НАЗЕМНЫЙ КОМПЛЕКС ВОЗДУШНОЙ СВЯЗИ
AERONAUTICAL GROUND COMMUNICATION SYSTEM

Изобретение относится к технике радиосвязи и может быть использовано для обеспечения передачи (приема) данных и речевой информации удаленным летательным аппаратам (ЛА).
Известна система радиосвязи с подвижными объектами (ПО), содержащая в наземной приемопередающей станции приемник, демодулятор, дешифратор сообщений, буферный регистр адресов подвижных объектов, первый элемент И, дешифратор приоритетов сообщений, блок таймеров приоритетных сообщений, блок регистров приоритетных сообщений, коммутатор-распределитель сообщений, счетчик числа подвижных объектов, счетчик загрузки системы, генератор тактовых импульсов свободного доступа, формирователь временного окна, генератор тактовых импульсов адресного опроса, линию задержки, второй элемент И, ключ свободного доступа, блок выдачи данных как источник информации, ключ адресного опроса, буферный запоминающий блок, счетчик числа переспросов, генератор импульсов сброса, блок регистрации данных, модулятор и передатчик, модем наземной связи, датчик местоположения, преобразователь формата данных, пульт управления наземной приемопередающей станции [1]. К недостаткам данной системы следует отнести отсутствие возможности выполнения функций наземного комплекса воздушной связи с подвижными объектами, находящимися за горизонтом.
Известна центральная станция (ЦС) системы радиосвязи с подвижными объектами - воздушными судами (ВС) [2], содержащая последовательно соединенные приемник линии передачи данных по каналу «воздух-земля» (ЛПД), демодулятор и блок дешифраторов адреса. В этих узлах осуществляется прием и предварительная обработка сигналов с ВС. При дальнейшей обработке используются: генератор импульсов, n таймеров, счетчик загрузки системы, блок задания приоритетов, счетчик числа приоритетных сообщений, последовательно соединенные, блок хранения сигнала передачи, блок регистрации данных, блок выдачи данных, n элементов И, n счетчиков импульсов, n ключей, блок управления, n первых, n вторых формирователей импульсов, третий, четвертый формирователи импульсов, первый, второй, третий, четвертый элементы ИЛИ, где n - число обрабатываемых сообщений с подвижных объектов. Сигнальный выход блока дешифраторов адреса соединен с входами ключей, выходы которых через четвертый элемент ИЛИ соединены с сигнальным входом блока управления, входы сравнения блока дешифратора адреса соединены с входом задания приоритетов, входами счетчиков импульсов и входами «Сброс». Выходы n линий задержки через соответствующие таймеры соединены с первыми входами соответствующих элементов И, выходы которых соединены с входами задержки соответствующих счетчиков импульсов. Выходы счетчиков импульсов через соответствующие вторые формирователи импульсов соединены с входами второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом «Сброс» счетчика подвижных объектов. Вход записи счетчика подвижных объектов соединен с выходом первого элемента ИЛИ, входы которого через соответствующий первый формирователь импульсов соединен с выходом сравнения блока дешифраторов адреса. Выход генератора импульсов соединен с вторыми входами n элементов И. Выход счетчика подвижных объектов соединен через третий элемент ИЛИ с входом счетчика загрузки системы, выход которого соединен с управляющим входом блока задания приоритетов и вторым входом блока управления. Первый выход блока управления через третий формирователь импульсов соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с выходом четвертого формирователя импульсов. Вход четвертого формирователя импульсов соединен с выходом блока включения передатчика на передачу. Выходы блока задания приоритетов соединены с входами управления первых ключей. Блок обработки сообщений (БОС) соединен с группой из m модемов. Вход блока блокировки приема является высокочастотным входом станции, а выход подключен к входу приемника. Управляющий вход блока блокировки приема подключен к выходу блока формирования сигнала «Включение передачи». Первый вход/выход БОС через последовательно соединенные (m+2)-й и (m+1)-й модемы и блок адресной коммутации соединен с выходом блока управления. Выход блока адресной коммутации подключен к входу блока хранения сигналов передачи, m выходов БОС через m соответствующих модемов являются низкочастотными выходами станции. Начальная установка блоков задания приоритетов и управления, генератора тактовых импульсов БОС, счетчика загрузки системы осуществляется путем подачи на соответствующие входы сигнала «Сброс». В БОС блок преобразования форматов соединен двухсторонними связями с (m+2)-м модемом, маршрутизатором, блоком хранения адресной базы, блоком тарификации, блоком хранения сообщении, блоком отображения, пультом управления. Генератор тактовых импульсов подключен к синхровходам блока преобразования форматов, маршрутизатора, блока хранения адресной базы, блока тарификации, блока хранения сообщений, блока отображения, пульта управления. Блок хранения адресной базы соединен двухсторонними связями с маршрутизатором и блоком тарификации. Причем m входов/выходов маршрутизатора соединены с соответствующими m модемами [2]. В передатчике формируются радиосигналы на ВС с помощью данных формирователя сигнала включения передачи. Проводимые в прототипе операции по демодуляции, дешифрации адреса, заданию приоритетов, задержке сигналов, счету, формированию, логической обработке, коммутации и генерации импульсов, счету числа подвижных объектов, приоритетных сообщений и загрузке системы, адресной коммутации, хранению сигнала передачи и адресов представляют собой функции, выполняемые известным блоком обработки канальных сигналов (БОКС) - (наземным процессором) [3,4].
К недостаткам аналога следует отнести то, что он рассчитан на работу только в зоне прямой видимости в MB диапазоне, что сужает его зону обслуживания воздушных судов.
Известна центральная станция системы радиосвязи с подвижными объектами - воздушными судами [3], содержащая М канальных блоков. Сформированные на ВС сообщения последовательно во времени через последовательно соединенные антенну, высокочастотную развязку, блок блокировки приема поступают на приемник, затем преобразуются в АЦП в дискретные сигналы, фильтруются в первом цифровом фильтре для подавления паразитных составляющих в спектре принятого сигнала и в виде последовательности импульсов подаются в БОКС для обработки. При управлении с вычислителя по шине управления включается блокировка приемника, например, при симплексном обмене данными в канале, или отключается, если приемник используется в режиме оценки целостности передаваемого сообщения (режимы VDB, VDL-4). Приемник наземной станции обеспечивает прием сигнала в линиях передачи данных «воздух-земля». Демодуляция, декодирование, оценка качества сигнала и передача полученных сообщений в блоке обработки сообщений (БОС) осуществляется с помощью узлов: АЦП, первого цифрового фильтра, БОКС, управляемого вычислителем. Такие процедуры осуществляются непрерывно при наличии радиосигнала в канале. Для повышения качества оценки типа сообщения число дискретных отсчетов устанавливают, например, порядка 8 в течение длительности самого короткого символа из всех каналов. В АЦП во время этих отсчетов измеряется амплитуда сигнала. Результат измерения отправляется по шине управления в вычислитель для анализа. С помощью узлов: АЦП, первого цифрового фильтра, БОКС, управляемого вычислителем, в соответствии с необходимыми для данной ЛПД процедурами сигнал с выхода приемника преобразуется в цифровой вид, который необходим для дальнейшей обработки в БОКС и затем в вычислителе. Все логические операции выполняются программно в вычислителе. Затем цифровая последовательность обрабатывается в БОКС с использованием управляющих сигналов с вычислителя. По характерным признакам, например, по частоте следования импульсов в принятом сообщении, определяется тип бортового оборудования ЛПД ВС и выдается команда на подготовку к приему соответствующих данных. Далее в БОКС формируется строб, в течение которого начинают поступать счетные импульсы для обработки принятых сообщений. При совпадении поступающего в сообщении с ВС адреса и адреса, хранящегося во втором блоке хранения сообщений, увеличивается число подвижных объектов, записанных ранее, на единицу. Далее в БОКС формируются счетные импульсы в стробе, в течение которого должны обрабатываться принятые сообщения. При наличии радиосигнала в канале определяется приоритет сообщения, необходимый, например, для изменения режимов функционирования БОКС и вычислителя.
