирования сообщений потребителю могут быть использованы несколько АРМ 30. Обмен данными по ЛВС 27 организуется известными способами с помощью концентратора 35, который может быть выполнен, например, в виде оконечного устройства для интерфейса МКИО [5, 7].Information blocks 12, 14, 20, 36 is processed in the calculator 13 of one of the workstation, for example, the first (master). The data obtained via LAN 27 is distributed between the other computers 13 of the AWP 30 and, if necessary, is transmitted through one of the second terrestrial ADFs 31 of the interface unit 33 and the interface unit 32 to the communication channel of the interface unit 33 via the bus 34 to the corresponding information consumer. Messages from the consumer of information to the computers 13 AWP 30 and VO 2 are transmitted through the same nodes, but in the reverse order. Depending on the amount of information required for processing and generating messages to the consumer, several AWPs can be used 30. Data exchange via LAN 27 is organized by known methods using a hub 35, which can be performed, for example, as a terminal device for the ICIE interface [5, 7 ].
При выходе за пределы радиогоризонта, хотя бы одного из ВО 2, или приближении к границе зоны устойчивой радиосвязи программно определяется один из ВО 2, который назначается ретранслятором сообщений, условно обозначенный на фигуре цифрой 21. Ретрансляция данных в противоположных направлениях осуществляется в диапазоне частот работы радиостанций 11, 8 и СВЧ диапазоне (при необходимости). В СВЧ диапазоне ДНА на сторонах приема и передачи должны быть направлены друг на друга. При постоянном изменении дальности между взаимодействующими ВО 2 в качестве ретранслятора может быть определен любой из N подвижных воздушных объектов, местоположение которого оптимально по отношению к НК 1 и всем остальным ВО 2. В этом случае автоматически или оператором АРМ 30 назначается ВО 21, который в течение определенного времени будет использоваться в качестве ретранслятора. По анализу местоположения и параметров движения остальных ВО 2 в вычислителе 13 ведущего АРМ 30 определяются оптимальные пути доставки сообщений удаленному от НК 1 за радиогоризонт подвижному воздушному объекту, а для радиолинии СВЧ диапазона - положения ДНА на приемной и передающей сторонах.When you go beyond the radio horizon, at least one of the VO 2, or approaching the border of the stable radio communication zone, one of the VO 2 is determined programmatically, which is assigned by the message relay, conventionally indicated in the figure by the number 2 1 . Relay data in opposite directions is carried out in the frequency range of the radio stations 11, 8 and the microwave range (if necessary). In the microwave range, the DNDs on the sides of the reception and transmission should be directed at each other. With a constant change in the distance between the interacting VO 2, any of the N mobile airborne objects whose location is optimal with respect to the NK 1 and all other VO 2 can be determined as a repeater. In this case, the VO 2 1 is automatically assigned by the operator or AWP 30, which for a certain time will be used as a repeater. By analyzing the location and motion parameters of the remaining VO 2s, the calculator 13 of the leading AWP 30 determines the optimal delivery paths for messages to a moving airborne object remote from the NK 1 beyond the radio horizon, and the position of the bottom of the receiver and transmitting sides for the microwave line.
Узлы 7, 8, 9, составляющие основу бортового комплекса связи выбранного диапазона, и узлы 10, 11, 12, составляющие основу наземного комплекса связи того же диапазона, для повышения надежности связи могут быть зарезервированы. Тогда один их входов/выходов бортового вычислителя 3 должен быть подключен ко второй цепочке, состоящей из последовательно соединенных узлов 7, 8, 9, а на НК 1 один их входов/выходов наземного вычислителя 13 любого из АРМ 30 также должен быть подключен к соответствующей второй цепочке, состоящей из последовательно соединенных узлов 12, 11, 10. В этом случае в наземном вычислителе 13 одного из АРМ, определенного ведущим, осуществляются операции оценки достоверности информации, принимаемой с ВО 2 по двум каналам выбранного диапазона и обработки наиболее ценной, достоверной информации.Nodes 7, 8, 9, which form the basis of the onboard communication complex of the selected range, and nodes 10, 11, 12, which form the basis of the ground-based communication complex of the same range, can be reserved to increase the reliability of communication. Then one of the inputs / outputs of the on-board computer 3 must be connected to the second chain, consisting of nodes 7, 8, 9 connected in series, and on NK 1 one of the inputs / outputs of the ground computer 13 of any of the AWS 30 must also be connected to the corresponding second a chain consisting of series-connected nodes 12, 11, 10. In this case, in the ground computer 13 of one of the workstations defined by the master, the operations of evaluating the reliability of information received from VO 2 through two channels of the selected range and processing the most its valuable, reliable information.
