Поиск

Интегрированная радионавигационная система для регионов

В предыдущей статье («Авиаглобус» № 10, 2004 год) были рассмотрены вопросы интеграции наземных и космических радионавигационных систем. Отмечалось, что одним из основных компонентов интегрированной информационной радионавигационной системы (ИИ РНС ) станет модернизируемая в настоящее время импульсно-фазовая радионавигационная система (ИФРНС ) «Чайка», рабочие зоны которой охватывают значительную часть территории России и приграничных государств.

Сергей ЗАРУБИН, зам. начальника научно-исследовательского отделения ИИРНС; Андрей ЗЫКОВ, начальник сектора НИО ИИРНС; Андрей КАБИРОВ, зам.генерального директора ОАО «РИРВ»; Александр ЧОГЛОКОВ, ведущий инженер НИО ИИРНС; Наталья ШВЕЦОВА, инженер НИО ИИРНС.

Интеграция радионавигационных систем на территории всей РФ - масштабная государственная задача, которую предстоит решить в ближайшие 5-7 лет. Однако, уже сейчас на базе аппаратуры, разрабатываемой в ОАО «РИРВ» (г.Санкт-Петербург), возможно создание региональных ИИРНС. Это позволит повысить безопасность транспортных перевозок, экономить топливо и повысить эффективность управления.

В этой статье мы познакомим читателей с основными компонентами региональной ИИРНС - передающей станцией и аппаратурой потребителя.
   
Передающая станция интегрированной радионавигационной системы создает информационный канал (ИК), основным назначением которого является передача потребителям дифференциальных поправок (ДП) к сигналам спутниковых навигационных систем (СНС). Он также может быть использован для передачи любой оперативной информации. Кроме того, по сигналам станций ИФРНС можно обеспечивать синхронизацию работы пространственно разнесенных объектов и высокоточную привязку временной шкалы потребителей к системной шкале времени ГЛОНАСС (GPS).

Основными достоинствами канала являются: большая дальность действия, в отличие от радиомаяков и УКВ-станций, и обеспечение значительных рабочих зон на континентальной части РФ. Это возможно за счет большой мощности навигационных сигналов импульсно-фазовых станций и использования корректирующих кодов, позволяющих восстанавливать в точке приема искаженную помехами информацию, а также защищать канал от несанкционированного доступа.

Даже небольшая скорость передачи информации (19-50 бит/с) достаточна для организации эффективного дифференциального режима СНС. При необходимости скорость передачи можно увеличить до 200-250 бит/с, но это повлечет значительное усложнение и удорожание передающей и приемной аппаратуры.

В ближайшие годы подобную структуру будут иметь все передающие станции ИФРНС «Чайка». В 2005 году в «ОАО» РИРВ будет изготовлена мобильная передающая станция (Рис. 1), которая может использоваться, как для создания новых интегрированных информационных РНС, так и для расширения возможностей импульсно-фазовых РНС и создания на их основе интегрированных информационных радионавигационных систем.

Станция размещается в модулях-контейнерах, которые могут перевозиться любым видом транспорта, например, на автомобилях «КАМАЗ». В состав мобильной передающей станции, помимо радиотехнической аппаратуры, входят две автоматизированные дизельные электростанции и пункт управления, оборудованный коротковолновой радиостанцией, необходимой оргтехникой и местами для отдыха личного состава. Управление аппаратурой ИИРНС осуществляется с центрального пульта управления (ЦПУ) на базе персональной ЭВМ. Передаваемая потребителям информация может быть введена автоматически через модем или вручную с ЦПУ.

Станция может быть развернута в любом регионе РФ с подготовленной площадкой для передающей антенны. Для создания в регионе собственного высокоточного навигационно-временно-го поля требуется две-три таких станции. При этом, точность определения координат при совместной обработке сигналов ИФРНС и спутниковых навигационных систем составит от 2 до 5 метров в плане и от 3 до 7 метров по высоте. В свою очередь, потребитель должен быть оснащен либо интегрированным приемником ИФРНС/СНС, либо специальным приемником, основные характеристики которого рассмотрены ниже. Отметим, что сигналы ИФРНС в интегрированной аппаратуре потребителя могут использоваться как сигналы псевдоспутников, что особенно важно при неполном оснащении спутниками ГЛОНАСС или в условиях их ограниченной видимости.

Как пример, на Рис. 2 представлена рабочая зона интегрированной информационной РНС, создаваемой на севере России на основе действующих станций импульсно-фазовых РНС «Чайка». Размещение нескольких дополнительных станций и изменение конфигурации существующих цепей ИФРНС «Чайка» (Рис.3) позволило бы обеспечить высокоточной навигационно-временной информацией весь северный регион РФ от Мурманска до Чукотки.
   
Теперь о приемниках. Аппаратура потребителя - это приемники контрольно-корректирующей информации (ПККИ), в первую очередь, сообщений с поправками к сигналам спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС/ GPS.

В ОАО «РИРВ» проектируются ПККИ, ориентированные на прием сообщений, передаваемых в формате сигналов ИФРНС «Чайка» и LORAN-C. Предусматривается выпуск приемников различных по конструкции и с разными типами антенн - штырьевой, шлей-фовой или магнитной с управляемой диаграммой направленности. Все типы приемников будут обеспечивать:

  •    прием, автоматическое распознавание формата передачи ККИ (EUROFIX или «Чайка») и выдачу сообщений с поправками спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС/GPS в стандарте RTCM SC-104 ;
  •    прием и выдачу на пульт оператора (штурмана) и (или) в бортовой навигационный комплекс (БНК) оперативной информации в текстовом или кодированном виде;
  •    автоматический выбор/переход на прием сигналов ближайшей станции ИФРНC, передающей контрольно-корректирующую информацию спутниковых навигационных систем;
  •    возможность адаптации к бортовой сети носителя при потребляемой мощности в пределах 3-5 Вт.
Первый экспериментальный образец приемников ККИ был разработан и изготовлен в РИРВ в 2002 году на базе мини ЭВМ типа РС-510 фирмы Octagon США. Сейчас ОАО «РИРВ» работает над созданием приемников контрольно-корректирующей информации на основе цифровых процессоров и технологии «система на кристалле». Пример унифицированного электронного модуля для реализации «Системы на кристалле» приведен на Рис. 4.

Электронные модули позволят принять контрольно-корректирующую информацию от спутниковой навигационной системы, от станций ИФРНС или радиомаяков. Перепрограммирование приемника будет происходить либо автоматически, либо по командам с бортового навигационного комплекса. Первые образцы планируется выпустить в 2006 году. Использование технологии «система на кристалле» позволит существенно уменьшить массу, габариты и цену конечных продуктов.

Для контроля сигналов от станций интегрированных информационных РНС, настройки и испытаний аппаратуры потребителя, а также для обучения штурманов и персонала станций в ОАО «РИРВ» создаются «виртуальные» приборы с минимизированной аппаратной частью и обработкой сигналов в ПЭВМ. Это позволяет изменять свойства приборов путем замены управляющих программ, что резко сокращает сроки и стоимость разработки. В 2004 году разработан и изготовлен имитатор сигналов наземных станций ИИРНС (Рис. 5), а сейчас ведутся работы по созданию контрольного приемника для импульсно-фазовой радионавигационной системы. 

ОАО «Российский институт радионавигации и времени».
191124, г. Санкт-Петербург,
пл. Растрелли, д.2.
Тел. (812): 271-93-36; факс: 274-95-96.
АТ: 821001 RTIME
E-mail: office@rirt.ru
Интернет: www.rirt.ru.


Источник: Журнал Авиаглобус, январь 2005