АЗН-В и примыкающие коммуникационные технологии - перспективы развития и внедрения в РФ

ГосНИИ АВИАЦИОННЫХ СИСТЕМ (ГосНИИАС)Э.Я.ФальковАвтоматическое зависимоенаблюдение радиовещательноготипа (АЗН-В) и примыкающиекоммуникационные технологии –перспективыразвития и внедренияв Российской Федерации27.08.2015АЗН-В (МАКС 2015)Реализация АЗН-В в Российской ФедерацииПрограмма внедрения средстввещательного автоматическогозависимого наблюдения (2011 2020 годы)», утвержденнаяМинтрансом России 19 мая 2011 г.,реализуется АЗН-В на основе двухстандартов ЛПД:1090 ES (расширенный сквиттер)УКВ ЛПД режима 4 (VDL4)27.08.2015АЗН-В (МАКС 2015)2Организация воздушного движения (ОрВД) Для организации полетов в контролируемом воздушномпространстве классов А и С для воздушных судовкоммерческой авиации существующая система ОрВДпостроена преимущественно на радиолокационномметоде наблюдения и голосовой связи Малая авиация традиционно летает в классе G безпредоставлениядиспетчерскогообслуживания,региональная авиация – в классе С Внедрение CNS/ATM в интересах ОрВД предусматриваетширокомасштабноеиспользованиеметодаавтоматического зависимого наблюдения контрактногои радиовещательного типов и цифровой связи27.08.2015АЗН-В (МАКС 2015)3ИСТОЧНИКИ КООРДИНАТНОЙ ИНФОРМАЦИИ ПРИ НАБЛЮДЕНИИУТЕС-ТКОРЕНЬ АСБазоваястанция АЗН-В27.08.2015АЗН-В (МАКС 2015)4Автоматическое зависимое наблюдение• Автоматическое зависимое наблюдение (АЗН) - методнаблюдения, при котором воздушное судноавтоматически с определенным периодом передаетдругим пользователям собственные координаты и другуюинформацию от своих бортовых систем• АЗН служит заменой существующей системы вторичнойрадиолокации (ВОРЛ) и является основой будущейсистемы организации воздушного движения, строящейсяна принципах CNS/ATM с широким использованиемтехнологий спутниковой навигации, цифровой связи инаблюдения.27.08.2015АЗН-В (МАКС 2015)5Ситуационная осведомлённость• АЗН-В с высокой точностью обеспечивает наблюдениеBC наземными службами без использования радаровпри существенно меньших затратах.• С помощью АЗН-В напрямую, через взаимодействие«борт - борт», обеспечивается ситуационнаяосведомленность пилотов, что очень важно длягосударственной и особенно малой авиации в условияхотсутствия наземного наблюдения.• В авиакатастрофе на Истринском водохранилище,поскольку оба ВС находились на небольшой высоте,наземные службы УВД вряд ли наблюдали эти ВС и привсём желании не смогли бы помочь пилотам;пилотирование осуществлялось по правиламвизуальных полётов, без использования каких-либотехнических средств поддержки принятия решений.27.08.2015АЗН-В (МАКС 2015)6Схема функционирования АЗН-ВНавигационные спутникиGPS/ГЛОНАСССистема навигацииСистема УКВ связиЛККС27.08.2015ПриёмопередатчикАЗН-ВАЗН-В (МАКС 2015)СистемаУВД7Примыкающие коммуникационные технологии•••••••TIS-B (Traffic Information Service – Broadcast) - передача на борт данных овоздушной обстановке, полученных органами УВД от других систем;оборудованное АЗН-В In воздушное судно видит как оборудованные(напрямую), так и не оборудованные (через систему УВД) воздушныесуда.FIS-B (Flight Information Service – Broadcast) - передача на борт данных опогоде и аэронавигационной информации в текстовом или графическомвиде.A-SMGCS – передача на борт информации о движении ВС и другихтранспортных средств на аэродроме.DGNSS - прием от наземной станции АЗН-В сигнала достоверностиспутникового сигнала и дифференциальных поправок для обеспеченияточности навигации.Реализация канала связи пилот-диспетчер (CPDLC), а также пилотавиакомпания (АОС)Обеспечение поисково-спасательных операций.Решение проблемы вихревой безопасности.27.08.2015АЗН-В (МАКС 2015)8Реализация бортовых функцийФункции/примененияне АЗН-ВАЗН-ВНе бортовая функция замещения радаров (ADS-B Out)Ситуационная осведомленность «от перрона до перрона»(ADS-B In; об оборудованных – через ADS-B,о необорудованных – через TIS-B; самоэшелонирование,предотвращ.

