Международная служба спасения КОСПАС
advertisement
Група 102 ФАТТ Представляет Международная служба спасения КОСПАС-SARSAT КОСПАС-SARSAT (КОСПАС: Космическая система для поиска судов в бедствии, SARSAT: Поисково-спасательная спутниковая система слежения) система - спутниковая система слежения для поиска и спасения (SAR), предназначенная для определения местоположения маяков бедствия передающих на частотах 121,5 MHz или 406 MHz. Некоторые маяки также передают на 243 MHz, но этот сигнал передается только спутниками SARSAT и не все LUTs оборудованы приемниками на частоту 243 MHz, которая используется так же, как 121,5 MHz. Система КОСПАС-SARSAT предназначена для обслуживания всех организаций в мире, ответственных за SAR операции, происходит ли бедствие в море, в воздухе или на земле. История создания КоспасСарсат Начало использования системы Коспас-Сарсат относят к 9 сентября 1972 года, когда легкий самолет, на борту которого было двое членов Конгресса США, потерпел аварию в удаленном районе Аляски. Были предприняты очень серьезные меры по спасению, но никаких следов людей и обломков самолёта тогда обнаружено не было. Реакцией на эту трагедию стало принятие Конгрессом Соединенных Штатов закона о том, что вся авиация США должна обязательно иметь на своем борту аварийные радиопередающие устройства (маяки) АРМ. Эти устройства разрабатывались, чтобы автоматически активизироваться в случае аварии для передачи сигнала бедствия. В то время, когда спутниковая технология была все еще в самом начале своего развития, частота выбранная для передачи сигналов АРМ была 121.5 МГц, которая так же была известна как Международная авиационная частота бедствия. Система работала, но имела много разных ограничений: частота была слишком загромождена, не было средств для определения источника сигнала, и что самое важное, другая авиация, проводящая поисково-спасательные мероприятия, должна быть в пределах зоны уверенного приема сигнала. После нескольких лет использования, ограничения 121.5 МГц АРМ начали уже перевешивать их полезные качества. В это время как раз и подоспело решение о создании спутниковой поисковоспасательной системы. По замыслу создателей, она должна была работать на частоте 406 МГц, зарезервированной только для сигналов бедствия, в системе будет использоваться цифровой сигнал, обеспечивающий глобальный охват поверхности Земли и дающий однозначность определения источника аварийного сообщения. Данный принцип лег в основу создания КоспасСарсат. Система Сарсат была разработана при совместном участии США, Канады и Франции в 1977 году. Одновременно, параллельно системе Сарсат, в Советском Союзе разрабатывалась система Коспас. В 1979 году, было принято решение объединить эти системы в глобальную спутниковую систему поиска и спасения, названную Коспас-Сарсат, и 1984 система была объявлена полностью работающей. Хотя спутники Коспас-Сарсат первоначально разрабатывались только для функционирования на частоте 406 МГц, впоследствии было принято решение о совместимости с тысячами 121.5 МГц маяков, уже находящимися в использовании. По этой причине, в приемо-передающей аппаратуре спутника так же была заложена возможность приема сигналов бедствия по каналу 121.5 МГц. В Соединенных Штатах, система Сарсат была разработана Национальным Аэрокосмическим Агентством (NASA). Как только система стала функциональной, управление было передано Национальной Администрации по исследованию атмосферы и океана США (NOAA), где она сейчас и находится. В настоящее время в компьютерной базе NOAA зарегистрировано свыше 314000 АРБ, работающих на частоте 406 МГц. В соответствии с требованиями Международной Морской организации (IMO), в 1986 г. было принято решение об использовании частоты 406 МГц и для аварийных морских спутниковых радиобуев (АРБ). ИМО также решило включить Коспас-Сарсат в состав Глобальной морской системы связи при бедствии и для обеспечения безопасности (ГМССБ). Это означает, что все морские суда с этой даты обязаны иметь на своем борту АРБ-406. Организация Коспас-Сарсат продолжала расти. К четырем странам, основавшим систему, в последствии присоединилось 33 других страны (всего на настоящее время - 37), которые в настоящее время обслуживают 37 станций наземного слежения и 25 координационных центров во всем мире. К настоящему же времени, при использовании системы КоспасСарсат было спасено 15700 человек в 4500 поисково-спасательных операциях (ПСО) всему миру. Важность создания систем поиска аварийных объектов подчёркивается тем фактом, что аварийность морского и авиационного транспорта продолжает оставаться сравнительно высокой: ежегодно в результате кораблекрушений, столкновений и пожаров гибнут сотни судов и самолетов, тысячи людей. Спасение терпящих бедствие людей на морях и океанах, в воздушной среде и на континентах стало интернациональной, межгосударственной задачей. Система Коспас-Сарсат приобрела огромную ценность для поисково-спасательных служб и самих терпящих бедствие людей! Первый Космический аппарат системы КОСПАС был запущен в 1982 г., спутник системы SARSAT - в 1983 г. Россия, являясь правоприемницей СССР в международном договоре по "КОСПАС-САРСАТ", успешно выполняет свои обязательства по активному участию в эксплуатации и развитии космического и наземного сегментов системы. В настоящее время развернуты работы по проекту 2001-2005г.