АВАРИЙНЫЙ РАДИОБУЙ КОСМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ПОИСКА И СПАСАНИЯ

Предложенное техническое решение относится к области техники космической связи и может быть использовано для передачи пространственно привязанной информации (цифрового сообщения об аварии, кода принадлежности и точных координат объекта) через искусственные спутники Земли международной космической системы поиска и спасания КОСПАС-САРСАТ в аварийной ситуации.
В настоящее время известны аварийные радиобуи космической системы поиска и спасания КОСПАС-САРСАТ, предназначенные для передачи информации (цифрового сообщения об аварии, кода принадлежности объекта) через искусственные спутники Земли и способные принимать данные о местоположении (точные координаты) от внутренних или внешних навигационных приемников глобальных навигационных спутниковых систем (главным образом системы GPS) для передачи точных координат в цифровом сообщении об аварии. В качестве ближайшего аналога предлагаемого технического решения выбран аварийный радиомаяк космической системы поиска и спасания КОСПАС-САРСАТ известный из патента RU 2157546, предназначенный для определения координат воздушных судов терпящих бедствие, с использованием доплеровского метода определения координат в системе КОСПАС-САРСАТ на основе низкоорбитальных ИСЗ. Аварийный радиомаяк известной конструкции включает устройство включения, передающую антенну и радиомодуль, в состав которого входит датчик аварийного включения, программно-временное устройство, передатчик сигнала цифрового сообщения и блок автономного питания, и дополнительно снабжен приемником глобальной навигационной спутниковой системы, обеспечивающий определение точных координат радиомаяка. Точные
координаты кодируются в цифровом сообщении радиомаяка и передаются на низкоорбитальные и геостационарные ИСЗ системы КОСПАС-САРСАТ. В качестве приемника глобальной навигационной спутниковой системы используется, либо навигационный ПГНСС GPS, либо навигационный ПГНСС ГЛОНАСС, либо совмещенный ПГНСС ГЛОНАСС/GPS.
Известное из патента RU 2157546 техническое решение предусматривает использование в конструкции аварийного радиомаяка приемников глобальной навигационной системы ГЛОНАСС, GPS или совмещенных ГЛОНАСС/GPS и не предусматривает использование приемников иных глобальных навигационных систем, например, глобальной навигационной системы Европейского сообщества Galileo и глобальной навигационной системы Китая Compass (Бейдоу). Подобное выполнение аварийного радиомаяка снижает надежность в получении точных координат, особенно во время быстротекущей аварии и не обеспечивает универсальность при использовании приемников глобальной навигационной системы разных типов. Также, известная из патента RU 2157546 конструкция аварийного радиомаяка отличается нерациональным использованием внутрикорпусного пространства из-за использования больших по массе и объему элементов питания. В конструкции используются неперезаряжаемые элементы питания, что сильно удорожает стоимость эксплуатации аварийного радиомаяка, так как требуется периодическая замена элементов питания из-за уменьшения емкости в течение времени.
Предложенное техническое решение устранит недостатки известного технического решения, что позволит:
повысить надежность функционирования аварийного радиобуя;
снизить массогабаритные характеристики аварийного радиобуя;
повысить автономность функционирования аварийного радиобуя на подвижном объекте без замены дорогостоящего блока автономного питания;
сократить время доставки точных координат в центр системы.
Технический результат, ожидаемый от использования предложенного технического решения достигается тем, что предложен аварийный радиобуй
космической системы поиска и спасания, содержащий передающую антенну и радиомодуль, в состав которого входит датчик аварийного включения, устройство аварийного включения, программно-временное устройство, передатчик сигнала цифрового сообщения и блок автономного питания. Радиобуй дополнительно снабжен приемником глобальной навигационной спутниковой системы (ПГНСС), встроенным в корпус аварийного радиобуя. ПГНСС является многоканальный многосистемный приемник, выполненный с возможностью использования в известных навигационных спутниковых системах в любой необходимой комбинации этих систем, Например, таким приемником может являться совмещенный приемник ГЛОНАСС/GPS/Galileo или ГЛОНАСС/GPS/Galileo/Compass. Многоканальный многосистемный ПГНСС подключается к приемной антенне и к внутреннему, либо внешнему дополнительному источнику электропитания.