В вычислителе постоянно определяется степень загрузки системы путем оценки числа обработанных сообщений за заданный интервал времени. Если загрузка отсутствует, то формируется команда о переходе приемника на сканирующий по частоте режим работы. Данные о числе принятых сообщений отображаются на экране блока отображения данных и при необходимости могут быть выведены на экран первого блока отображения данных в блоке обработки сообщении. Для координации работы всех узлов наземной станции используется шина управления вычислителя, которая подключена двухсторонними связями к соответствующим входам/выходам приемника, передатчика, блока блокировки приема, первого и второго цифровых фильтров, аналогово-цифрового преобразователя, цифро-аналогового преобразователя. Все операции выполняются с помощью вычислителя, реализованного, например, на ПЭВМ. Команда «Сброс» в наземной станции подается программно на БОКС с вычислителя, а в БОС - на генератор тактовых импульсов и блок преобразования форматов только в начале работы для установки в «Нуль» соответствующих блоков.
К недостаткам аналога следует отнести:
- рассчитан на работу только в ОВЧ (MB), что ограничивает возможности работы комплекса в условиях помех и при необходимости организации загоризонтной связи;
- в станции нет молниезащиты, что может привести к выводу из строя оборудования.
Наиболее близкой к заявляемому объекту является центральная станция системы радиосвязи с подвижными объектами, которая и принята за прототип [4]. Центральная станция системы радиосвязи с подвижными объектами содержит блок обработки сообщений, группу из 2 m модемов, основную и резервную наземные станции, состоящие из М радиоканалов ВЧ и MB диапазонов. Каждая из станций содержит первый приемник, первый передатчик, (2m+1)-й модем, блок обработки канальных сигналов, причем основная и резервная наземные станции подключены двухсторонними связями к БОС через (2m+2)-й и (2m+3)-й модемы соответственно. Выход блока блокировки приема, подключен к входу первого приемника. Первый вход/выход БОС последовательно соединен через (2m+2)-й с (2m+1)-м модемом. Первые вычислители основной и резервной наземных станций соединены двухсторонними связями с соответствующими входами/выходами БОКС. Входы/выходы вычислителей наземных станций через соответствующие модемы соединены с входами/выходами маршрутизатора, (2m+1)-го модема. На станции имеется также второй пульт управления, второй блок отображения, второй блока хранения сообщений. Аналогичные узлы, в том числе вычислитель, расположены в резервной наземной станции. Шина управления вычислителя двухсторонними связями подключена к соответствующим входам/выходам: первого приемника, первого передатчика, блока блокировки приема, БОКС, Первого и второго цифровых фильтров, первого аналогово-цифрового преобразователя, первого цифро-аналогового преобразователя. Выход БОКС через последовательно соединенные первый цифро-аналоговый преобразователь, второй цифровой фильтр, первый передатчик, высокочастотную развязку подключен к антенне, которая в свою очередь через последовательно соединенные высокочастотную развязку, блок блокировки приема, первый приемник, первый аналогово-цифровой преобразователь, первый цифровой фильтр подключена к входу БОКС. Вход/выход блока преобразования форматов является входом/выходом станции для потребителей информации. 2m входов/выходов БОС через 2m соответствующих модемов являются низкочастотными входами/выходами станций, начальная установка генератора тактовых импульсов и блока преобразования форматов в БОС осуществляется путем подачи на соответствующие входы сигнала «Сброс», m - суммарное число сопрягаемых наземных станций в зоне. В БОС блок преобразования форматов соединен двухсторонними связями с маршрутизатором, блоком хранения адресной базы, блоком тарификации, первым блоком хранения сообщений, первым блоком отображения, первым пультом управления Генератор тактовых импульсов подключен к синхровходам блока преобразования форматов, маршрутизатора, блока хранения адресной базы, блока тарификации, первого блока хранения сообщений, первого блока отображения, первого пульта управления. Блок хранения адресной базы соединен двухсторонними связями с маршрутизатором и блоком тарификации. 2m входов/выходов маршрутизатора соединены с соответствующими входами/выходами 2m модемов. Вычислитель приемной станции ВЧ диапазона подключен двухсторонними связями к первому вычислителю основной наземной станции. Вычислитель передающей станции ВЧ диапазона подключен двухсторонними связями через последовательное соединенные (2m+4)-й и (2m+5)-й модемы к вычислителю основной наземной станции. Приемная станция ВЧ диапазона состоит из последовательно соединенных двухсторонними связями вычислителя приемной станции ВЧ диапазона, третьего цифрового фильтра, второго аналогово-цифрового преобразователя, второго приемника, высокочастотный вход которого подключен к приемной антенне ВЧ диапазона, вход/выход управления вычислителя приемной станции ВЧ диапазона подключен двухсторонними связями к соответствующим входам/выходам третьего цифрового фильтра, второго аналогово-цифрового преобразователя, второго приемника. Передающая станция ВЧ диапазона состоит из последовательно соединенных двухсторонними связями вычислителя передающей станции ВЧ диапазона, второго цифро-аналогового преобразователя, четвертого цифрового фильтра, второго передатчика, высокочастотный выход которого подключен к передающей антенне ВЧ диапазона. Вход/выход управления вычислителя передающей станции ВЧ диапазона подключен двухсторонними связями к соответствующим входам/выходам второго цифро-аналогового преобразователя, четвертого цифрового фильтра, второго передатчика.
К недостаткам прототипа следует отнести:
- прототип рассчитан на работу только в ОВЧ (MB) и ВЧ (ДКМВ) диапазонах, что ограничивает возможности работы комплекса в условиях помех;
- в станции нет молниезащиты, что может привести к выводу из строя оборудования;
- нет криптозащиты информации;
- не анализируется качество связи;
- нет защиты при отключении первичных источников питания;
- отсутствует дублирование оборудования рабочего места оператора.
Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является расширение функциональных возможностей за счет:
- введения нового поддиапазона ДМВ2;
- введения модуля молниезащиты.
