Сразу после того, как люди научились летать, они стали использовать летательные аппараты для ведения боевых действий. И всем сразу стало понятно, что тот кто имеет преимущество в небе, и намного больше шансов выиграть любую войну, - так гонка вооружений добралась и до неба. Еще начиная со времен первой мировой войны, все развитые страны ведут гонку в разработке военных самолетов.
Над Донбассом были сбиты два украинские военные самолеты Су-25. Пилоты успели катапультироваться. Представители украинской армии утверждают, что самолеты были сбиты ракетами земля-воздух в районе населенного пункта Саур-Могила в Донецкой области на границе с Россией. В свою очередь, присутствующий на месте журналист одного из украинских телеканалов, говорит, что одна из машин выполняла боевую задачу в районе Лисичанска в Луганской области.
Вторая мировая война пришла на белорусскую землицу не 22 июня 1941г, а на два года раньше, когда. Третий Рейх и СССР делили Центральную Европу. Пишет Руслан Ревяко.
В результате бомбардировки Дрездена авиацией союзников в феврале 1945 года погибло около 25 тысяч человек. К такому выводу после шести лет работы пришла комиссия немецких историков, созданная в 2004 году по требованию городских властей. Официальный доклад комиссии был представлен в среду, 17 марта. По словам главы комиссии Рольф - Дитер Мюллера, историки могут достоверно подтвердить гибель 18 тысяч человек.
B-2 Spirit - самый дорогостоящий многоцелевой бомбардировщик в мире. Хотя он, не только бомбардировщик, но и просто самолет. В 1997 году это чудо инженерной техники стоило 2 млрд долларов. А если учесть инфляцию, то сейчас B-2 Spirit стоил бы просто фантастические 10000000000 зеленых. И бомбардировщик на все сто процентов оправдывает свою самую высокую цену. Его главное предназначение - прорыв ПВО противника.
На киевской окраине действует настоящий "троещинский Голливуд" - большая киностудия FILM.UA. Здесь снято немало известных фильмов, сериалов, телепрограмм. Киношники имеют немало уникальных коллекций международного исторического значения. А у жителей массива киностудия ассоциируется прежде всего с макетом самолета ТУ-2 в реальном размере.
Ассамблея ИКАО
Необходимость применения спутниковых систем навигации
При использовании инерциально-спутниковых систем и обработки информации, основанной на калмановской фильтрации, обеспечивается определение местоположения самолета с точностью до нескольких метров. Это позволяет, в свою очередь, полностью автоматизировать процессы управления самолетом во всех основных режимах полета, в том числе:
• полета по заданному маршруту;
• повышения точности выхода самолета в точку с заданными географическими координатами;
• захода на посадку и посадки самолета;
• сбора самолетов в группы;
• выдерживания заданных строев и эшелонов полета;
• расширения боевых возможностей при групповых действиях.
При установке спутникового навигационного приемника на борт самолета можно рассматривать два режима его работы:
• абсолютный, когда приемник автономно определяет местоположение;
• дифференциальный, когда на приемник с наземной контрольно-корректирующей станции по телекодовой радиолинии связи поступают дифференциальные поправки, которые снимают значительную часть погрешностей определения местоположения самолета, связанных с искривлением радиосигнала со спутника при прохождении через тропосферу и ионосферу.
Существующие в настоящее время спутниковые навигационные системы (СНС) - американская GPS и российская ГЛОНАСС - обеспечивают различную точность абсолютных режимов работы спутникового приемника. Средне-квадратические погрешности единичных абсолютных определений составляют:
• по созвездиям спутников ГЛОНАСС 8...80 м по широте и долготе, 12... 15 м по высоте, 0,1.. .0,2 м/с по составляющим вектора скорости;
• по созвездиям спутников GPS (с учетом селективного доступа S/A код) 40...50 м по широте и долготе, 60...70 м по высоте, 0,5... 1,0 м/с по составляющим вектора скорости.
Среднеквадратические погрешности дифференциальных определений навигационных параметров по созвездиям ГЛОНАСС и GPS (S/A код) составляют 2 м по широте и долготе, 3 м по высоте и 0,02 м/с по составляющим скорости. При решении боевых задач на дальних этапах (до входа в воздушный бой) перехватчик может совершать маневры с кренами до 70 и перегрузками до 4. При таких маневрах можно ограничиться установкой одной системы в верхней части фюзеляжа. При выборе навигационного приемника необходимо учитывать диапазон скоростей и высот самолета, так как у большого количества приемников, предназначенных для использования в гражданской авиации, введены ограничения по их применению V < 900="" км/ч="" и="" н="">< 11="" км.="" требования,="" предъявляемые="" к="" снс="" авиационным="" боевым="" комплексом="" в="" различных="" режимах="" боевого="" применения="" по="" точности="" определения="" координат,="" скорости="" и="" дальности="" передачи="" данных="" и="" целостности,="" приведены="" в="" табл.="" 6.1.2,="" где="" под="" целостностью="" понимаются="" мера="" доверия="" к="" правильности="" выдаваемой="" информации="" и="" гарантия="" того,="" что="" неисправность="" будет="" своевременно="" обнаружена.="" целостность="" может="" характеризоваться="" двумя="" количественными="" показателями:="" вероятностью="" необнаружения="" неисправности="" рн="" или="" вероятностью="" ложной="" тревоги="" и="" коэффициентом="" безопасности="" кб="" под="" коэффициентом="" безопасности="" понимается="" вероятность="" выхода="" летательного="" аппарата="" за="" границы="" заданного="" коридора.="" как="" следует="" из="" характеристик="" снс,="" достаточно="" установить="" на="" самолете="" одноантенный="" комбинированный="" gps/глонасс="" 20-24-канальный="" приемник="" и="" обеспечить="" совместную="" обработку="" его="" данных="" и="" датчиков="" пило-тажно-навигационного="" комплекса,="" чтобы="" получить="" требуемую="" точность="" и="" устойчивость="" работы="" навигационной="" системы="" при="" решении="" задач="" перехвата,="" в="" том="" числе:="" движения="" по="" заданному="" маршруту;="" групповых="" действий;="" выдачи="" целеуказания="" оружию;="" передачи="" информации="" на="" наземный="" командный="" пункт.="" анализ="" основных="" характеристик="" спутниковых="" радионавигационных="" систем="" глонасс="" и="" gps="" (navstar)="" спутниковые="" навигационные="" системы="" относятся="" к="" классу="" многопозиционных="" радионавигационных="" систем="" и="" предназначены="" для="" определения="" пространственного="" местоположения="" и="" вектора="" скорости="" потребителей="" спутниковой="" навигационной="" информации.="" основа="" спутниковых="" навигационных="" систем-="" сеть="" (созвездие)="" навигационных="" искусственных="" спутников="" земли,="" выполняющих="" функцию="" опорных="" радионавигационных="" точек,="" относительно="" которых="" измеряются="" навигационные="" параметры.="" конфигурация="" созвездия="" и="" число="" спутников="" выбираются="" из="" условий="" получения="" требуемой="" зоны="" действия="" снс="" и="" избыточного="" числа="" видимых="" спутников="" в="" точке="" приема.="" местоположение="" самолета,="" как="" правило,="" определяется="" его="" собственной="" аппаратурой,="" процессор="" которой="" позволяет="" вычислять="" не="" только="" его="" положение="" в="" пространстве,="" но="" и="" скорость,="" а="" также="" определить="" точное="" время.="" для="" решения="" различных="" боевых="" задач="" потребителям="" необходима="" достоверная="" информация="" о="" местоположении="" с="" определенной="" точностью="" и="" дискретностью="" обновления="" в="" любой="" точке="" земного="" или="" околоземного="" пространства.="" основные="" требования="" предъявляются="" к="" точности="" местоопределения="" объектов,="" доступности="" навигационной="" системы,="" целостности="" навигационной="" системы.="" на="" суммарную="" точность="" спутниковой="" навигационной="" системы="" влияют="" следующие="">
• геометрический фактор, учитывающий характеристики точности в горизонтальной и вертикальной плоскостях и в определении поправки к шкале времени потребителя;
• качество навигационного сигнала, зависящее от точности содержащейся в нем информации прогноза об эфемеридах, вызывающих сдвиг частоты эталона времени и частоты спутника относительно эталона наземного центра системы;
• условия, влияющие на распространение радиоволн, которые приводят к возникновению погрешности ионосферной и тропосферной рефракций, а также погрешностей из-за многолучевого распространения сигнала;
• несовершенство аппаратуры потребителя, которое приводит к появлению погрешностей, обусловленных в основном шумом приемника, дискретизацией сигнала и недостаточной точностью вычислительных средств.
С целью повышения точности и целостности С НС применяются дифференциальные спутниковые системы и комбинированные системы ГЛОНАСС и GPS. Дифференциальный режим позволяет произвести коррекцию систематических погрешностей в зоне их пространственно-временной корреляции и обеспечивает увеличение точности определения местоположения самолета. Любая дифференциальная система должна включать следующие элементы:
• контрольно-корректирующие станции, осуществляющие определение дифференциальных поправок и их формирование для передачи;
• линии радиосвязи для передачи дифференциальных поправок потребителям;
• приемную аппаратуру потребителей, обеспечивающую прием и учет дифференциальных поправок.