Сообщение от НК 1 через последовательную цепочку, состоящую из (N-1) подвижных воздушных объектов 2, может быть доставлено N-му ВО 2N. 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, обеспечивающих заданный трафик сообщения. При помеховой обстановке трафики для радиосигналов выбранного диапазона и СВЧ диапазона могут быть различные. Принятые данные обрабатываются в блоке 17 анализа типа сообщений воздушного объекта 2. Если сообщение предназначено для данного ВО 2, то после анализа решается вопрос о направлении данных на блок 6 регистрации или по двунаправленной шине 18 на узлы управления ВО и источник информации, не указанные на фигуре, или, при работе в режиме ретрансляции, о передаче данных на соседний ВО 2. Для исключения коллизий минимизируется число разрядов в передаваемом сообщении, а ретрансляция данных осуществляется последовательно во времени.The message from the NK 1 through a serial chain consisting of (N-1) moving air objects 2 can be delivered to the N-th VO 2 N. To do this, on NK 1 in the shaper 20 of the type of relayed messages, the number BO 2 1 assigned by the relay and the addresses of the moving air objects 2 providing the specified message traffic are laid down in predetermined bits of the transmitted codogram. In an interference environment, the traffic for the radio signals of the selected range and the microwave range can be different. The received data is processed in block 17 of the analysis of the type of messages of the airborne object 2. If the message is intended for this VO 2, then after analysis the issue of sending data to the registration block 6 or via a bi-directional bus 18 to the VO control nodes and the information source not indicated in the figure is solved , or, when operating in relay mode, on the transmission of data to neighboring VO 2. To avoid collisions, the number of bits in the transmitted message is minimized, and the data is relayed sequentially in time.
При обмене данными по линиям ″воздух-земля″, ″воздух-воздух″, особенно при наличии помеховой обстановки, снижения достоверности передачи данных в выбранном диапазоне управление графиком СВЧ радиосигнала осуществляется с наземного вычислителя 13 в соответствии с алгоритмом, заключающимся в том, что на передающей стороне соответствующего ВО 2 наводят диаграмму направленности антенны на диаграмму направленности антенны приемной стороны выбранного для ретрансляции ВО 2 и передают сигналы. На приемной стороне известными способами [9, 10] измеряют достоверность передачи информации. Полученную оценку передают в обратном направлении. Эти данные с привязкой к единому времени и координатам (местоположению) ВО 2 запоминаются для дальнейшего использования в процессе связи. Затем на передающей стороне оценивают уровень достоверности передачи информации, приходящей с направления приемной стороны. При низкой достоверности с помощью обработки данных о положении всех ВО 2, хранимых в наземном вычислителе 13, выбирают маршрут ретрансляции. В следующий момент времени диаграмму направленности передающей антенны и диаграмму направленности приемной антенны устанавливают друг на друга в соответствии с выбранным маршрутом.When exchanging data on the lines ″ air-ground ″, ″ air-air ″, especially in the presence of an interference environment, reducing the reliability of data transmission in the selected range, the control of the microwave radio signal schedule is carried out from the ground computer 13 in accordance with the algorithm, which consists in the transmitting side of the corresponding BO 2 induce the radiation pattern of the antenna on the radiation pattern of the antenna of the receiving side selected for relaying BO 2 and transmit signals. At the receiving side by known methods [9, 10], the reliability of information transmission is measured. The resulting estimate is passed in the opposite direction. This data with reference to a single time and coordinates (location) of VO 2 is stored for further use in the communication process. Then, on the transmitting side, the reliability level of information transmission coming from the direction of the receiving side is estimated. With low reliability, by processing data on the position of all BO 2 stored in the ground computer 13, a relay route is selected. At the next point in time, the radiation pattern of the transmitting antenna and the radiation pattern of the receiving antenna are set on top of each other in accordance with the selected route.