г. по созданию спутниковой системы поиска и спасения потерпевших аварию морских, воздушных и сухопутных объектов на базе малых космических аппаратов нового поколения. За время эксплуатации системы по всему миру было спасено более 14 тыс. человек. На сегодняшний день 33 страны входят в число стран участниц международной системы "КОСПАС-САРСАТ". Вместе с ростом количества пользователей, система "КОСПАССАРСАТ" постоянно расширяет свои возможности по количеству обрабатываемых сигналов, надежности радиоприема, точности определения координат, полноте охвата земной поверхности, функциональным возможностям, интеграции с другими космическими системами (ГЛОНАСС, Курс, Галилей, GPS). Участники системы с российской стороны: Российский НИИ Космического приборостроения - разработчик космической системы КОСПАС. ПО "Полет" - головная организация по разработке и модернизации космического аппарата. ФГУП "МОРСВЯЗЬСПУТНИК" - координация работ и международное сотрудничество со стороны России по программе "КОСПАС-САРСАТ". Система КОСПАС (КОсмическая Система Поиска Аварийных Судов) предназначена для обнаружения судов и самолетов, терпящих бедствие в любой точке земного шара, приема аварийного сообщения и определения с заданной точностью координат места бедствия с целью существенного (до 10 раз) сокращения времени проведения поисковых операций по сравнению с традиционными методами. Быстрое определение координат места бедствия повышает шансы на выживание потерпевших бедствие, значительно сокращает расходы на поисковые работы, а также снижает риск аварий для экипажей самих поисковых судов и самолетов. Для России, располагающей большими малонаселенными территориями суши и большими площадями акваторий морей Мирового океана, создание эффективной системы поиска и спасения имеет большое социальное и хозяйственное значение. Система КОСПАС в официальных документах получила название "Надежда", ее модернизированный вариант - "Надежда-М". Система КОСПАС создавалась как самостоятельная система одновременно с аналогичной по задачам американо-канадо-французской системой SARSAT (Search And Rescue Satellite-Aided Tracking). Но в то же время обе системы разрабатывались как взаимодействующие по единым согласованным требованиям, что позволило обеспечить их полную техническую совместимость и, в конечном счете, создать единую глобальную международную систему КОСПАС-SARSAT. Летные испытания системы КОСПАС начались 30 июня 1982 г. с запуска отечественного искусственного спутника Земли (ИСЗ) КОСПАС-1 (КОСМОС1383). В 1984 г. система КОСПАС была принята в опытную, а в 1987 г. в штатную эксплуатацию в СССР. В июле 1988 г. было подписано новое, ныне действующее Межправительственное соглашение между СССР, США, Канадой и Францией о сотрудничестве и использовании системы КОСПАС-SARSAT в интересах всего мирового сообщества. Соглашение действует в течении 15 лет и автоматически продлевается на последующие пятилетние периоды. Депозитариями соглашения стали Международная морская организация (ИMO) и Международная организация гражданской авиации (ИKAO). Соглашение зарегистрировано в Организации Объединенных Наций. В ноябре 1988 г. ИМО и ИКАО приняли решение об обязательном использовании всеми судами (с 1995 г.) и самолетами (с 2005 г.) системы КОСПАС-SARSAT. В январе 1992 г. Российская Федерация приняла на себя права и обязательства по данному межправительственному соглашению. Основная кооперация участников разработки, внедрения и эксплуатации системы КОСПАС ("Надежда", "Надежда-М") возглавляется Федеральным государственным унитарным предприятием "Российский научноисследовательский институт космического приборостроения" Росавиакосмоса. Основная научно-техническая идея системы заключается в использовании нескольких спутников, расположенных на круговых околополярных орбитах высотой 800-1000 км и оснащенных радиотехнической аппаратурой для обнаружения сигналов бедствия, передаваемых аварийными радиопередатчиками (радиобуями) АРБ, устанавливаемыми на судах и самолетах. АРБ включаются во время бедствия автоматически или ручным способом. По измеренным в приемной спутниковой аппаратуре значениям доплеровского сдвига частоты радиосигнала АРБ, который возникает за счет взаимного движения спутника по орбите относительно малоподвижного