RU2643182C1

RU2643182C1 - Radiocommunication system with mobile objects

Info

Publication number: RU2643182C1
Application number: RU2017107392A
Authority: RU
Inventors: Александр Владимирович Кейстович
Original assignee: Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет"
Priority date: 2017-03-06
Filing date: 2017-03-06
Publication date: 2018-01-31

Abstract

FIELD: radio engineering, communication.

SUBSTANCE: two on-board switches, two on-board signal distributors, the second on-board data communication equipment, the second onboard station, the second on-board antenna and corresponding communications are inputted into the system on each mobile object.

EFFECT: increased noise immunity of information transmission due to simultaneous operation of radio stations in the system at two frequencies, an increase in the amount of information received by the ground complex and transferred from it to the mobile object and processed at the WKS of the ground complex, increased reliability of communication through continuous automatic information control in the nodes of the on-board communication equipment and the ability to bypass the faulty node.

1 dwg,1 tbl

Description

Изобретение относится к радиосистемам обмена данными и может быть использовано при проведении тестирования радиолиний связи и контроле информационного обмена между подвижными объектами (ПО) и наземными комплексами (НК).The invention relates to radio data exchange systems and can be used when testing radio links and monitoring information exchange between mobile objects (PO) and ground-based complexes (NK).

Известна "Система радиосвязи с подвижными объектами" [1], которая состоит из наземной и бортовой приемопередающих радиостанций, между которыми осуществляется обмен данными в соответствии с заложенными алгоритмами. При обмене сообщениями между наземной приемопередающей станцией и подвижными воздушными объектами загрузка канала меняется в зависимости от этапа полета и информационной активности абонентов цифровой радиосвязи. Реализованный с помощью вычислителя автоматизированного рабочего места (АРМ) диспетчера управления воздушным движением (УВД) счетчик числа подвижных воздушных объектов контролирует количество объектов и выдает это число на счетчик загрузки системы. В зависимости от числа объектов и числа переспросов сообщений в системе используются динамические алгоритмы организации обмена сообщениями и управления каналами радиосвязи. Для исключения столкновений при одновременной передаче несколькими объектами сообщений осуществляется контроль несущей радиосигналов подвижных воздушных объектов во время воздействия ее на бортовой приемник. Определяется состояние, когда радиоканал свободен. Для разнесения во времени моментов выхода на связь нескольких подвижных воздушных объектов в бортовое устройство введен специализированный вычислитель, реализующий функции анализатора несущей частоты и генератора псевдослучайной задержки, которые обеспечивают соответствующую задержку передачи сообщений от подвижных воздушных объектов. Для принятия оптимального решения наземными службами УВД и на борту информация об относительном местоположении аэропорта и подвижных воздушных объектов снимается с бортовых и наземных датчиков-приемников сигналов глобальной навигационной спутниковой системы.The well-known "Radio communication system with moving objects" [1], which consists of terrestrial and airborne transceiver radios, between which data is exchanged in accordance with established algorithms. When exchanging messages between a ground-based transceiver station and mobile airborne objects, the channel load changes depending on the phase of the flight and the information activity of digital radio subscribers. The counter of the number of moving air objects implemented by the computer of the automated workstation (AWP) of the air traffic control (ATC) counter controls the number of objects and provides this number to the system’s load counter. Depending on the number of objects and the number of message retransmissions, the system uses dynamic algorithms for organizing messaging and controlling radio channels. To avoid collisions while transmitting messages by several objects at the same time, the carrier of the radio signals of mobile air objects is monitored during exposure to the on-board receiver. The state when the radio channel is free is determined. For the separation in time of the moments when several mobile airborne objects communicate, a specialized computer has been introduced into the on-board device, which implements the functions of a carrier frequency analyzer and a pseudo-random delay generator, which provide a corresponding delay in the transmission of messages from mobile airborne objects. In order to make an optimal decision, the ground-based air traffic control services and onboard information about the relative location of the airport and mobile airborne objects is removed from the airborne and ground-based sensors-receivers of signals from the global navigation satellite system.

Персонал, размещаемый на НК, решает задачи управления воздушным движением с помощью комплексов программно-аппаратных средств, выполненных на вычислителях (ПЭВМ). Информационный обмен НК с ПО осуществляется по сетям воздушной связи в MB диапазоне. Радиосигналы MB диапазона распространяются в пределах прямой видимости и обеспечивают передачу информации с большой скоростью и высоким качеством.The personnel stationed on the NK solves the problems of air traffic control with the help of software and hardware systems implemented on computers (PCs). Information exchange NK with software is carried out over the air in the MB range. Radio signals of the MB range are distributed within the line of sight and provide information transfer with high speed and high quality.

Однако в системе отсутствует контроль радиоэлектронного оборудования НК, что ухудшает надежность связи в канале «НК-ПО».However, the system lacks control of the electronic equipment of the NK, which impairs the reliability of communication in the NK-PO channel.

Известна "Система радиосвязи с подвижными объектами" [2], в которой во время движения подвижные 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 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 его памяти. При совпадении адреса подвижного воздушного объекта с хранящимся в списке адресом информация о местоположении, параметрах движения ПО и состоянии его датчиков выводится на экран монитора наземного АРМ. В вычислителе АРМ на базе ПЭВМ решается задача обеспечения постоянной радиосвязи со всеми N ПО. При выходе за пределы радиогоризонта хотя бы одного из ПО или приближении к границе зоны устойчивой радиосвязи, определяется программно один из ПО, который назначается ретранслятором сообщений. По результатам анализа местоположения и параметров движения остальных ПО определяются оптимальные пути доставки сообщений удаленному от НК за радиогоризонт выбранному подвижному воздушному объекту. Сообщение от НК через последовательную цепочку, состоящую из (N-1)-го ПО, может быть доставлено N-му ПО. Для этого на НК в формирователе типа ретранслируемых сообщений в заранее определенные разряды (заголовок) передаваемой кодограммы закладываются номер ПО, назначенного ретранслятором, и адреса подвижных воздушных объектов, обеспечивающих заданный трафик сообщения. По принятым на ПО сообщениям в блоке анализа типа сообщений решается вопрос о направлении данных по двунаправленной шине на систему управления объекта или ретрансляции их на соседний ПО.The well-known "Radio communication system with moving objects" [2], in which, while moving, moving objects located within the radio horizon exchange data with the ground-based complex. Messages received by a ground-based radio station from the air-to-ground channel through the data transmission equipment are sent to a PC-based workstation computer, 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 its memory. If the address of the moving air object coincides with the address stored in the list, information about the location, motion parameters of the software and the state of its sensors is displayed on the monitor screen of the ground workstation. In the PC-based automated workstation computer, the problem of providing constant radio communication with all N software is solved. When at least one of the software leaves the radio horizon or approaches the border of a stable radio communication zone, one of the software that is assigned by the message relay is determined programmatically. Based on the results of the analysis of the location and motion parameters of the remaining software, the optimal paths for message delivery to the selected mobile airborne object remote from the spacecraft for the horizon are determined. A message from the NC through a serial chain consisting of the (N-1) -th software can be delivered to the N-th software. To do this, on the NK in the shaper of the type of relayed messages, the number of the software 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. Based on the messages received on the software in the message type analysis unit, the issue of sending data via a bi-directional bus to the facility’s control system or relaying them to neighboring software is resolved.