Для последовательного выполнения этих операций в заданный момент времени определяется текущее местоположение всех ВО 2 и НК 1, вычисляются в наземном вычислителе 13 экстраполяционные точки нахождения соответствующих объектов системы во время планируемого сеанса связи, осуществляется взаимное наведение центров диаграмм направленности антенн НК 1 и первого (в порядке обслуживания) ВО 2 и слежение за ним во время движения. Затем проводят обмен данными между соответствующими объектами системы, и после получения подтверждения о приеме эту процедуру повторяют со вторым ВО 2 и так далее. При совпадении направления на выбранный для связи ВО 2 с направлением на источник помех, положение которого определено в наземном вычислителе 13 по результатам оценки достоверности принятой информации со всех ВО 2, вычисляется оптимальный маршрут передачи данных на выбранный для связи ВО 2 через другие подвижные воздушные объекты, работающие в режиме ретрансляции. В НК 1 и в выбранных для ретрансляции ВО 2 с помощью соответствующих вычислителей осуществляется взаимное наведение центров диаграмм направленности антенн и слежение за соответствующими объектами во время их движения. Для этого с наземного вычислителя 13 ведущего АРМ 30 НК 1, имеющего больший объем информации о воздушной ситуации в своей зоне ответственности по сравнению с бортовыми вычислителями ВО 2, постоянно осуществляется обмен соответствующими сообщениями со всеми ВО 2.To perform these operations sequentially at a given point in time, the current location of all VO 2 and NK 1 is determined, the extrapolation points of the corresponding system objects during the planned communication session are calculated in the ground computer 13, the centers of the radiation patterns of the NK 1 and the first antennas are mutually guided (in order maintenance) IN 2 and tracking him while driving. Then, data is exchanged between the corresponding objects of the system, and after receiving confirmation of admission, this procedure is repeated with the second VO 2 and so on. With the coincidence of the direction to the selected VO 2 for communication with the direction to the interference source, the position of which is determined in the ground computer 13 based on the results of evaluating the reliability of the received information from all VO 2, the optimal data transmission route to the VO 2 selected for communication through other mobile airborne objects is calculated, working in relay mode. In NK 1 and in VO 2 selected for relaying using appropriate calculators, the centers of the antenna radiation patterns are mutually guided and the corresponding objects are tracked during their movement. For this, from the ground computer 13 of the leading AWP 30 NK 1, which has more information about the air situation in its area of responsibility compared to the on-board computers VO 2, the corresponding messages are constantly exchanged with all VO 2.
После получения на НК 1 подтверждения о достоверном приеме информации на ВО 2 в вычислителе 13 ведущего или других АРМ 30 автоматически формируется следующее сообщение в адрес управляемого ВО 2, например, команды автоматического управления полетом. Это сообщение, пройдя по той же рассмотренной ранее цепочке, но только в обратном порядке, поступает на соответствующий бортовой вычислитель 3, при необходимости, например, при предполетной подготовке, отображается на экране бортового блока 6 регистрации данных и поступает на соответствующий бортовой узел.After receiving confirmation on the NK 1 about the reliable reception of information on the VO 2 in the calculator 13 of the master or other AWP 30, the following message is automatically generated to the address of the controlled VO 2, for example, an automatic flight control command. This message, having passed through the same chain considered earlier, but only in the reverse order, is sent to the corresponding on-board computer 3, if necessary, for example, during pre-flight preparation, it is displayed on the screen of the on-board data recording unit 6 and is sent to the corresponding on-board unit.