АРБ, на наземной станции приема и обработки информации (СПОИ), куда ретранслируется аварийный сигнал, определяются координаты места бедствия. Эти координаты передаются в национальные Центры системы, в России - в международный координационно-вычислительный центр (МКВЦ), а после анализа - в соответствующие поисково-спасательные службы. Система КОСПАС обеспечивает работу с двумя типами АРБ. Во-первых, используются эксплуатирующиеся с 70-х годов, в основном в авиации, источники аварийных сигналов на частоте 121,5 МГц (АРБ-121). Всего в мире около 600 тыс. таких АРБ. Во-вторых, это АРБ нового типа, специально созданные для системы КОСПАС и работающие на частоте 406 МГц (АРБ-406). АРБ-406 излучают посылки один раз в 50 с; эти посылки содержат в обязательном порядке информацию о страневладелице АРБ, типе судна и номере терпящего бедствие объекта. Система КОСПАС работает в двух режимах: 1. 2. режиме ретрансляции в реальном времени аварийных сигналов АРБ-121 и АРБ-406 через бортовой радиокомплекс РК-С в совместной зоне видимости АРБ-спутник-СПОИ; режиме обслуживания объектов, находящихся вне зоны совместной видимости АРБ-спутник-СПОИ, с приемом и полной обработкой на борту ИСЗ сигналов от АРБ-406, запоминанием результатов обработки (доплеровский сдвиг частоты, посылка АРБ и время) в бортовом запоминающем устройстве и передачей этих данных на СПОИ, когда спутник входит в ее зону видимости. Основные результаты разработки и эксплуатации системы сводятся к следующему: В соответствии с Межправительственным соглашением, создана глобальная международная спутниковая система поиска и спасания терпящих бедствие судов и самолетов КОСПАС-SARSAT, обеспечивающая в типичных аварийных ситуациях существенное (до 10 раз) сокращение времени и материальных затрат на проведение поисково-спасательных операций по сравнению с традиционными методами. За 20 лет эксплуатации благодаря системе КОСПАС-SARSAT спасено более 14000 человек - граждан всего мира, из них более 600 граждан России и СНГ, что свидетельствует о ее социальной и экономической эффективности. В настоящее время в системе участвуют 33 страны. Российская часть этой международной системы - КОСПАС ("Надежда"), в течение 20 лет обеспечивает выполнение международных обязательств СССР, а затем России, по поддержанию космического и наземного сегментов путем постоянного обеспечения не менее 2-х спутников на орбите в составе космической группировки КОСПАС-SARSAT и эксплуатации трех наземных пунктов приема и обработки информации и одного международного координационно-вычислительного центра. Все работы проводились и проводятся на основании постановлений и решений правительственных органов и в рамках Федеральной космической программы ("Надежда", "Надежда-М"). Первый запуск спутника международной системы был отечественным ("КОСМОС-1383", 1982), он же обеспечил первое реальное спасение людей - граждан Канады. При создании системы КОСПАС были использованы новые технические решения и технологии, обеспечившие мировой уровень разработки: реализована бортовая цифровая двухканальная со свободным доступом радиосистема для обнаружения, обработки и ретрансляции аварийных сигналов до 100 радиобуев типа АРБ-406; разработана технология ретрансляции и наземной цифровой обработки аналоговых сигналов радиобуев типа АРБ-121 при повышенном уровне помех в данном радиодиапазоне; обеспечена полная совместимость и одинаковые технические характеристики спутникового и наземного оборудования систем КОСПАС и SARSAT, достигнутые в условиях отсутствия обмена технологиями и при использовании различных технических решений, позволившие разработать единые спецификации и эксплуатационные документы для всех участников-пользователей объединенной международной системы; Обеспечена высокая надежность функционирования космических аппаратов типа "Цикада"/КОСПАС, позволившая в среднем в 3 раза, по сравнению с гарантированным, увеличить срок их активной работы в орбитальной группировке КОСПАС (6 лет вместо 2-х), что подтверждено запуском спутников за 20 лет эксплуатации системы КОСПАС. Создана аппаратура наземного приемно-вычислительного комплекса первого и второго поколений, позволившая с высокой степенью автоматизации и на мировом уровне обеспечивать работу трех станций приема и обработки информации (СПОИ), установленных в г.