- введения блока криптозащиты информации;
- повышения надежности связи при работе в условиях помех;
- дублирования функций рабочих мест операторов для повышения надежности и оперативности связи;
- отказа от пространственных коммутаторов трактов передачи данных и речевой связи за счет введения единой мультисервисной магистрали для автоматизированного управления аппаратурой комплекса, передачи данных и речевой информации;
- возможности работы от двух источников первичного электропитания через соответствующие сетевые фильтры и выбора любого из напряжений, использования источников бесперебойного питания для основной и резервной наземных станций, наземной станции ДМВ2 диапазона, автоматизированного рабочего места оператора связи (АРМ ОС), первого и второго автоматизированного рабочего места командно-информационного обмена (АРМ КИО), что дополнительно повышает надежность оборудования комплекса;
Указанный технический результат достигается тем, что в наземный комплекс воздушной связи (НКВС), содержащий блок хранения адресной базы, маршрутизатор, генератор тактовых импульсов, блок преобразования форматов, который соединен двухсторонними связями с маршрутизатором, при этом вход/выход блока преобразования форматов является входом/выходом комплекса для потребителей информации, а маршрутизатор соединен двухсторонними связями с генератором тактовых импульсов, основную и резервную наземные станции МВ2-ДМВ1 и ДКМВ диапазонов, каждая из которых содержит вычислитель и М канальных блоков, которые включают в себя антенну, приемник, передатчик, аналогово-цифровой преобразователь, цифро-аналоговый преобразователь, первый и второй цифровой фильтр, высокочастотную развязку блок обработки канальных сигналов, блок блокировки приема, выход БОКС через последовательно соединенные цифро-аналоговый преобразователь, второй цифровой фильтр и передатчик подключен к высокочастотной развязке, которая в свою очередь через последовательно соединенные блок блокировки приема, приемник, аналогово-цифровой преобразователь и первый цифровой фильтр подключена к входу БОКС, вход/выход БОКС соединен с соответствующим входом/выходом вычислителя, а шина управления вычислителя двухсторонними связями подключена к соответствующим входам/выходам приемника, передатчика, блока блокировки приема, БОКС, первого и второго цифровых фильтров, аналогово-цифрового преобразователя, цифро-аналогового преобразователя, дополнительно введены приемник глобальных навигационных спутниковых систем, первое и второе автоматизированные рабочие места оператора командно-информационного обмена, каждое из которых содержит вычислитель АРМ КИО, блок отображения АРМ КИО, пульт управления АРМ КИО, гарнитуру АРМ КИО, блок хранения сообщений, принтер, автоматизированное рабочее место оператора связи, включающее блок хранения адресной базы, вычислитель АРМ ОС, блок отображения АРМ ОС, пульт управления АРМ ОС, гарнитуру АРМ ОС, наземная станция ДМВ2 диапазона, которая содержит М канальных блоков и вычислитель, подключенный двухсторонними связями к соответствующим входам/выходам вычислителя АРМ ОС, к другим входам/выходам которого подключены входы/выходы блока хранения адресной базы, маршрутизатора, блока отображения АРМ ОС, пульта управления АРМ ОС, гарнитуры АРМ ОС, вычислителей основной и резервной наземных станций МВ2-ДМВ1 и ДКМВ диапазонов, маршрутизатор соединен двухсторонними связями с вычислителями первого и второго АРМ КИО, вход генератора тактовых импульсов соединен с выходом меток точного времени приемника глобальных навигационных спутниковых систем, координатный вход/выход которого подключен к соответствующему входу/выходу вычислителя АРМ ОС, в каждом АРМ КИО вход/выход вычислителя АРМ КИО соединен с соответствующими входами/выходами блока отображения АРМ КИО, пульта управления АРМ КИО, гарнитуры АРМ КИО, блока хранения сообщений и принтера, в каждой из основной и резервной наземных станций МВ2-ДМВ1 и ДКМВ диапазонов, а так же в наземной станции ДМВ2 диапазона к входам/выходам их вычислителей подключены соответствующие блоки криптозащиты, а между антенной и высокочастотной развязкой включен модуль молниезащиты, первый и второй входы первичного электропитания через соответствующие сетевые фильтры подключены к входам схемы автовыбора напряжения, выходы которой через соответствующие источники бесперебойного питания подключены к входам основного и резервного питающего напряжения основной и резервной наземных станций МВ2-ДМВ1 и ДКМВ диапазонов, наземной станции ДМВ2 диапазона, АРМ ОС, первого и второго АРМ КИО, а седьмой выход через выпрямитель и аккумулятор подключен к входам аварийного питания соответствующего оборудования комплекса.
На фигуре приведена структурная схема наземного комплекса воздушной связи и введены обозначения:
1 - приемник;
2 - принтер первого АРМ КИО;
3 - передатчик;
4 - модуль молниезащиты; 5-АРМ ОС;
6 - первый АРМ КИО;
7 - блок блокировки приема;
8 - второй АРМ КИО;
9 - блок обработки канальных сигналов;
10 - блок преобразования форматов;
11- маршрутизатор;
12 - блок хранения адресной базы;
13 - наземная станция ДМВ2 диапазона;
14 - блок хранения сообщений первого АРМ КИО;
15 - блок отображения АРМ ОС;
16 - пульт управления АРМ ОС;
17 - генератор тактовых импульсов;
18 - основная наземная станция;
19 - резервная наземная станция;
20 - вычислитель АРМ ОС;
21 - Вычислитель основной наземной станции;
22 - М канальных блоков;
23 - гарнитура АРМ ОС;
24 - приемник сигналов глобальных навигационных спутниковых систем;
25 - блок хранения сообщений второго АРМ КИО;
26 - шина управления вычислителя;
27 - первый цифровой фильтр;
28 - второй цифровой фильтр;
29 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП);
30 - цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП);
31 - высокочастотная развязка;
32 - антенна;
33 - входы/выходы комплекса для потребителей информации;
34 - вычислитель первого АРМ КИО;
35 - блок отображения первого АРМ КИО;
36 - пульт управления первого АРМ КИО;
37 - гарнитура первого АРМ КИО;
38 - вычислитель второго АРМ КИО;
39 - блок отображения второго АРМ КИО;
40 - пульт управления второго АРМ КИО;
41 - гарнитура второго АРМ КИО;
42 - блок криптозащиты;
43 и 44 - первый и второй входы первичного электропитания;
45 - сетевые фильтры (двухканальные);
46 - схема автовыбора напряжения;
47 - источники бесперебойного питания;
48 - выпрямитель;
49 - аккумулятор;
50 - принтер второго АРМ КИО.