Поправки, вычисляемые на контрольно-корректирующих станциях и передаваемые на борт потребителя, действительны только на определенном расстоянии от станций, которое и определяет зону действия дифференциальной системы. При интегрировании космических навигационных систем ГЛОНАСС и GPS появляется возможность удовлетворения требований большинства потребителей по точности навигационного обеспечения, доступности и целостности СНС. Комплексирование систем ГЛОНАСС и GPS предполагает комбинирование радионавигационных полей, интегрирование приемно-индикаторной аппаратуры потребителей, способной работать в системе ГЛОНАСС и GPS. Для совместного использования навигационных параметров необходимо устранение имеющихся расхождений в используемых системах координат и шкалах времени систем ГЛОНАСС и GPS. Эфемеридная информация, поступающая от спутников каждой из систем, рассчитывается в своей системе координат: "Параметры Земли-90" (геоцентрической) - для ГЛОНАСС, WGS-84 - для GPS. Совмещение ГЛОНАСС с наземными навигационными системами позволит создать единое радионавигационное поле, имеющее согласованную координатно-временную основу и структуру навигационных сигналов. При этом обеспечивается разработка унифицированного ряда приемно-индикаторной аппаратуры потребителя модульного типа. Спутниковая, глобальная, среднеорбитальная, квазидальномерная навигационная система ГЛОНАСС разработана для неограниченного числа потребителей Министерства обороны России и народного хозяйства. Она состоит из следующих компонентов:
• орбитальная группировка спутников (космическое базирование);
• контрольно-измерительные и управляющие комплексы (наземное базирование);
• аппаратура потребителя.
Спутники системы ГЛОНАСС излучают два вида навигационных радиосигналов: сигнал стандартной точности; сигнал высокой точности. При этом используются частоты дециметрового диапазона:
L1 = 1602...1620 МГц; L2 = 1246...1262 МГц. Сигнал стандартной точности предоставляется отечественным и зарубежным потребителям и передается в диапазоне L1. Для решения потребителем навигационной задачи сигналы каждого спутника содержат высокоточную информацию и с большой точностью (не хуже 20 не) синхронизированы между собой. Возможность одновременного наблюдения потребителем "созвездия" навигационных спутников обеспечивается структурой орбитальной группировки системы ГЛОНАСС, включающей 24 спутника на круговых орбитах высотой 19 100 км с наклонением 64,8°, расположенных по восемь спутников в трех плоскостях равномерно через 120°, разнесенных друг относительно друга вдоль экватора Земли, средний драконический период обращения спутника 11 ч 15 мин 44 с, эксцентриситет орбит равен нулю. Такая структура обеспечивает одновременную радиовидимость не менее четырех спутников в экваториальных районах. В средних широтах и в полярных районах возможна одновременная радиовидимость от 6 до 10 спутников, что значительно повышает надежность и точность навигационных определений всем классам потребителей. По оценкам западных специалистов, занимающихся радионавигационными системами и полями, система ГЛОНАСС обеспечивает высокую точность местоопределения, особенно при заходе на посадку и при полетах в северных районах. Навигационное определение в системе осуществляется в стандартном режиме по четырем спутникам. При первом вхождении в связь со спутниками длительность навигационных определений составляет 1...300с. Потребителю обеспечиваются следующие точностные характеристики:
а) для военных потребителей:
• точность местоопределения по плановым координатам - 20 м; по высоте- 17 м; по составляющим вектора скорости- 0,2...0,3 м/с; точность привязки шкалы времени потребителя к госэталону и эталону Министерства обороны - 3 мкс;
б) для гражданских потребителей:
• точность местоопределения по трем координатам- 30 м; по составляющим вектора скорости - 0,5 м/с; точность привязки шкалы времени - 0,3 мкс.
Оценочные погрешности навигационных параметров на конец 30-суточ-ного интервала автономного функционирования, т. е. без связи с наземными пунктами управления СНС, составляют: по плановым координатам -2850...3342 м; по высоте - 4572 м. При автономной работе спутников на интервале времени до трех суток точностные характеристики ухудшаются до 100 м, что гарантирует гражданским потребителям высокую надежность эксплуатации. В представленных международным организациям (ИКАО и ИМО) материалах были даны гарантии об эксплуатации СНС ГЛОНАСС в интересах широкого сообщества не менее 15 лет.
Начало эксплуатации СНС ГЛОНАСС 1995 г.
Для обеспечения непрерывного функционирования орбитальной группировки и создаваемого ею радионавигационного поля разработана инфраструктура системы ГЛОНАСС, включающая комлексы наземных и бортовых технических средств автоматизированной системы управления орбитальной группировки и системы синхронизации, входящие в контрольно-измерительные станции. Станции расположены в следующих пунктах: Москва, С.-Петербург, Енисейск, Комсомольск-на-Амуре и Балхаш. Основная задача автоматизированных систем управления и систем синхронизации заключается в точном определении и прогнозировании эфемерид навигационных спутников, высокоточной синхронизации спутниковых шкал времени относительно единых шкал времени системы технического состояния и управления спутниками, контроля параметров навигационного поля, а также подготовке и закладке на спутники необходимой специальной (эфемерид и параметров синхронизации) и командной информации. Отечественная аппаратура потребителя СНС ГЛОНАСС для нужд высокодинамичных самолетов находится еще на стадии разработки и освоения серийного производства, а имеющаяся аппаратура типа А-737, А-734, "Гном" требует исследований и сертификации на летающих лабораториях. Импортная приемно-индикаторная аппаратура, продаваемая в России, имеет искусственно введенные ограничения по скорости и высоте. Перспектива развития аппаратуры потребителей СНС должна быть направлена:
• на создание семейства интегрированной аппаратуры потребителей спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС и GPS модульного типа, пригодной для установки на самолеты и вертолеты военной и гражданской авиации РФ всех типов;
• на повышение точностных характеристик за счет использования дифференциальных режимов приема поправок и снижения инструментальных погрешностей измерительного канала, обусловленных в основном шумом приемника, дискретизацией сигнала и недостаточной точностью вычислительных средств;
• на расширение функциональных возможностей и сервисных услуг, в том числе с применением электронных карт с отображением, например, трасс, зон, формуляров, заданий и т. д.;
• на повышение надежности, помехоустойчивости и электромагнитной совместимости;
• на обеспечение автономных методов контроля целостности системы;
• на уменьшение массогабаритных характеристик;
• на уменьшение стоимости аппаратуры и доступности для массового потребителя;
• на обеспечение возможности комплексного использования с другими автономными и навигационными средствами;
• на унификацию блоков и узлов, используемых в навигационной аппаратуре.
Приемники аппаратуры потребителя уязвимы при постановке помех мощностью 1 Вт с частотной модуляцией на несущей частоте 1,6 МГц в радиусе 22 км, а при увеличении мощности на 6 дБ радиус удваивается. По этой причине большинство военных самолетов необходимо оборудовать сложными антеннами, способными автоматически менять диаграмму направленности при появлении сигналов помехи. При мощности помехи 130 дБВт наступает полная потеря информационного сигнала на выходе приемника. Аппаратура потребителя выпускается одноканальной и многоканальной. Одноканальный приемник обеспечивает последовательный прием псевдошумовой навигационной информации от каждого спутника "созвездия" в режиме уплотнения с последующей обработкой, многоканальный - одновременно от выборочных спутников "созвездия". Спутниковая навигационная система NAVSTAR разработана в интересах министерства обороны США, но может использоваться и гражданскими потребителями. В системе использован тип "созвездия" 6x3x12, т. е. спутники располагаются на шести равномерно рассредоточенных круговых орбитах на высоте 20 тыс.км. На каждой орбите находится по три рабочих спутника. Плоскости орбит разнесены по долготе на 60° и имеют наклонение 55° относительно экватора. Период обращения спутников 12 ч. Орбиты выбраны так, что в любой точке земного шара в разное время наблюдается не менее четырех спутников, благодаря чему можно одновременно производить четыре измерения. Шкала времени аппаратуры потребителя привязана к шкале времени спутников системы NAVSTAR. Для исключения погрешности из-за неточного знания условий распространения радиоволн через тропосферу и ионосферу, а также из-за многолучевого распространения сигнала используется двухчастотный метод, при котором каждый навигационный спутник непрерывно излучает радионавигационные сигналы. Один диапазон частот содержит кодированные сигналы точной и грубой настройки. Первый из них имеет криптозащиту, а второй без защиты (открытый). Сигнал с криптозащитой, основанный на передаче Р-кодов, предназначен только для военных потребителей и служит для точного определения местоположения. Сигнал без защиты (для стандартного определения местоположения) является менее точным и основан на передаче С/А-кодов. В другом диапазоне частот передаются сигналы одного из двух указанных типов. Работа всех навигационных спутников Земли с высокой степенью синхронизирована с системой единого времени. Система GPS состоит из трех частей: орбитальной; наземной управляющей (командно-измерительный комплекс); пользовательской (приемники). Командно-измерительный комплекс системы GPS предназначен для определения орбит искусственных спутников, измерения расхождения шкал времени спутников с системным временем, предсказания эфемерид каждого из них и ухода бортового времени, формирования массива служебной информации и загрузки его в память соответствующего спутника. Эфемеридная информация, поступающая от спутников GPS, рассчитывается в системе координат WGS-84. В режиме использования открытого С/А-кода ошибки местоопределения по трем координатам составляют около 40 м. Если учесть, что знания скорости при определении места по системе NAVSTAR не требуется, то практически все типы аппаратуры потребителей позволяют определить также вектор скорости потребителя с погрешностью 0,07...0,3 м/с. Высокая точность определения места по коду С/А системы NAVSTAR, как считают специалисты министерства обороны США, может позволить противнику использовать систему при применении высокоточного оружия. Чтобы исключить это, в код С/А вводится искусственная погрешность (режим "избирательной доступности"), которая приводит к возрастанию погрешности местоопределения до 100 м. Для своих военных потребителей в системе NAVSTAR предусмотрен защищенный Р-код, передаваемый на двух частотах. Он состоит из 37 секторов, каждый из которых действует примерно 7 суток. Периодическая смена секторов на всех навигационных спутниках позволяет надежно использовать один этот код в течение 267 суток. Закон формирования кода не раскрывается, в связи с чем невозможно его несанкционированное применение. Еще одним преимуществом кода Р является его высокая помехозащищенность. Ошибка местоопределения при его использовании составляет примерно 10 м. В связи с тем, что величина погрешности (100 м) в режиме "избирательной доступности" часто не удовлетворяет гражданских потребителей, особенно в районах полета со сложными условиями захода и посадки самолетов по II и III категории сложности, система NAVSTAR интегрирована с радиомаяками, координаты которых точно известны, образуя тем самым дифференциальный режим. На радиомаяках установлена специальная аппаратура, которая определяет величину расхождения между точными координатами данного маяка и координатами, выдаваемыми системой NAVSTAR, формируя дифференциальные поправки. Они передаются в кадрах сигнала радиомаяка. В аппаратуре потребителя поправки вводятся в результаты сеанса обсервации. Такая операция позволяет повысить точность определения места по коду С/А с режимом "избирательной доступности" на расстоянии 1000... 1500 км от радиомаяка до величины, лишь немногим уступающей значению точности, полученному по защищенному Р-коду, и повысить точность измерений с использованием кода Р.