Для удобства разрешения оператором НК 1 конфликтной ситуации при наличии помеховой обстановки на экран каждого монитора 15 АРМ 30 НК 1 может выводиться положение каждого ВО 2 относительно НК 1. Для этого, программно, с помощью вычислителя 13 АРМ 30 выделяются части пространства, в которых помеховая ситуация в вероятностном смысле менее напряженная, и через находящиеся там ВО 2 осуществляется трафик. Для отображения тенденции движения каждого ВО 2 на экране монитора 15 АРМ вычислителем 13 АРМ 30 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 сохраняются в памяти вычислителя 13 АРМ на заданный период времени.For the convenience of resolving a conflict situation by the NK 1 operator in the presence of an interference situation, the position of each VO 2 relative to the NK 1 can be displayed on the screen of each monitor 15 AWP 30 NK 1. For this, parts of the space in which the jamming situation is allocated using the calculator 13 AWP 30 are programmed in the probabilistic sense, less stressful, and traffic is carried out through the VO 2 located there. To display the movement trend of each VO 2 on the monitor screen 15 AWP by the calculator 13 AWP 30, marks are formed that characterize the previous location of BO 2 and extrapolation marks that characterize the location of BO 2 after a given time interval. As the VO 2 moves, the outdated marks are erased. The position of the flight path of all VO 2 in the service area of NK 1 is stored in the memory of the computer 13 AWP for a given period of time.
При передаче с НК 1 приоритетных сообщений для ВО 2 в соответствии с категориями срочности, принятыми в системе радиосвязи с подвижными воздушными объектами, 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 выбранный ВО 2 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.When priority messages for BO 2 are transmitted from SC 1 in accordance with the categories of urgency adopted in the radio communication system with mobile airborne objects, in the shaper 20 of the type of relayed messages in the message header a code prohibiting the transmission of other messages for the time allotted for data transmission from SC 1 to the selected VO 2 taking into account the response time of VO 2 to the received message and the delay time in the processing paths of the discrete signals. The information received at VO 2 is displayed on the screen of the airborne data recording unit 6 in the form of alphanumeric characters or in the form of dots and vectors.
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.The remaining lower priority messages in accordance with the exchange protocol are in the queue of the corresponding category of urgency. In computers 3 and 13, the time of “aging” of information is determined, and if the message has not been transmitted to the communication channel for a certain period of time, it is “erased” and a request is sent to retransmit the message.
В зависимости от числа подвижных воздушных объектов и числа переспросов сообщений в канале радиосвязи в системе используются динамические алгоритмы обмена сообщениями и эффективного управления полетом ВО 2. При изменении помеховой обстановки, взаимного положения НК 1 и ВО 2, нарушения режима полета подвижного воздушного объекта и фиксации предельных параметров в вычислителях 3 и 13 автоматически формируется предупреждающий сигнал о возможном ″обрыве″ связи, информация о котором выводится на экраны блока 6 регистрации данных и монитора 15 АРМ. Визуальная картинка может быть усилена звуковым эффектом. 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.Depending on the number of moving air objects and the number of message retransmissions in the radio channel, the system uses dynamic algorithms for exchanging messages and effectively controlling the flight of VO 2. When changing the jamming situation, the relative position of NK 1 and VO 2, violating the flight mode of the moving air object and fixing the maximum parameters in calculators 3 and 13 automatically generates a warning signal about a possible “break ″ communication, information about which is displayed on the screens of block 6 data recording and monitor 15 AWP. The visual picture can be enhanced with a sound effect. When using a certain format of the message header from the output of airborne formers of the type of relayed messages, the free access mode from other mobile air objects 2 or the time slot allocation mode can be used to organize data exchange with the ground complex 1.
В результате анализа состояния и загрузки каналов радиосвязи выбранного и СВЧ диапазонов в вычислителе 13 ведущего АРМ 30 НК 1 определяется число столкновений сообщений в каналах связи, и, когда это число превышает предельно допустимое, устройство переходит в режим адресного опроса для упорядочения работы канала передачи данных ″воздух-земля″. Для того чтобы избежать столкновений в радиоканале связи при одновременной передаче несколькими объектами, вычислителями 3 и 13 может осуществляться, например, контроль несущей частоты при воздействии 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 может формироваться, например, псевдослучайная задержка передачи сообщений от подвижных воздушных объектов 2 и НК 1 - для каждого объекта своя.As a result of the analysis of the state and loading of the radio channels of the selected and microwave ranges in the calculator 13 of the leading AWP 30 NK 1, the number of collisions of messages in the communication channels is determined, and when this number exceeds the maximum allowable, the device goes into address polling mode to streamline the operation of the data channel ″ air to ground ″. In order to avoid collisions in the radio communication channel during simultaneous transmission by several objects, calculators 3 and 13 can, for example, monitor the carrier frequency under the influence of a preamble or header (service part of messages). A prepared message from VO 2 is transmitted only when the radio channel is free. In order to spread in time the contact times of mobile airborne objects at a time when they found that the radio channel is busy, for example, pseudo-random message transmission delay from mobile airborne objects 2 and NK 1 can be generated in computers 3 and 13 - for each own object.