Программно-временное устройство и многоканальный многосистемный ПГНСС могут быть подключены к устройству электропитания подвижного объекта или к дополнительному внутреннему блоку электропитания, являющемуся перезаряжаемым аккумулятором. Устройство аварийного включения радиобуя является автоматическим, либо приводится в действие пультом дистанционного управления. Приемная антенна многоканального многосистемного ПГНСС может быть встроена в корпус аварийного радиобуя, либо являться внешней антенной аварийного радиобуя. Также, приемная антенна ПГНСС и передающая антенна аварийного радиобуя могут являться единым устройством, встроенным в корпус аварийного радиобуя. В другом случае, приемная антенна ПГНСС и передающая антенна аварийного радиобуя могут являться единым внешним устройством аварийного радиобуя.
Предложенное техническое решение поясняется чертежами:
Фиг.1 - Блок схема, поясняющая расчет времени задержки при использовании аварийного радиобуя с ПГНСС в низкоорбитальной космической системе поиска и спасания КОСПАС-САРСАТ;
Фиг.2 - Блок-схема, поясняющая расчет времени задержки при использовании аварийного радиобуя с ПГНСС в геостационарной космической системе поиска и спасания КОСПАС-САРСАТ;
Фиг.3 - Схема аварийного радиобуя с ПГНСС, предназначенным для установки на подвижном объекте;
Фиг.4 - Схема подключения аварийного радиобуя для излучения в режим «Авария».
Аварийный радиобуй предложенной конструкции может быть использован в составе низкоорбитальной (фиг.1) и/или геостационарной (фиг.2) глобальной навигационной спутниковой системы поиска и спасания. При использовании аварийного радиобуя в составе низкоорбитальной навигационной спутниковой системы поиска и спасания, сигнал от аварийного радиобуя обрабатывается низкоорбитальными спутниками (НО ИСЗ), излучающими сигнал на станцию приема и обработки информации (СПОИ НО). Выделенное сообщение с координатами радиобуя от СПОИ НО поступает в центр поиска и спасания, (общее время задержки сигнала при его доставке от аварийного радиобуя до центра системы поиска и спасения составит от 1,5 до 2 часов). При использовании аварийного радиобуя в составе геостационарной навигационной спутниковой системы поиска и спасания, сигнал от аварийного радиобуя ретранслируется геостационарными спутниками (ГС ИСЗ): GOES-W, GOES-E, MSG, Insat-3а) на геостационарную станцию приема и обработки информации (СПОИ ГС). Выделенное сообщение от радиобуя с точными координатами от СПОИ ГС поступает в центр поиска и спасания, (общее время задержки сигнала при его доставке центр системы поиска и спасения составляет от 5 до 10 минут).
Аварийный радиобуй космической системы поиска и спасания (фиг.3) включает приемную антенну 1 приемника глобальной навигационной спутниковой системы, передающую антенну 2 аварийного радиобуя, радиомодуль 3, блок автономного питания 4. В состав радиомодуля 3 входит многоканальный многосистемный ПГНСС 7, датчик аварийного включения 6, программно-временное устройство 8 и передатчик сигнала цифрового сообщения 9.
Программно-временное устройство 9 соединено с датчиком аварийного включения 6 и передатчиком цифрового сообщения 9, соединенным с передающей антенной аварийного радиобуя 2.
