МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Кафедра аеронавігаційних систем

ДОПУСТИТИ ДО ЗАХИСТУ

Завідувач кафедри

_____________________

“_____”__________2013 р.

ДИПЛОМНИЙ ПРОЕКТ

(ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА)

ВИПУСКНИКА ОСВІТНЬО-КВАЛІФІКАЦІЙНОГО РІВНЯ

“Спеціаліст”

Тема: „Канали передачі даних системи ASTERIX”

Розробила: Луценко Наталія Володимирівна

Керівник: к. т.н.,доц. Барабанов Юрій Миколайович

Консультант з розділу

охорона праці

к. т.н., доц. Русаловський Анатолій Вікторович

Консультант з розділу

охорона навколишнього

середовища к. т.н., доц.

Нормоконтролер з ЄСКД (ЄСПД): д. т.н., доц. Ларін Віталій Юрійович

Київ 2013

НАЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Інститут аеронавігації

Кафедра аеронавігаційних систем

Напрям (спеціальність)7. “Системи аеронавігаційного обслуговування”

ДОПУСТИТИ ДО

ЗАХИСТУ

Завідувач кафедри

аеронавігаційних систем

“_____”_________2013р.

ЗАВДАННЯ

на виконання дипломної роботи (проекту)

(призвище, імя, по батькові випускника в родовому відмінку)

1. Тема роботи: «Канали передачі даних системи ASTERIX» затверджена наказом ректора від „12” жовтня 2012р. №_2059/ст.

2. Термін виконання роботи: 15 жовтня 2012 року по 8 лютого 2013 року.

3. Вихідні данні роботи: структурна схема, архітектури мережі ССЗ, бортовий ретранслятор, протоколи звязку, частотні плани транспондерів, зони дії, супутниковий зв’язок, моделювання супутникової лінії з використанням пакету Blocksets (Communication) програми MATLAB та використанням САРП «Альбатрос бюджет».

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

4. Зміст пояснювальної записки (перелік питань, що підлягають розробці): дослідження існуючої системи передачі даних РЛІ між РДЦ з протоколом ASTERIX, визначення навантаження трафіку.

5. Перелік обов’язкового графічного матеріалу: структурна схема архітектури мережі ССЗ, бортового ретранслятора, протоколи зв’язку, зони дії, підсумки досліжень сигналів та ліній зв’язку на ділянці ШСЗ-AES та на ділянці ШСЗ-GES.

6. КАЛЕНДАРНИЙ ПЛАН

№ п/п

Найменування етапів дипломної

Роботи

Термін виконання етапів

Примітка

Пояснювальна записка

1

Вступ

15.10.12 р.

2

Призначення та структура фіксованого супутникового зв’язку

15.10.12-20.10.12 р.

3

Характеристика земних станцій VSAT.

20.10.12-25.10.12 р.

4

Характеристика протоколів передачі інформації для центрів ОПР, передача радіолокаційної інформації

25.10.12-5.11.12 р.

5

Розрахунок бюджету супутникової лінії

5.11.12-15.12.12 р.

6

Визначення припустимої потужності передавача ЗС

15.12.12-20.12.12 р.

7

Розробка математичної моделі

15.12.12-20.12.12 р.

8

Розробка програми

20.12.12-10.01.13 р.

9

Графічний матеріал

20.12.13-10.01.13 р.

Студентка

Керівник дипломного проекту к. т.н., доц.

7. Консультанти з окремих розділів проекту:

Розділ

Консультант

(посада, П. І.Б.)

Дата, підпис

Завдання видав

Завдання прийняв

Охорона праці

к. т.н., доц.

Русаловський

Анатолій

Вікторович

Охорона

навколишнього

середовища

к. т.н., доц.

Керування безпекою польотів в аеронавігаційній системі в разі впровадження каналів передачі даних системи ASTERIX

к. т.н., доц. Чинченко Юрій Володимирович

7. Дата видачі завдання 15 жовтня 2012р.