В режиме адресного опроса инициатором связи может быть только НК 1. Если воздушные объекты 2 сформировали для передачи сообщения и обнаружили, что радиоканал свободен, то они информируют остальные подвижные воздушные объекты в выбранном и СВЧ диапазонах о начале цикла передачи данных, в том числе о своем местоположении и параметрах движения, и случайным образом или в выделенных им временных слотах распределяют передаваемые сообщения. На каждом из ВО 2 в вычислителе 3 оценивается уровень принимаемого сигнала несущей частоты в радиоканале и обрабатываются для выбора интервалов передачи точные по времени импульсы синхронизации с выхода приемников глобальных навигационных спутниковых систем, прошедших модуль 36 выбора данных. При совпадении расчетного интервала передачи с установленной очередностью воздушный объект 2 начинает передачу собственного пакета данных в выделенном интервале времени.In address polling mode, only NK 1 can be a communication initiator. If air objects 2 were formed for message transmission and found that the radio channel is free, then they inform the remaining mobile air objects in the selected and microwave ranges about the beginning of the data transfer cycle, including their the location and motion parameters, and randomly or in the time slots allocated to them, the transmitted messages are distributed. At each of BO 2 in calculator 3, the level of the received signal of the carrier frequency in the radio channel is estimated and the time-accurate synchronization pulses from the output of the receivers of global navigation satellite systems that pass the data selection module 36 are processed to select transmission intervals. When the calculated transmission interval coincides with the established sequence, the air object 2 starts transmitting its own data packet in the selected time interval.
Сообщения о местоположении ВО 2 и НК 1 с выходов приемника 14 сигналов глобальных навигационных спутниковых систем, например, ГЛОНАСС/GPS, записываются в память вычислителя 13 с привязкой к глобальному времени, а в вычислитель 3 через модуль 36 поступают уже обработанные скорректированные данные. В вычислителях 3 и 13 эти данные используются для расчета навигационных характеристик и параметров движения каждого ВО в зоне радиосвязи НК 1, а также для ориентирования в пространстве диаграмм направленности антенн 23 и 25 ВО 2 и НК 1 соответственно, в том числе при мобильном исполнении НК 1. При проведении более точных расчетов в НК 1 могут быть использованы данные с выхода модуля 39 вычисления дифференциальных поправок с приемными узлами и антеннами. 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.Messages about the location of VO 2 and NK 1 from the outputs of the receiver 14 of the signals of global navigation satellite systems, for example, GLONASS / GPS, are recorded in the memory of the calculator 13 with reference to global time, and the processed 3 corrected data is received through the calculator 3 through the module 36. In computers 3 and 13, this data is used to calculate the navigation characteristics and motion parameters of each HE in the radio communication zone of NK 1, as well as to orient the spatial patterns of the antenna patterns 23 and 25 of VO 2 and NK 1, respectively, including when the mobile version of NK 1 . When conducting more accurate calculations in the NK 1 can be used data from the output of the module 39 for calculating differential corrections with receiving nodes and antennas. Depending on the selected time interval for issuing messages on the VC 1 about the location of VO 2 in the calculator 3 at a specified time, a corresponding message is generated with reference to the global time for measuring coordinates BO 2.
