СИСТЕМА РАДИОСВЯЗИ С ПОДВИЖНЫМ ОБЪЕКТОМ

Полезная модель относится к технике радиосвязи и может быть использована для организации обмена данными по каналу «воздух-земля» в системах управления воздушным движением.
Известны системы радиосвязи, содержащие разнесенные приемопередающие станции с генераторами тактовых импульсов, схемами формирования и дешифрации сообщений (1, 2). Обмен данными между разнесенными в пространстве Станциями осуществляется в соответствии с заданными алгоритмами, принятыми режимами приоритетов.
Однако в системах управления воздушным движением эти системы радиосвязи применены быть не могут, так как в них не анализируется загруженность радиоканала связи, что может из-за отсутствия данных о ближайших воздушных судах привести к аварийной ситуации.
Наиболее близкой к заявляемой по технической сущности и достигаемому результату, является «Система радиосвязи с подвижными объектами» (3), которая принята за прототип. Она 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 объектами связи загрузка канала меняется в зависимости от этапа полета и информационной активности абонентов цифровой радиосвязи. Счетчик числа подвижных 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 избежания столкновений при
одновременной передаче несколькими объектами сообщений осуществляется контроль несущей за время воздействия на бортовой приемник. Определяется состояние, когда радиоканал свободен. Для разнесения во времени моментов выхода на связь нескольких подвижных объектов в бортовое устройство введены анализатор несущей частоты и генератор псевдослучайной задержки, которые обеспечивают соответствующую задержку на передачу сообщений от подвижных объектов. Информация о взаимном местоположении аэропорта и воздушного судна для решения на борту и в службах навигационных задач снимается с бортовых и наземных датчиков - блоков обработки данных глобальной навигационной системы.
Для обеспечения непрерывности сопровождения по всей трассе полета предусмотрен обмен данными о параметрах подвижных объектов между соседними наземными приемопередающими станциями.
К недостаткам прототипа следует отнести:
1. Отсутствие централизованной обработки и маршрутизации информации, что приводит к увеличению ошибки определения координат и параметров движения воздушного судна, а это снижает уровень безопасности на всех этапах полета.
2. Отсутствие показателя качества сигнала связи между бортовой и наземными приемопередающими станциями.
3. Отсутствие связи с удаленными серверами сетей наземных пользователей (серверы локальных сетей авиакомпаний, наземных служб аэропорта, УВД).
Основной задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение точности определения координат и параметров движения воздушного судна в интересах управления воздушным движением.
Указанные недостатки устраняются тем, что в известной системе радиосвязи с подвижными объектами, содержащей наземную приемопередающую станцию, включающую антенну, радиостанцию, модем, блок обработки данных, бортовую приемопередающую станцию с антенной,
радиостанцией, информационными датчиками, модемом, блоком обработки данных, бортовыми системами, система радиосвязи снабжена маршрутизатором наземной сети, одни из входов/выходов которого подключены к входам/выходам наземных приемопередающих станций, вторые входы соединены с датчиками показателей качества дополнительно введенными в наземные приемопередающие станции, а третьи входы/выходы подключены к входам/выходам Серверов сетей наземных пользователей.
Одним из основных отличительных признаков заявленной полезной модели является наличие в системе радиосвязи с подвижными объектами маршрутизатора наземной сети (МНС) и введение датчиков показателей качества сигнала в наземные приемопередающие станции.
МНС выполняет следующие задачи:
- автоматический обмен данными с подвижными объектами в зонах обслуживания наземных приемопередающих станций;
- формирование адресов получателей для обеспечения маршрутизации сообщений подсетей «воздух-земля» и «земля-земля»;
- автоматический контроль и индикацию состояния наземных приемопередающих станций с указанием места отказа до уровня типового элемента замены и одновременную регистрацию результатов контроля с фиксацией места, даты и времени отказа.
- обработку принимаемой и передаваемой информации по каналу «воздух-земля»;
- обработку принимаемой и передаваемой информации по каналу «земля-земля»;
- подключение к серверам сетей наземных пользователей;
- маршрутизацию данных по подвижным объектам подключенным к приемопередающим станциям;
- сбор статистической информации о графике передаваемых данных;
- защиту от несанкционированного доступа по линиям связи с наземными приемопередающими станциями;
- автоматический контроль состояния линий связи с наземными приемопередающими станциями;
- ведение архива статистической информации (трафик данных, состояние оборудования и линий связи).