В обычном режиме с НК, когда не требуется ретрансляция сигналов, осуществляется адресный опрос ПО путем формирования сообщения для передачи в канал радиосвязи в соответствии с протоколом обмена. Набираемое оператором (диспетчером) сообщение отображается на мониторе АРМ. На ПО после прохождения через бортовую 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 ПО. Информационная часть сообщения записывается в память бортового вычислителя и при необходимости выводится на экран блока регистрации данных, который может быть выполнен в виде монитора или другого устройства отображения.In the normal mode with NK, when signal relaying is not required, an address polling of the software 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 software enters the on-board computer, where the identification of the address received in the message with the own address of the mobile airborne object takes place. Next, the message is transmitted to the analysis unit of the type of the relayed message, where the decryption of the received header (service part) of the message occurs, and it is determined in what mode the software hardware should work. The information part of the message is recorded in the memory of the on-board computer and, if necessary, displayed on the screen of the data recording unit, which can be made in the form of a monitor or other display device.

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 ПО и мониторе АРМ НК соответственно.Shapers of the type of relayed messages allow for the exchange of digital data on the air-ground channel 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. The display of dialed and received messages is carried out on the software data recording unit and the workstation monitor NK, respectively.

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 ПО. Принятые на НК навигационные сообщения от всех ПО обрабатываются в вычислителе и выводятся на экран монитора АРМ.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 software. Received on the NK navigation messages from all software are processed in the calculator and displayed on the workstation monitor screen.

У аналога имеются недостатки:The analog has disadvantages:

- отсутствует возможность тестирования оборудования ПО при включении аппаратуры и на маршруте;- there is no possibility of testing software equipment when turning on the equipment and on the route;

- не обеспечивается поблочный контроль оборудования ПО при отсутствии связи с НК и другими ПО, необходимый для отыскания неисправностей и замены соответствующего оборудования;- block control of the software equipment is not ensured in the absence of communication with the tax code and other software necessary for troubleshooting and replacing the corresponding equipment;

- не контролируется процедура информационного обмена между подвижными объектами и наземными комплексами при функциональном контроле и в процессе сеанса связи, что снижает эффективность управления подвижными объектами.- the information exchange procedure between mobile objects and ground complexes is not controlled during functional control and during a communication session, which reduces the efficiency of managing mobile objects.

Наиболее близким по назначению и большинству существенных признаков является "Система радиосвязи с подвижными объектами" [3], которая взята за прототип. Система предназначена для обмена данными между подвижными объектами и наземным комплексом. НК содержит первую наземную антенну, подключенную к высокочастотному входу/выходу первой радиостанции, низкочастотный вход которой подключен к соответствующему выходу первой аппаратуры передачи данных (АПД). Первый вычислитель автоматизированного рабочего места, первый выход которого подключен к первому входу первой АПД, первый вход первого вычислителя автоматизированного рабочего места подключен к наземному приемнику сигналов глобальных навигационных спутниковых систем, второй вход - к первому пульту управления АРМ, второй выход - к первому монитору АРМ. Наземный формирователь типа ретранслируемых сообщений соединен с третьим входом первого вычислителя АРМ. Вторая наземная радиостанция, высокочастотный вход/выход которой подключен к второй наземной антенне, а ее низкочастотный вход соединен с выходом второй АПД. Вход/выход второй АПД соединен двухсторонними связями с первым входом/выходом второго вычислителя автоматизированного рабочего места. В состав НК входят также коммутатор, первый и второй распределители сигналов. Низкочастотный выход первой радиостанции через первый распределитель сигналов подключен к входу коммутатора и второму входу первой АПД. Второй выход первой АПД через второй распределитель сигналов подключен к четвертому входу первого вычислителя автоматизированного рабочего места и первому входу второго вычислителя автоматизированного рабочего места. Управляющие входы первого и второго распределителей сигналов и коммутатора соединены с первым, вторым и третьим выходами второго вычислителя автоматизированного рабочего места соответственно. Первый выход первого вычислителя АРМ подключен к второму входу второго вычислителя АРМ. Первый выход первой АПД соединен со вторым входом первого распределителя сигналов. Низкочастотный выход второй радиостанции через коммутатор подключен к входу второй аппаратуры передачи данных. Первый и второй вычислители АРМ соединены между собой двухсторонними связями. Третий вход второго вычислителя АРМ подключен к второму пульту управления АРМ, а четвертый выход второго вычислителя АРМ - к второму монитору АРМ. Третий вход/выход второго вычислителя АРМ является входом/выходом системы радиосвязи для сопряжения с внешними системами.The closest in purpose and most significant features is the "Radio communication system with moving objects" [3], which is taken as a prototype. The system is designed for data exchange between mobile objects and a ground complex. The NK contains the first ground antenna connected to the high-frequency input / output of the first radio station, the low-frequency input of which is connected to the corresponding output of the first data transmission equipment (ADF). The first computer of the automated workstation, the first output of which is connected to the first input of the first ADF, the first input of the first computer of the automated workstation is connected to the ground-based receiver of signals from global navigation satellite systems, the second input is to the first control panel of the AWP, the second output to the first monitor of the AWP. The ground shaper of the type of relayed messages is connected to the third input of the first computer workstation. The second terrestrial radio station, the high-frequency input / output of which is connected to the second ground antenna, and its low-frequency input is connected to the output of the second ADF. The input / output of the second ADF is connected by two-way communications with the first input / output of the second computer of the automated workstation. The composition of the NK also includes a switch, the first and second signal distributors. The low-frequency output of the first radio station through the first signal distributor is connected to the input of the switch and the second input of the first ADF. The second output of the first ADF through the second signal distributor is connected to the fourth input of the first computer calculator of the workstation and the first input of the second computer computer of the workstation. The control inputs of the first and second signal distributors and the switch are connected to the first, second and third outputs of the second computer calculator of the workstation, respectively. The first output of the first computer workstation is connected to the second input of the second computer workstation. The first output of the first ADF is connected to the second input of the first signal distributor. The low-frequency output of the second radio station through the switch is connected to the input of the second data transmission equipment. The first and second computer workstations are interconnected by two-way communications. The third input of the second AWP computer is connected to the second AWP control panel, and the fourth output of the second AWP computer is connected to the second AWP monitor. The third input / output of the second computer workstation is the input / output of a radio communication system for interfacing with external systems.

Передача данных с НК обеспечивается по цепочке последовательно соединенных первого подвижного объекта (ПО), второго ПО и далее до N-го ПО, а передача данных с N-го ПО на НК осуществляется в обратном порядке.Data transmission from the ND is provided through a chain of series-connected first movable object (PO), the second software and then to the N-th software, and data is transferred from the N-th software to the NK in the reverse order.

В состав системы входят N подвижных объектов, в каждый из которых входят бортовые датчики, блок регистрации данных, приемник сигналов навигационных спутниковых систем, анализатор типа принимаемых сообщений и бортовой формирователь типа ретранслируемых сообщений. Каждый из упомянутых узлов соединен двухсторонними связями с соответствующими входами/выходами бортового вычислителя, вход/выход которого подключен к двунаправленной шине системы управления подвижным объектом. Первая бортовая аппаратура передачи данных соединена двухсторонними связями с бортовым вычислителем и бортовой радиостанцией. Высокочастотный вход/выход первой бортовой радиостанции подключен к первой бортовой антеннеThe system includes N moving objects, each of which includes airborne sensors, a data recording unit, a signal receiver for navigation satellite systems, an analyzer of the type of received messages and an airborne former of the type of relayed messages. Each of these nodes is connected by two-way communications with the corresponding inputs / outputs of the on-board computer, the input / output of which is connected to the bi-directional bus of the moving object control system. The first on-board data transmission equipment is connected by two-way communications with the on-board computer and the on-board radio station. The high-frequency input / output of the first on-board radio station is connected to the first on-board antenna

Однако прототипу присущи следующие недостатки:However, the prototype has the following disadvantages:

- отсутствует возможность функционального контроля оборудования подвижного объекта при включении аппаратуры и на маршруте при неисправности;- there is no possibility of functional control of the equipment of a moving object when turning on the equipment and on the route in case of a malfunction;

- из-за наличия только одного приемопередающего тракта на ПО снижается аппаратная надежность подвижного объекта, качество связи, особенно при работе в помехах;- due to the presence of only one transceiver path to the software, the hardware reliability of a moving object decreases, the quality of communication, especially when working in interference;

- плохие эксплуатационные характеристики аппаратуры связи из-за отсутствия поблочного контроля оборудования ПО при отсутствии связи с НК и другими подвижными объектами, необходимого для отыскания неисправностей и замены соответствующего оборудования;- poor operational characteristics of communication equipment due to the lack of block control of software equipment in the absence of communication with the NK and other mobile objects, necessary for troubleshooting and replacing the corresponding equipment;

- не контролируется процедура информационного обмена между подвижными объектами и подвижных объектов с наземными комплексами в процессе сеанса связи, что снижает эффективность управления подвижными объектами.- the information exchange procedure between mobile objects and mobile objects with ground complexes is not controlled during a communication session, which reduces the efficiency of controlling mobile objects.

Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является расширение арсенала технических средств, предназначенных для организации информационного обмена в радиосистемах. Достигаемый технический результат изобретения - повышение помехозащищенности передачи информации за счет одновременной работы радиостанций в системе на двух частотах, увеличение объема информации, получаемой наземным комплексом, передаваемой с него на ПО и обрабатываемой на АРМ наземного комплекса, повышение надежности связи за счет непрерывного автоматического контроля информации в узлах бортовой аппаратуры связи и наличия возможности обхода неисправного узла.The technical problem to be solved by the claimed invention is directed is the expansion of the arsenal of technical means for organizing information exchange in radio systems. The achieved technical result of the invention is to increase the noise immunity of information transmission due to the simultaneous operation of radio stations in the system at two frequencies, to increase the amount of information received by the ground complex, transmitted from it to the software and processed by the automated workstation of the ground complex, to increase communication reliability due to continuous automatic control of information in nodes of on-board communication equipment and the availability of bypassing the faulty node.

Указанный технический результат достигается тем, что в систему радиосвязи с подвижными объектами, состоящую из наземного комплекса, содержащего первую наземную антенну, подключенную к высокочастотному входу/выходу первой радиостанции, низкочастотный вход которой подключен к соответствующему выходу первой аппаратуры передачи данных (АПД), первый вычислитель автоматизированного рабочего места (АРМ), первый выход которого подключен к первому входу первой АПД, первый вход первого вычислителя автоматизированного рабочего места подключен к наземному приемнику сигналов навигационных спутниковых систем, второй вход - к первому пульту управления АРМ, второй выход - к первому монитору АРМ, наземный формирователь типа ретранслируемых сообщений, соединенный с третьим входом первого вычислителя АРМ, вторую наземную радиостанцию, высокочастотный вход/выход которой подключен к второй наземной антенне, а ее низкочастотный вход подключен к выходам второй АПД, вход/выход второй АПД соединен двухсторонними связями с первым входом/выходом второго вычислителя автоматизированного рабочего места, коммутатор, первый и второй распределители сигналов, причем низкочастотный выход первой радиостанции через первый распределитель сигналов подключен к входу коммутатора и второму входу первой АПД, а второй выход первой АПД через второй распределитель сигналов подключен к четвертому входу первого вычислителя автоматизированного рабочего места и первому входу второго вычислителя автоматизированного рабочего места, управляющие входы первого и второго распределителей сигналов и коммутатора соединены с первым, вторым и третьим выходами второго вычислителя автоматизированного рабочего места соответственно, первый выход первого вычислителя АРМ подключен также к второму входу второго вычислителя АРМ, первый выход первой АПД соединен также со вторым входом первого распределителя сигналов, низкочастотный выход второй радиостанции через коммутатор подключен к входу второй аппаратуры передачи данных, первый и второй вычислители АРМ соединены между собой двухсторонними связями, третий вход второго вычислителя АРМ подключен к второму пульту управления АРМ, четвертый выход второго вычислителя АРМ - к второму монитору АРМ, третий вход/выход второго вычислителя АРМ является входом/выходом системы радиосвязи для сопряжения с внешними системами, причем передача данных с НК обеспечивается по цепочке последовательно соединенных первого подвижного объекта, второго ПО и далее до N-го ПО, а передача данных с N-го ПО на НК осуществляется в обратном порядке, и N подвижных объектов, в состав каждого из которых входят бортовые датчики, блок регистрации данных, приемник сигналов навигационных спутниковых систем, анализатор типа принимаемых сообщений и бортовой формирователь типа ретранслируемых сообщений, каждый из которых соединен двухсторонними связями с соответствующими входами/выходами бортового вычислителя, вход/выход которого подключен к двунаправленной шине системы управления подвижным объектом, первая бортовая аппаратура передачи данных, первая бортовая радиостанция, высокочастотный вход/выход которой подключен к первой бортовой антенне, при этом первая и вторая наземные антенны связаны по эфиру между собой, в каждый подвижный объект введены дополнительно первый и второй бортовые коммутаторы, первый и второй бортовые распределители сигналов, последовательно соединенные двухсторонними связями второй бортовой распределитель сигналов, вторая бортовая аппаратура передачи данных, второй бортовой коммутатор, вторая бортовая радиостанция, вторая бортовая антенна, бортовой вычислитель соединен двухсторонними связями с входами/выходами первого и второго бортовых распределителей сигналов, вход/выход первого бортового распределителя сигналов подключен к входу/выходу первой бортовой аппаратуры передачи данных, вход/выход которой через первый бортовой коммутатор подключен к входу/выходу первой бортовой радиостанции, соответствующий вход/выход бортового вычислителя через локальную вычислительную сеть соединен двухсторонними связями с входами/выходами первого и второго бортовых распределителей сигналов, первой и второй бортовых аппаратур передачи данных, первого и второго бортовых коммутаторов, первой и второй бортовых радиостанций, первая и вторая бортовые антенны связаны по эфиру между собой, а в зоне устойчивой связи - с первой и второй наземными антеннами, с первой и второй бортовыми антеннами удаленных подвижных объектов.The specified technical result is achieved in that in the radio communication system with moving objects, consisting of a ground-based complex containing a first ground-based antenna connected to a high-frequency input / output of the first radio station, the low-frequency input of which is connected to the corresponding output of the first data transmission equipment (ADF), the first calculator workstation (AWS), the first output of which is connected to the first input of the first ADF, the first input of the first computer of the automated workstation is connected to a ground-based receiver of signals of navigation satellite systems, the second input to the first AWP control panel, the second output to the first AWP monitor, a ground relay of the type of relayed messages connected to the third input of the first AWP calculator, the second ground-based radio station whose high-frequency input / output is connected to the second ground antenna, and its low-frequency input is connected to the outputs of the second ADF, the input / output of the second ADF is connected by two-way communications with the first input / output of the second computer working place, the switch, the first and second signal distributors, and the low-frequency output of the first radio station through the first signal distributor is connected to the input of the switch and the second input of the first ADF, and the second output of the first ADF through the second signal distributor is connected to the fourth input of the first computer of the workstation and the first the input of the second computer workstation, the control inputs of the first and second signal distributors and the switch are connected to the first, second and the fourth outputs of the second computer workstation, respectively, the first output of the first computer workstation is also connected to the second input of the second computer workstation, the first output of the first ADF is also connected to the second input of the first signal distributor, the low-frequency output of the second radio station through the switch is connected to the input of the second data transmission equipment, the first and second AWP calculators are interconnected by two-way communications, the third input of the second AWP calculator is connected to the second AWP control panel, the fourth output of the second automated workstation computer is to the second automated workstation monitor, the third input / output of the second automated workstation computer is the input / output of a radio communication system for interfacing with external systems, and data is transmitted from the NK through a chain of serially connected first movable object, the second software, and then to N -th software, and data transmission from the N-th software to the ND is carried out in the reverse order, and N moving objects, each of which includes on-board sensors, a data recording unit, a receiver of navigation satellite signals from system, an analyzer of the type of received messages and an on-board driver of the type of relayed messages, each of which is connected by two-way communications with the corresponding inputs / outputs of the on-board computer, the input / output of which is connected to the bi-directional bus of the control system for a moving object, the first on-board data transmission equipment, the first onboard radio station, the high-frequency input / output of which is connected to the first onboard antenna, while the first and second terrestrial antennas are connected over the air to each other, in each mobile the first facility includes the first and second on-board switches, the first and second on-board signal distributors, serially connected by two-way communications, the second on-board signal distributor, the second on-board data transmission equipment, the second on-board switch, the second on-board radio station, the second on-board antenna, the on-board computer connected by two-way communications with the inputs / outputs of the first and second onboard signal distributors, the input / output of the first onboard signal distributor is connected to the input / output of the first on-board data transmission equipment, the input / output of which through the first on-board switch is connected to the input / output of the first on-board radio station, the corresponding input / output of the on-board computer via a local area network is connected by two-way communications with the inputs / outputs of the first and second onboard signal distributors, the first and second airborne data transmission equipment, first and second airborne switches, first and second airborne radio stations, the first and second airborne antennas are connected over the air between oboj, and stable communication area - the first and second ground antennas with first and second antennas onboard remote moving objects.