Принятые на НК 1, представляющем собой наземный пункт приема, передачи, обработки и отображения информации, навигационные сообщения от всех ВО 2 обрабатываются в вычислителе 13 ведущего АРМ 30 и выводятся на экран монитора 15 АРМ 30. Точка, характеризующая местоположение НК 1, обычно размещается в центре экрана монитора 15 АРМ 30. ВО 2, находящиеся вблизи границы зоны устойчивой радиосвязи, 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 на выбранный ВО 2. Для этого постоянно в вычислителе 13 одного или одновременно нескольких АРМ 30 известными методами [9, 10] оцениваются зоны устойчивой радиосвязи для НК 1 и всех ВО 2. В аппаратуре передачи данных 7 и 12 осуществляются известные операции: модуляции и демодуляции, кодирования и декодирования и другие [9, 10].Received on NK 1, which is a ground-based point of reception, transmission, processing and display of information, navigation messages from all VO 2 are processed in the calculator 13 of the host AWP 30 and displayed on the monitor screen 15 AWP 30. The point characterizing the location of the NK 1 is usually located in the center of the monitor screen is 15 AWP 30. VO 2, located near the boundary of the stable radio communication zone, are distinguished from the others, for example, by the color of the mark on the monitor screen of the 15 AWP, and for them in computers 3 and 13 the solution of the problem of choosing the optimal trans path the transmission of control messages from NK 1 to the selected VO 2. For this, the stable radio communication zones for NK 1 and all VO 2 are constantly evaluated in the calculator 13 of one or several AWS 30 using known methods [9, 10]. In the data transmission equipment 7 and 12, known operations: modulation and demodulation, coding and decoding, and others [9, 10].
На момент подачи заявки разработаны алгоритмы и фрагменты программного обеспечения заявляемого устройства радиосвязи. Узлы и шины 1-35 одинаковые с прототипом. Узлы 37, 38 и 39 могут быть выполнены, например, на серийных приемниках и антеннах соответствующего диапазона с необходимым программным обеспечением, а узел 36 - программно.At the time of application, algorithms and software fragments of the inventive radio communication device have been developed. The nodes and tires 1-35 are the same as the prototype. Nodes 37, 38 and 39 can be performed, for example, on serial receivers and antennas of the corresponding range with the necessary software, and node 36 is software.
Система радиосвязи обеспечивает:The radio communication system provides:
- доступ к точным данным о местоположении ВО при заходе на посадку и его автоматической посадке по сигналам навигационных спутников ГЛОНАСС/GPS с использованием дифференциального режима;- access to accurate data on the location of the aircraft during the approach and its automatic landing according to the signals of the GLONASS / GPS navigation satellites using the differential mode;
- контроль целостности спутникового навигационного сигнала, передаваемого на ВО;- integrity control of the satellite navigation signal transmitted to the HE;
- поддержку режима полета ВО в части обеспечения размещенному на нем источнику информации требуемых характеристик по точности, целостности, готовности и непрерывности обслуживания на всех этапах его движения;- support for the flight mode of HE in terms of providing the information source located on it with the required characteristics for accuracy, integrity, availability and continuity of service at all stages of its movement;
- поддержку режима непрерывного контроля целостности сигналов навигационных спутников ГЛОНАСС/GPS на всех этапах полета воздушных объектов;- support for continuous monitoring of the integrity of the signals of GLONASS / GPS navigation satellites at all stages of the flight of airborne objects;
- контроль целостности сформированных дифференциальных данных;- integrity control of the generated differential data;
- формирование и выдачу сообщений в бортовое радиоэлектронное оборудование в требуемом формате с заданной частотой;- the formation and delivery of messages to the on-board electronic equipment in the required format with a given frequency;
- контроль собственной работоспособности с индикацией текущего функционального состояния на мониторе 15 АРМ 30;- monitoring their own performance with an indication of the current functional status on the monitor 15 AWP 30;
- контроль целостности передачи и приема сообщений, передаваемых по радиоканалу;- integrity control of the transmission and reception of messages transmitted over the air;
- управление работой аппаратуры и режимами с местного пульта 16 управления ведущего АРМ 30;- control of the operation of the equipment and the modes from the local control panel 16 of the host AWP 30;
- регистрацию передаваемых по радиоканалу сообщений, режимов работы, отказов и других нарушений работы в вычислителе 13 ведущего АРМ 30;- registration of messages transmitted over the air, operating modes, failures and other irregularities in the computer 13 of the leading AWP 30;
- выполнение заданных функций с требуемой точностью, целостностью, непрерывностью и готовностью выдаваемой дифференциальной информации в заданной зоне перекрытия для процедур беспилотной посадки в заданных условиях применения;- the performance of specified functions with the required accuracy, integrity, continuity and availability of the issued differential information in a given overlap zone for unmanned landing procedures in a given application;
- использование глобального времени UTC в качестве опорного времени;- Use of UTC global time as a reference time;
- навигационную поддержку функции бортового обеспечения эшелонирования;- Navigation support of the on-board separation function;
- обеспечение полотно-информационного обслуживания;- providing web-based information services;
- информационное взаимодействие с узлами управления полетом и источником информации, размещенными на борту.- information interaction with flight control nodes and a source of information placed on board.