Керівник

(підпис)

Завдання прийняв до виконання

(підпис студента)

Дата 15 жовтня 2012р.

РЕФЕРАТ

Дослідження характеристик мереж супутникового зв’язку для забезпечення обміну даними між центрами ОПР.

Дипломна робота містить-00 сторінок, 00 рисунків, 00 таблиць, 00 джерел.

Об’єкти дослідження – канали передачі даних, їх характеристики, характеристики супутників, характеристики наземних станцій та характеристики навколишнього середовища, типи мереж супутникового зв’язку і принципи їх побудови.

Мета роботи – дослідження існуючої системи передачі даних РЛІ між РДЦ з протоколом ASTERIX, визначення енергетичного розрахунку супутникових каналів передачі даних.

Метод дослідження – математичне моделювання.

Ключові слова: ЛІНІЯ СУПУТНИКОВОГО ЗВЯЗКУ, СУПУТНИК, РАДІОЛОКАТОР, ЄДИНА СИСТЕМА ОРГАНІЗАЦІЇ ПОВІТРЯНОГО РУХУ, БАГАТОСТАНЦІЙНИЙ ДОСТУП, ПРОТОКОЛИ РАДІОЛОКАЦІЙНОЇ ІНФОРМАЦІЇ, ЦЕНТР ОПР, ASTERIX.

ЗМІСТ

ВСТУП.. 9

1. СУЧАСНИЙ СТАН СИСТЕМИ ПЕРЕДАЧІ ТА ЗБОРУ РАДІОЛОКАЦІЙНОЇ ІНФОРМАЦІЇ У ПОВІТРЯНОМУ ПРОСТОРІ УКРАЇНИ.. 10

1.1 Класифікація систем спостереження за повітряною обстановкою.. 10

2. ХАРАКТЕРИСТИКА СУЧАСНОГО СТАНУ ДЕРЖАВНОЇ СИСТЕМИ ВИКОРИСТАННЯ ПОВІТРЯНОГО ПРОСТОРУ УКРАЇНИ.. 17

2.1 Організація і порядок використання повітряного простору. 17

3. ОСОБЛИВОСТІ СТАНДАРТУ ASTERIX.. 25

3.1 Призначення стандарту. 25

3.1.1.Основні терміни та визначення. 26

3.1.2. Опис і правила ASTERIX.. 28

3.1.3. Загальна структура повідомлення. 31

3.1.4. Стандартні поля. Формати поля даних. 33

3.1.5. Метод адресації ASTERIX.. 38

3.2. Передавання радіолокаційних повідомлень щодо обслуговування повітряного руху 39

3.2.1. Загальні правила. 39

3.2.2. Передавання курсової інформації 42

3.2.3. Передавання інформації маршруту польоту. 46

3.2.4. Передавання повідомлень монорадарного обслуговування. 48

3.3. Передавання радіолокаційних метеорологічних повідомлень. 51

3.3.1. Типи і методи подання метеоінформації 51

3.3.2. Передавання монорадарної метеоінформації 53

3.4. Протоколи обміну даними в ASTERIX.. 58

4. ЕНЕРГЕТИЧНИЙ РОЗРАХУНОК СУПУТНИКОВОЇ ЛІНІЇ РАДІОЗВ’ЯЗКУ СИСТЕМИ ASTERIX 62

4.1 Програмний комплекс призначений для розрахунку бюджету (енергетичного і частотного) лінії супутникового зв'язку. 62

4.1.1 Склад і основні прийоми роботи з комплексом.. 62

4.2 Розрахунок потужності сигналу на вході приймача бортового ретранслятора. 64

4.2.1 Визначення відстані між земною станцією і супутником.. 66

4.2.2 Визначення кутів взаємної орієнтації наземних і бортових антен. 67

4.2.3 Характеристики наземних і бортових антен. 69

4.2.4 Розрахунок послаблення сигналу за рахунок поглинання енергії радіохвиль в атмосфері 72