На чертеже представлена система радиосвязи с подвижными объектами, где обозначено:The drawing shows a radio communication system with moving objects, where indicated:

1 - наземный комплекс;1 - ground complex;

2 - подвижный объект;2 - moving object;

3 - бортовой вычислитель;3 - on-board computer;

4 - бортовые датчики;4 - airborne sensors;

5 - бортовой приемник сигналов навигационных спутниковых систем;5 - an on-board receiver of signals of navigation satellite systems;

6 - блок регистрации данных;6 - data recording unit;

7 - первая бортовая аппаратура передачи данных;7 - the first on-board data transmission equipment;

8 - первая бортовая радиостанция;8 - the first airborne radio station;

9 - первая бортовая антенна;9 - the first onboard antenna;

10 - первая наземная антенна;10 - the first ground antenna;

11 - первая наземная радиостанция;11 - the first ground-based radio station;

12 - первая наземная аппаратура передачи данных;12 - the first ground-based data transmission equipment;

13 - первый вычислитель АРМ;13 - the first computer workstation;

14 - наземный приемник сигналов навигационных спутниковых систем;14 - ground-based receiver signals of navigation satellite systems;

15 - первый монитор АРМ;15 - the first monitor AWP;

16 - первый пульт управления АРМ;16 - the first control panel AWP;

17 - анализатор типа принимаемых сообщений;17 - an analyzer of the type of received messages;

18 - двунаправленная шина системы управления подвижным объектом;18 - bidirectional bus control system of a moving 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 - вторая наземная антенна;21 - the second ground antenna;

22 - вторая наземная радиостанция;22 - second terrestrial radio station;

23 - вторая наземная аппаратура передачи данных;23 - second ground-based data transmission equipment;

24 - второй вычислитель АРМ;24 - second computer workstation;

25 - первый распределитель сигналов;25 - the first signal distributor;

26 - второй распределитель сигналов;26 is a second signal distributor;

27 - коммутатор;27 - switch;

28 - второй пульт управления АРМ;28 - second control panel AWP;

29 - второй монитор АРМ;29 - second monitor AWP;

30 - вход/выход системы радиосвязи для сопряжения с внешними системами;30 - input / output of a radio communication system for interfacing with external systems;

31 - первый бортовой коммутатор;31 - the first on-board switch;

32 - первый бортовой распределитель сигналов;32 - the first on-board signal distributor;

33 - вторая бортовая антенна;33 - the second side antenna;

34 - второй бортовой коммутатор;34 - the second onboard switch;

35 - вторая бортовая радиостанция;35 - the second airborne radio station;

36 - вторая бортовая аппаратура передачи данных;36 - second on-board data transmission equipment;

37 - второй бортовой распределитель сигналов;37 - a second airborne signal distributor;

38 - локальная вычислительная сеть (ЛВС).38 - local area network (LAN).

Алгоритм работы системы заключается в контроле работоспособности оборудования ПО 2 на всех стадиях организации связи: в начале работы - во время функционального контроля, при появлении неисправности, в процессе сеанса связи с НК 1 и другими ПО 2, находящимися в зоне устойчивого приема. Зона устойчивого приема - это область пространства, в которой величина отношения сигнал/шум на приемной стороне больше или равна заданной.The algorithm of the system is to monitor the operability of the software 2 equipment at all stages of communication: at the beginning of work - during functional control, when a malfunction occurs, during a communication session with NK 1 and other software 2 located in the stable reception zone. A stable reception area is an area of space in which the signal-to-noise ratio at the receiving side is greater than or equal to a given value.

Система радиосвязи с подвижными объектами работает следующим образом. Во время начального включения оборудования НК при функциональном контроле осуществляется тестирование аппаратуры. Для этого с второго вычислителя 24 АРМ на первый вычислитель 13 АРМ посылается тестовое сообщение, которое, пройдя основные узлы первого вычислителя 13 АРМ, поступает в первую АПД 12. Это сообщение с выхода первого вычислителя 13 АРМ контролируется с помощью второго вычислителя 24 АРМ по известному формату переданного сигнала, например, методом сравнения. В первой АПД 12 для повышения помехоустойчивости сообщение кодируется, при необходимости, с ним осуществляются специальные преобразования, а затем оно преобразуется к виду, необходимому для сопряжения с первой радиостанцией 11. Сигнал с выхода первой АПД 12 подается на первую радиостанцию 11 и через первый распределитель 25, коммутатор 27 на вход второй АПД 23, где соответствующим образом преобразуется и поступает во второй вычислитель 24 АРМ для сравнения. Сформированный первой радиостанцией 11 радиосигнал через первую наземную антенну 10 излучается в пространство. Первая и вторая радиостанции 11 и 22, первая и вторая АПД 12 и 23 имеют идентичные, параметры трактов передачи и приема и обработки сигналов. Это обстоятельство положено в основу контроля оборудования НК 1. Излученный радиосигнал, пройдя процедуру приема и обработки в цепочке узлов, состоящей из второй наземной антенне 21, второй радиостанции 22, второй АПД 23, поступает во второй вычислитель 24 АРМ для сравнения. Результаты контроля отображаются на экране второго монитора 29 АРМ и могут быть транслированы на другие системы наземного комплекса 1 и на первый вычислитель 13 АРМ для отображения на первом мониторе 15. Если на всех стадиях контроля получены положительные результаты, то оборудование НК 1 считается готовым для организации связи с ПО 2.A radio communication system with moving objects operates as follows. During the initial start-up of the NK equipment during functional control, the equipment is tested. To do this, a test message is sent from the second 24 APM calculator to the first AWP calculator 13, which, having passed the main nodes of the first AWP calculator 13, is sent to the first ADF 12. This message from the output of the first AWP calculator 13 is controlled using the second 24 APM calculator using the known format transmitted signal, for example, by comparison. In the first ADF 12, to improve noise immunity, the message is encoded, if necessary, special conversions are made with it, and then it is converted to the form necessary for interfacing with the first radio station 11. The signal from the output of the first ADF 12 is fed to the first radio station 11 and through the first distributor 25 , the switch 27 at the input of the second ADF 23, where it is correspondingly converted and supplied to the second computer 24 AWP for comparison. The radio signal generated by the first radio station 11 is radiated through space through the first ground antenna 10. The first and second radio stations 11 and 22, the first and second ADFs 12 and 23 have identical parameters of the transmission and reception and signal processing paths. This circumstance is the basis for monitoring the NK 1 equipment. The emitted radio signal, having passed the reception and processing procedure in a chain of nodes consisting of a second terrestrial antenna 21, a second radio station 22, a second ADF 23, enters the second computer 24 for workstation for comparison. The monitoring results are displayed on the screen of the second monitor 29 AWP and can be transmitted to other systems of the ground complex 1 and to the first computer 13 AWP for display on the first monitor 15. If positive results are obtained at all stages of monitoring, then the NK 1 equipment is considered ready for communication with software 2.