Система радиосвязи может быть использована для обмена данными между подвижными объектами и управления движением любого ВО, в том числе, дистанционно управляемого беспилотного летательного аппарата.A radio communication system can be used to exchange data between moving objects and control the movement of any HE, including a remotely controlled unmanned aerial vehicle.
ЛИТЕРАТУРАLITERATURE
1. В.В. Бочкарев, Г.А. Крыжановский, Н.Н. Сухих. Автоматизированное управление движением авиационного транспорта. М.: - Транспорт, 1999, 319 с.1. V.V. Bochkarev, G.A. Kryzhanovsky, N.N. Dry. Automated air traffic control. M .: - Transport, 1999, 319 p.
2. АС №1401626, М. кл. H04B 7/26, H04L 27/00, 1988.2. AS No. 1401626, M. cl. H04B 7/26, H04L 27/00, 1988.
3. Патент РФ №44907 U1, М. кл. H04B 7/00, 2005.3. RF patent No. 44907 U1, M. cl. H04B 7/00, 2005.
4. Автоматизированные системы управления воздушным движением: Новые информационные технологии в авиации: учеб. пособие / P.M. Ахмедов, А.А. Бибутов, А.В. Васильев [и др.]; под ред. С.Г. Пятко. - СПб.: Политехника, 2004, 460 с.4. Automated air traffic control systems: New information technologies in aviation: textbook. allowance / P.M. Akhmedov, A.A. Bibutov, A.V. Vasiliev [et al.]; under the editorship of S.G. Fifteen. - St. Petersburg: Polytechnic, 2004, 460 p.
5. Патент РФ №2309543 C2, М. кл. H04B 7/26, H04B/185, 2007 (прототип).5. RF patent No. 2309543 C2, M. cl. H04B 7/26, H04B / 185, 2007 (prototype).
6. GPS - глобальная система позиционирования. - М.: ПРИН, 1994, 76 с.6. GPS - a global positioning system. - M .: PRIN, 1994, 76 p.
7. А.А. Мячев. Интерфейсы средств вычислительной техники. Энциклопедический справочник. - М.: Радио и связь, 1993, 350 с.7. A.A. Myachev. Interfaces of computer technology. Encyclopedic reference book. - M .: Radio and communications, 1993, 350 p.
8. В.В. Бортников, С.С. Ананченков. Помехоустойчивость двоичных сигналов в марковском канале с замираниями. - Изв. вузов MB и ССО СССР, Радиотехника, 1984, т.24, №10, с.78-80.8. V.V. Bortnikov, S.S. Ananchenkov. Interference immunity of binary signals in a Markov channel with fading. - Izv. Universities MB and MTR of the USSR, Radio Engineering, 1984, t.24, No. 10, p. 78-80.
9. Уильям К. Ли. Техника подвижных систем связи. - М., Радио и связь, 1985, 391 с.9. William C. Lee. Technique of mobile communication systems. - M., Radio and Communications, 1985, 391 p.