Наземный комплекс воздушной связи, предназначенный для организации обмена телекодовой и речевой информацией с летательными аппаратами (ЛА), к которым относятся, например, воздушные суда, одновременно работает в двух режимах: ближней и дальней (загоризонтной) связи. Для обслуживания ЛА в ближней зоне (в пределах прямой видимости) используются каналы 22 МВ2-ДМВ1 и ДМВ2 диапазонов наземных станций 18, 19 и 13, а в дальней зоне - один из М каналов 22 ДКМВ диапазона наземных станций 18 или 19. Число НКВС наземные станции 18 и 19 можно представить как широкодиапазонные радиостанции (ШДР). Число каналов М в наземных станциях 18 и 19 определяется необходимостью одновременной работы с ЛА в разных режимах и заданной интенсивностью движения в данной зоне обслуживания, например, М может быть равно 3. Сформированные на ЛА сообщения последовательно во времени через последовательно соединенные антенну 32, модуль 4 молниезащиты, высокочастотную развязку 31, блок 7 блокировки приема поступают на приемник 1, затем преобразуются в АЦП 29 в дискретные сигналы, фильтруются в цифровом фильтре 27 для подавления паразитных составляющих в спектре принятого сигнала и в виде последовательности импульсов подаются в БОКС 9 для обработки. При управлении с вычислителя 21 по шине 26 управления блокировка первого приемника 1 может быть включена, например, при симплексном обмене данными в канале, или отключена, если приемник используется в режиме оценки целостности передаваемого сообщения (режимы VDB, VDL-4). Приемник 1 наземных станций 18, 19, 13 обеспечивает прием сигнала в линиях передачи данных «воздух-земля» МВ2-ДМВ1, ДКМВ, ДМВ2 диапазонов соответственно. Демодуляция, декодирование, оценка качества канала и передача полученных сообщений в вычислитель 21 осуществляются с помощью узлов: АЦП 29, первого цифрового 27 фильтра, БОКС 9, управляемых вычислителем 21. Такие процедуры осуществляются непрерывно при наличии радиосигнала в канале. Для повышения качества оценки типа сообщения число дискретных отсчетов устанавливают, например, порядка 8 в течение длительности самого короткого символа из всех каналов. В АЦП 29 во время этих отсчетов измеряется амплитуда принятого сигнала. Результат измерения отправляется по шине 26 управления в вычислитель 21 для анализа качества канала. С помощью узлов: АЦП 29, первого цифрового 27 фильтра, БОКС 9, управляемого вычислителем 21, в соответствии с процедурами, необходимыми для данного канала связи, сигнал с выхода приемника 1 преобразуется в цифровой вид, который необходим для дальнейшей обработки в БОКС 9 и затем в вычислителе 21. Все логические операции выполняются программно в вычислителе 21. По характерным признакам, например, по рабочей частоте принятого радиосигнала или частоте следования импульсов в сообщении, определяется тип бортового оборудования ЛА и выдается команда узлам 9, 27, 29, 1, 7 по шине 26 на подготовку к приему соответствующих данных. Далее в БОКС 9 формируется строб, в течение которого начинают поступать счетные вычислителе 21. По характерным признакам, например, по рабочей частоте принятого радиосигнала или частоте следования импульсов в сообщении, определяется тип бортового оборудования ЛА и выдается команда узлам 9, 27, 29, 1, 7 по шине 26 на подготовку к приему соответствующих данных. Далее в БОКС 9 формируется строб, в течение которого начинают поступать счетные импульсы для обработки принятых сообщений. При совпадении поступающего в сообщении с ЛА адреса с адресом, хранящимся в блоке 25 хранения сообщений второго АРМ 8 КИО, увеличивается число обслуживаемых станцией подвижных объектов, записанных ранее, на единицу. Далее в БОКС 9 формируются счетные импульсы в стробе, в течение которого должны обрабатываться принятые сообщения. При наличии радиосигнала в канале определяется приоритет сообщения, необходимый, например, для изменения режимов функционирования БОКС 9 и вычислителя 21. Если за время τ (для каждого канала выбранного для связи поддиапазона свое) сообщение не принято или принято с ошибкой, т.е. ЛА не вышел на связь или вышел из зоны устойчивой радиосвязи, то полученное ранее число ЛА и введенное в память вычислителя 20 АРМ ОС уменьшается на единицу. Если за время τ вновь в канале обнаружится радиосигнал, то указанная выше процедура повторяется. При несовпадении адресов с заданными операторами с пультов 16, 36 и 40 или введенными с вышестоящей системы по входу 33 через узлы 10, 11, 34 и 38 в блоки 14 и 25 хранения сообщений или при наложении сообщений от нескольких ЛА дальнейшая обработка сигналов в БОКС 9 не производится. В вычислителе 21 постоянно определяется степень загрузки радиоканалов путем оценки числа обработанных сообщений за заданный интервал времени. Если загрузка отсутствует, то формируется команда о переходе приемника 1 на сканирующий по частоте режим работы. Данные о числе принятых сообщений отображаются на экране блока 24 отображения АРМ ОС и при необходимости могут быть выведены на экраны блоков 35 и 39 отображения АРМ 6 и 8 КИО или через узлы 11, 10 и выход 33 направлены абонентам. Для координации работы всех узлов наземных станций 18, 19 и 13 совместно с АРМ 5 ОС используется шина 26 управления вычислителя 21, которая подключена двухсторонними связями к соответствующим входам/выходам Приемника 1, передатчика 3, блока 7 блокировки приема, первого и второго цифровых фильтров 27 и 28, аналогово-цифрового преобразователя 29, цифро-аналогового преобразователя 30. Все операции выполняются с помощью вычислителя 21, реализованного, например, на ПЭВМ.
Операции модуляции и демодуляции выполняются в блоке 9 обработки канальных сигналов с использованием управляющих сигналов с вычислителя 21. После обработки сигналов в БОКС 9 и в вычислителе 21, сигналы дешифруются с помощью блока 42 криптозащиты, затем анализируется тип сообщений с ЛА. Тип сообщения несет в себе информацию о его назначении, например, для воздушных судов гражданской авиации: аварийные сигналы, сообщения автоматического зависимого наблюдения, данные обмена «пилот-диспетчер» и другие. В общем случае может быть несколько типов сообщений, которые разделяются по приоритетам.
В наземных станциях 18, 19 и 13 формирование радиосигналов для передачи сообщений по каналу «воздух-земля» осуществляется в следующем порядке:
- прием стандартного сообщения с вычислителя 21, защищенного с помощью блока 42;
- форматирование, кодирование, преобразование (скремблирование) битов сообщения в БОКС 9;
- модуляция и фильтрация спектра сигналов, передача их на вход передатчика 3 и, после прохождения узлов 3, 31, 4, 32, излучение в эфир в форме радиосигналов.
После идентификации принятых сообщений в блоке 9 канальной обработки сигналов, управляемом вычислителем 21, вырабатываются команды включения требуемой частоты передатчика 3 и сообщения, которые являются необходимыми для обозначения типа (номера) НКВС, например, скваттерные посылки для воздушных судов гражданской авиации. При поступлении сообщения высшего приоритета с АРМ 5 ОС через вычислитель 21, оно устанавливается первым в очередь на передачу на соответствующее воздушное судно. До тех пор, пока не Переданы сообщения с высшим приоритетом, запрещается прохождение менее приоритетных сообщений. Менее срочные сообщения передаются на ЛА последовательно во времени в порядке их важности.