4.2.5 Розрахунок співвідношення сигнал/шум на вході бортового приймача. 78

4.2.6 Розрахунок потужності сигналу на вході приймача земної станції 80

4.2.7 Розрахунок відношення сигнал/шум на трасі «борт-земля». 83

4.2.8 Розрахунок відношення сигнал/шум на трасі «земля-борт-земля». 85

4.3 Розрахунок бюджету супутникової лінії 86

4.3.1 Визначення припустимої потужності передавача ЗС.. 86

5. ОХОРОНА ПРАЦІ 90

5.1 Аналіз умов праці 90

5.1.1 Мікроклімат виробничих приміщень. 90

5.1.2 Організація робочого місця. 91

5.1.3 Шкідливі речовини в повітрі робочої зони.. 91

5.1.4 Освітлення. 91

5.1.5 Шум, вібрація, ультразвук, інфразвук. 92

5.1.6 Виробничі випромінювання. 92

5.1.7 Небезпека ураження електричним струмом.. 92

5.2 Розробка заходів з охорони праці 93

5.2.1 Нормалізація повітря робочої зони.. 93

5.2.2 Виробниче освітлення. 94

5.2.3 Захист від виробничого шуму та вібрацій.. 94

5.2.4 Захист від електромагнітних полів і лазерних випромінювань. 95

5.2.5 Захист від іонізуючих випромінювань. 95

5.2.6 Електробезпека. 95

5.2.7 Ергономіка, технічна естетика та організація робочого місця. 96

5.3 Пожежна безпека. 96

6. ЕКОЛОГІЯ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА.. 97

6.1 Екологічні стандарти.. 97

6.2 Екологічні нормативи.. 98

7. КЕРУВАННЯ БЕЗПЕКОЮ ПОЛЬОТІВ В АЕРОНАВІГАЦІЙНІЙ СИСТЕМІ У РАЗІ ВПРОВАДЖЕННЯ КАНАЛІВ ПЕРЕДАЧІ ДАНИХ СИСТЕМИ ASTERIX.. 99

ВИСНОВКИ.. 105

СПИСОК ПОСИЛАНЬ.. 106

ВСТУП

Передавання радіолокаційних даних між джерелами радіолокаційних даних та їх користувачами для потреб ОПР, подає побудову повідомлень для обміну радіолокаційними даними між радіолокаційними станціями (РЛС) і центрами КПР (Air Traffic Control – ATC), а також між центрами КПР, які використовуються в області Eurocontrol (Євроуправління). Стандарт ASTERIX описує передачу цих радіолокаційних даних. В Україні створена єдина цивільно-військова система передачі радіолокаційних даних по наземним каналам зв’язку. Для забезпечення резервування цих каналів доцільно використовувати мережу супутникового зв’язку, що дозволяю, перш за все створити систему передачі радіолокаційних даних більш мобільною та гнучкою. В дипломній роботі розглядаються питання передачі сигналів спостереження по каналах системи фіксованого супутникового зв’язку (ФСЗ).

На сьогодні в Україні розробляється концепція аеронавігаційної інтегрованої мережі зв’язку на базі концепції ICAO по створенню CNS/ATN, тому усі розробки і вдосконалення повинні здійснюватися узгоджено, за єдиною програмою. Мережа передавання радіолокаційної інформації (МПРЛІ) має розглядатися як складова наземна інфраструктура майбутньої авіаційної служби фіксованого зв’язку, яка в свою чергу, повинна стати компонентом CNS/ATN.

СПИСОК ПОСИЛАНЬ

1. Машбиц картография и зоны спутниковой связи. Радио и связь. – М.: 2000 г., – 256 с: ил.

2. Иванов расчет спутниковых радиолиний и сетей. Уч. пособие ХПИ. 2001 г., – 67 с.

3. Скляр Бернард. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. 2-е изд. испр. –654–-М.: 2003г., –1100 с.

4. Системы и станции фиксированной спутниковой связи. Справочное пособие.– М.: 1997 г. –628 с.