10. Радиосистемы передачи информации: Учеб. пособие для ВУЗов / И.М. Тепляков и др. Под ред. И.М. Теплякова. - М.: Радио и связь, 1982.10. Radio transmission systems: Textbook. manual for universities / I.M. Teplyakov et al. Ed. THEM. Teplyakova. - M.: Radio and Communications, 1982.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013132258/07A RU2544007C2 (en) | 2013-07-11 | 2013-07-11 | System for radio communication with mobile objects |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013132258/07A RU2544007C2 (en) | 2013-07-11 | 2013-07-11 | System for radio communication with mobile objects |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013132258A RU2013132258A (en) | 2015-01-20 |
| RU2544007C2 true RU2544007C2 (en) | 2015-03-10 |
Family
ID=53280737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013132258/07A RU2544007C2 (en) | 2013-07-11 | 2013-07-11 | System for radio communication with mobile objects |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2544007C2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2676275C1 (en) * | 2017-09-11 | 2018-12-27 | Сватеев Виктор Алексеевич | Communication system with not located movable objects |
| RU186066U1 (en) * | 2017-11-30 | 2018-12-28 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" | Unmanned aerial vehicle driving engine control device |
| RU2736825C1 (en) * | 2017-05-03 | 2020-11-20 | Гуандун Оппо Мобайл Телекоммьюникейшнс Корп., Лтд. | Data relay control method and related product |
| RU2744672C1 (en) * | 2020-04-03 | 2021-03-15 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" | Method and system of radio communication with moving objects |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2692696C1 (en) * | 2018-09-11 | 2019-06-26 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" | Radio communication system with mobile objects using radio-photon elements |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU44907U1 (en) * | 2004-09-06 | 2005-03-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS |
| RU52291U1 (en) * | 2005-08-22 | 2006-03-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS |
| RU52289U1 (en) * | 2005-08-02 | 2006-03-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS |
| RU2309543C2 (en) * | 2005-10-03 | 2007-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" | System for radio communication with moving objects |
-
2013
- 2013-07-11 RU RU2013132258/07A patent/RU2544007C2/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU44907U1 (en) * | 2004-09-06 | 2005-03-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS |
| RU52289U1 (en) * | 2005-08-02 | 2006-03-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS |
| RU52291U1 (en) * | 2005-08-22 | 2006-03-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS |
| RU2309543C2 (en) * | 2005-10-03 | 2007-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" | System for radio communication with moving objects |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2736825C1 (en) * | 2017-05-03 | 2020-11-20 | Гуандун Оппо Мобайл Телекоммьюникейшнс Корп., Лтд. | Data relay control method and related product |
| US11791952B2 (en) | 2017-05-03 | 2023-10-17 | Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | Data re-transmission control method and related product |
| RU2676275C1 (en) * | 2017-09-11 | 2018-12-27 | Сватеев Виктор Алексеевич | Communication system with not located movable objects |
| RU186066U1 (en) * | 2017-11-30 | 2018-12-28 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" | Unmanned aerial vehicle driving engine control device |
| RU2744672C1 (en) * | 2020-04-03 | 2021-03-15 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" | Method and system of radio communication with moving objects |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013132258A (en) | 2015-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2309543C2 (en) | System for radio communication with moving objects | |
| US8868069B2 (en) | Airliner-mounted cellular base station | |
| EP2710673B1 (en) | Method and system for maritime high speed broadband communication networking | |
| RU2544007C2 (en) | System for radio communication with mobile objects | |
| US10343775B2 (en) | Method of using unmanned aircraft vehicle (UAV) as electromagnetic wave transmission relay station to realize self-recovery communication transmission functions of aerospace vehicle | |
| EP3258619B1 (en) | Airbourne cellular communication system | |
| JP6986451B2 (en) | Low altitude orbit satellite for air traffic control | |
| RU2557801C1 (en) | System for radio communication with mobile objects | |
| RU2319304C2 (en) | Complex of onboard digital communication instruments | |
| CN113055062A (en) | Air route communication method, system, computer readable storage medium and electronic equipment | |
| RU2535922C1 (en) | System for radio communication with mobile objects | |
| RU2530015C2 (en) | System of radio communication with moving objects | |
| RU2427078C1 (en) | System for radio communication with mobile objects | |
| RU2535923C1 (en) | System for radio communication with mobile objects | |
| RU2692696C1 (en) | Radio communication system with mobile objects using radio-photon elements | |
| RU2518054C1 (en) | System for radio communication with mobile objects | |
| RU2486675C1 (en) | System for radio communication with aerial objects | |
| RU2505929C1 (en) | System for radio communication with mobile objects | |
| RU52289U1 (en) | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS | |
| RU106064U1 (en) | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS | |
| RU2516686C2 (en) | System for radio communication with mobile objects | |
| RU99261U1 (en) | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS | |
| RU2516868C1 (en) | System for radio communication with mobile objects | |
| RU104802U1 (en) | RADIO COMMUNICATION SYSTEM WITH MOBILE OBJECTS | |
| RU2642490C1 (en) | System of radiocommunication with air objects |