В блок 12 хранения адресной базы с помощью пульта 16 управления АРМ 5 ОС и вычислителя 20 АРМ 5 ОС или с вышестоящей системы через вход 33 и узлы 10, 11, 20 заранее вводятся номиналы частот, виды модуляции, скорости передачи и другие параметры, характерные для каждого из радиоканалов, например, двух каналов МВ2-ДМВ1 диапазона и одного ДКМВ диапазона, размещаемых в каждой из наземных станций 18 и 19. Базы данных о ЛА, параметрах сигналов в радиоканалах и другая информация хранится в блоке 12 хранения адресной базы, в который может быть введена дополнительная информация с помощью пульта 16 управления АРМ 5 ОС и вычислителя 20 АРМ 5 ОС. Обновление информации осуществляется за счет непрерывного обмена сообщениями через маршрутизатор 11 между вычислителями 21, 20, 34, 38 и блоком 12 хранения адресной базы как непосредственно, так и через маршрутизатор 11, блок 10 преобразования форматов, вход/выход 33 комплекса с потребителями информации.
В режиме ближней связи сообщения с выхода вычислителя 21 через вычислитель 20 АРМ 5 ОС, маршрутизатор 11 поступают на блок 10 преобразования форматов, который может быть выполнен, например, на ПЭВМ. В блоке 10 преобразования форматов принятые сообщения преобразуются к формату, необходимому для работы как маршрутизатора 11, так и потребителей информации НКВС, подключенных к входу/выходу 33. Одновременно адреса сообщений сравниваются с данными блока 12 хранения адресной базы. По результатам сравнения выносится решение о трафике сообщения, задаваемым маршрутизатором 11, сообщения записываются через вычислители 34 и 38 в блоки 14 и 25 хранения сообщений АРМ 6 и 8 КИО, индицируются (при необходимости) на блоках 35, 39 отображения АРМ 6 и 8 КИО соответственно. Таким образом, обеспечивается автоматический поиск ЛА для доставки ему сообщений и получения квитанций об их доставке. В блоках 14 и 25 хранения сообщений АРМ 6 и 8 КИО обеспечивается ведение архивов сообщений с учетом категории срочности. Для этого используется оперативная (на время «старения» информации) и долговременная память, например, на 30 суток. Данные оперативной памяти постоянно обновляются. Данные долговременной памяти необходимы для анализа конфликтных ситуаций и оценки правильности расчетов с потребители информации. Учет трафиков сообщений и соединений абонентов осуществляется через маршрутизатор 11 в дублирующих друг друга вычислителях 34 и 38 АРМ 6 и 8 КИО в зависимости от адреса абонента и объема сообщения. В блоке 12 хранения адресной базы заложены адреса и типы всех сообщений, обрабатываемых в НКВС, а также адреса обслуживаемых ЛА, сопрягаемых потребителей информации. Маршрутизатор 11 обеспечивает распределение сообщений по воздушным и наземным сетям связи, а именно, подключение к наземным станциям 18, 19, 13 через вход/выход 33, узлы 10, 11, 5 наземных абонентов, например, для гражданской авиации: главный центр обработки информации, службы авиакомпаний и управления воздушным движением. Синхронизация всех процессов обработки сообщений во времени в НКВС осуществляется с помощью генератора 17 тактовых импульсов, который синхронизируется с помощью меток точного времени с выхода приемника 24 сигналов глобальных навигационных спутниковых систем. Эта процедура позволяет в НКВС и в сопрягаемых с ним потребителях информации иметь единое точное время. Запрос данных с ЛА осуществляется автоматически (программно) по входу/выходу 33 или с помощью пультов 16, 36 и 40 управления АРМ 5 ОС и АРМ 6 и 8 КИО. Запрос данных с ЛА потребителем информации осуществляется с помощью сообщения одного из стандартных форматов, например, в соответствии с протоколом Х.25, переданного через вход/выход 33, блок 10 преобразования форматов, маршрутизатор 11, АРМ 5 ОС на наземные станции 18, 19, 13.
На аналогичных по структуре наземных станциях 18, 19, 13 с помощью узлов: БОКС 9, управляемого вычислителем 21, цифро-аналогового преобразователя 30, второго цифрового фильтра 28 в соответствии с необходимыми для данного канала связи процедурами формируется сигнал для передатчика 3 с малым уровнем боковых лепестков спектра. Усиленный радиосигнал с выхода передатчика 3 через высокочастотную развязку 31, обеспечивающую защиту входных целей первого приемника 1 от мощных радиосигналов первого передатчика 3, модуль молниезащиты 4 подается в антенну 32 и по эфиру поступает на ЛА. Последняя операция осуществляется, например, при запросе данных с ЛА по признаку «последней связи». Пульты 36 и 40 управления АРМ 6 и 8КИО выполняют функции формирования сообщений, передаваемых на ЛА. Аналогичные сообщения по формату поступают через вход/выход 33. При автоматическом использовании НКВС без обслуживающего персонала узлы 15, 16, 23, 35, 36, 37, 39, 40, 41 могут отсутствовать.
В Первом вычислителе 21 осуществляется формирование, адресная коммутация и распределение сообщений по оборудованию ближней или дальней связи, циркулирующих между узлами каждой из наземных станций 18, 19, 13 или между НКВС и потребителями информации через узлы 5, 11, 10 и входу/выходу 33. Сообщения с ЛА и квитанции об их правильном приеме поступают на блоки 14 и 25 хранения сообщений АРМ 6 и 8 КИО, а сообщения для ЛА - на блок 9 обработки канальных сигналов. Операции аналогичные указанным выше могут быть осуществлены в М других канальных блоках и наземных станциях НКВС. Наблюдение за текущим состоянием узлов комплекса осуществляется в вычислителе 20 АРМ 5 ОС, выполненного, например, на ПЭВМ, по квитанциям, поступающим со всех узлов НКВС. Структура полученной квитанции сравнивается с одной из заложенных в блоке 12 хранения адресной базы и после анализа соответствия выносится решение о работоспособности узла. Поступающие данные с ЛА через один из М канальных блоков 22 наземной станции 18 или 19 или 13, через вычислитель 21, АРМ 5 ОС, маршрутизатор 11, блок 10 преобразования форматов автоматически передаются адресатам, в качестве которых могут выступать, например, центры УВД, авиакомпании, различные службы гражданской авиации и другие объекты. Трафик данных, взаимодействующие с НКВС ЛА, состояние наземных станций 18, 19, 13, отображаются на экране блока 15 отображения АРМ 5 ОС в режиме реального времени. Графический интерфейс предоставляет детальную информацию, а также дает оператору возможность запустить тестирование каналов связи удаленного потребителя информации, провести необходимые операции по установлению или отключению отдельных узлов, вывести на экран статистические данные.