Формирование бортовой инерциально-спутниковой системы навигации
Создание интегрированной навигационной аппаратуры с применением спутникового навигационного приемника систем ГЛОНАСС и GPS обеспечивает:
• повышение точностных характеристик определения местоположения самолета, особенно при использовании дифференциального режима;
• расширение функциональных возможностей и сервисных услуг навигационной аппаратуры, в том числе с применением электронных карт с отображением трассы, зон, формуляров заданий;
• повышение надежности, помехоустойчивости и целостности навигационной системы;
• уменьшение массогабаритных и стоимостных характеристик;
• обеспечение возможностей комплексного использования информации от различных датчиков.
Совместная обработка данных спутникового навигационного приемника (СНП) и пилотажно-навигационного комплекса (ПНК) осуществляется с частотой 18 Гц, и с этой же частотой формируется файл выходной информации для внешнего потребителя, содержащий плоские координаты местоположения самолета. После начала построения трассы она передается внешнему потребителю. Информация, поступающая в БЦВМ, различна по составу и по стабильности поступления. При этом в случае глубоких маневров самолета по крену возможна потеря наиболее точной спутниковой информации. Точность информации от ПНК, подаваемой стабильно, часто недостаточно высока. Основная задача совместной обработки информации состоит в снижении ошибок определения местоположения и составляющих скорости полета самолета, а также в обеспечении непрерывного слежения за трассой самолета при любых его эволюциях и удержании достигнутой точности в интервалах между поступлениями информации спутникового приемника за счет использования информации датчиков ускорений. Снижение ошибок достигается оптимальной фильтрацией, а удержание достигнутой точности - за счет качественной экстраполяции. Программы оценки координат требуют следующих вычислительных ресурсов: тактовая частота процессора- не менее 33 МГц, разрядность вычислительной машины- 32 разряда, наличие режима плавающей точки, оперативная память - 256 Кбайт, частота выдачи оценок - 18 Гц. Совместная обработка информации СНС, ПНК и датчиков ускорений позволяет снизить ошибки определения декартовых координат и составляющих скоростей полета самолета в 3, 4 раза после 8-10 замеров СНС. При построении инерциально-спутниковой системы навигации важным является выбор спутникового приемника. В результате проведенных исследований установлено, что наиболее полно удовлетворяющими требованиям системы являются 24-канальный приемник фирмы ASHTECH, 20-канальный приемник TOPSTAR-100-1 фирмы SEXTANT и 12-канальный приемник А-737 МКБ "Компас". Рассмотрим возможности и особенности российского авиационного приемоиндикатора А-1Ъ1, каждый из 12 каналов которого работает по любому спутнику ГЛОНАСС или GPS. Комплексирование сигналов спутников ГЛОНАСС и GPS в данном приемоиндикаторе позволяет наилучшим образом использовать обе системы, получая более высокие точности определения положения и скорости, непрерывности и надежности навигационного обеспечения полетов, чем при использовании каждой из систем в отдельности.
К особенностям функционирования аппаратуры А-737 следует отнести:
• автоматический выбор рабочего созвездия навигационных спутников одновременно ГЛОНАСС и GPS по принципу радиовидимости "Все, что в небе" ("All in the sky") с приоритетом сигналам спутников ГЛОНАСС и заполнением оставшихся сигналами GPS;
• параллельный 12-канальный прием сигналов навигационных спутников обеих систем одновременно, либо (по выбору экипажа) одной ГЛОНАСС, либо одной GPS;
• "слепой" поиск сигналов спутников при отсутствии исходных данных о текущем времени, дате, месте и без "поддержки" данными по скорости;
• режим автоматического контроля целостности принимаемых навигационных сигналов;
• автоматический прием альманахов ГЛОНАСС и GPS и их хранение в энергонезависимой памяти;
• дифференциальный режим измерения навигационных параметров при вводе от бортового датчика цифровой корректирующей информации подсистем ГЛОНАСС-Д и DGPS.
Для передачи с борта на землю и с земли на борт информации, содержащей дифференциальные поправки и псевдодальности, целесообразно использование телекодовой системы "Орбита". Для преобразования РТМ-кода в код RS 232 должно быть использовано согласующее устройство.
При построении инерциально-спутниковой системы используется штатный ПНК самолета, содержащий следующие системы: систему воздушных
сигналов (СВС); радиовысотомер (РВ); систему ограничений сигналов (СОС); инерциальную систему (ИНС); навигационный вычислитель (НВ). На борту самолета вся информация от элементов ПНК поступает в шины с РТМ-кодом, откуда она подается всем потребителям.
В инерциально-спутниковой системе навигации (см. рис. 6.1.4) принята схема передачи всей выходной информации ПНК через согласующее устройство в спецвычислитель. В то же время коррекция координат от спецвычислителя поступает в ПНК по каналу РСДН. Такой принцип связи ПНК со спецвычислителем позволяет использовать ПНК без каких-либо доработок. Для этого только требуется введение в запоминающее устройство спецвычислителя географических координат условной точки, относительно которой определяются декартовы координаты.