Во время движения подвижные объекты обмениваются данными с наземным комплексом 1. Принимаемые первой наземной радиостанцией 11 из канала "воздух - земля" сообщения через первую аппаратуру 12 передачи данных поступают в первый вычислитель 13 АРМ, выполненный, например, на базе ПЭВМ, где в соответствии с принятым в системе протоколом обмена проводится идентификация принятого в сообщении адреса с адресами подвижных воздушных объектов, хранящимися в памяти вычислителя 13 АРМ. При совпадении адреса подвижного объекта с хранящимся в списке адресом информация о местоположении, параметрах движения ПО 2_N и состоянии его датчиков выводится на экран первого монитора 15 АРМ НК 1. В первом вычислителе 13 АРМ решаются задачи: обеспечения постоянной радиосвязи со всеми N ПО 2, оптимального управления их движением, решения конфликтных ситуаций и выполнения других операций. Процесс обмена данными контролируется с помощью контроля передаваемых сигналов, как было описано выше, и приема, обработки и оценки сообщений, прошедших по тракту, состоящему из устройств: второй антенны 21, второй радиостанции 22, второй наземной АПД 23, второго вычислителя 24 АРМ. При выходе за пределы радиогоризонта, хотя бы одного из ПО 2, или приближении к границе зоны устойчивой радиосвязи, определяется программно один из ПО 2, который назначается ретранслятором сообщений, условно обозначенный на чертеже цифрой 2₁. При постоянном изменении дальности между взаимодействующими ПО 2 в качестве ретранслятора может быть определен любой из N ПО, местоположение которого оптимально по отношению к НК 1 и всем остальным ПО 2. В этом случае автоматически или оператором АРМ назначается ПО 2₁, который в течение определенного времени будет использоваться в качестве ретранслятора. По анализу местоположения и параметров движения остальных ПО 2 определяются оптимальные пути доставки сообщений удаленному от НК 1 за радиогоризонт, например, подвижному объекту 2_N. Сообщение от НК 1 через последовательную цепочку, состоящую из (N-1)-го ПО 2, может быть доставлено N-y ПО 2_N. Для этого на НК 1 в формирователе 20 типа ретранслируемых сообщений в заранее определенные разряды передаваемой кодограммы закладываются номер ПО 2₁, назначенного ретранслятором, и адреса подвижных объектов 2_N, обеспечивающих заданный трафик сообщения. Принятые в блоке 17 анализа типа сообщений подвижного объекта 2 данные обрабатываются. Если сообщение предназначено для данного ПО 2, то после анализа решается вопрос о направлении данных по двунаправленной шине 18 на систему управления ПО 2, не указанную на чертеже, или в режиме ретрансляции - о передаче данных на соседний ПО 2_N. Для исключения коллизий минимизируется число разрядов в передаваемом сообщении и ретрансляция данных осуществляется последовательно во времени. При обмене данными по линии «воздух-земля», особенно при наличии потенциально конфликтной ситуации, экипаж должен полностью выполнять команды оператора НК 1, имеющего больший объем информации о воздушной (надводной) ситуации в своей зоне ответственности. При передаче с НК 1 приоритетных сообщений для ПО 2 в соответствии с принятыми в системе радиосвязи с подвижными объектами категориями срочности 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 ПО 2_N с учетом времени реакции ПО 2 на принятое сообщение и времени задержки в трактах обработки дискретных сигналов. Принимаемая на ПО 2_N информация отображается на экране бортового блока 6 регистрации данных в виде буквенно-цифровых символов или в виде точек и векторов. 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.During movement, moving objects exchange data with the ground-based complex 1. Messages received by the first ground-based radio station 11 from the air-ground channel through the first data transmission apparatus 12 enter the first workstation calculator 13, made, for example, on the basis of a personal computer, where, in accordance with the exchange protocol adopted in the system identifies the address received in the message with the addresses of the moving air objects stored in the memory of the computer 13 of the AWP. If the address of the moving object coincides with the address stored in the list, information about the location, motion parameters of the software 2 _N and the state of its sensors are displayed on the screen of the first monitor 15 of the workstation NK 1. In the first computer 13 workstations, the tasks are solved: providing constant radio communication with all N software 2, optimal control of their movement, conflict resolution and other operations. The data exchange process is controlled by monitoring the transmitted signals, as described above, and receiving, processing and evaluating messages that have passed through a path consisting of devices: a second antenna 21, a second radio station 22, a second ground-based ADF 23, and a second computer 24 AWP. When you go beyond the radio horizon, at least one of PO 2, or approaching the border of a stable radio communication zone, software determines one of PO 2, which is assigned by the message relay, conventionally indicated in the drawing by the number 2 ₁ . With a constant change in the distance between the interacting software 2, any of the N software whose location is optimal with respect to the NK 1 and all other software 2 can be determined as a repeater. In this case, the software 2 ₁ , which for a certain time will be used as a repeater. By analyzing the location and motion parameters of the remaining software 2, optimal paths for message delivery are determined that are remote from NK 1 beyond the horizon, for example, to a moving object 2 _N. A message from NK 1 through a sequential chain consisting of the (N-1) th PO 2 can be delivered to Ny PO 2 _N. To do this, on NK 1 in the shaper 20 of the type of relayed messages, the number of the software 2 ₁ assigned by the relay and the addresses of the moving objects 2 _N providing the specified message traffic are laid down in predetermined bits of the transmitted codogram. Received in block 17 analysis of the type of messages of the moving object 2 data is processed. If the message is intended for this software 2, then after analysis, the question of sending data via a bi-directional bus 18 to the control system of software 2, not shown in the drawing, or in relay mode, to transfer data to neighboring software 2 _N, is solved. To avoid collisions, the number of bits in the transmitted message is minimized and the data is relayed sequentially in time. When exchanging data via the air-ground line, especially in the presence of a potentially conflict situation, the crew must fully comply with the commands of the NK 1 operator, who has more information about the air (surface) situation in his area of responsibility. When priority messages for PO 2 are transmitted from SC 1 in accordance with the urgency categories adopted in the radio communication system with mobile objects in the shaper 20 of the type of relayed messages, a message blocking code is generated in the message header prohibiting the transmission of other messages for the time allotted for broadcasting data from SC 1 to the selected software 2 _N , taking into account the response time of software 2 to the received message and the delay time in the processing paths of discrete signals. The information received at the 2 _N software 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. 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 “aging” time of the information is determined, and if the message has not been transmitted to the communication channel for a certain period of time, then it is “erased” and a request is sent to retransmit the message.