Блоки 14 и 25 хранения сообщений имеют накопители, например, на жестких магнитных дисках, для хранения данных, с возможностью резервирования, а также обеспечивают распечатку данных на принтерах 2 и 50 АРМ 6 и 8 КИО. Блок 10 преобразования форматов выполняет роль устройства информационно-логического сопряжения с входами/выходами 33 комплекса Для Подключения потребителей информации. Протокол логического уровня для каждого интерфейса - входа/выхода 33 комплекса для потребителей информации разрабатывается в соответствии со структурой передаваемой информации и требований к его параметрам. В каждом пакете этих протоколов присутствует контрольная сумма, при несовпадении которой пакет игнорируется.
При интенсивном движении в зоне обслуживания ЛА с разнообразной бортовой аппаратурой при полном использовании оборудования основного канала, при необходимости, для работы на частоте приема, не используемой в основной наземной станции 18, можно использовать канал из резервной наземной станции 19. При выходе из зоны обслуживания наземных станций МВ2-ДМВ1 или ДМВ2 (прямой видимости) диапазонов сопровождение ЛА осуществляется автоматически с помощью следящего за воздушной обстановкой вычислителя 21, «подключение» к соответствующему ЛА одного из М канальных блоков 22, узлы которого настроены на организацию связи в ДКМВ диапазоне [4, 5, 6]. Потребитель информации не замечает переход с диапазона частот МВ2-ДМВ1 или ДМВ2 на другой, только незначительно увеличивается время задержки ответного сообщения. Аналогичная процедура осуществляется при передаче обслуживания ЛА с дальней зоны в зону обслуживания с помощью МВ2-ДМВ1 или ДМВ2 каналов радиосвязи, только при этой процедуре время задержки ответного сообщения уменьшается.
При отсутствии в канале радиосигналов на основной и резервной частотах вычислитель 21 с помощью шины управления 26 осуществляет сканирование по частоте в приемнике 1 по другим известным фиксированным рабочим частотам каналов передачи данных «воздух-земля» для определения наличия в них информации. Подключение каждого из каналов обмена данными осуществляется на время, необходимое для анализа в нем сообщения. В наземных станциях 18, 19, 13 осуществляется сканирование каналов, на которых ЛА ведут передачу сообщений в эфир. В приемнике 1 используется алгоритм поиска излучения радиосигнала, как один из способов определения состояния канала (свободен или занят). Для обнаружения радиосигнала приемник 1 осуществляет оценку нижнего порога уровня шума, основываясь на измерении мощности сигнала в канале независимо от обнаружения нужной обучающей последовательности. Наличие сигнала в канале характеризуется величиной мощности, зафиксированной в канале, превышающей оценку нижнего порога мощности шума. Для обнаружения на физическом уровне занятых каналов могут быть использованы, например, следующие процедуры:
- обнаружение обучающей последовательности: канал считается занятым, если обнаруживается обучающая последовательность, за которой следует флажок - метка кадра данных;
- измерение мощности на канале: независимо от способности наземной станции 18, 19, 13 обнаружить значимую обучающую последовательность, канал считается занятым после возрастания мощности на канале до четырехкратного значения нижнего порога мощности шума в течение половины интервала времени, выделенного для оценки канала.
Частоты М приемников при сканировании изменяются синхронно по заранее известным для данного региона рабочим точкам, например, со сдвигом (В-М) позиций, где В - число возможных (в зоне обслуживания) используемых режимов работы. При обнаружении радиосигнала сканирование прекращается и начинается прием и обработка сообщения. В некоторых случаях канальный блок 22 может быть постоянно закреплен за определенной рабочей частотой, в которой осуществляется непрерывный обмен данными между абонентами НКВС. В зоне обслуживания с высокой интенсивностью полетов ЛА за каждой рабочей частотой может быть постоянно закреплен определенный канальный блок 22.
С помощью узлов наземной станции 18, 19, 13 в симплексном режиме обеспечиваются следующие функции физического уровня:
- управление рабочей частотой передатчика 3 и приемника 1;
- прием данных приемником 1;
- передача данных передатчиком 3;
- услуги уведомления, включая измерение времени приема;
- прослушивание радиоканала.
Повышение достоверности передачи информации обеспечивается следующим образом. Если вычислитель 21 получает от БОКС 9 уведомление, что в данный момент времени на ЛА было отправлено сообщение, а с ЛА соответствующая квитанция не была принята, и эта ситуация продолжается достаточно долго, то принимается решение о выходе из строя одного из узлов комплекса и с помощью двусторонних связей через узлы 10, 11, 20 на первый вычислитель 21 наземных станций 18 или 19 или 13 передается соответствующее сообщение и инициируется переход на резервную наземную станцию 19 или 13 с выдачей информации о неисправности на экран блока 15 отображения АРМ 5 ОС. Для обеспечения бесперебойной работы наземные станции 18 и 19 резервируются по принципу горячего резерва. Выход из строя одного элемента станции не нарушает ее работоспособности. За счет некоррелированности радиосигналов ДКМВ, МВ2-ДМВ1 и ДМВ2 диапазонов повышается надежность связи, в том числе и за пределами радиогоризонта.
Принципы формирования и обработки сигналов в наземной станции 13 ДМВ2 диапазона аналогичны рассмотренным в станциях 18 и 19 ДКМВ, МВ2-ДМВ1 диапазонов соответственно.
Радиосвязь с ЛА обеспечивается в автоматическом режиме без вмешательства оператора на выбранных частотах из списка частот, назначенного при планировании связи. Высший уровень конфигурируемости, реализуемый в оборудовании НКВС-27 - это полностью гибкие виды модуляции, протоколы уровня линии, сети и пользовательские функции, возможность изменения ширины полосы сигнала и центральной частоты по программе в широких пределах [7, 8]. Благодаря такому взаимодействию появляется возможность создания приемо-передающегоцентра управления воздушным движением, работающего в ДКМВ и МВ2-ДМВ1 диапазонах.
Сформированная в АРМ 6 или 8 КИО информация, в том числе и речевая, упаковывается в IP-пакеты и передается, например, по сети Ethernet через маршрутизатор 11 сначала в АРМ 5 ОС, затем в вычислитель 21, где распаковывается и перенаправляется в блок 42 криптозащиты для его шифрования.
Радиосигнал, принятый на наземных станциях 18, 19, 13 преобразуется, усиливается, демодулируется и обрабатывается для декодирования помехоустойчивого кода. Далее информация направляется в соответствующий блок 42 криптозащиты, где производится его дешифрование, затем в вычислителе 21 сообщение упаковывается в IP-пакеты, которые передаются, например, по сети Ethernet через маршрутизатор 11 в АРМ 5 ОС и в АРМ 6 или 8 КИО.
Сформированная в АРМ КИО информация упаковывается в IP-пакеты и передается, например, по сети Ethernet через маршрутизатор 11 в АРМ 5 ОС. Из АРМ 5 ОС информация, например, по интерфейсу мультиплексного канала информационного обмена (МКИО) поступает в наземную станцию 13 ДМВ2 диапазона.
В наземной станции 13 ДМВ2 диапазона осуществляется криптозащита, помехоустойчивое кодирование, преобразование низкочастотного цифрового сигнала в радиоимпульсные сигналы в диапазоне рабочих частот, усиление их по мощности и излучение через соответствующие антенны в эфир.