г. Москва, Архангельск, Находка. Сеть СПОИ дает возможность оперативного приема аварийных сигналов практически по всей территории России в реальном времени. Создан международный координационно-вычислительный центр (МКВЦ) в г. Москва, а также организована сеть передачи в реальном времени аварийной информации в поисково-спасательные службы Минтранса РФ и Минобороны РФ и обеспечено взаимодействие между МКВЦ и иностранными аварийными службами. Разработано и организовано серийное производство нескольких типов аварийных радиобуев АРБ-406, работающих на двух частотах бедствия - 406 и 121,5 МГц и предназначенных для использования на судах и самолетах. Находится в разработке ряд перспективных конструкций АРБ уменьшенных габаритов. На основе принципов построения, аппаратурных разработок и опыта эксплуатации системы КОСПАС-SARSAT: создана бортовая и наземная аппаратура нового поколения КОСПАС с улучшенными техническими характеристиками ("Надежда-М"), которая поэтапно вводится в эксплуатацию; работа производится в рамках Федеральной космической программы; разработан и в 2000 г. в Росавиакосмосе защищен эскизный проект на новый ракетно-космический комплекс системы КОСПАС, создаваемый на основе специализированного малого космического аппарата "Стерх". Заложены технические основы дальнейшего развития системы КОСПАС путем расширения сферы ее действия на другие виды транспорта (автомобильный, железнодорожный и пр.), другие типы аварий (быстротекущие и т. п.), сокращения времени доставки аварийных сообщений через геостационарные спутники. Система КОСПАС-SARSAT по своей целевой направленности, методам создания и эксплуатации является ярким примером международного сотрудничества в космосе и проверенной моделью организации такого сотрудничества для решения других задач, например, предупреждения о стихийных бедствиях, антропогенных катастрофах и т.п. Представляемая работа подводит итоги 25-летнего этапа исследований, проектирования, производства, испытаний и эксплуатации созданной наземной инфраструктуры, космического сегмента системы и аварийных радиобуев. Перспектива дальнейшей эксплуатации и развития системы определена на период 15-20 лет. Описание и преймущество Главное преимущество системы на 406 MHz, описанной выше - условие глобального охвата Земли, используя ограниченное число полярно орбитальных спутников на низких орбитах. Основное ограничение, которое имела система непрерывного поиска и спасения на полярных спутниках (LEOSAR), это требование большого количества спутников, которые из-за высокой стоимости не могли быть приемлемы для поставщиков услуг КОСПАСSARSAT. Эти соображения заставили участников КОСПАС-SARSAT экспериментировать с 406 MHz ретрансляторами на борту геостационарных (GEO) спутников, с целью расширения 406 MHz LEOSAR системы при обеспечении полной совместимости GEOSAR компонентов с существующим маяками на 406 MHz. 406 MHz GEOSAR система в настоящее время включает: * 406 MHz ретрансляторы на борту трех геостационарных спутников, плюс один в запасе; и * 6 экспериментальных наземных приемных станций (GEOLUTs) в пяти странах, связанных с сетью КОСПАС-SARSAT MCC для получения аварийных сообщений через GEOSAR. GEOSAR спутники имеют способность обеспечить почти немедленное оповещение о бедствии от приведенных в действие существующих 406 MHz маяков, однако без указания местоположения бедствия, так как отсутствует Доплеровский сдвиг частоты. Чтобы полностью использовать преимущества GEOSAR, было определены новые схемы кодирования, позволяющие 406 MHz маякам иметь либо встроенный спутниковый навигационный приемник, либо интерфейс для ввода данных от внешнего навигационного оборудования, и передавать данные о положения в цифровом сообщении на 406 MHz. ОСНОВНАЯ КОНЦЕПЦИЯ СИСТЕМЫ: Основная концепция системы КОСПАС-SARSAT изображена на рис. В настоящее время имеется три типа маяков, а именно Emergency Locator Transmitters (ELTs) (самолетные), EPIRBs (морские) и Personal Locator Beacons (PLBs) (наземные). Эти маяки передают сигналы, которые обнаруживаются полярно орбитальными спутниками КОСПАС-SARSAT, оборудованными подходящими приемниками / процессорами. Сигнаналы ретранслируются на наземные приемные станции, названные Local User Terminal (LUT), которые обрабатывают сигналы, для определения местоположения маяка. Сигнал тревоги вместе с данными о местоположении и другой информацией передется через Mission Control Centеr (MCC) на национальный RCC, другим MCC или соответствующим службам SAR для начала SAR действий. Доплеровский сдвиг (использование относительного движения между спутником и маяком) используется, для определения местоположения маяка. Несущая частота переданная маяком достаточно стабилизирована в течение периода взаимной видимости спутника и маяка. Используемые в настоящее время частоты 121,5 MHz (международная аэронавигационная частота бедствия) и полоса частот 406,0 -406,1 MHz. 406 MHz маяки более сложные чем маяки на 121,5 MHz из-за включения кодов идентификации в сообщениях, но сложность сводится к минимуму. Чтобы оптимизировать Доплеровское определение используются околополярные орбиты. Высота орбиты КОСПАС спутников - приблизительно 1,000km, в то время как у SARSAT спутников примерно 850km. В результате использования низких высот требуется малая мощность