столкновений; A-SMGCS; обмен 4D траекториями)1090 ES●VDL-4●●Полеты государственной авиации в общем воздушномпространстве (двойной режим) (ADS-B Out/In, TIS-B, FIS-B)●Полеты беспилотных авиационных систем в общем воздушномпространстве (ADS-B Out/In, TIS-B, FIS-B)●Оперативная осведомленность экипажей поиска и спасания(TIS-B Out, ADS-B In)●Оперативное сопряжение вещательного и контрактного АЗН●Управление аэронавигационной информацией (FIS-B)●Оперативная метеорологическая осведомленность (FIS-B)●Обеспечение вихревой безопасности «борт» - «борт» (ADS-BOut/In, FIS-B Out/In)●Режим «точка» – «точка» (CPDLC, DGNSS, AOC)●27.08.2015АЗН-В (МАКС 2015)9Связь на воздушных судах гражданской авиацииФункцииЛПД, вар. 1Голосовая связьЛПД, вар.

2VHFVHFНаблюдение радиовещательное ADS-B Out1090 ESVDL-4Наблюдение радиовещательное ADS-B In1090 ES*VDL-4Радиовещательное TIS-B1090 ES*VDL-4VDL-2VDL-4VDBVDL-4AeroMaxVDL-4NoVDL-4ЛПД пилот-диспетчер, контрактное АЗН, связь савиакомпаниейDGNSS: целостность + диф. поправкиДвижение по поверхности A-SMGCSРадиовещательное полетно-информационноеобслуживание FIS-B27.08.2015АЗН-В (МАКС 2015)10Российское оборудование с VDL-4Наземная станция CNSРазработана компанией НИТА,сертифицирована МАКи рекомендована ФАНСдля установки в центрах УВДБортовой транспондерРазработан компанией НИТА с участиемГосНИИАС, имеется разрешениедля установки на борт, сертифицирован27.08.2015АЗН-В (МАКС 2015)11Информация по каждому воздушному суднуAZIMUTHCALL SIGNRANGETOANGLE TO27.08.2015АЗН-В (МАКС 2015)12FIS-B: метеоинформация в текстовом виде27.08.2015АЗН-В (МАКС 2015)13FIS-B: метеоинформация в графическом виде27.08.2015АЗН-В (МАКС 2015)14FIS-B: аэронавигационная информация27.08.2015АЗН-В (МАКС 2015)15Движение на лётном полеВторжение автомобиля (SA315) на взлетную полосу,Самолёт SAS6790 ушёл на второй круг27.08.2015АЗН-В (МАКС 2015)16АЗН-В на базе ЛПД 1090 ES••••Опасности:абсолютная прозрачность; все работают на фиксированной частоте 1090 МГцслучайным образом; при большом количестве воздушных судов – наложениесообщений друг на друга и выход АЗН-В из строя; информация АЗН-Вдоступна в т.ч.

