CC BY
25
УДК 621.396.932.1
МОНИТОРИНГ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ В ТРУДНОДОСТУПНЫХ РАЙОНАХ ПОСРЕДСТВОМ НИЗКООРБИТАЛЬНОЙ СПУТНИКОВОЙ СВЯЗИ ИРИДИУМ В КОМПЛЕКСЕ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ GSM НА ОСНОВЕ АБОНЕНТСКОГО ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОГО ТЕРМИНАЛА ASC-6
А. С. Андронов, Р. А. Акзигитов, Н. И. Стаценко, И. А. Акзигитова Научный руководитель - А. В. Кацура
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева
Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Одной из важнейших задач в обеспечении воздушного движения является непрерывное определение местоположения воздушных судов, что дает возможность контролировать выполнение заданного плана полета и фиксировать отклонения от маршрута, а также в случае аварии или катастрофы незамедлительно проводить поиск, обнаружение и спасение воздушных судов. Большие трудности возникают при выполнении данной задачи в районах, где отсутствуют радиолокационные станции, в горных местностях, лесных массивах, в высоких широтах и на малых и предельно малых высотах. Целесообразно решать данную проблему с использованием спутниковых навигационных систем, спутниковых систем связи и систем автоматического мониторинга транспортных средств.
Ключевые слова: GPS, ГЛОНАСС, Iridium, GSM, мониторинг.
MONITORING OF AIRCRAFT IN REMOTE AREAS VIA THE IRIDIUM LOW-ORBIT SATELLITE COMMUNICATIONS IN THE COMPLEX GSM DATA BASED ON THE USER TERMINAL TELEMETRY ASC-6
A. S. Andronov, R. A. Akzigitov, N. I. Statsenko, I. A. Akzigitova Scientific Supervisor - A. V. Katsura
Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
One of the most important tasks in ensuring air traffic is a continuous positioning of aircraft, which makes it possible to control the execution of a given flight plan and record deviations from the route, as well as in the event of an accident or disaster promptly conduct a search, detection and rescue aircraft. Great difficulties arise when performing this task in areas where there is no radar station in the mountains, forests, at high latitudes and in small and extremely low altitudes. It is advisable to solve this problem with the use of satellite navigation systems, satellite communication systems and automatic vehicle monitoring.
Keywords: GPS, GLONASS, Iridium, GSM, monitoring.
Введение. Каждый год во многих сферах человеческой деятельности применяются все более новые и совершенные технологии. В начале XXI века широкое распространение получила глобальная система позиционирования - GPS (англ. Global Positioning System) и ее российский аналог - Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС) [1]. Данные системы нашли свое применение в сфере транспортных перевозок, они широко применяются для спутникового мониторинга, что позволяет отслеживать географическое положение мобильных объектов, а также их состояние. Для обеспечения работы применяются различные дистанционные устройства, устанавливаемые на транспортное средство, выполняющие функции сбора и передачи данных в диспетчерский центр [2]. Для обеспечения передачи пакетных данных из-за своей экономичности и широкого распространения в основном используется GSM связь, работающая на частотах 890-915 МГц [3]. Однако для обеспе-
Секция « Техническая эксплуатация электросистем и авионики»
чения мониторинга воздушных судов в удаленных районах возникает ограничение по использовании GSM связи. Для решения этой проблемы на основе анализа спутниковых систем была выбрана спутниковая система связи Иридиум.
Среди рассмотренных спутниковых систем связи наибольший интерес для реализации устойчивой передачи данных, между бортом ВС и диспетчерским центром, имеет спутниковая группировка Иридиум.
Для обеспечения сбора и передачи данных предлагается использовать абонентский телеметрический терминал ASC-6. Терминал ASC-6 ГЛОНАСС/GPS предназначен для установки на транспортное средство, он регистрирует местоположение, скорость и направление движения ТС. Терминал может использоваться на любых видах стационарных и подвижных объектов и транспортных средств. Дополнительно он способен регистрировать ряд других параметров, таких как: состояния аналоговых/дискретных входов и показания датчиков, подключенных по интерфейсу RS-232. Накопленные данные передаются через сеть оператора сотовой связи стандарта GSM 900/1800, используя технологию пакетной передачи данных GPRS[4].
При использовании сети GSM/GPRS время передачи пакета объемом 340 байт равняется 0,14 секунды и является средним, оно может изменяться в зависимости от удаленности воздушного судна от антенн базовых станций, погодных условий и качества покрытия GSM связи.