оборудования, явно выражен Доплеровский эффект, и короткий интервал между последовательными проходами спутников. Околополярные орбиты обеспечивают полный мировой охват в течение любого периода времени. Номинальная спутниковая конфигурация системы включает четыре спутника, два КОСПАС и два SARSAT. Доплеровская концепция определения местоположения обеспечивает две позиции для каждого маяка: истинное положение и его зеркальное отображение относительно спутникового следа в проекции на землю. Эта двусмысленность решена вычислениями, которые принимают во внимание вращение земли. Если стабильность маяка достаточно хороша, как в случае с 406 MHz маяками, которые разработаны для этой цели, истинное положение может быть определено за один проход спутника. В случае с 121,5 MHz маяками, двусмысленность устраняется после результатов второго прохода, если первая попытка была неудачной. Точность определения местоположения также значительно лучше у 406 MHz маяков. Более лучшие возможности 406 MHz спутниковых EPIRBs - причина, почему эти устройства были отобраны для GMDSS и включены в поправки 1988 к Конвенции SOLAS 1974. СПОСОБЫ ОХВАТА КОСПАС-SARSAT система включает в себя два способа охвата для обнаружения и местоположения буев, а именно способ охвата в реальном времени и глобальный способ охвата. Обе 121,5 и 406 MHz системы работают в реальном масштабе времени, в то время как только 406 MHz система работает в глобальном способе охвата. a. ретрансляция данных на 121,5 MHz в реальном времени Если LUT и маяки видят спутник, спутниковый ретранслятор передает 121,5 MHz EPIRB сигналы непосредственно на землю, где они принимаются и обрабатываются. По этой причине, всемирный охват в реальном масштабе времени, вряд ли, может быть достигнут. b. обработка данных на 406 MHz в реальном времени Как только спутник получает EPIRB сигналы на 406 MHz, происходит измерение Доплеровского сдвига и выделяются цифровые данные из сигнала буя. Эта информация привязанная ко времени, форматируется в цифровые данные и передается репитером в реальном масштабе времени к любому LUT в зоне видимости спутника. Данные одновременно сохраняются на спутнике для более поздней передачи в глобальном способе охвата. c. Глобальный 406 MHz способ охвата 406 MHz система обеспечивает глобальный охват, данные на борту хранятся для последующей отправки и приема LUT. Каждый спутниковый EPIRB может поэтому быть доступен для всех действующих LUT. СПУТНИКОВЫЕ EPIRBs A. 121. MHz EPIRB EPIRBs работающие на 121. MHz - уже в широко распространены. Они используются на борту небольших самолетов и судах и должны удовлетворять национальным спецификациям, основанным на стандартах Международной Организации Гражданской Авиации (ICAO). B. 406 MHz EPIRB Развитие 406 MHz спутниковых EPIRBs было предпринято, чтобы преодолеть некоторые недостатки 121.5 MHz системы. Новые EPIRB были разработаны для спутникового обнаружения и определения местоположения с помощью Доплеровского сдвига и имеют следующие особенности: - Улучшенная точность местоположения и устранение двусмысленности в определении; - Увеличенная емкость системы, то есть, спутником может быть обработано большее число сигналов EPIRB, переданных одновременно; - Глобальный охват; - Уникальная идентификация каждого EPIRB; и - Включение информации о бедствии. 406 MHz спутниковые EPIRBs передают радио (RF) импульс мощностью 5 W и длительностью приблизительно 0.5 с каждые 50 секунд. Улучшенная стабильность частоты гарантирует более высокую точность определения местоположения, в то время как высокая пиковая мощность увеличивает вероятность обнаружения. Короткий цикл передачи обеспечивает хорошую способность множественного доступа, разрешающая способность системы 90 активированных EPIRB одновременно в видимости спутника, и подразумевает низкое потребление мощности. Важная особенность 406 MHz EPIRBs - включение в цифровой формат кодируемого сообщения дополнительной информации, которая может обеспечивать такую информацию как страна происхождения единицы в бедствии, идентификация судна или самолета, характер бедствия и, кроме того, закодированного в соответствии с протоколом местоположения, положения судна как определено его навигационным оборудованием, или составным глобальным навигационным спутниковым приемником системы. Большинство спутниковых EPIRBs, как рекомендуется, является EPIRB с двойной частотой 121.5/406 MHz, хотя включение частоты 121.5 MHz не обязательно. Это позволяет соответственно оборудованным SAR единицам использовать частоту 121.5 MHz для ближнего определения. Поскольку Поисково-Спасательные транспондеры (SART) имеют ограниченный диапазон действия ( примерно 5 морских миль), даются требования ко всем морским спутниковым EPIRBs, работать на частотах 121.5 MHz и 406 MHz. В зависимости от типа буя(морской, авиа