В режиме «ПРИЕМ» наземная станция 13 ДМВ2 диапазона осуществляет прием радиосигналов, преобразование их, демодуляцию, дешифрование. С выхода наземной станции 13 ДМВ2 диапазона, информация, например, по интерфейсу МКИО поступает в АРМ 5 ОС, где упаковывается в IP-пакеты, затем передается, например, по сети Ethernet через маршрутизатор 11 на АРМ 6 или 8 КИО.
По завершению обмена сообщениями с ЛА может проводиться просмотр зарегистрированной информации на экране блока 35 или 39 отображения АРМ 6 или 8 КИО и вывод зарегистрированной информации на печать с помощью принтера 2 или 50.
Показателями правильного функционирования открытых (закрытых) речевых каналов НКВС в МВ2-ДМВ1, ДКМВ диапазонах является возможность прослушивания оператором АРМ 6 или 8 КИО контрольных фраз, произносимых оператором другого АРМ 8 или 6 КИО.
Автоматизированное рабочее место 5 оператора связи обеспечивает:
- ввод и редактирование плановой информации по связи;
- управление режимами функционирования аппаратуры НКВС;
- контроль исправности аппаратуры НКВС и контроль функционирования каналов обмена данными с отображением и регистрацией результатов контроля;
- реализацию функции шлюза IP-телефонии для сопряжения с аналоговыми входами/выходами радиосредств НКВС в каналы речевой связи;
- формирование и передачу, прием и обработку кодограмм для обмена данными с ЛА;
- обмен с АРМ 6 или 8 КИО информацией, обеспечивающей автоматизированное функционирование НКВС;
- обмен с АРМ 6 или 8 КИО принимаемой от ЛА и передаваемой на ЛА информацией;
- регистрацию результатов контроля аппаратуры и канала связи, состояния информационного обмена в радиосетях;
- просмотр на экране зарегистрированной информации;
- тренировку операторов.
Функционально АРМ 5 ОС может быть построен, например, следующим образом. Главное окно экрана блока 15 отображения разделено на несколько функциональных зон, которые могут быть представлены, например, в следующем виде.
В функциональной зоне телекодового направления отображается состояние обмена данными с абонентами. Тракт обмена данными изображается в виде мнемосхемы.
В функциональной зоне телефонного направления в виде условных знаков отображаются канальные блоки 22, задействованные для речевой связи и индикация использования радиостанций (прослушивание, переговоры, передача).
В функциональной зоне «Средства связи» отображается состояние составных частей НКВС, обозначенных условными знаками с указанием их типа и номера. Исправные составные части НКВС подсвечиваются зеленым цветом, неисправные - красным, составные части НКВС, о состоянии которых нет данных - белым.
В функциональной зоне «Справочная информация» отображаются данные о состоянии составных частей НКВС, данные об абонентах и параметры направлений обмена данными и речевой связи.
В нижней части экрана, в «Строках состояния» АРМ 5 ОС отображаются признаки загрузки используемой программы связи, наличия связи между АРМ 5 ОС и АРМ 6 и 8 КИО, режим работы АРМ 5 ОС.
Плановая информация для организации радиосвязи готовится на основе планов применения ЛА или заявок на организацию связи с отдельными ЛА. Ввод плановой информации для организации радиосвязи включает, например, следующие процедуры:
- ввод информации для каналов речевой связи и обмена данными МВ2-ДМВ1, ЛМВ2 и ДКМВ диапазонов;
- ввод информации по ЛА - абонентам сетей обмена данными;
- распределение средств связи между телекодовым и телефонным направлениями связи;
- сохранение введенной информации в блоке 14 или 25 хранения сообщений, например, на жестком магнитном диске вычислителей 34 или 38 АРМ 6 или 8 КИО.
Реализуемые функции каждого из АРМ 6 или 8 КИО, например, следующие:
- организация нескольких закрытых и открытых каналов обмена данными с ЛА в МВ2-ДМВ1 диапазоне с использованием помехоустойчивого кодирования;
- организация нескольких закрытых и открытых каналов обмена данными с ЛА в ДКМВ диапазоне с использованием помехоустойчивого кодирования;
- организация нескольких закрытых и открытых каналов речевой связи с экипажами ЛА в МВ2-ДМВ1 Диапазонах при работе на фиксированных частотах и в режиме псевдослучайной перестройки радиочастоты;
- организация нескольких закрытых и открытых каналов речевой связи с экипажами ЛА в ДКМВ диапазоне;
- организация закрытого канала речевой связи с экипажами ЛА в диапазоне ДМВ2;
- организация обмена данными по закрытому радиоканалу диапазона ДМВ2.
Все одновременно организованные каналы речевой связи могут функционировать либо в закрытом, либо в открытом режиме.
АРМ КИО обеспечивает:
- ввод и редактирование статической оперативно-тактической обстановки;
- формирование и передачу на АРМ 5 ОС заявок на организацию связи с самолетами;
- обмен с АРМ 5 ОС информацией, обеспечивающей автоматизированное функционирование НКВС, а также информацией, передаваемой на ЛА и принимаемой от ЛА;
- отображение информации о готовности к работе аппаратуры НКВС, задействованной для организации радиоканалов;
- отображение в реальном масштабе времени на фоне электронной карты местности информации о местоположении и параметрах движения воздушных, наземных и морских объектов;
- реализацию функции абонентского устройства речевой связи для ведения переговоров с экипажами взаимодействующих ЛА с использованием технологии компьютерной телефонии;
- регистрацию на жестком диске переданной и принятой по каналам обмена данными информации;
- переговоров оператора АРМ 6 или 8 КИО с экипажами взаимодействующих ЛА;
- просмотр на экране и вывод на печать зарегистрированной информации;
- прослушивание зарегистрированных переговоров оператора;
- тренировку операторов.
Информация об оперативно-тактической обстановке на АРМ 6 или 8 КИО представлена в виде совокупности точечных, линейных и площадных графических условных знаков, отображаемых на индикаторе тактической обстановки (ИТО) главного диалогового окна АРМ 6 или 8 КИО.
Для ввода статической оперативно-тактической обстановки используется режим редактора. Объекты статической обстановки разделены на две группы. Графические условные знаки имеют координатную привязку к электронной карте. Размеры линейных и площадных условных знаков масштабируются при изменении масштаба отображения электронной карты.
После выхода из режима редактора нанесенные условные знаки сохраняются на ИТО.
Кроме объектов статической оперативно-тактической обстановки на ИТО отображается меняющаяся в реальном масштабе времени информация о местоположении и параметрах движения воздушных, наземных и морских целей, трассовая информация, формуляры воздушных объектов и т.п. Кроме того, на ИТО отображается один из двух видов координатной сетки и другая вспомогательная информация.
В нижней части экрана располагается панель управления отображением информации на ИТО с функциями позиционирования и масштабирования электронной карты, управления составом отображаемой информации.