Разработка типового комплекса радиосвязи
До начала 70-х годов на военных самолетах и вертолетах использовались только штатные средства открытой командной радиотелефонной связи, управляемые экипажем с оперативных органов пультового оборудования летательного аппарата. Технический прогресс самолетостроения, достижение высоких летно-тактических характеристик летательных аппаратов (высота, скорость, маневренность, большой радиус действий) в совокупности с развитием радиоэлектронного оборудования (создание сложных авиационных радиолокационных и навигационных систем, комплексов наведения, обороны и т. п.) привело Генерального заказчика к необходимости выработать новую концепцию взглядов на радиосвязь ЛА с расширением ее возможностей для использования в задачах оперативного управления радиоэлектронным оборудованием в автономных и полуавтономных групповых действиях авиации, в том числе при невозможности управления с пунктов управления АСУ. Естественно, оперативность управления в поставленных задачах могла быть достигнута только разработкой и применением специальных технических средств формирования высокоскоростных каналов передачи данных. Прямое наращивание штатных средств радиотелефонной связи дополнительной аппаратурой формирования каналов (от двух до четырех) передачи данных со средствами ввода-вывода, обработки и регистрации информации настолько усложняло аппаратуру связи как по массе, так и по управлению, что в большинстве случаев задача оказывалась неразрешимой и по условиям размещения на ЛА, и по условиям управления ею экипажем. Медицинские исследования показали весьма ограниченные возможности действий экипажа на одно-двухместных самолетах в условиях воздействия нагрузок на летчика в нормальных режимах полета, не говоря уже об экстремальных ситуациях. Поэтому сразу же возникла задача автоматизации связи, что позволило бы максимально разгрузить экипаж от многочисленных функций, связанных с управлением средствами связи. Но автоматизация связи, особенно в радиолиниях управления "земля-самолет", "самолет-земля", "самолет-самолет", может не столько облегчить, сколько ухудшить условия безопасности полета, если будет базироваться на использовании радиоканалов плохого качества. Поэтому сразу же возникли вопросы поиска путей достижения высоких показателей качества, надежности, помехоустойчивости радиосвязи, решение которых требовало дополнительных затрат по массе. Активное развитие за рубежом средств радиотехнической разведки и радиоэлектронной борьбы настоятельно ставило перед разработчиком новые дополнительные задачи проведения исследований и поиска мер, обеспечивающих гарантированное засекречивание информации при ее перехвате и стойкость радиоканалов в условиях преднамеренных помех противника. Решение задач разведзащищенности, криптографической стойкости и помехозащищенности значительно усложняло аппаратуру перспективной системы связи самолетов и вертолетов 4-го и 5-го поколений Вооруженных Сил РФ. В 1973-1986 гг. был проведен цикл НИОКР с завершением Государственных летных испытаний. В последующие годы освоено серийное производство и эксплуатация типового комплекса связи (ТКС). Головной по разработке ТКС - Горьковский НИИ радиосвязи (главный конструктор ТКС В. Ф. Киселев). В результате выполненных исследований и решения многочисленных противоречивых задач коллектив ГНИИРС принял нетрадиционное по тому времени решение создать многофункциональный автоматизированный типовой комплекс связи на базе специализированной микроЭВМ собственной разработки с алгоритмическими методами решения основных функциональных задач, мультиплексированием информационного обмена и гибкой системой перепрограммирования аппаратно-программных средств в интересах быстрой адаптации их под задачи широкого класса легких и средних самолетов и вертолетов Вооруженных Сил страны. Благодаря этому и была достигнута в конечном счете "типизация" связного оборудования. Функциональная интеграция пультового оборудования с элементами уплотнения сигналов управления и мультиплексирования информационного обмена радикальным образом сократила состав органов управления типового комплекса связи, снизила нагрузку экипажа по управлению комплексом, уменьшила массу и габариты блоков, способствовала успешному размещению технических средств комплекса на ЛА. На микроЭВМ комплекса были возложены и успешно решены не только задачи управления и контроля работоспособности технических средств, но и задачи формирования, обработки и выдачи в смежные системы для управляющих воздействий, отображения и регистрации сигналов и сообщений по каналам передачи данных. При автономных групповых действиях микроЭВМ (специализированный вычислитель) комплекса ТКС выполняет функции управляющего центрального диспетчера в системе радиоэлектронного оборудования истребителя, решает системную задачу формирования сети передачи данных частотно-временным разделением абонентов (самолетов) связи. По сути, из вышеизложенного следует вывод, что ТКС - это не только комплекс, но и сложная функционально интегрированная система связи и управления боевыми действиями самолетов, так как именно он формирует сетевые циклограммы и формуляры обмена данными целеуказания и целераспределения в режимах группового взаимодействия ЛА. Использование в составе ТКС специализированной микроЭВМ собственной разработки потребовало от разработчика создания кросс-системы программирования, адаптированной под специфические задачи связи и математического обеспечения, являющегося по сути дела новым элементом комплекса, во многом определяющим его характеристики, имеющим самостоятельную документацию, требующим значительных усилий на разработку. Коллективом была проделана работа по определению перечня решаемых функциональных задач, созданию алгоритмов, их формализующих, написанию и отладке отдельных программ математического обеспечения и их комплексной отработке на технологическом рабочем месте, разработке программной документации и проведению испытаний. Для разработки алгоритмов функционирования комплекса и формуляров обмена в сетях передачи данных, определяющих структуру и форматы сообщений, количество параметров, место их положения и разрядность, виды и признаки сообщений и другие данные, к работе были подключены военные специалисты 30-го ЦНИИ Минобороны, которые вошли в состав коллектива разработчиков ТКС и внесли значительный вклад в его создание. Разработанные формуляры обмена в рамках комплексного проекта легли в основу "Концепции унифицированного обмена данными". Таким образом, была успешно решена на базе микроЭВМ (СЦВ) задача автоматизации, а также впервые в мировой практике реализована интеграция связи и управления радиоэлектронным оборудованием в режимах группового взаимодействия. Для оценки боевой эффективности информационного группового взаимодействия в ГосНИИАС были проведены методом моделирования исследования боевых действий самолетов на типовых моделях воздушного боя истребительной авиации с условным противником. Показано, что групповые действия авиации посредством ТКС и коллективная оборона радикально повышают боевую эффективность, снижая потери собственных самолетов на 30-40% в воздушном бою с противником. Однако в моделях информационного взаимодействия самолетов характеристики реальных авиационных каналов связи учитываются приближенно или не учитываются совсем. Учет же этих характеристик - времени задержки в доставке информации, ее достоверности, помехоустойчивости, разведзащи-щенности и других - крайне необходим для получения объективной оценки эффективности групповой работы самолетов в зависимости от качества каналов связи. Кроме того, низкая разведзащищенность и малая криптографическая стойкость информации в каналах обмена данными могут не только снизить эффективность групповых действий, но и существенно ухудшить их боевую живучесть ввиду возможности использования расшифрованной информации противником в своих интересах. Поэтому значительное место было уделено исследованиям вопросов достижения высокого качества авиационной связи, мерой которого в основном служат показатели достоверности, оперативности, помехозащищенности, криптографической стойкости информации в сетях. В силу противоречивого характера упомянутых требований, увеличение скорости передачи данных в интересах повышения оперативности связи без реализации необходимых мер снижает достоверность ее доставки. Использование сигналов с большой базой (для повышения помехозащищенности) без принятия специальных способов формирования и обработки сигналов также снижает разведзащищенность информации. Уже в процессе создания ТКС в связи с поступившей информацией о совершенствовании техники вооружения и средств радиоэлектронной борьбы за рубежом Генеральный заказчик поставил задачу повышения помехозащищенности и оперативности авиационной радиосвязи в тактическом звене управления и придал ей первостепенное значение. Поэтому после решения проблем автоматизации связи коллектив основные усилия направил на исследование и решение задач оптимизации показателей помехозащищенности и оперативности при качестве (достоверности) не хуже заданного порогового значения. Узкополосные сигналы, как показали трассовые испытания, не могли в полной мере удовлетворить возросшим требованиям заказчика по помехозащищенности. Создание имитационных помех режиму ППРЧ в условиях высокой криптографической стойкости примененного в ТКС шифратора, генерирующего псевдослучайную последовательность скачков частоты во времени, и маскирующего эффекта от других источников информации практически затруднено. Влияние ретрансляционной помехи для ППРЧ зависит от места расположения помехопостановщика относительно приемника и передатчика и длительности времени излучения информации на одной частоте. Расчеты показали, что для выбранного сигнала ППРЧ с временем излучения информации t = 0,6 мс влияние ретрансляционной помехи начнет сказываться при размещении помехопостановщика где-то в средней зоне между самолетами, совершающими двухсторонний обмен, или, другими словами, при разности расстояний менее 200 км между путями прохождения сигнала по линиям: передатчик самолета- помехопостановщик- приемник взаимодействующего самолета и передатчик - приемник. На основе алгоритмических методов решения функциональных задач авиационных систем связи на базе ЭВМ создан типовой комплекс связи (ТКС) для широкого класса летательных аппаратов. ТКС по сути является интегрированной системой связи и управления истребительной авиации, позволяющей обеспечить полуавтономные и автономные групповые действия. Посредством включения в состав радиоэлектронного оборудования самолета ТКС получено принципиально новое качество СУВ истребителя и решена крупная задача радикального повышения эффективности боевых действий в группе истребителей за счет рационального использования комплексной информации, получаемой со всех взаимодействующих истребителей группы. До настоящего времени по совокупности характеристик типовой комплекс связи самолетов не имеет зарубежного аналога. Комплекс связи ТКС-2 (автоматизированная система связи ДКМВ-, МВ-, ДМВ-диапазонов) обеспечивает:
• Непрерывность обмена информацией на удалениях до 500 км в МВ-, ДМВ- и до 2500 км в ДКМВ- диапазонах частот в линиях связи "самолет-самолет", "самолет-земля", "земля-самолет", в том числе:
— прием и передачу речи;
— полные возможности приема и передачи данных.
• Стойкость к радиоэлектронному противодействию и засекречивание информации:
— псевдослучайную перестройку рабочих частот;
— помехоустойчивое кодирование;
— криптозащиту информации с гарантированной стойкостью.
• Совместимость со смежными системами.
• Формирование циклограмм обмена данными для группового взаимодействия самолетов.
• Возможность оперативного выбора в полете:
— ранга самолета (командир объединенной группы, ведущий, ведомый);
— режима взаимодействия в группе.
• Гибкость к реконфигурации состава технических средств и программного обеспечения под различные функциональные задачи.
• Высокую энергетическую эффективность ДКМВ-связи при малой мощности радиостанции за счет разработки и применения антенн пазошлей-фового типа; такая антенна обеспечивает полную конформность (невыступаемость) антенны и сохраняемость таким образом летно-технических характеристик самолета при значительном повышении КПД антенно-фидерного тракта.
При использовании инерциально-спутниковых систем и обработки информации, основанной на калмановской фильтрации, обеспечивается определение местоположения самолета с точностью до нескольких метров. Это позволяет, в свою очередь, полностью автоматизировать процессы управления самолетом во всех основных режимах полета, в том числе:
• полета по заданному маршруту;
• повышения точности выхода самолета в точку с заданными географическими координатами;
• захода на посадку и посадки самолета;
• сбора самолетов в группы;
• выдерживания заданных строев и эшелонов полета;
• расширения боевых возможностей при групповых действиях.
