СПУТНИКОВАЯ ПОИСКОВО-СПАСАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА И СПОСОБ ЕЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ
SATELLITE SEARCH AND RESCUE SYSTEM AND METHOD OF ITS OPERATION

Изобретение относится к области спутниковых поисково-спасательных систем на основе аварийных спасательных буев (АСБ), предназначенных для передачи сигналов бедствия в системе КОСПАС-SARSAT при крушении, потоплении плавательных, воздушных и прочих подвижных объектов с/без экипажа.
В случае возникновении нештатной ситуации на судне, происходит автоматическое отделение АСБ от установочной капсулы, расположенной на судне, и после попадания в воду происходит автоматическое включение АСБ.
После включения АСБ начинает автоматическую передачу сигналов о бедствии. Сигналы поступают на борт искусственного спутника земли (ИСЗ) системы КОСПАС-SARSAT, после чего происходит обработка сообщения, которое дополняется значением времени приема, и измерение значения несущей частоты АСБ. Коды сообщения и частоты, дополненные кодом времени приема информации, ретранслируются на наземные станции приема и обработки информации (СПОИ), где определяются координаты места излучения сигналов бедствия, и происходит расшифровка содержания сообщения. При отсутствии радиовидимости ИСЗ наземной станции в момент сеанса связи информация от АСБ запоминается на борту ИСЗ и при вхождении в зону радиовидимости передается на СПОИ. Кроме этого, на геостационарной орбите в плоскости экватора находятся спутники-ретрансляторы (83°Е, 135°Е, 75°W). Этим обеспечивается работа системы КОСПАС-SARSAT в глобальном масштабе. Полученная на СПОИ информация по наземным каналам связи немедленно передается в региональные поисково-спасательные службы.
При возникновении аварийной ситуации на судне, АСБ отделяется из установочной капсулы, расположенной на судне, вручную переключателем расположенном на АСБ или под водой на глубине от 5 метров и глубже. После всплытия или активации вручную происходит передача информации по радиоканалу на борт ИСЗ КОСПАС-SARSAT: международный код страны пользователя, индивидуальный номер данного экземпляра АСБ, регистрационный код судна, либо код цифрового избирательного вызова. В патентах [1] и [2] сделано существенное усложнение электронных схем АСБ для улучшения их обнаружения, что приводит к
их удорожанию, однако сама система КОСПАС-SARSAT имеет допуски по обнаружению до 1,5-2 часов, что делает это усложнение неэффективным.
Наиболее близкими по функциональным и конструктивным характеристикам к предлагаемым системе и способу являются система и способ, представленные в статье [3].
В статье [3] описана система спасения, включающая АСБ для передачи через искусственные спутники Земли системы КОСПАС- SARSAT на станции приема и обработки информации (СПОИ) аварийного сообщения и привода спасательных средств к месту бедствия. АСБ содержит микроконтроллер, который включает передатчик КОСПАС-SARSAT в заданные моменты времени. АСБ питается от аккумуляторных или обычных батарей.
Изначально точность определения системой КОСПАС-SARSAT предполагаемого места крушения составляла около 5 морских миль, что, принимая во внимание задержку по времени доведения информации и времени доставки средств спасения к месту крушения, во многих случаях являлось недостаточным. Поэтому разработчики для повышения точности определения местоположения АСБ стали вводить в их состав спутниковые приемники систем глобального позиционирования: GPS, ГЛОНАСС, Галилео.
Несмотря на очевидное достоинство системы в виде глобального охвата всего земного шара, следует отметить и очевидный недостаток: время задержки доставки информации может достигать до 1,5 ч - в северном и до 2 ч - в южном полушариях.
Поскольку задача заявляемой системы - спасение людей и последующее обнаружение объектов потерпевших бедствие, существенным фактором является скорость обнаружения АСБ системой КОСПАС-SARSAT и передача сообщения в СПОИ, которые во многих случаях являются недостаточными
Задача изобретения - повышение вероятности доставки сообщения в СПОИ с точными координатами срабатывания (активации) АСБ и текущим местоположением АСБ.
Техническим результатом является повышение вероятности доведения сообщения о бедствии в СПОИ, необходимого для обнаружения АСБ и повышение вероятности точного определения местоположения аварийного спасательного буя.
Для обеспечения заявленного технического результата в спутниковую поисково-спасательную систему, содержащую космическую спутниковую систему (КСС) КОСПАС-SARSAT, связанный с ней по радиоканалу аварийный
спасательный буй (АСБ), включающий микроконтроллер и соединенный с ним радиопередатчик и антенно-фидерное устройство (АФУ), а также наземные станции приема и обработки информации (СПОИ), связанные КСС КОСПАС-SARSAT по каналу связи, введены новые признаки, а именно: в ее состав введена Российская многофункциональная система персональной спутниковой связи (МСПСС) «Гонец», а в АСБ введен абонентский терминал МСПСС «Гонец», и коммутатор АФУ, при этом второй выход микроконтроллера соединен с абонентским терминалом МСПСС «Гонец», а выход радиопередатчика КСС КОСПАС-SARSAT и выход абонентского терминала МСПСС «Гонец» соединены с первым и вторым двусторонними входами коммутатора АФУ, соответственно.