или наземный), маяки могут быть активизированы или вручную или автоматически. СПУТНИКОВАЯ ЧАСТЬ SAR контрольно-измерительная аппаратура на борту спутников КОСПАС и SARSAT работает в следующих режимах: - Режим в реальном масштабе времени: 121.5 МГц ретранслятор; - Режим в реальном масштабе времени: обработка данных 406.025 МГц и связь; и - Режим глобального охвата: 406.025 МГц сохранение принятых данных для передачи. Бортовое оборудование спутника состоит из следующих основных подсистем: - Приемники 121.5 МГц; - Приемник/процессор 406.025 МГц и блок памяти; и - 1544.5 МГц бортовой передатчик. A. Приемник 121.5 МГц Этот модуль имеет ширину полосы 25 кГц. Автоматическая установка уровня (ALC) обеспечивает поддержание постоянного уровня на выходе. В. Приемник/процессор 406.025 МГц Функции приемника/процессора следующие: - Демодуляция цифровых сообщений, полученных от буев; - Измерение полученной частоты; и - Регистрация времени измерения. Все эти данные включены в структуру выходного сигнала для передачи с борта к LUT. Структура передается со скоростью 2400 бит/сек в режиме реального масштаба времени и также сохраняется в памяти для более поздней передачи. Бортовая память обрабатывается в том же самом формате и с той же самой скоростью передачи данных как данные в реальном масштабе времени. LUTs таким образом непосредственно принимают сохраненные сообщения буя, полученные в течение полного орбитального витка. Соответствующие биты(флаги) указывают, являются ли данные в реальном масштабе времени или сохраненными и время, в которое запись сохраненных данных была выполнена. Среднее глобальное время ответа для LUTs приема сохраненных и впоследствии переданных данных сигналов 406 МГЦ маяка на КОСПАСSARSAT спутники - 1 час. Лучший случай - приблизительно 30 мин. и самый плохой 2 часа. C. 1544.5 МГц бортовой передатчик 1544.5 МГц передатчик связи принимает входные данные от 406 МГц приемника/процессора и приемника, работающего в другом КОСПАС-SARSAT диапазоне, корректирует относительный уровень мощности в соответствии с командой наземного центра, модулирует низкочастотную несущую в составным сигнале, умножает частоту до 1544.5 МГц, усиливает уровень мощности и управляет связной спутниковой антенной. Космический аппарат "Надежда" Автоматические космические аппараты "Надежда" (17Ф118) являются основным элементом международной спутниковой системы поиска судов и самолетов, терпящих бедствие (система "Надежда"), и космической навигационной системы "Цикада". Основой космических аппаратов "Надежда" послужили спутники "Цикада". Конструктивно они состоят из гермоконтейнера, с установленным в нем приборным блоком, цилиндрического каркаса, фермы с гравитационным устройством, антенно-фидерных устройств и различных внешних датчиков. Гермоконтейнер с помощью фермы и кронштейна установлен внутри цилиндрического каркаса, который одновременно служит и основой для размещения фотопреобразователей солнечной батареи, и профилированной магистралью-радиатором системы терморегулирования. На верхнем днище гермоконтейнера установлена ферма с размещенными на ней магнитным успокоителем и гравитационным устройством. Механизмы гравитационного устройства и внешняя поверхность гермоконтейнера покрыты экрано-вакуумной теплоизоляцией. Космический аппарат "Надежда" обеспечивает: определение координат судов и самолетов, терпящих бедствие в любом районе Земли со среднеквадратической ошибкой не превышающей 2 морские мили (3.6 км); ретрансляцию в реальном масштабе времени сигналов от аварийных радиомаяком (АРМ-121) для определения их координат со среднеквадратической ошибкой не более 11 морских миль (20 км); навигационные определения для морских судов в любых районах Мирового океана, независимо от времени года, суток и метеоусловий. При работе с АРБ-406 спутник принимает и проводит предварительную обработку сигнала с радиобуя. Принятый сигнал может либо ретранслироваться в реальном масштабе времени, либо запоминаться с целью последующей передачи на пункты приема информации (ППИ). Вероятность определения координат АРБ-406 при первом проходе КА в зоне видимости радиобуя составляет не менее 0.99. Сигналы от АРМ-121 ретранслируются в реальном масштабе времени при нахождении в зоне радиовидимости с ППИ. В космической навигационной системе "Цикада" спутник "Надежда" используется в качестве радионавигационной точки. С этой целью он непрерывно излучает навигационный сигнал на двух когерентных частотах в течение всего срока активного существования. При необходимости на борт корабля передаются метки времени и параметры орбит всех спутников систем "Надежда" и "Цикада". Летные испытания космической системы "Надежда" были проведены на трех спутниках "Космос-1383, -1447, -1574", первый из которых был запущен 30 июня 1982 года. Летные испытания были