террористам; с 2017 г. после ввода в эксплуатацию спутниковIridium второго поколения каждый шаг оборудованного воздушного судна отмомента выпуска с завода до утилизации будет известен за рубежом;признанная абсолютная беззащитность при посылке ложных сигналов,имитирующих несуществующие полёты; ведёт к коллапсу системы УВД;требует дублирования другими технологиями, например, радарными, приэтом теряется смысл АЗН-В как такового;существенная технологическая зависимость от Запада; импортнаяэлементная база; в России отсутствует наземная передающая станция, что непозволяет передавать информацию для реализации ситуационнойосведомлённости о необорудованных воздушных судах;ситуационная осведомленность в режиме «борт-борт» решается лишь дляпростейших случаев, в программах NextGen и SESAR ADS-B In на 1090 ESотсутствует; сервис по полётно-информационному обслуживанию невозможен.27.08.2015АЗН-В (МАКС 2015)17Основные выводы по ВСгосударственной авиации• В силу абсолютной открытости и незащищенностисигнала АЗН-В на фиксированной частоте 1090 МГцпредставляется неправомерным типовоеиспользование АЗН-В на ЛПД 1090 ES на ВСгосударственной авиации• ВС государственной авиации за рубежом могут, аиногда должны использовать ЛПД 1090 ES, а такжеVDL-2 и, если потребуется, VDB.• Все внутренние полеты ВС государственнойавиации должны осуществляться безиспользования ЛПД 1090 ES.• Весь комплекс связных задач ВС государственнойавиации внутри Российской Федерации решается спомощью ЛПД VDL-4.27.08.2015АЗН-В (МАКС 2015)18Малая и региональная авиацияв части связи, наблюдения,аэродромного обслуживания- проблемы и пути решения27.08.2015АЗН-В (МАКС 2015)19Низкозатратные аэродромы (1)• Восстановить наземную инфраструктуру аэродромов втрадиционной радиолокационной постановке в короткиесроки невозможно и в настоящее время нерационально.• Необходимо идти по пути разработки и созданиямалозатратных аэродромов, по существу, посадочныхплощадок, с обеспечением всего необходимого спектрааэронавигационных услуг, отвечающих повышеннойбезопасности полетов с предоставлением экономическиоправдываемых услуг по осведомленности пилотовразличногородаинформацией–ситуационной,оперативной метеорологической и аэронавигационной,эффективному поиску и спасанию, цифровой связью снемногочисленным диспетчерским персоналом и савиакомпанией, использованием необслуживаемых вышеки др.27.08.2015АЗН-В (МАКС 2015)20Низкозатратные аэродромы (2)• Анализ показывает, что по сравнению с традиционнымиподходами стоимость создания и эксплуатации наземнойинфраструктуры снижается более чем на порядок присущественно больших предоставляемых услугах.• Это позволит радикально сократить стоимость авиационнойинфраструктуры,минимизировать требования крегиональному аэродрому по оснащению, по существусводя аэродром к уровню посадочной площадки, при этомбудет возможность производить категорированный заходна посадку.• В пределе оборудование аэродрома должно сводится кналичию приборной стойки со станцией АЗН-В и УКВмачтой, автоматической метеостанции и персоналом дляухода за взлётной полосой, заправки топливом,обслуживания пассажиров27.08.2015АЗН-В (МАКС 2015)21Состав бортового оборудованияв части связи и наблюденияМодуль бортового приемопередатчика АЗН-В на основе ЛПД режима 4.УКВ-антенна ЛПД режима 4 и GPS антенна.Цифровой индикатор для отображения информации АЗН-В.Примечание: Устанавливается при отсутствии возможностиреализации функции отображения информации АЗН-В на совмещенномдисплее навигации.