В удаленных районах, где отсутствует покрытие GSM сети, терминал будет передавать данные через модуль спутниковой связи SM-1. Данный модуль можно интегрировать по интерфейсу RS-232 с терминальным оборудованием ASC с целью определения местоположения воздушного судна, где отсутствует покрытие GSM-сети^]. Максимальная длина сообщения к отправке по каналу SBD равняется 340 байт, что соответствует необходимому объему для передачи информации о состоянии ВС. Модулю SM-1 для передачи исходящего пакета данных объемом в 340 байт, в сети Иридиум по каналу SBD, потребуется затратить 3,8 секунды, что существенно больше, чем при использовании GSM/GPRS модуля однако является приемлемым.
«Навигатор-С». Для приема и анализа данных в центре УВД необходимо задействовать программное обеспечение, способное выводить на экран информацию о местоположении ВС и его датчиков. Наиболее подходящим ПО является автоматизированная система мониторинга мобильных и стационарных объектов «Навигатор-С». Автоматизированная система мониторинга «Навигатор-С» представляет программно - технический комплекс, предназначенный для мониторинга подвижных объектов, в данном случае - борт ВС [6]. При оснащении ВС мобильным терминалом, будет возможно контролировать не только его местоположение, но и состояние контактных и параметрических датчиков путем передачи информации по каналам GSM и SBD Иридиум.
Экспериментальная бортовая система (см. рисунок) будет представлять собой: абонентский телеметрический терминал ASC-6, модуль спутниковой связи SM-1 с антенной Иридиум, антенны ГЛОНАСС/GPS и GSM. Для обеспечения работы системы необходимо подключение к бортовой сети постоянного тока 10-30В.
Антенна Антенны ГЛОНАСС/GPS и GSM
Схема экспериментальной установки
Принцип работы терминала. После включения питания терминал осуществляет поиск спутников ГЛОНАСС и GPS, определяет свое местоположение, скорость, время, напряжение на входах, снимает показания с датчиков и устанавливает соединение с сервером. При установлении соединения терминал с заданной периодичностью передает мониторинговую информацию на сервер. В зонах, где нет покрытия сети GSM, данные будут передаваться в сети Иридиум по каналу SBD, а также они
могут быть продублированы при появлении сигнала GSM. Если соединение с сервером по каким-либо причинам не установлено, вся информация сохраняется в энергонезависимую память терминала и передается, как только восстановится связь.
Заключение.
Для обеспечения приёма и передачи данных предлагается использовать абонентский телеметрический терминал ASC-6 совместно с модулем спутниковой связи SM-1. Данная система будет отслеживать движение воздушных судов и их состояние во время полета, что позволит контролировать воздушное движение, а также организовывать оперативно спасательные операции в случае аварии. Также, для контроля над воздушным движением было предложено использовать программное обеспечение «Навигатор-С», которое имеет низкие системные требования, что позволяет использовать любой современный компьютер, имеющий доступ к сети Интернет или оборудованный модулем GSM либо Иридиум. Система спутникового мониторинга с использованием модуля ASC-6 и программного обеспеченья «Навигатор-С» даст возможность не только получать данные с борта воздушного судна, но и позволит разворачивать диспетчерские пункты в том месте, где это необходимо.
Библиографические ссылки
1. Применение систем спутникового мониторинга [Электронный ресурс]. URL: http://www.rae.ru/forum2012/21/2998 (дата обращения: 20.12.2015).
2. Мониторинг Транспорта [Электронный ресурс]. URL: http://monitoringtransporta.ru (дата обращения: 20.12.2015).
3. Громаков Ю. Стандарты и системы подвижной радиосвязи. М. : Эко-Трендз, 1997. 239 с.
4. Абонентский телематический терминал ASC-6 руководство по эксплуатации ; ООО «Компания АПК КОМ». Пермь, 2014. C. 4-7.
5. Модуль спутниковой связи SM1 руководство по эксплуатации ; ООО «Компания АПК КОМ». Пермь, 2013. 3 с.
6. Автоматизированная система мониторинга мобильных и стационарных объектов «Навигатор - С» : руководство пользователя. Орел, 2006. C. 3-7.
© Акзигитов Р. А., Андронов А. С., Стаценко Н. И., Акзигитова И. А., 2016