В правой части экрана располагаются «кнопки», открывающие, при необходимости, информационные панели для отображения:
- информации о состоянии направлений обмена данными и речевой связи;
- интерфейсных элементов управления обменом данными и речевой связью;
- таблиц с информацией о местоположении и параметрах движения воздушных, наземных и морских целей;
- таблиц переданных формализованных сообщений и команд, принятых донесений.
Речевая информация в аналоговом виде, с микрофона гарнитуры через усилитель поступает в звуковой модуль системного блока АРМ 6 или 8 КИО, оцифровывается, кодируется, упаковывается в IP-пакеты и передается по сети Ethernet на один из М канальных блоков, в котором происходит распаковка принятых сообщений, коммутация оцифрованной речевой информации либо на соответствующий радиоканал, выбранный оператором АРМ 6 или 8 КИО для ведения открытой речевой связи, либо сначала на блок 42 криптозащиты речи, а затем на радиоканал, выбранный оператором АРМ 6 или 8 КИО для ведения закрытой речевой связи.
Блок 42 криптозащиты предназначен для защиты речевой информации и телекодовых данных, передаваемых по симплексным каналам связи МВ2-ДМВ1, ДМВ2 и ДКМВ диапазонов.
Выпрямитель 48 предназначен для преобразования сети переменного тока в постоянное напряжение и заряда аккумулятора 49, питание которого используется, например, в аварийных случаях и при транспортировании комплекса.
Для обеспечении устойчивой работы НКВС при одновременном пропадании сети переменного тока на входах 43 и 44 установлены соответствующие источники 47 бесперебойного питания подключенные к входам питающих напряжения основной и резервной наземных станций 18 и 19, наземной станции 13 ДМВ2 диапазона, АРМ 5 ОС, первого и второго АРМ 6 и 8 КИО.
Входы/выходы 33 комплекса для потребителей информации совместно с последовательно соединенными блоком 10 преобразования форматов и маршрутизатором 11 образуют многоканальную единую мультисервисную магистраль для автоматизированного управления аппаратурой комплекса и средствами передачи данных и речевой информации.
Для контроля функционирования каналов обмена данными организуется передача в эфир последовательно через каждый из М канальных блоков 22 тестовых сообщений "Проверка связи" и прием этих сообщений через другой аналогичный канальный блок 22. Качество функционирования каналов обмена данными оценивается путем сравнения количества и качества переданных и принятых сообщений.
Узлы 1, 3, 7, 9-12, 17-19, 21-22, 26-32 и вход/выход 33 по назначению и структуре одинаковые с прототипом. Они могут быть реализованы программно и на известных серийных элементах и модулях. Введенные станция 13, узлы 2, 4-6, 8, 13-16, 20, 23-25, 34-50 могут быть реализованы программно и на известных серийных устройствах, например, ПЭВМ «Багет-01» с дополнительными модулями. Построение гибкоперестраиваемых и широкодиапазонных приемников и передатчиков известно, например, радиостанция M3TR (М3-multiband, multimode, multifunction) компании Rohde & Schwarz со сменой режима работы за счет загрузки соответствующего программного обеспечения [6,7]. В качестве приемника 24 может быть использована аппаратура МРК-17М, предназначенная для определения координат местоположения НКВС и вектора путевой скорости (при движении) по радиосигналам навигационных космических аппаратов (НКА) глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС (Россия) и GPS (США), передаваемым в диапазоне L1, в любом районе земного шара, в любой момент времени, независимо от метеоусловий для выдачи их на устройства индикации и внешним потребителям с дискретностью 1 с. Модули 4 молниезащиты могут быть выполнены на устройстве защиты РКВ-10,000 для ДКМВ диапазона и устройстве защиты РДМ-600 для МВ2-ДМВ1, ДМВ2 диапазонов.
Антенны ДКМВ, ДМВ2 и МВ2-ДМВ1 диапазонов размещены на антенно-мачтовых устройствах, которые оснащены соответствующими молниеотводами, которые обеспечивают стойкость их к воздействию токов молниевых разрядов.
Антенна ДКМВ диапазона, например, может состоять из двух симметричных вибраторов одинаковой длины, выполненных в виде четырех наклонных лучей, и симметрирующего устройства. Диаграмма направленности такой антенны в горизонтальной плоскости близка к круговой.
НКВС создает единое информационное пространство для ЛА и сопрягаемых с ним объектов, повышает эффективность применения ЛА, обеспечивая решение следующих основных задач:
- повышение помехозащищенности за счет введения наземной станции нового ДМВ2 диапазона и постоянного анализа качества радиоканалов связи и автоматического перехода на свободные от помех частоты;
- прием информации о местоположении и параметрах полета взаимодействующих ЛА, донесений о проходе промежуточных пунктов маршрута, аварийных донесений;
- повышение аппаратной надежности и оперативности связи за счет дублирования функций рабочих мест операторов;
- вывод одиночных ЛА (групп) в район назначения;
- упрощение управления аппаратурой комплекса и средствами передачи данных и речевой информации за счет введения многоканальной единой мультисервисной магистрали;
- молниезащита;
- защита оборудования при пропадании одновременно первичного напряжения от двух источников;
- доведение целеуказаний от НКВС до взаимодействующих ЛА.
В упрощенном варианте комплектации М канальных блоков могут быть заменены на М соответствующих радиостанций, управляемых с помощью АРМ ОС или аналогичного устройства.
Единое информационное пространство основано на едином перечне информационных сообщений "НКВС-ЛА" с общей нумерацией:
- на унифицированной структуре кодограмм и процедурах информационного обмена в радиосетях со сквозной адресацией абонентов;
- на единых алгоритмах помехоустойчивого кодирования данных в радиоканалах с обнаружением и исправлением ошибок, обеспечивающих требуемую надежность радиосвязи;
- на взаимно согласованных радиоданных для ЛА и НКВС, учитывающих требуемое количество и параметры радиосетей.
На момент подачи заявки предлагаемые технические решения, алгоритмы функционирования и фрагменты соответствующего программного обеспечения заявляемого комплекса реализуются в разрабатываемом наземном комплексе воздушной связи НКВС-27.
Литература:
1. Патент РФ №2195774.
2. Патент РФ №2245001.
3. Патент РФ №2308175.
4. Патент РФ на полезную модель №124097 (прототип).
5. Б.И. Кузьмин. «Сети и системы цифровой электросвязи», часть 1 «Концепция ИКАО CNS/ATM. Москва - Санкт-Петербург: - ОАО «НИИЭР», 1999. - 206 с.
6. В.В. Бочкарев, Г.А. Крыжановский, Н.Н. Сухих. Автоматизированное управление движением авиационного транспорта. М.: - Транспорт, 1999. 319 с.
7. А.В. Кейстович, Л.М. Вдовин. Требования к характеристикам многорежимной наземной станции для организации ОВЧ линий передачи данных «воздух-земля». / Сборник статей V Международной научно-технической конференции «Кибернетика и технологии XXI века». Воронеж. 2004. с. 495-500.
8. Программа SPEAKeasy. Международный симпозиум по современным технологиям радиосвязи. Научно-исследовательская лаборатория ROME ВВС США. //Internet/-2002 г.