Введение датчиков показателей качества сигнала в наземные приемопередающие станции позволяет дополнить каждое сообщение от подвижного объекта из канала «воздух-земля», передаваемое в МНС, значением качества сигнала. Данные значения позволяют оптимально определить наземную приемопередающую станцию для дальнейшего обмена сообщениями с данным подвижным объектом.
Сущность предложенной полезной модели поясняется чертежом. На фигуре 1 изображена система радиосвязи с подвижными объектами.
Наземная приемопередающая станция 1 содержит наземную антенну 2, радиостанцию 3, модем 4, датчик показателя качества 5, блок обработки данных 6.
Бортовая приемопередающая станция 7 содержит антенну 8, радиостанцию 9, блок обработки данных 10, информационные датчики 11, бортовая система 12, модем 13.
Маршрутизатор наземной сети 14 содержит универсальную вычислительную машину (УВМ)) 15 с анализатором качества 16, с таблицами маршрутизации 17 и модемы наземных сетей 18.
Серверы сетей наземных пользователей 19 включают серверы сетей авиакомпаний 20, серверы сетей наземных служб аэропорта 21, серверы сети УВД 22, серверы международных наземных сетей 23.
Система радиосвязи с подвижными объектами работает следующим образом. Во время движения подвижные объекты обмениваются данными, полученными с бортовых систем 12 и информационных датчиков 1, через бортовую приемопередающую станцию 7, с наземной приемопередающей станцией 1, находящейся в зоне радиосвязи. Наземная радиостанция 3 постоянно «прослушивает» радиоканал. При наличии в радиоканале
соответствующей частоты радиостанция 3 выполняет прием сообщения, передает его в модем 4, далее сообщение поступает в блок обработки данных 6, который определяет достоверность принятого сообщения на соответствие формату и отсутствие ошибок и, далее, датчик показателя качества 5 дополняет сообщение значением показателя качества сигнала и такое дополненное сообщение передается с выходов наземной приемопередающей станции 1 на входы МНС 14 в соответствии с протоколом сопряжения маршрутизатора наземной сети 14 с наземной приемопередающей станцией 1. МНС 14 передает полученное сообщение в УВМ 15 для обработки в соответствии с протоколом подтверждения правильности приема сообщения, далее сообщение передается анализатору качества 16, где на основе значения показателя качества сигнала определяется оптимальная наземная приемопередающая станция и записывается в таблицу маршрутизации 17 для данного подвижного объекта, далее сообщение адресуется по таблицам маршрутизации 17 и через модемы наземных сетей 18 обработанное и адресованное сообщение с выхода МНС передается на вход одного из серверов сетей наземных пользователей 19.
По инициативе наземных пользователей сообщения предназначенные для подвижного объекта передаются с выходов серверов сетей наземных пользователей 19 на входы МНС, далее поступают для обработки и переформатирования в УВМ 15, где с помощью таблиц маршрутизации 17 определяется оптимальная наземная приемопередающая станция 1 для передачи сообщения на подвижный объект и обработанное и оптимально маршрутизированное сообщение с выхода МНС 14 поступает на вход наземной приемопередающей станции 1, где пройдя последовательно через блок обработки данных 6, модем 4, радиостанцию 3 и наземную антенну 2 сообщение передается на бортовую приемопередающую станцию 7, где через радиостанцию 9 и через модем 13 поступает в блок обработки данных 10, который проверяет сообщение на правильность приема и маршрутизирует его по бортовым системам 12.
Использование заявляемой системы радиосвязи с подвижными объектами позволяет расширить ее функциональные возможности по сравнению с аналогами и прототипом, в том числе:
- автоматический обмен данными с воздушными судами в зонах обслуживания наземных пpиeмопepeдaющиx станций;
- формирования адресов получателей для обеспечения маршрутизации сообщений подсетей «воздух-земля», «земля-земля»;
- автоматического контроля и индикации состояния наземных приемопередающих станций с указанием места отказа до уровня типового элемента замены и одновременной регистрации результатов контроля с фиксацией места, даты и времени отказа.
Литература:
1. АС №1119184, М. кл. H 04 В 7/24, Н 04 L 27/00, БИ №38, 1984.
2. AC №1075426, М. кл. H 04 В 7/24, БИ №7, 1984.
3. Патент РФ №2195774 (прототип), М. кл. Н 04 В 7/26