Во время функционального контроля ПО 2 осуществляется тестирование аппаратуры. Для этого с бортового вычислителя 3 поочередно на две ветви посылается тестовое сообщение, которое сначала проходит основные узлы первой ветви: первый бортовой распределитель 32 сигналов, первую бортовую АПД 7, где для повышения помехоустойчивости сообщение кодируется, при необходимости, с ним осуществляются специальные процедуры, а затем оно преобразуется к виду, необходимому для сопряжения с первым бортовым коммутатором 31, первую бортовую радиостанцию 8, в форме радиосигналов через первую бортовую антенну 9 излучаются в пространство. Во время прохождения сигналов по указанной ветви после прохождения каждого узла они автоматически контролируются на бортовом вычислителе 3 методом сравнения с помощью аналогичных устройств второй ветви 37, 36, 35, 34 и 33, объединенных между собой шиной 38, например, в соответствии с протоколом МКИО [4-6]. При положительных результатах контроля, отображаемых на экране бортового регистратора 6, аналогичным образом проверяются устройства второй ветви 37, 36, 35, 34 и 33, но с помощью узлов первой ветви 32, 7, 31, 8 и 9. В случае отрицательного результата определяется неисправный узел и заменяется. Если неисправность случилась на маршруте и нет возможности обеспечить замену неисправного устройства, то с помощью бортового вычислителя 3 осуществляется «обход» неисправного узла и данные проходят по узлам работоспособной ветви.During the functional control of software 2, hardware testing is performed. To do this, from the on-board computer 3, a test message is sent alternately to the two branches, which first passes through the main nodes of the first branch: the first on-board signal distributor 32, the first on-board ADF 7, where the message is encoded to increase noise immunity, if necessary, special procedures are carried out with it, and then it is converted to the form necessary for pairing with the first on-board switch 31, the first on-board radio station 8, in the form of radio signals through the first on-board antenna 9 are radiated into space. During the passage of signals along the specified branch after passing through each node, they are automatically monitored on the on-board calculator 3 by comparison using similar devices of the second branch 37, 36, 35, 34 and 33, interconnected by bus 38, for example, in accordance with the ICIE protocol [ 4-6]. With positive control results displayed on the screen of the on-board recorder 6, devices of the second branch 37, 36, 35, 34 and 33 are checked in the same way, but using the nodes of the first branch 32, 7, 31, 8 and 9. In the case of a negative result, the defective node and is replaced. If a malfunction happened on the route and it is not possible to replace the malfunctioning device, then using the on-board computer 3 “bypass” the malfunctioning node and the data passes through the nodes of a workable branch.

Первая и вторая радиостанции 11 и 22, первая и вторая АПД 12 и 23 имеют идентичные параметры трактов передачи и приема и обработки сигналов. Это обстоятельство положено в основу контроля оборудования НК 1. Излученный радиосигнал, пройдя процедуру приема и обработки в цепочке узлов, состоящей из второй наземной антенны 21, второй радиостанции 22, второй АПД 23, поступает во второй вычислитель 24 АРМ для сравнения. Результаты контроля отображаются на экране второго монитора 29 АРМ и могут быть транслированы на другие системы наземного комплекса 1 и на первый вычислитель 13 АРМ для отображения на первом мониторе 15. Если на всех стадиях контроля получены положительные результаты, то оборудование НК 1 считается готовым для организации связи с ПО 2.The first and second radio stations 11 and 22, the first and second ADFs 12 and 23 have identical parameters of the transmission paths for receiving and processing signals. This circumstance is the basis for monitoring the NK 1 equipment. The emitted radio signal, having passed the reception and processing procedure in a chain of nodes consisting of a second terrestrial antenna 21, a second radio station 22, a second ADF 23, enters the second computer 24 for workstation for comparison. The monitoring results are displayed on the screen of the second monitor 29 AWP and can be transmitted to other systems of the ground complex 1 and to the first computer 13 AWP for display on the first monitor 15. If positive results are obtained at all stages of monitoring, then the NK 1 equipment is considered ready for communication with software 2.

В обычном режиме с НК 1, когда не требуется ретрансляция сигналов, осуществляется адресный опрос ПО 2 путем формирования сообщения для передачи в канал радиосвязи в соответствии с протоколом обмена. Набираемое оператором (диспетчером) с первого пульта 16 управления АРМ сообщение отображается на экране первого монитора 15 АРМ и параллельно после прохождения сигнала на НК 1 через первый вычислитель 13 АРМ, первую аппаратуру передачи данных 12, первую радиостанцию 11, первую наземную антенну 10 и на ПО 2 - через первую или вторую бортовые антенны 9 или 33, первую или вторую бортовые радиостанции 8 или 35, первый или второй бортовые коммутаторы 31 или 34, первую или вторую бортовые аппаратуры передачи данных 7 или 36, первый или второй бортовые распределители 32 или 37 поступает в бортовой вычислитель 3, где происходит идентификация принятого в сообщении адреса с собственным адресом ПО 2. Далее сообщение передается в блок 17 анализа типа ретранслируемого сообщения для дешифрации служебной части полученного сообщения и определения режима работы аппаратуры ПО 2. Информационная часть сообщения записывается в память бортового вычислителя 3 и при необходимости выводится на экран блока 6 регистрации данных, который может быть выполнен в виде монитора или другого устройства отображения. Бортовая аппаратура может обеспечить одновременный обмен данными с двумя источниками (потребителями) информации, например, с НК 1 и с одним ПО 2 или с двумя ПО 2.In the normal mode with NK 1, when signal relaying is not required, the address polling of software 2 is carried out by forming a message for transmission to the radio channel in accordance with the exchange protocol. The message dialed by the operator (dispatcher) from the first AWP control panel 16 is displayed on the screen of the first AWP monitor 15 and in parallel after the signal passes to the NK 1 through the first AWP calculator 13, the first data transmission equipment 12, the first radio station 11, the first ground antenna 10 and the software 2 - through the first or second airborne antennas 9 or 33, the first or second airborne radio stations 8 or 35, the first or second airborne switches 31 or 34, the first or second airborne data transmission equipment 7 or 36, the first or second airborne distribution 32 or 37, it enters the on-board computer 3, where the identification of the address received in the message with its own address of software 2 is performed. Next, the message is transmitted to the analysis unit 17 of the type of relayed message to decrypt the service part of the received message and determine the operating mode of the software 2. Information part is recorded in the memory of the on-board calculator 3 and, if necessary, displayed on the screen of the data recording unit 6, which can be made in the form of a monitor or other display device. On-board equipment can provide simultaneous data exchange with two sources (consumers) of information, for example, with NK 1 and with one software 2 or two software 2.

В режиме адресного опроса инициатором связи может быть только НК 1. Если подвижные объекты 2 сформировали для передачи сообщения и обнаружили, что радиоканал свободен, то они информируют остальные подвижные объекты о начале цикла передачи данных, в том числе о своем местоположении, и случайным образом в выделенных им временных слотах распределяют передаваемые сообщения. В каждом из ПО 2 используются адаптивно выбранный уровень радиосигнала несущей частоты в радиоканале и импульсы синхронизации для выбора в бортовом вычислителе 3 интервалов передачи. При совпадении расчетного интервала передачи с установленной очередностью ПО 2 начинает передачу собственного пакета данных в выделенном интервале времени по любой из двух ветвей или для повышения помехозащищенности одного сигнала по двум ветвям одновременно. В таблице приведены основные функции, выполняемые бортовой аппаратурой, и получаемый при их реализации эффект - технический результат.In the address polling mode, only NK 1 can be a communication initiator. If mobile objects 2 were formed for message transmission and found that the radio channel is free, then they inform the remaining mobile objects about the beginning of the data transfer cycle, including their location, and randomly in the time slots allocated to them distribute the transmitted messages. In each of software 2, an adaptively selected level of the radio signal of the carrier frequency in the radio channel and synchronization pulses are used to select 3 transmission intervals in the on-board computer. If the calculated transmission interval coincides with the established sequence, Software 2 starts transmitting its own data packet in the selected time interval along either of the two branches or to increase the noise immunity of one signal along two branches at the same time. The table shows the main functions performed by the on-board equipment, and the effect obtained during their implementation is a technical result.