Многоканальный многосистемный ПГНСС 7 выполнен с возможностью использования в известных навигационных спутниковых системах с любой необходимой комбинации навигационных спутниковых систем. Выбор типа 7 обусловлен требованиями, предъявляемыми к точности и надежности получения данных о местоположении радиобуя и его энергопотреблением от дополнительного источника питания. В наиболее предпочтительных и технически реализуемых в настоящее время вариантах исполнения ПГНСС 7 может быть выполнен, как совмещенный приемник навигационных систем ГЛО-HACC/GPS/Galileo или же ГЛОНАСС/GPS/Galileo/Compass. ПГНСС 7 за счет использования более компактных элементов питания размещается в стандартном корпусе аварийного радиобуя корпусе аварийного радиобуя и подключается к собственной приемной антенне 1. Приемная антенна 1 выполняется встроенной, либо внешней, относительно программно-временного устройства 8 и к дополнительного внутреннего 10 и/или внешнего 5 источника электропитания. Как приемная антенна 1 ПГНСС 7, так и передающая антенна 2 аварийного радиобуя могут являться, либо единым устройством, встроенным в корпус аварийного радиобуя, либо единым внешним устройством по отношению к аварийному радиобую и соединяться с ним по кабелю.
В состав блока автономного питания входят основной 11 и дополнительный источники электропитания. Дополнительным внешним источником электропитания 5 может быть устройство электропитания подвижного объекта, например, генератор, расположенный в вагоне грузового железнодорожного состава. Дополнительным внутренним источником электропитания 10 может быть перезаряжаемый аккумулятор, размещаемый внутри блока автономного питания радиобуя 10 с устройством преобразователя питания представляющим собой повышающий преобразователь напряжения. Многократно перезаряжаемый аккумулятор обеспечивает работу программно-временного устройства 8
ПГНСС 7 в дежурном режиме. Включение/выключение аварийного радиобуя (фиг.3, фиг.4) осуществляется при помощи устройства ручного включения/выключения 12 или устройства включения/выключения 13 от пульта дистанционного включения, для переключения режимов используется реле 14.
При работе аварийного радиобуя в режиме аварии для передачи сигнала наряду с НО ИСЗ используются ГС ИСЗ космической системы поиска и спасания КОСПАС-САРСАТ, в частности российский ГС ИСЗ «Электро-Л», что повышает достоверность обнаружения подвижного средства, и существенно сокращает время оповещения об аварии и доставки точных координат, заложенных в цифровом сообщении до единиц минут. В момент аварии аварийный радиобуй должен иметь последние точные координаты в программно-временном устройстве 8, готовые к немедленной передаче и записанные в программно-временное устройство 8 до момента аварии, при этом ПГНСС 7 должен быть всегда включен при установке аварийного радиобуй на подвижном объекте. Включение аварийного радиобуя в режим излучения возможно: автоматически по сигналу от датчика аварийного включения, дистанционно, вручную от пульта дистанционного включения 13, от устройства ручного включения 12, размещаемого непосредственно на корпусе аварийного радиобуя.
Частичная автономность работы аварийного радиобуя обеспечивается при электропитании ПГНСС 7 и аварийного радиобуя в дежурном режиме от внутреннего 10 или внешнего 5 дополнительного источника электропитания 10 и автоматическом переходе на электропитание от блока автономного питания 4 в аварийной ситуации. Длительная автономность работы аварийного радиобуя в дежурном режиме приема точных координат, а также электропитания, постоянно работающего и программно-временного устройства 8, обеспечивается при смене блока автономного питания 4 один раз в 3-5 дней или увеличение размера блока автономного питания 4 в 3-5 раз. Полная автономность работы аварийного радиобуя обеспечивается при электропитании ПГНСС 7 и аварийного радиобуя от многократно перезаряжаемого внутреннего дополнительного источника электропитания 10 в дежурном режиме и автоматическом переходе на
электропитание от внешнего дополнительного источника электропитания 5 в аварийной ситуации.
Таким образом, предложенное техническое решение позволит повысить надежность функционирования аварийного радиобуя, позволит снизить его массогабаритные характеристики, существенно повысить автономность функционирования на подвижном объекте без замены дорогостоящего блока автономного питания и сократить время доставки точных координат в центр системы. Абонент, преимущественно подвижное средство, обладающий аварийным радиобуем предложенной конструкции, будет гарантированно обеспечен в чрезвычайной ситуации средством, обеспечивающим гарантированную передачу сигнала оповещения об аварии.