При установке спутникового навигационного приемника на борт самолета можно рассматривать два режима его работы:
• абсолютный, когда приемник автономно определяет местоположение;
• дифференциальный, когда на приемник с наземной контрольно-корректирующей станции по телекодовой радиолинии связи поступают дифференциальные поправки, которые снимают значительную часть погрешностей определения местоположения самолета, связанных с искривлением радиосигнала со спутника при прохождении через тропосферу и ионосферу.
Существующие в настоящее время спутниковые навигационные системы (СНС) - американская GPS и российская ГЛОНАСС - обеспечивают различную точность абсолютных режимов работы спутникового приемника. Средне-квадратические погрешности единичных абсолютных определений составляют:
• по созвездиям спутников ГЛОНАСС 8...80 м по широте и долготе, 12... 15 м по высоте, 0,1.. .0,2 м/с по составляющим вектора скорости;
• по созвездиям спутников GPS (с учетом селективного доступа S/A код) 40...50 м по широте и долготе, 60...70 м по высоте, 0,5... 1,0 м/с по составляющим вектора скорости.
Среднеквадратические погрешности дифференциальных определений навигационных параметров по созвездиям ГЛОНАСС и GPS (S/A код) составляют 2 м по широте и долготе, 3 м по высоте и 0,02 м/с по составляющим скорости. При решении боевых задач на дальних этапах (до входа в воздушный бой) перехватчик может совершать маневры с кренами до 70 и перегрузками до 4. При таких маневрах можно ограничиться установкой одной системы в верхней части фюзеляжа. При выборе навигационного приемника необходимо учитывать диапазон скоростей и высот самолета, так как у большого количества приемников, предназначенных для использования в гражданской авиации, введены ограничения по их применению V < 900="" км/ч="" и="" н="">< 11="" км.="" требования,="" предъявляемые="" к="" снс="" авиационным="" боевым="" комплексом="" в="" различных="" режимах="" боевого="" применения="" по="" точности="" определения="" координат,="" скорости="" и="" дальности="" передачи="" данных="" и="" целостности,="" приведены="" в="" табл.="" 6.1.2,="" где="" под="" целостностью="" понимаются="" мера="" доверия="" к="" правильности="" выдаваемой="" информации="" и="" гарантия="" того,="" что="" неисправность="" будет="" своевременно="" обнаружена.="" целостность="" может="" характеризоваться="" двумя="" количественными="" показателями:="" вероятностью="" необнаружения="" неисправности="" рн="" или="" вероятностью="" ложной="" тревоги="" и="" коэффициентом="" безопасности="" кб="" под="" коэффициентом="" безопасности="" понимается="" вероятность="" выхода="" летательного="" аппарата="" за="" границы="" заданного="" коридора.="" как="" следует="" из="" характеристик="" снс,="" достаточно="" установить="" на="" самолете="" одноантенный="" комбинированный="" gps/глонасс="" 20-24-канальный="" приемник="" и="" обеспечить="" совместную="" обработку="" его="" данных="" и="" датчиков="" пило-тажно-навигационного="" комплекса,="" чтобы="" получить="" требуемую="" точность="" и="" устойчивость="" работы="" навигационной="" системы="" при="" решении="" задач="" перехвата,="" в="" том="" числе:="" движения="" по="" заданному="" маршруту;="" групповых="" действий;="" выдачи="" целеуказания="" оружию;="" передачи="" информации="" на="" наземный="" командный="" пункт.="" анализ="" основных="" характеристик="" спутниковых="" радионавигационных="" систем="" глонасс="" и="" gps="" (navstar)="" спутниковые="" навигационные="" системы="" относятся="" к="" классу="" многопозиционных="" радионавигационных="" систем="" и="" предназначены="" для="" определения="" пространственного="" местоположения="" и="" вектора="" скорости="" потребителей="" спутниковой="" навигационной="" информации.="" основа="" спутниковых="" навигационных="" систем-="" сеть="" (созвездие)="" навигационных="" искусственных="" спутников="" земли,="" выполняющих="" функцию="" опорных="" радионавигационных="" точек,="" относительно="" которых="" измеряются="" навигационные="" параметры.="" конфигурация="" созвездия="" и="" число="" спутников="" выбираются="" из="" условий="" получения="" требуемой="" зоны="" действия="" снс="" и="" избыточного="" числа="" видимых="" спутников="" в="" точке="" приема.="" местоположение="" самолета,="" как="" правило,="" определяется="" его="" собственной="" аппаратурой,="" процессор="" которой="" позволяет="" вычислять="" не="" только="" его="" положение="" в="" пространстве,="" но="" и="" скорость,="" а="" также="" определить="" точное="" время.="" для="" решения="" различных="" боевых="" задач="" потребителям="" необходима="" достоверная="" информация="" о="" местоположении="" с="" определенной="" точностью="" и="" дискретностью="" обновления="" в="" любой="" точке="" земного="" или="" околоземного="" пространства.="" основные="" требования="" предъявляются="" к="" точности="" местоопределения="" объектов,="" доступности="" навигационной="" системы,="" целостности="" навигационной="" системы.="" на="" суммарную="" точность="" спутниковой="" навигационной="" системы="" влияют="" следующие="">
• геометрический фактор, учитывающий характеристики точности в горизонтальной и вертикальной плоскостях и в определении поправки к шкале времени потребителя;
• качество навигационного сигнала, зависящее от точности содержащейся в нем информации прогноза об эфемеридах, вызывающих сдвиг частоты эталона времени и частоты спутника относительно эталона наземного центра системы;
• условия, влияющие на распространение радиоволн, которые приводят к возникновению погрешности ионосферной и тропосферной рефракций, а также погрешностей из-за многолучевого распространения сигнала;
• несовершенство аппаратуры потребителя, которое приводит к появлению погрешностей, обусловленных в основном шумом приемника, дискретизацией сигнала и недостаточной точностью вычислительных средств.
С целью повышения точности и целостности С НС применяются дифференциальные спутниковые системы и комбинированные системы ГЛОНАСС и GPS. Дифференциальный режим позволяет произвести коррекцию систематических погрешностей в зоне их пространственно-временной корреляции и обеспечивает увеличение точности определения местоположения самолета. Любая дифференциальная система должна включать следующие элементы:
• контрольно-корректирующие станции, осуществляющие определение дифференциальных поправок и их формирование для передачи;
• линии радиосвязи для передачи дифференциальных поправок потребителям;
• приемную аппаратуру потребителей, обеспечивающую прием и учет дифференциальных поправок.
Поправки, вычисляемые на контрольно-корректирующих станциях и передаваемые на борт потребителя, действительны только на определенном расстоянии от станций, которое и определяет зону действия дифференциальной системы. При интегрировании космических навигационных систем ГЛОНАСС и GPS появляется возможность удовлетворения требований большинства потребителей по точности навигационного обеспечения, доступности и целостности СНС. Комплексирование систем ГЛОНАСС и GPS предполагает комбинирование радионавигационных полей, интегрирование приемно-индикаторной аппаратуры потребителей, способной работать в системе ГЛОНАСС и GPS. Для совместного использования навигационных параметров необходимо устранение имеющихся расхождений в используемых системах координат и шкалах времени систем ГЛОНАСС и GPS. Эфемеридная информация, поступающая от спутников каждой из систем, рассчитывается в своей системе координат: "Параметры Земли-90" (геоцентрической) - для ГЛОНАСС, WGS-84 - для GPS. Совмещение ГЛОНАСС с наземными навигационными системами позволит создать единое радионавигационное поле, имеющее согласованную координатно-временную основу и структуру навигационных сигналов. При этом обеспечивается разработка унифицированного ряда приемно-индикаторной аппаратуры потребителя модульного типа. Спутниковая, глобальная, среднеорбитальная, квазидальномерная навигационная система ГЛОНАСС разработана для неограниченного числа потребителей Министерства обороны России и народного хозяйства. Она состоит из следующих компонентов:
• орбитальная группировка спутников (космическое базирование);
• контрольно-измерительные и управляющие комплексы (наземное базирование);
• аппаратура потребителя.