Формирователи 20 и 19 типа ретранслируемых сообщений, первый пульт управления 16 в НК 1 позволяют обеспечить обмен цифровыми данными по каналу "воздух-земля". Они обеспечивают процедуру выбора элементов сообщений разрешения/информации/запроса, которые соответствуют принятой речевой фразеологии, и набор произвольного текста. Отображение набираемых на первом наземном пульте 16 управления и принятых с ПО 2 сообщений осуществляется на экранах мониторов 15 и 29 АРМ НК 1, а принятых с НК 1 или других ПО 2 сообщений - на экране блока 6 регистрации данных.Shapers 20 and 19 of the type of relayed messages, the first control panel 16 in NK 1 allow for the exchange of digital data on the air-to-ground channel. They provide a procedure for selecting the elements of permission / information / request messages that correspond to the accepted speech phraseology, and a set of arbitrary text. The messages dialed on the first ground control panel 16 and received from the software 2 messages are carried out on the screens of monitors 15 and 29 AWP NK 1, and received from the NK 1 or other software 2 messages on the screen of the data recording unit 6.

Сообщения с выходов приемников 5 и 14 сигналов навигационных спутниковых систем, например ГЛОНАСС/GPS, записываются в память вычислителей 3 и 13 с привязкой к глобальному времени [7]. В вычислителях 3 и 13 эти данные используются для расчета навигационных характеристик и параметров движения каждого ПО в зоне радиосвязи НК 1. В зависимости от выбранного интервала времени выдачи на НК 1 сообщений о местоположении ПО 2 в вычислителе 3 в заданное время формируется соответствующее сообщение с привязкой к глобальному времени проведения измерения координат ПО 2.Messages from the outputs of receivers 5 and 14 of the signals of navigation satellite systems, for example GLONASS / GPS, are recorded in the memory of computers 3 and 13 with reference to global time [7]. In calculators 3 and 13, this data is used to calculate the navigation characteristics and motion parameters of each software in the radio communication zone of NK 1. Depending on the selected time interval for issuing on NK 1 messages about the location of the software 2 in calculator 3, a corresponding message is generated with a reference to global time of coordinate measurement software 2.

Принятые на НК 1 навигационные сообщения от всех ПО 2 обрабатываются в первом вычислителе 13 АРМ, выводятся на экран первого монитора 15 АРМ. В вычислителях 3 и 13 решается задача выбора оптимального пути трансляции управляющих сообщений от НК 1, так как постоянно в вычислителе 13 АРМ известными методами [5, 6] оцениваются зоны устойчивой радиосвязи для НК 1 и всех ПО 2. Наличие приемника 14 сигналов навигационных спутниковых систем позволяет проводить управление ПО 2 с мобильного, например надводного, НК 1. В аппаратуре передачи данных 7, 12, 23 и 36 осуществляются известные операции: модуляции и демодуляции, кодирования и декодирования и другие, например, необходимые для защиты информации [4, 8, 9].Received on NK 1 navigation messages from all software 2 are processed in the first computer 13 AWP, displayed on the screen of the first monitor 15 AWP. In computers 3 and 13, the problem of choosing the optimal transmission path of control messages from NK 1 is solved, since stable radio communication zones for NK 1 and all software 2 are constantly evaluated in the 13 automated workstation calculator [5, 6]. The presence of a receiver 14 signals from navigation satellite systems allows you to manage software 2 from a mobile, such as surface, NK 1. In the data transmission equipment 7, 12, 23 and 36, known operations are performed: modulation and demodulation, encoding and decoding, and others, for example, necessary to protect information [4, 8, 9].

Для повышения надежности связи и эффективности управления подвижными объектами непрерывно осуществляется контроль информационного обмена между подвижными объектами и наземным комплексом в процессе сеанса связи. Контроль осуществляется с помощью устройств 21-29 НК 1 и 31-37 ПО 2, позволяющих оценить параметры сигналов на выходах блоков 11-13 НК 1 и 7-9 ПО 2. Чтобы эта оценка была постоянно достоверной, во время отсутствия сеансов связи проводится самотестирование оборудования НК 1 и ПО 2 с помощью сигналов, сформированных во втором вычислителе 24 АРМ и бортовом вычислителе 3. Введенное оборудование (устройства 33-37) имитирует радиоэлектронную аппаратуру НК 1. Кроме того, в бортовом вычислителе 3 имитируются функции наземных узлов НК 1: навигации, управления и других. С помощью «ответных» сообщений моделируется виртуальное положение НК 1 и выбранного для связи подвижного объекта относительно местонахождения собственного подвижного объекта. Если в процессе работы в оборудовании НК 1 обнаружится неисправность (отказ), то во втором вычислителе 24 АРМ формируется сообщение, структура которого при прохождении устройств 11-13 позволит охватить наибольшее количество входящих в них узлов, чтобы выявить неисправный для последующей его замены. При обнаружении в процессе работы в оборудовании ПО 2 неисправности (отказа) в бортовом вычислителе 3 формируется сообщение, структура которого при прохождении устройств 7-9, 31-37 позволит охватить наибольшее количество входящих в них узлов, чтобы выявить неисправный для последующей его заменыTo increase the reliability of communication and the efficiency of control of mobile objects, information exchange between mobile objects and the ground complex is continuously monitored during a communication session. Monitoring is carried out using devices 21-29 NC 1 and 31-37 software 2, allowing to evaluate the parameters of the signals at the outputs of blocks 11-13 NC 1 and 7-9 software 2. In order to ensure this assessment is constantly reliable, during the absence of communication sessions, a self-test is carried out NK 1 and PO 2 equipment using signals generated in the second computer 24 arm and on-board computer 3. The introduced equipment (devices 33-37) imitates the NK 1 electronic equipment. In addition, the on-board computer 3 simulates the functions of the NK 1 ground nodes: navigation , management and other x With the help of "response" messages, the virtual position of NK 1 and the mobile object selected for communication relative to the location of its own mobile object is simulated. If a malfunction (failure) is detected in the NK 1 equipment during operation, then a message is generated in the second computer 24 of the AWP, the structure of which, when passing through devices 11-13, will cover the largest number of nodes included in them to identify a faulty one for its subsequent replacement. If a malfunction (failure) is detected in the on-board computer 3 during operation in the equipment of software 2, a message is generated whose structure, when passing through devices 7-9, 31-37, will allow to cover the largest number of nodes included in them to identify a faulty one for its subsequent replacement

Если антенны 10 и 21, как и антенны 9 и 33 разнесены в пространстве так, что принимаемые с ПО 2 и с НК 1 радиосигналы являются некоррелированными, то объединяя и обрабатывая сигналы известными программными методами с помощью первого или второго вычислителей 13 или 24 АРМ, например, по критерию максимального правдоподобия [4, 8, 9], можно повысить достоверность принимаемой информации. Управление режимами работы введенных устройств 31-37 по шине 38: в начальный момент включения системы, при появлении неисправности, в процессе сеанса связи с НК 1 или с другими ПО 2 осуществляется с помощью второго вычислителя 24 АРМ или бортового вычислителя 3.If the antennas 10 and 21, as well as the antennas 9 and 33 are spaced in space so that the radio signals received from PO 2 and NK 1 are uncorrelated, then combining and processing the signals using known software methods using the first or second computer 13 or 24 workstation, for example , by the criterion of maximum likelihood [4, 8, 9], it is possible to increase the reliability of the received information. The operation modes of the introduced devices 31-37 are controlled via bus 38: at the initial moment of turning on the system, when a malfunction occurs, during a communication session with NK 1 or with other software 2, it is carried out using the second computer 24 computer or on-board computer 3.

Введенное оборудование (устройства 31-37) повышает также аппаратную надежность системы, так как узлы 33, 35, 36 аналогичны узлам 7-9, а с помощью распределителей 32 и 37 сигналов, коммутаторов 31 и 34 при соответствующих управляющих сигналах с бортового вычислителя 3 и введенных связей любой из блоков 7-9 может быть заменен и работоспособность системы восстановлена.The introduced equipment (devices 31-37) also increases the hardware reliability of the system, since the nodes 33, 35, 36 are similar to the nodes 7-9, and with the help of signal distributors 32 and 37, switches 31 and 34 with the corresponding control signals from the on-board computer 3 and the entered connections of any of blocks 7-9 can be replaced and the system is restored to working capacity.