5. Аболиц спутниковой связи. Основы структурно-параметрической теории и эффективность.-М.: ИТИС. 2004г. –426с.

6. Барабанов ія аерокосмічного зв‘язку./ Методичні рекомендації до виконання курсової роботи для студентів спеціальності 7.100118 “Системи аеронавігаційного обслуговування К:. НАУ, 2005р. – 54с.

7. Барабанов, Ю. М., Поле штирової антени, встановленої на корпусі літака // , В. О. Іванов, , І. І. Чернявський / Електроніка та системи управління. –К.: НАУ, 2007. – №3(13). – С. 88-95.

8. Барабанов, супутникового авіаційного зв’язку//, , A. M.Грехов / Вісник НАУ, 2012, – №1, – С.5-13.

9. Барабанов, Ю. М. // Моделювання лінійної антенної решітки на основі планарних випромінювачів / , , A. M. Грехов, Д. І. Терещенко / Вісник Інженерної академії України. –К.: НАУ. 2012. –№2,–C.35-38.

10. Барабанов, моделювання діаграм спрямованості штирових антен, котрі розташовуються на повітряних кораблях/, Д. І. Терещенко//Проблеми створення, випробовування, застосування та експлуатації складних інформаційних систем. Житомирський військовий інститут імені : збірн. наук. праць,–Спец. випуск№2.–Ж.:Вид-во ЖВІНАУ, 2012. –С.89-94.

11. ISO/IEC 7498-1: 1994 [ITU-Rec. X.] Системы обработки информации – Эталонная модель OSI – Базовая модель

12. EUROCONTROL STANDARD DOCUMENT FOR SURVEILLANCE DATA EXCHANGE - Part 1 All Purpose Structured Eurocontrol Surveillance Information Exchange (ASTERIX)

13. EUROCONTROL STANDARD DOCUMENT FOR SURVEILLANCE DATA EXCHANGE - Part 2b Transmission of Monoradar Service Messages

14. EUROCONTROL STANDARD DOCUMENT FOR SURVEILLANCE DATA EXCHANGE - Part 4 : Category 048 Transmission of Monoradar Target Reports

15. EUROCONTROL STANDARD DOCUMENT FOR SURVEILLANCE DATA EXCHANGE - Part 7 : Category 010 Transmission of Monosensor Surface Movement Data

16. EUROCONTROL STANDARD DOCUMENT FOR SURVEILLANCE DATA EXCHANGE - Part 9 : Category 062 СОДН Track Messages

17. EUROCONTROL STANDARD DOCUMENT FOR SURVEILLANCE DATA EXCHANGE - Part 10: Category 63 Sensor Status Messages

18. EUROCONTROL STANDARD DOCUMENT FOR SURVEILLANCE DATA EXCHANGE - Part 11: Category 061 Transmission of СОДН Session and Service Control Messages

19. EUROCONTROL STANDARD DOCUMENT FOR SURVEILLANCE DATA EXCHANGE - Part 12 : Category 021 ADS-B Reports

20. EUROCONTROL STANDARD DOCUMENT FOR SURVEILLANCE DATA EXCHANGE - Part 14 : Category 020 Multilateration Target Reports

21. EUROCONTROL STANDARD DOCUMENT FOR SURVEILLANCE DATA EXCHANGE - Part 16: Category 23 CNS/ATM Ground Station and Service Status Reports

22. EUROCONTROL STANDARD DOCUMENT FOR SURVEILLANCE DATA EXCHANGE - Part 18: Category 019 Multilateration System Status Messages

23. EUROCONTROL STANDARD DOCUMENT FOR SURVEILLANCE DATA EXCHANGE - Part 20 : Category 247 Version Number Exchange

24. EUROCONTROL STANDARD DOCUMENT FOR SURVEILLANCE DATA EXCHANGE - ASTERIX CATEGORY 253 SPECIFICATION

25. EUROCONTROL STANDARD DOCUMENT FOR SURVEILLANCE DATA EXCHANGE - Appendix C: MADAP Plan Server ICD