Спутники системы ГЛОНАСС излучают два вида навигационных радиосигналов: сигнал стандартной точности; сигнал высокой точности. При этом используются частоты дециметрового диапазона:
L1 = 1602...1620 МГц; L2 = 1246...1262 МГц. Сигнал стандартной точности предоставляется отечественным и зарубежным потребителям и передается в диапазоне L1. Для решения потребителем навигационной задачи сигналы каждого спутника содержат высокоточную информацию и с большой точностью (не хуже 20 не) синхронизированы между собой. Возможность одновременного наблюдения потребителем "созвездия" навигационных спутников обеспечивается структурой орбитальной группировки системы ГЛОНАСС, включающей 24 спутника на круговых орбитах высотой 19 100 км с наклонением 64,8°, расположенных по восемь спутников в трех плоскостях равномерно через 120°, разнесенных друг относительно друга вдоль экватора Земли, средний драконический период обращения спутника 11 ч 15 мин 44 с, эксцентриситет орбит равен нулю. Такая структура обеспечивает одновременную радиовидимость не менее четырех спутников в экваториальных районах. В средних широтах и в полярных районах возможна одновременная радиовидимость от 6 до 10 спутников, что значительно повышает надежность и точность навигационных определений всем классам потребителей. По оценкам западных специалистов, занимающихся радионавигационными системами и полями, система ГЛОНАСС обеспечивает высокую точность местоопределения, особенно при заходе на посадку и при полетах в северных районах. Навигационное определение в системе осуществляется в стандартном режиме по четырем спутникам. При первом вхождении в связь со спутниками длительность навигационных определений составляет 1...300с. Потребителю обеспечиваются следующие точностные характеристики:
а) для военных потребителей:
• точность местоопределения по плановым координатам - 20 м; по высоте- 17 м; по составляющим вектора скорости- 0,2...0,3 м/с; точность привязки шкалы времени потребителя к госэталону и эталону Министерства обороны - 3 мкс;
б) для гражданских потребителей:
• точность местоопределения по трем координатам- 30 м; по составляющим вектора скорости - 0,5 м/с; точность привязки шкалы времени - 0,3 мкс.
Оценочные погрешности навигационных параметров на конец 30-суточ-ного интервала автономного функционирования, т. е. без связи с наземными пунктами управления СНС, составляют: по плановым координатам -2850...3342 м; по высоте - 4572 м. При автономной работе спутников на интервале времени до трех суток точностные характеристики ухудшаются до 100 м, что гарантирует гражданским потребителям высокую надежность эксплуатации. В представленных международным организациям (ИКАО и ИМО) материалах были даны гарантии об эксплуатации СНС ГЛОНАСС в интересах широкого сообщества не менее 15 лет.
Начало эксплуатации СНС ГЛОНАСС 1995 г.
Для обеспечения непрерывного функционирования орбитальной группировки и создаваемого ею радионавигационного поля разработана инфраструктура системы ГЛОНАСС, включающая комлексы наземных и бортовых технических средств автоматизированной системы управления орбитальной группировки и системы синхронизации, входящие в контрольно-измерительные станции. Станции расположены в следующих пунктах: Москва, С.-Петербург, Енисейск, Комсомольск-на-Амуре и Балхаш. Основная задача автоматизированных систем управления и систем синхронизации заключается в точном определении и прогнозировании эфемерид навигационных спутников, высокоточной синхронизации спутниковых шкал времени относительно единых шкал времени системы технического состояния и управления спутниками, контроля параметров навигационного поля, а также подготовке и закладке на спутники необходимой специальной (эфемерид и параметров синхронизации) и командной информации. Отечественная аппаратура потребителя СНС ГЛОНАСС для нужд высокодинамичных самолетов находится еще на стадии разработки и освоения серийного производства, а имеющаяся аппаратура типа А-737, А-734, "Гном" требует исследований и сертификации на летающих лабораториях. Импортная приемно-индикаторная аппаратура, продаваемая в России, имеет искусственно введенные ограничения по скорости и высоте. Перспектива развития аппаратуры потребителей СНС должна быть направлена:
• на создание семейства интегрированной аппаратуры потребителей спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС и GPS модульного типа, пригодной для установки на самолеты и вертолеты военной и гражданской авиации РФ всех типов;
• на повышение точностных характеристик за счет использования дифференциальных режимов приема поправок и снижения инструментальных погрешностей измерительного канала, обусловленных в основном шумом приемника, дискретизацией сигнала и недостаточной точностью вычислительных средств;
• на расширение функциональных возможностей и сервисных услуг, в том числе с применением электронных карт с отображением, например, трасс, зон, формуляров, заданий и т. д.;
• на повышение надежности, помехоустойчивости и электромагнитной совместимости;
• на обеспечение автономных методов контроля целостности системы;
• на уменьшение массогабаритных характеристик;
• на уменьшение стоимости аппаратуры и доступности для массового потребителя;
• на обеспечение возможности комплексного использования с другими автономными и навигационными средствами;
• на унификацию блоков и узлов, используемых в навигационной аппаратуре.
Приемники аппаратуры потребителя уязвимы при постановке помех мощностью 1 Вт с частотной модуляцией на несущей частоте 1,6 МГц в радиусе 22 км, а при увеличении мощности на 6 дБ радиус удваивается. По этой причине большинство военных самолетов необходимо оборудовать сложными антеннами, способными автоматически менять диаграмму направленности при появлении сигналов помехи. При мощности помехи 130 дБВт наступает полная потеря информационного сигнала на выходе приемника. Аппаратура потребителя выпускается одноканальной и многоканальной. Одноканальный приемник обеспечивает последовательный прием псевдошумовой навигационной информации от каждого спутника "созвездия" в режиме уплотнения с последующей обработкой, многоканальный - одновременно от выборочных спутников "созвездия". Спутниковая навигационная система NAVSTAR разработана в интересах министерства обороны США, но может использоваться и гражданскими потребителями. В системе использован тип "созвездия" 6x3x12, т. е. спутники располагаются на шести равномерно рассредоточенных круговых орбитах на высоте 20 тыс.км. На каждой орбите находится по три рабочих спутника. Плоскости орбит разнесены по долготе на 60° и имеют наклонение 55° относительно экватора. Период обращения спутников 12 ч. Орбиты выбраны так, что в любой точке земного шара в разное время наблюдается не менее четырех спутников, благодаря чему можно одновременно производить четыре измерения. Шкала времени аппаратуры потребителя привязана к шкале времени спутников системы NAVSTAR. Для исключения погрешности из-за неточного знания условий распространения радиоволн через тропосферу и ионосферу, а также из-за многолучевого распространения сигнала используется двухчастотный метод, при котором каждый навигационный спутник непрерывно излучает радионавигационные сигналы. Один диапазон частот содержит кодированные сигналы точной и грубой настройки. Первый из них имеет криптозащиту, а второй без защиты (открытый). Сигнал с криптозащитой, основанный на передаче Р-кодов, предназначен только для военных потребителей и служит для точного определения местоположения. Сигнал без защиты (для стандартного определения местоположения) является менее точным и основан на передаче С/А-кодов. В другом диапазоне частот передаются сигналы одного из двух указанных типов. Работа всех навигационных спутников Земли с высокой степенью синхронизирована с системой единого времени. Система GPS состоит из трех частей: орбитальной; наземной управляющей (командно-измерительный комплекс); пользовательской (приемники). Командно-измерительный комплекс системы GPS предназначен для определения орбит искусственных спутников, измерения расхождения шкал времени спутников с системным временем, предсказания эфемерид каждого из них и ухода бортового времени, формирования массива служебной информации и загрузки его в память соответствующего спутника. Эфемеридная информация, поступающая от спутников GPS, рассчитывается в системе координат WGS-84. В режиме использования открытого С/А-кода ошибки местоопределения по трем координатам составляют около 40 м. Если учесть, что знания скорости при определении места по системе NAVSTAR не требуется, то практически все типы аппаратуры потребителей позволяют определить также вектор скорости потребителя с погрешностью 0,07...0,3 м/с. Высокая точность определения места по коду С/А системы NAVSTAR, как считают специалисты министерства обороны США, может позволить противнику использовать систему при применении высокоточного оружия. Чтобы исключить это, в код С/А вводится искусственная погрешность (режим "избирательной доступности"), которая приводит к возрастанию погрешности местоопределения до 100 м. Для своих военных потребителей в системе NAVSTAR предусмотрен защищенный Р-код, передаваемый на двух частотах. Он состоит из 37 секторов, каждый из которых действует примерно 7 суток. Периодическая смена секторов на всех навигационных спутниках позволяет надежно использовать один этот код в течение 267 суток. Закон формирования кода не раскрывается, в связи с чем невозможно его несанкционированное применение. Еще одним преимуществом кода Р является его высокая помехозащищенность. Ошибка местоопределения при его использовании составляет примерно 10 м. В связи с тем, что величина погрешности (100 м) в режиме "избирательной доступности" часто не удовлетворяет гражданских потребителей, особенно в районах полета со сложными условиями захода и посадки самолетов по II и III категории сложности, система NAVSTAR интегрирована с радиомаяками, координаты которых точно известны, образуя тем самым дифференциальный режим. На радиомаяках установлена специальная аппаратура, которая определяет величину расхождения между точными координатами данного маяка и координатами, выдаваемыми системой NAVSTAR, формируя дифференциальные поправки. Они передаются в кадрах сигнала радиомаяка. В аппаратуре потребителя поправки вводятся в результаты сеанса обсервации. Такая операция позволяет повысить точность определения места по коду С/А с режимом "избирательной доступности" на расстоянии 1000... 1500 км от радиомаяка до величины, лишь немногим уступающей значению точности, полученному по защищенному Р-коду, и повысить точность измерений с использованием кода Р.
Формирование бортовой инерциально-спутниковой системы навигации
Создание интегрированной навигационной аппаратуры с применением спутникового навигационного приемника систем ГЛОНАСС и GPS обеспечивает:
• повышение точностных характеристик определения местоположения самолета, особенно при использовании дифференциального режима;
• расширение функциональных возможностей и сервисных услуг навигационной аппаратуры, в том числе с применением электронных карт с отображением трассы, зон, формуляров заданий;
• повышение надежности, помехоустойчивости и целостности навигационной системы;
• уменьшение массогабаритных и стоимостных характеристик;
• обеспечение возможностей комплексного использования информации от различных датчиков.