На момент подачи заявки разработано программное обеспечение заявляемой системы радиосвязи. Узлы и шины 1-30 одинаковые с прототипом, а устройства 32, 33, 35-37 аналогичные устройствам 25, 26, 7-9 прототипа. Вводимые узлы 31, 32, 37 могут быть выполнены программно или на серийных ИМС, а узел 34 - на высокочастотных реле. Вычислители 3 и 13 могут быть выполнены, например, на плате процессорной 5066-586 - 133 MHz - 1 MB и 2 MB Flash CPU Card фирмы Octagon Systems соответственно, а вычислитель 24 - на базе ЭВМ типа «Багет-01-07» ЮКСУ.466225.001.At the time of application, the software of the claimed radio communication system was developed. The nodes and tires 1-30 are the same as the prototype, and the devices 32, 33, 35-37 are similar to the devices 25, 26, 7-9 of the prototype. Input nodes 31, 32, 37 can be performed programmatically or on serial ICs, and node 34 on high-frequency relays. Computers 3 and 13 can be performed, for example, on a processor board 5066-586 - 133 MHz - 1 MB and 2 MB Flash CPU Card manufactured by Octagon Systems, respectively, and computer 24 can be based on a baguette-01-07 computer of the UKSU. 466225.001.

Использование заявляемой системы радиосвязи с подвижными объектами позволяет:Using the inventive radio communication system with moving objects allows you to:

- повысить помехозащищенность передачи информации за счет одновременной работы оборудования связи ПО на двух частотах;- to increase the noise immunity of information transmission due to the simultaneous operation of software communications equipment at two frequencies;

- увеличить объем обрабатываемой на АРМ НК информации, принимаемой на наземном комплексе от подвижных объектов и передаваемой на них за счет введения на ПО дополнительного оборудования (узлы 31-37) и связей;- increase the amount of information processed at the automated workstation of the NK, received at the ground complex from mobile objects and transmitted to them by introducing additional equipment (nodes 31-37) and communications to the software;

- повысить аппаратную надежность бортового оборудования;- increase the hardware reliability of airborne equipment;

- обеспечить удобство эксплуатации за счет непрерывного автоматического контроля информации в узлах бортовой аппаратуры связи и наличия возможности «обхода» неисправного узла, а также упрощение процесса восстановления аппаратуры после отказа.- to ensure ease of use due to the continuous automatic control of information in the nodes of the on-board communication equipment and the availability of the ability to "bypass" the faulty node, as well as simplifying the process of recovering equipment after a failure.

ЛитератураLiterature

1. Патент РФ №2195774, М. кл. Н04В 7/26, 2002.1. RF patent No. 2195774, M. cl. HB04 7/26, 2002.

2. Патент РФ №44907 U1, М. кл. Н04В 7/00, 2005.2. RF patent No. 44907 U1, M. cl. HBB 7/00, 2005.

3. Патент РФ №99261 U1, М. кл. Н04В 7/00, 2010 (прототип).3. RF patent No. 99261 U1, M. cl. HB04 7/00, 2010 (prototype).

4. Кузьмин Б.И. «Сети и системы цифровой электросвязи», часть 1. «Концепция» ИКАО CNS/ATM. Москва-Санкт-Петербург: ОАО «НИИЭР», 1999, 206 с.4. Kuzmin B.I. “Digital Telecommunication Networks and Systems”, part 1. ICAO CNS / ATM Concept. Moscow-St. Petersburg: NIIER OJSC, 1999, 206 p.

5. Эрглис К.Э. Интерфейсы открытых систем. - М.: Горячая линия-Телеком, 2000, 256 с.5. Erglis K.E. Interfaces of open systems. - M .: Hotline-Telecom, 2000, 256 pp.

6. Мячев А.А. Интерфейсы средств вычислительной техники. Энциклопедический справочник. - М.: Радио и связь, 1993, 350 с.6. Myachev A.A. Interfaces of computer technology. Encyclopedic reference book. - M .: Radio and communications, 1993, 350 p.

7. GPS - глобальная система позиционирования. - М.: ПРИН, 1994, 76 с.7. GPS - a global positioning system. - M .: PRIN, 1994, 76 p.

8. Радиосистемы передачи информации: Учеб. пособие для ВУЗов / И.М. Тепляков и др. Под ред. И.М. Теплякова. - М.: Радио и связь, 1982.8. Radio transmission systems: Textbook. manual for universities / I.M. Teplyakov et al. Ed. THEM. Teplyakova. - M.: Radio and Communications, 1982.

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.

Claims

A radio communication system with moving objects (PO), consisting of a ground-based complex (NK), containing a first ground-based antenna connected to a high-frequency input / output of the first radio station, a low-frequency input of which is connected to the corresponding output of the first data transmission equipment (ADF), the first computer for automated working places (AWP), the first output of which is connected to the first input of the first ADF, the first input of the first computer of the automated workstation is connected to the ground-based receiver of navigation signals satellite systems, the second input is to the first AWP control panel, the second output is to the first AWP monitor, a ground relay of the type of relayed messages connected to the third input of the first AWP computer, the second terrestrial radio station, the high-frequency input / output of which is connected to the second ground antenna, and its low-frequency input is connected to the outputs of the second ADF, the input / output of the second ADF is connected by two-way connections to the first input / output of the second computer of the workstation, a switch, the first and second distribution signal dividers, and the low-frequency output of the first radio station through the first signal distributor is connected to the input of the switch and the second input of the first ADF, and the second output of the first ADF through the second signal distributor is connected to the fourth input of the first computer workstation and the first input of the second computer workstation the inputs of the first and second signal distributors and the switch are connected to the first, second and third outputs of the second computer calculator Accordingly, the first output of the first computer workstation is also connected to the second input of the second computer workstation, the first output of the first ADF is also connected to the second input of the first signal distributor, the low-frequency output of the second radio station through the switch is connected to the input of the second data transmission equipment, the first and second computers AWP are interconnected by bilateral connections, the third input of the second AWP computer is connected to the second AWP control panel, the fourth output of the second AWP computer is connected to the second monitor ARM, the third input / output of the second computer calculator is the input / output of a radio communication system for interfacing with external systems, and data is transmitted from the NK through a chain of series-connected first movable object, the second software and then to the N-th software, and data transfer from the N-th software to the spacecraft it is carried out in the reverse order, and N movable objects, each of which includes on-board sensors, a data recording unit, a signal receiver of navigation satellite systems, an analyzer of the type of received messages and Orthogonal shaper of the type of relayed messages, each of which is connected by two-way communications with the corresponding inputs / outputs of the on-board computer, the input / output of which is connected to the bi-directional bus of the moving object control system, the first on-board data transmission equipment, the first on-board radio station, the high-frequency input / output of which is connected to the first on-board antenna, while the first and second ground-based antennas are interconnected over the air, characterized in that in each moving object additional Namely, the first and second on-board switches, the first and second on-board signal distributors, serially connected by two-way communications, the second on-board signal distributor, the second on-board data transmission equipment, the second on-board switch, the second on-board radio station, the second on-board antenna, the on-board computer connected by two-way communications with inputs / outputs the first and second airborne signal distributors, the input / output of the first airborne signal distributor is connected to the input / output of the first airborne data transmission parameters, the input / output of which through the first on-board switch is connected to the input / output of the first on-board radio station, the corresponding input / output of the on-board computer via a local area network is connected by two-way communications with the inputs / outputs of the first and second onboard signal distributors, the first and second onboard equipment data transmission, the first and second airborne switches, the first and second airborne radios, the first and second airborne antennas are connected over the air, and in the stable tie - the first and second terrestrial antennas, with the first and second antennas onboard remote mobile objects.