завершены в 1985 году и космическая система была принята в эксплуатацию. Всего на орбиты искусственных спутников Земли было выведено 8 аппаратов данной серии. Основные характеристики: Циклограмма выведения КА "Надежда" на орбиту ЛОКАЛЬНЫЕ ТЕРМИНАЛЫ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ(LUTs) И ЦЕНТРЫ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛЕТОМ(MCCs) Конфигурация и способности каждого LUT различны, в зависимости от определенных требований стран, но форматы сигналов спутников КОСПАС и SARSAT должны гарантированно взаимодействовать между различными спутниками и всеми LUT, отвечающим техническим требованиям КОСПАС-SARSAT. Имеются два типа LUT, те, которые обрабатывают 121.5 МГц и сигналы 406 МГц и, только сообщения на 406 МГц. Для сигнала 121.5 МГц, принимается каждая передача и происходит расчет информации Доплеровского сдвига. Местоположение буя определяется, используя эти данные. Все данные на 406 МГц, полученные из спутниковой памяти при каждом проходе могут быть обработаны в пределах нескольких минут во время прохода. MCCs имеются в каждой стране, использующей по крайней мере один LUT. Их главные функции сбор, хранение и сортировка данных от LUT и других MCC, и обеспечение такими данными SAR сетей. Большинство обработанных данных состоит из: - Аварийные данные: Это - основной термин КОСПАС-SARSAT данные 121.5 и 406 МГц, полученная информация от EPIRB. Аварийные данные включают местоположение маяка и (для 406 МГц EPIRB) другая информация типа данных идентификации маяка и кодированной информации. - Системная информация: Она прежде всего используется, чтобы эффективно обеспечивать операции КОСПАС-SARSAT и обеспечивать пользователей наиболее точными и своевременными аварийными данными насколько возможно. Она состоит из сведенных в таблицу данных (калиброванных по времени) состоящих из местоположения маяка, текущего состояние всех подсистем, и сообщений координации, требуемых, чтобы использовать систему КОСПАС-SARSAT. Центр Управления полетом КОСПАС (CMC) в Москве ответствен за координирование всех КОСПАС действий и обеспечивает связь через SARSAT MCCs для взаимодействия с SARSAT системой. CMC вычисляет и посылает эфемеридные данные спутников КОСПАС другим MCC и LUT, и принимает, обрабатывает и передает SARSAT эфемериды и данные калибровки по времени, полученные от SARSAT MCC к КОСПАС MCCs и LUT. Выделенный MCC в Соединенных Штатах действует как координатор SARSAT спутниковых операций. Он содержит много данных о местоположении 406 МГц EPIRB, используя сохраненные данные, полученные от LUT, распределяет эфемеридные данные, обрабатывает данные калибровки по времени (требуемые для использования SARSAT данных 406 МГц), и отправляет соответствующие результаты другому MCC. Этот MCC действует как основная, исполнительная система взаимодействия между SARSAT и CMC. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМЫ Следующие параметры особенно важны для пользователя: A. вероятность обнаружения EPIRB: Вероятность обнаружения EPIRB для 406 МГц EPIRB определена как вероятность обнаружения LUT по крайней мере одного сообщения с правильным защищенным кодом сообщения от первого прослеженного спутника. B. вероятность определения местоположения EPIRB: Вероятность определения местоположения EPIRB для 406 МГц EPIRB определена как вероятность обнаружения и расшифровки по крайней мере четырех независимых посылок сообщения в течение одного спутникового прохода так, чтобы LUT мог бы произвести расчет кривой Допплера. Для 121.5 МГц, EPIRB вероятность определения местоположения определяется как вероятность определения местоположения в течение спутникового прохода на высоте более чем 10° относительно маяка. Определение местоположения EPIRB имеет два решения ("истина" и "зеркало"), а не однозначный результат. C. Ошибка местоположения EPIRB: Ошибка определения местоположения EPIRB определяется как различие между местоположением, рассчитанным системой, с использованием измерения частоты Допплера и фактического местоположения. D. Вероятность устранения двусмысленности: Вероятность устранения двусмысленности определена как способность системы, выбирать "истину" скорее чем "зеркальное" местоположение. E. Емкость: Емкость определена как число спутниковых EPIRB в общем виде, которые система может обрабатывать одновременно. F. Зона охвата: система 121.5 МГц работает только в реальном масштабе времени, в то время как система 406 МГц работает и в реальном масштабе времени и глобальных режимах (данных ЗУ). Полная зона, обеспеченная КОСПАС-SARSAT системой в режиме в реальном масштабе времени определена количеством и позициями LUT, каждая область покрытия с радиусом приблизительно 2500 км. В глобальном режиме, использующим 406 МГц EPIRB, достигнут глобальный охват, G. Время оповещения: Время оповещения - период от запуска EPIRB (то есть. первой передачи) до приема правильного аварийного сообщения соответствующим RCC. Время оповещения зависит от следующих параметров: - концентрация спутников; - конфигурация LUT; - местоположение EPIRB относительно LUT; - широта EPIRB; и - наземная сеть связи. Рабочие характеристики системы даются в Таблице. Характерискик а Вероятность определен ия 121.5 MHz (не определен а) 406 MHz 0.98 Вероятность местополо жения 0.9 0.9 Точность местополо жения 17.2 км в 90% не более 5 км Неоднозначнос ть определен ия 0.73 0.96 10 90 Емкость Аварийно-спасательные средства. Буи Назначение: АРБ М-406 – морской аварийный радиобуй с устройством автоматического самоотделения предназначен для определения местоположения терпящих бедствие на море объектов с помощью международной спутниковой системы поиска и спасания КОСПАС-САРСАТ. Система КОСПАС-САРСАТ по сигналам АРБ обеспечивает идентификацию аварийного объекта по принадлежности к конкретному потребителю и определение его местоположения. Бортовое оборудование полярно-орбитальных спутников системы КОСПАС-САРСАТ с высокой точностью проводит измерение частоты сигнала радиобуя, демодулирует сообщение и ретранслирует эту информацию на наземные пункты приема. По приращению допплеровских изменений частоты наземные пункты определяют координаты АРБ в любой точке поверхности земного шара с точностью не хуже ± 5 км. Вместе с аварийным сообщением информация о координатах передается поисково-спасательным группам (ППС). По прибытии к месту аварии ППС проводят ближний поиск по сигналам радиомаяка АРБ, работающего на частоте 121,5 МГц. Для визуального обнаружения в темное время суток АРБ-М-406 оснащён светопроблесковым маяком. АРБ-М-406 предназначен для установки на морских судах любого типа, включая яхты. Специальная конструкция корпуса обеспечивает устойчивое поведение АРБ на взволнованной поверхности моря. АРБ-М-406 соответствуют требованиям «Правил по конвенционному оборудованию морских судов», часть 4 «Радиооборудование». АРБ-М-406 соответствуют требованиям IMO, международной конвенции СОЛАС и полностью соответствует требованиям ГМССБ. Состав комплекта: радиобуй АРБ-М-406 устройство самоотделения упаковка комплект ЭТД Конструктивные особенности АРБ-М406: Изделие соответствует требованиям международной спецификации C/S T.001 комитета КОСПАС-САРСАТ, резолюций IМО, требованиям Российского Речного Регистра и Российского Морского Регистра. Изделие соответствует 2 классу по спецификации C/S T.001 КОСПАС-САРСАТ и рассчитано на работу в любых широтах Мирового океана на открытой палубе судна или автономно в открытом море (океане) в условиях: Корпус АРБ-М-406 герметичен, выполнен из материалов стойких к солнечной радиации, морской воде, морскому туману, нефти, плесневым грибкам, обледенению АРБ-М-4-6 предназначен для эксплуатации в любых широтах Мирового океана на открытой палубе судна или автономно в открытом море (океане) в условиях: волнения моря до 12 баллов; скорости ветра до 100 узлов; температуре от минус 40 оС до + 55 оС; перепада температуры на 45 оС при погружении радиобуя в воду; обледенения; наличия конденсации и влаги, морского тумана; воздействия солнечных лучей; воздействия морской воды и нефти; сбрасывания радиобуя в воду с высоты 20 м. Специальная конструкция корпуса обеспечивает устойчивое поведение АРБ-М-406 на взволнованной поверхности моря. Устройство ручного и автоматического отделения радиобуя в отличии от аналогов, не требует замены в течении всего срока эксплуатации АРБ-М-406 предназначен для оснащения им любых плавсредств. Для визуального обнаружения в темное время суток АРБ-М-406 оснащён светопроблесковым маяком, который включается автоматически при снижении освещенности до 30-100 лк; сила света не менее 0,75 кД, период повторения вспышек не менее 3 сек. Для оценки работоспособности АРБ-М-406 предусмотрен режим «TEST»проверочная одиночная посылка. Эскиз АРБ-М-406 с устройством отделения и присоединительными размерами для крепления устройства Радиобуй АРБ-М-406. Технические характеристики Частота передатчика спутникового канала 406,028МГц Частота передатчика ближнего привода 121,5 МГц Формат сообщений Серийный, код MMSI Модуляция сигнала в передатчике спутникового канала фазовая 1,1 радиан Модуляция сигнала в передатчике ближнего привода свип -тон Глубина самоотделения 2-4м Мощность передатчика спутникового канал 5 Вт Мощность передатчика ближнего привода 0,05 Вт Длительность работы, не менее 48 час Диапазон рабочих температур -40…+55oС Источники питания LSH20, ER20S 9эл. Срок службы батареи 4 года Срок эксплуатации 10 лет Габариты 247х диам. 123мм Масса АРБ–М-406 1,5кг Масса устройства отделения 2кг Срок эксплуатации 10лет Над докладом работали: Ситник Андрей Лагода Лена Динда Валя Коновалова Даша Маслеников Игорь