Совместная обработка данных спутникового навигационного приемника (СНП) и пилотажно-навигационного комплекса (ПНК) осуществляется с частотой 18 Гц, и с этой же частотой формируется файл выходной информации для внешнего потребителя, содержащий плоские координаты местоположения самолета. После начала построения трассы она передается внешнему потребителю. Информация, поступающая в БЦВМ, различна по составу и по стабильности поступления. При этом в случае глубоких маневров самолета по крену возможна потеря наиболее точной спутниковой информации. Точность информации от ПНК, подаваемой стабильно, часто недостаточно высока. Основная задача совместной обработки информации состоит в снижении ошибок определения местоположения и составляющих скорости полета самолета, а также в обеспечении непрерывного слежения за трассой самолета при любых его эволюциях и удержании достигнутой точности в интервалах между поступлениями информации спутникового приемника за счет использования информации датчиков ускорений. Снижение ошибок достигается оптимальной фильтрацией, а удержание достигнутой точности - за счет качественной экстраполяции. Программы оценки координат требуют следующих вычислительных ресурсов: тактовая частота процессора- не менее 33 МГц, разрядность вычислительной машины- 32 разряда, наличие режима плавающей точки, оперативная память - 256 Кбайт, частота выдачи оценок - 18 Гц. Совместная обработка информации СНС, ПНК и датчиков ускорений позволяет снизить ошибки определения декартовых координат и составляющих скоростей полета самолета в 3, 4 раза после 8-10 замеров СНС. При построении инерциально-спутниковой системы навигации важным является выбор спутникового приемника. В результате проведенных исследований установлено, что наиболее полно удовлетворяющими требованиям системы являются 24-канальный приемник фирмы ASHTECH, 20-канальный приемник TOPSTAR-100-1 фирмы SEXTANT и 12-канальный приемник А-737 МКБ "Компас". Рассмотрим возможности и особенности российского авиационного приемоиндикатора А-1Ъ1, каждый из 12 каналов которого работает по любому спутнику ГЛОНАСС или GPS. Комплексирование сигналов спутников ГЛОНАСС и GPS в данном приемоиндикаторе позволяет наилучшим образом использовать обе системы, получая более высокие точности определения положения и скорости, непрерывности и надежности навигационного обеспечения полетов, чем при использовании каждой из систем в отдельности.
К особенностям функционирования аппаратуры А-737 следует отнести:
• автоматический выбор рабочего созвездия навигационных спутников одновременно ГЛОНАСС и GPS по принципу радиовидимости "Все, что в небе" ("All in the sky") с приоритетом сигналам спутников ГЛОНАСС и заполнением оставшихся сигналами GPS;
• параллельный 12-канальный прием сигналов навигационных спутников обеих систем одновременно, либо (по выбору экипажа) одной ГЛОНАСС, либо одной GPS;
• "слепой" поиск сигналов спутников при отсутствии исходных данных о текущем времени, дате, месте и без "поддержки" данными по скорости;
• режим автоматического контроля целостности принимаемых навигационных сигналов;
• автоматический прием альманахов ГЛОНАСС и GPS и их хранение в энергонезависимой памяти;
• дифференциальный режим измерения навигационных параметров при вводе от бортового датчика цифровой корректирующей информации подсистем ГЛОНАСС-Д и DGPS.
Для передачи с борта на землю и с земли на борт информации, содержащей дифференциальные поправки и псевдодальности, целесообразно использование телекодовой системы "Орбита". Для преобразования РТМ-кода в код RS 232 должно быть использовано согласующее устройство.
При построении инерциально-спутниковой системы используется штатный ПНК самолета, содержащий следующие системы: систему воздушных
сигналов (СВС); радиовысотомер (РВ); систему ограничений сигналов (СОС); инерциальную систему (ИНС); навигационный вычислитель (НВ). На борту самолета вся информация от элементов ПНК поступает в шины с РТМ-кодом, откуда она подается всем потребителям.
В инерциально-спутниковой системе навигации (см. рис. 6.1.4) принята схема передачи всей выходной информации ПНК через согласующее устройство в спецвычислитель. В то же время коррекция координат от спецвычислителя поступает в ПНК по каналу РСДН. Такой принцип связи ПНК со спецвычислителем позволяет использовать ПНК без каких-либо доработок. Для этого только требуется введение в запоминающее устройство спецвычислителя географических координат условной точки, относительно которой определяются декартовы координаты.
Разработка типового комплекса радиосвязи
До начала 70-х годов на военных самолетах и вертолетах использовались только штатные средства открытой командной радиотелефонной связи, управляемые экипажем с оперативных органов пультового оборудования летательного аппарата. Технический прогресс самолетостроения, достижение высоких летно-тактических характеристик летательных аппаратов (высота, скорость, маневренность, большой радиус действий) в совокупности с развитием радиоэлектронного оборудования (создание сложных авиационных радиолокационных и навигационных систем, комплексов наведения, обороны и т. п.) привело Генерального заказчика к необходимости выработать новую концепцию взглядов на радиосвязь ЛА с расширением ее возможностей для использования в задачах оперативного управления радиоэлектронным оборудованием в автономных и полуавтономных групповых действиях авиации, в том числе при невозможности управления с пунктов управления АСУ. Естественно, оперативность управления в поставленных задачах могла быть достигнута только разработкой и применением специальных технических средств формирования высокоскоростных каналов передачи данных. Прямое наращивание штатных средств радиотелефонной связи дополнительной аппаратурой формирования каналов (от двух до четырех) передачи данных со средствами ввода-вывода, обработки и регистрации информации настолько усложняло аппаратуру связи как по массе, так и по управлению, что в большинстве случаев задача оказывалась неразрешимой и по условиям размещения на ЛА, и по условиям управления ею экипажем. Медицинские исследования показали весьма ограниченные возможности действий экипажа на одно-двухместных самолетах в условиях воздействия нагрузок на летчика в нормальных режимах полета, не говоря уже об экстремальных ситуациях. Поэтому сразу же возникла задача автоматизации связи, что позволило бы максимально разгрузить экипаж от многочисленных функций, связанных с управлением средствами связи. Но автоматизация связи, особенно в радиолиниях управления "земля-самолет", "самолет-земля", "самолет-самолет", может не столько облегчить, сколько ухудшить условия безопасности полета, если будет базироваться на использовании радиоканалов плохого качества. Поэтому сразу же возникли вопросы поиска путей достижения высоких показателей качества, надежности, помехоустойчивости радиосвязи, решение которых требовало дополнительных затрат по массе. Активное развитие за рубежом средств радиотехнической разведки и радиоэлектронной борьбы настоятельно ставило перед разработчиком новые дополнительные задачи проведения исследований и поиска мер, обеспечивающих гарантированное засекречивание информации при ее перехвате и стойкость радиоканалов в условиях преднамеренных помех противника. Решение задач разведзащищенности, криптографической стойкости и помехозащищенности значительно усложняло аппаратуру перспективной системы связи самолетов и вертолетов 4-го и 5-го поколений Вооруженных Сил РФ. В 1973-1986 гг. был проведен цикл НИОКР с завершением Государственных летных испытаний. В последующие годы освоено серийное производство и эксплуатация типового комплекса связи (ТКС). Головной по разработке ТКС - Горьковский НИИ радиосвязи (главный конструктор ТКС В. Ф. Киселев). В результате выполненных исследований и решения многочисленных противоречивых задач коллектив ГНИИРС принял нетрадиционное по тому времени решение создать многофункциональный автоматизированный типовой комплекс связи на базе специализированной микроЭВМ собственной разработки с алгоритмическими методами решения основных функциональных задач, мультиплексированием информационного обмена и гибкой системой перепрограммирования аппаратно-программных средств в интересах быстрой адаптации их под задачи широкого класса легких и средних самолетов и вертолетов Вооруженных Сил страны. Благодаря этому и была достигнута в конечном счете "типизация" связного оборудования. Функциональная интеграция пультового оборудования с элементами уплотнения сигналов управления и мультиплексирования информационного обмена радикальным образом сократила состав органов управления типового комплекса связи, снизила нагрузку экипажа по управлению комплексом, уменьшила массу и габариты блоков, способствовала успешному размещению технических средств комплекса на ЛА. На микроЭВМ комплекса были возложены и успешно решены не только задачи управления и контроля работоспособности технических средств, но и задачи формирования, обработки и выдачи в смежные системы для управляющих воздействий, отображения и регистрации сигналов и сообщений по каналам передачи данных. При автономных групповых действиях микроЭВМ (специализированный вычислитель) комплекса ТКС выполняет функции управляющего центрального диспетчера в системе радиоэлектронного оборудования истребителя, решает системную задачу формирования сети передачи данных частотно-временным разделением абонентов (самолетов) связи. По сути, из вышеизложенного следует вывод, что ТКС - это не только комплекс, но и сложная функционально интегрированная система связи и управления боевыми действиями самолетов, так как именно он формирует сетевые циклограммы и формуляры обмена данными целеуказания и целераспределения в режимах группового взаимодействия ЛА. Использование в составе ТКС специализированной микроЭВМ собственной