Указанная функция может быть также реализованана основе EFB, сопряженном с приемопередатчиком АЗН-В побеспроводному каналу связи.Бортовая УКВ р./ст. «Юрок» с функцией АЗН-В режима 4.Примечание: При использовании модернизированной р/ст. «Юрок» сфункцией АЗН-В оснащение ВС модулем АЗН-В на основе ЛПД режима 4(п.1.1.1) и УКВ-антенной ЛПД режима 4 (п.1.1.2) не требуется; в целяхреализации функции голосовой радиосвязи и АЗН-В на борту ВСустанавливаются две модернизированные р./ст. «Юрок».27.08.2015АЗН-В (МАКС 2015)22Создание наземной инфраструктуры АЗН-ВРазмещение наземныхтерритории Российскойобеспечить:станций АЗН-В наФедерации позволит поле наблюдения VDL-4 для пользователейвнеаэродромного воздушного пространства классаС (МВЛ) на высотах до 4200 м и класса G в районахосуществления авиационной деятельности; в аэродромном и части внеаэродромноговоздушного пространства класса С обеспечиваетсядвухстандартная (1090ES и VDL-4) АЗН-В27.08.2015АЗН-В (МАКС 2015)23Транспондер АЗН-В (ГосНИИАС)(стадия сертификации)••••••••Технические характеристики:Мощность передатчика [Вт] - 4Тип модуляцииGFSKСкорость передачи информации [бод]19200Приемник двухканальныйперестраиваемый 112 – 138 МГцШаг перестройки частоты [кГц] - 25Чувствительность [дБм] -100Рабочая частота [МГц] 136.945Габариты [мм]112х80х30Вес [гр]150Выполнен в соответствии со стандартами ИКАО, EUROCAE, ETSI27.08.2015АЗН-В (МАКС 2015)24Импортозамещение в линейке транспондеров VDL-4разрабатываемых ФГУП «ГосНИИАС»27.08.2015АЗН-В (МАКС 2015)25Обеспеченность внедрения АЗН-Вв России для малой авиации• Малая авиация, борт – УКВ ЛПДрежима 4, собственные силыроссийской промышленности (ФГУП«ГосНИИАС», Ижевский радиозавод)• Наземное оборудование полностью –российская промышленность (ОООНИТА)27.08.2015АЗН-В (МАКС 2015)26Выгоды от реализации АЗН-В (для ЕС ОрВД)• Переход от существующей системы УВД, основанной на примененииВОРЛ, к системе CNS/ATM.• Повышение безопасности полетов в воздушном пространстве классовА,С,G за счет создания/улучшения характеристик поля наблюдения намаршруте и в зоне аэродрома.• Наблюдение за ВС малой авиации, включая АОН, на малых ипредельно малых высотах.• Организация полетов беспилотных воздушных судов в общемвоздушном пространстве.• Обеспечение поисково-спасательных операций.• Наблюдение ВС и автотранспорта в аэропорту в сложныхметеоусловиях.• Возможность оперативного предоставления на борт ВСметеорологической информации о фактических и прогнозируемыхпогодных условиях.27.08.2015АЗН-В (МАКС 2015)27Выгоды от реализации АЗН-В(для авиакомпаний)•Обеспечение ситуационной осведомленности экипажей в полете о воздушнойобстановке, метеоусловиях, аэронавигационной информации.• Возможность наблюдения за неоснащенными системой АЗН-В воздушными судами(TIS-B).• Повышение безопасности воздушного движения за счет реализации алгоритмовпредотвращения столкновений воздушных судов.• Обеспечение безопасного движения по аэродрому в условиях низкой и нулевойвидимости.• Возможность приема на борту воздушного судна информации ЛККС о целостностиспутникового навигационного сигнала и дифпоправок для повышения точности.• Повышение эффективности деятельности авиакомпаний за счет возможностиосуществления связи, в том числе конфиденциальной, по линии передачи данныхмежду воздушным судном и авиакомпанией.•Обеспечение возможности реализации свободного полета по оптимальнымтраекториям, рассчитываемым на борту ВС.27.08.2015АЗН-В (МАКС 2015)28Системность внедрения АЗН-В и ПКТ• Внедрение обязательного невыключаемогоАЗН-В и примыкающих коммуникационныхтехнологий (ПКТ) в Российской Федерации вгражданской, в т.