Также предложен способ функционирования спутниковой поисково-спасательной системы, заключающийся в том, что при возникновении аварийной ситуации АСБ активируют и с помощью его радиопередатчика передают на КСС КОСПАС-SARSAT сигнал бедствия, который посредством КСС КОСПАС-SARSAT транслируют на СПОИ, где принимают решение о мерах спасения, в котором дополнительно с определенной периодичностью, излучают сигнал в МСПСС «Гонец», для чего коммутатором АФУ переключают на передачу сигнала на введенный абонентский терминал МСПСС «Гонец», который также транслируют на СПОИ, а решение о мерах спасения на СПОИ принимают по результатам информации, полученной от КСС КОСПАС-SARSAT и МСПСС «Гонец» совместно.
Включение в состав АСБ абонентского терминала МСПСС «Гонец» позволяет получить дополнительный канал оповещения о бедствии (помимо канала системы КОСПАС-SARSAT). Использование одновременно двух спутниковых систем позволяет повышать вероятность доставки сигнала бедствия до поисково-спасательных служб и увеличивает вероятность точного определения местоположения крушения и текущего положения АСБ.
Сущность изобретения поясняется фиг. 1, на которой приведено схематическое изображение заявленной системы, а на фиг. 2 - структурная схема АСБ.
Как показано на фиг. 1 в заявленную систему входят спутники системы КОСПАС-SARSAT АСБ, МСПСС «Гонец» и СПОИ.
АСБ содержит (фиг. 2) аккумуляторную батарею 1, соединенную по питанию с микроконтроллером 2. С первым и вторым выходами микроконтроллера соединены двусторонними связями передатчик КОСПАС-SARSAT - 3 и абонентский терминал МСПСС «Гонец» - 4. Через определенные промежутки времени Микроконтроллер 2
включает абонентский терминал МСПСС «Гонец» - 4, основное время АСБ работает на КСС КОСПАС-SARSAT - 3. Коммутатор АФУ - 5 попеременно коммутирует выходы передатчика КОСПАС-SARSAT - 3 или абонентского терминала МСПСС «Гонец» - 4 на АФУ - 6.
Заявленная спутниковая поисково-спасательная система функционирует следующим образом. Во время аварии на объекте вручную или автоматически отделяется АСБ. После погружения в воду АСБ формирует сигнал бедствия и передает его в систему КСС КОСПАС-SARSAT, в определенные промежутки времени, АСБ переключается и дублирует сигнал бедствия через систему МСПСС «Гонец». СПОИ получает одновременно информацию по двум спутниковым системам с точными координатами бедствия и с текущим положением буя. Обладая точными координатами службам спасения известно о точном месте крушения и текущем положении АСБ, который может находится с потерпевшими бедствие людьми.
Российская многофункциональная система персональной спутниковой связи (МСПСС) «Гонец», построенная на базе низкоорбитальных космических аппаратов (КА). Основным назначением системы «Гонец» является обеспечение связью зон вне покрытия наземными сетями GSM, предоставление связной среды для российской системы координатно-временного обеспечения ГЛОНАСС и связь со стационарными и мобильными абонентами, находящимися в труднодоступных регионах.
При нахождении передающего и принимающего терминалов в зоне радиовидимости одного КА время доставки сообщения составляет 1-2 мин. Время ожидания сеанса связи абонентом на территории России для системы с 12 КА составляет от 0 (на северной границе) до 15 мин (на южной границе России).
Точность указания места аварии при использовании канала связи системы «Гонец» составляет единицы метров, в отличие от системы КОСПАС-SARSAT, предназначенной для обнаружения и определения местоположения судов, самолетов, других объектов, потерпевших аварию, где геостационарные и низкоорбитальные спутники позволяют обнаруживать сигналы и определять местоположение АСБ с точностью до 5 километров.
Принципиальным является то, что система «Гонец» осуществляет ретрансляцию сигналов от АСБ в центры сбора данных Международной космической системы поиска и спасения КОСПАС-SARSAT, что позволяет
отслеживать перемещение абонентов системы и, при необходимости, получать сигналы бедствия.
Включение в состав АСБ абонентского терминала системы «Гонец» позволит получить дополнительный канал оповещения о бедствии (помимо канала системы КОСПАС-SARSAT), позволит повысить вероятность доставки сигнала бедствия до поисково-спасательных служб и увеличить вероятность точного определения местоположения крушения.
Совместное применение в составе АСБ абонентского терминала системы «Гонец» вместе с абонентским терминалом системы КОСПАС-SARSAT позволяет:
- повышает вероятность доведения сообщения.
- увеличить вероятность точного определения местоположения судна (плота) и, как следствие, вероятность его обнаружения.
Таким образом, осуществляется одновременная работа в системе КОСПАС-SARSAT и ССС «Гонец».
Источники информации
1. Патент РФ №2282870, опубликован 27.08.2006,
2. Патент РФ №2438144, опубликован 27.12.2011,
3. Патент РФ №2496116, опубликован 20.10.2013, прототип.