разработки потребовало от разработчика создания кросс-системы программирования, адаптированной под специфические задачи связи и математического обеспечения, являющегося по сути дела новым элементом комплекса, во многом определяющим его характеристики, имеющим самостоятельную документацию, требующим значительных усилий на разработку. Коллективом была проделана работа по определению перечня решаемых функциональных задач, созданию алгоритмов, их формализующих, написанию и отладке отдельных программ математического обеспечения и их комплексной отработке на технологическом рабочем месте, разработке программной документации и проведению испытаний. Для разработки алгоритмов функционирования комплекса и формуляров обмена в сетях передачи данных, определяющих структуру и форматы сообщений, количество параметров, место их положения и разрядность, виды и признаки сообщений и другие данные, к работе были подключены военные специалисты 30-го ЦНИИ Минобороны, которые вошли в состав коллектива разработчиков ТКС и внесли значительный вклад в его создание. Разработанные формуляры обмена в рамках комплексного проекта легли в основу "Концепции унифицированного обмена данными". Таким образом, была успешно решена на базе микроЭВМ (СЦВ) задача автоматизации, а также впервые в мировой практике реализована интеграция связи и управления радиоэлектронным оборудованием в режимах группового взаимодействия. Для оценки боевой эффективности информационного группового взаимодействия в ГосНИИАС были проведены методом моделирования исследования боевых действий самолетов на типовых моделях воздушного боя истребительной авиации с условным противником. Показано, что групповые действия авиации посредством ТКС и коллективная оборона радикально повышают боевую эффективность, снижая потери собственных самолетов на 30-40% в воздушном бою с противником. Однако в моделях информационного взаимодействия самолетов характеристики реальных авиационных каналов связи учитываются приближенно или не учитываются совсем. Учет же этих характеристик - времени задержки в доставке информации, ее достоверности, помехоустойчивости, разведзащи-щенности и других - крайне необходим для получения объективной оценки эффективности групповой работы самолетов в зависимости от качества каналов связи. Кроме того, низкая разведзащищенность и малая криптографическая стойкость информации в каналах обмена данными могут не только снизить эффективность групповых действий, но и существенно ухудшить их боевую живучесть ввиду возможности использования расшифрованной информации противником в своих интересах. Поэтому значительное место было уделено исследованиям вопросов достижения высокого качества авиационной связи, мерой которого в основном служат показатели достоверности, оперативности, помехозащищенности, криптографической стойкости информации в сетях. В силу противоречивого характера упомянутых требований, увеличение скорости передачи данных в интересах повышения оперативности связи без реализации необходимых мер снижает достоверность ее доставки. Использование сигналов с большой базой (для повышения помехозащищенности) без принятия специальных способов формирования и обработки сигналов также снижает разведзащищенность информации. Уже в процессе создания ТКС в связи с поступившей информацией о совершенствовании техники вооружения и средств радиоэлектронной борьбы за рубежом Генеральный заказчик поставил задачу повышения помехозащищенности и оперативности авиационной радиосвязи в тактическом звене управления и придал ей первостепенное значение. Поэтому после решения проблем автоматизации связи коллектив основные усилия направил на исследование и решение задач оптимизации показателей помехозащищенности и оперативности при качестве (достоверности) не хуже заданного порогового значения. Узкополосные сигналы, как показали трассовые испытания, не могли в полной мере удовлетворить возросшим требованиям заказчика по помехозащищенности. Создание имитационных помех режиму ППРЧ в условиях высокой криптографической стойкости примененного в ТКС шифратора, генерирующего псевдослучайную последовательность скачков частоты во времени, и маскирующего эффекта от других источников информации практически затруднено. Влияние ретрансляционной помехи для ППРЧ зависит от места расположения помехопостановщика относительно приемника и передатчика и длительности времени излучения информации на одной частоте. Расчеты показали, что для выбранного сигнала ППРЧ с временем излучения информации t = 0,6 мс влияние ретрансляционной помехи начнет сказываться при размещении помехопостановщика где-то в средней зоне между самолетами, совершающими двухсторонний обмен, или, другими словами, при разности расстояний менее 200 км между путями прохождения сигнала по линиям: передатчик самолета- помехопостановщик- приемник взаимодействующего самолета и передатчик - приемник. На основе алгоритмических методов решения функциональных задач авиационных систем связи на базе ЭВМ создан типовой комплекс связи (ТКС) для широкого класса летательных аппаратов. ТКС по сути является интегрированной системой связи и управления истребительной авиации, позволяющей обеспечить полуавтономные и автономные групповые действия. Посредством включения в состав радиоэлектронного оборудования самолета ТКС получено принципиально новое качество СУВ истребителя и решена крупная задача радикального повышения эффективности боевых действий в группе истребителей за счет рационального использования комплексной информации, получаемой со всех взаимодействующих истребителей группы. До настоящего времени по совокупности характеристик типовой комплекс связи самолетов не имеет зарубежного аналога. Комплекс связи ТКС-2 (автоматизированная система связи ДКМВ-, МВ-, ДМВ-диапазонов) обеспечивает:
• Непрерывность обмена информацией на удалениях до 500 км в МВ-, ДМВ- и до 2500 км в ДКМВ- диапазонах частот в линиях связи "самолет-самолет", "самолет-земля", "земля-самолет", в том числе:
— прием и передачу речи;
— полные возможности приема и передачи данных.
• Стойкость к радиоэлектронному противодействию и засекречивание информации:
— псевдослучайную перестройку рабочих частот;
— помехоустойчивое кодирование;
— криптозащиту информации с гарантированной стойкостью.
• Совместимость со смежными системами.
• Формирование циклограмм обмена данными для группового взаимодействия самолетов.
• Возможность оперативного выбора в полете:
— ранга самолета (командир объединенной группы, ведущий, ведомый);
— режима взаимодействия в группе.
• Гибкость к реконфигурации состава технических средств и программного обеспечения под различные функциональные задачи.
• Высокую энергетическую эффективность ДКМВ-связи при малой мощности радиостанции за счет разработки и применения антенн пазошлей-фового типа; такая антенна обеспечивает полную конформность (невыступаемость) антенны и сохраняемость таким образом летно-технических характеристик самолета при значительном повышении КПД антенно-фидерного тракта.
Ан-225 «Мрия» - самый большой в мире самолет. Создал самолет киевский КБ имени Антонова. Этот уникальный самолет установил аж 240 мировых рекордов. Не несмотря на свой почтенный возраст и то, что существует лишь одна единица этого самолета, он все еще не уступает своим конкурентам. Если поступит заказ то будет достроен второй гигант, который готов лишь на 60-70%.
Полеты в Тель-Авив приостановили также польские авиалинии „LOT”. Авиакомпании из Европы и Соединенных Штатов Америки приостанавливают рейсы в Израиль. Причина - обострение израильско-палестинского конфликта. После того, как полтора километра от аэропорта „Бен Гурион” в Тель-Авиве упала ракета, Федеральная авиационная администрация США решила, что, как минимум, в течение суток свои рейсы в Израиль приостанавливают авиакомпании „Delta”, „United” и „US Airways”.
Тысячи пассажиров ждут за границей своих сумок и чемоданов, который потерялись во время вылета из Лондона. С четверга в лондонском аэропорту Heathrow наблюдается хаос с багажом. Тысячи пассажиров ждут за границей своих сумок и чемоданов, который потерялись во время вылета из Лондона. Дирекция аэропорта уверяет, что весь багаж будет найден.
Шутки двух пассажиров стали причиной того, что пассажирский самолет был принудительно посажен парой британских истребителей. Шутки двух пассажиров стали причиной того, что пассажирский самолет был принудительно посажен парой британских истребителей. Лайнер с более чем 300 пассажирами и членами экипажа на борту направлялся из пакистанского Лахора в британский Манчестер.
Самолеты заказала польская авиакомпания LOT. Кстати, LOT является первыми в Европе авиалиниями, которые заказали эти современные авиалайнеры, сообщает газета “Rzeczpospolita”. “Boeing 787” ждут в Варшаве не только сотрудники польской авиакомпании и польские любители авиации, но также поклонники этого самолета в Европе. В интернете они объединяются в группы и покупают билеты на европейские трассы LOT, на которых будет летать “Dreamliner”.
Еще до вылета предвзято отнесся к возможности попасть на самолете в Гомель. 
Государственное предприятие «Антонов» планирует до конца 2014 года завершить сборку первого опытного экземпляра нового самолета Ан-178 грузоподъемностью до 18 тонн. Сооружение опытного экземпляра нового Ан-178 грузоподъемностью до 18 т., который сменит на рынке Ан-12 начата компанией в 2013 г., а до конца 2014 года поднять первый опытный Ан-178 в небо.
Хищный, узкий фюзеляж маскирует значительные размеры боевой машины. Вертолет имеет высоту 4,9 метра, его длина с учетом винтов 15,9 метра. Винты имеют диаметр 14,5 метра. «Хребет» вертолета образует собой несущая балка шириной и высотой один метр. На эту балку, крепкую как конструкция моста, навешиваются двигатели. Интересно отметить, что целых тридцать минут двигатель может работать вообще без масла.
