ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №5
«ИССЛЕДОВАНИЕ САМОЛЕТНЫХ ОТВЕТЧИКОВ»
Цель работы. Исследовать назначение органов управления и технологию работы с самолетными ответчиками.
Программа работы:
1) Изучить теоретические сведения раздела 1 литературы [1, 2] и раздела 5.1 лабораторной работы.
2) Изучить технологию работы с самолетным ответчиком СО-72М.
3) Изучить назначение органов управления транспондера GARMIN GTX 327.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Система вторичной радиолокации (СВР): назначение, состав
Система СВР предназначена для получения с борта ВС информации о самолете и параметрах его полета.
В состав СВР входят наземный радиолокатор – запросчик и самолетный ответчик. Запросчик запрашивает у ответчика информацию, излучая специального вида запросный сигнал, а ответчик выдает сигнал с запрашиваемой информацией.
Данная информация называется вторичной, поэтому запросчик называется вторичным радиолокатором (ВРЛ, англ. SSR - secondary surveillance radar), а система, образованная ВРЛ и самолетным ответчиком – системой вторичной радиолокации (СВР).
На экране индикатора ВРЛ вторичная информация отображается в формуляре сопровождения.
Структура запросного сигнала
Антенная система ВРЛ работает в режиме кругового обзора, излучая кодированные сигналы запроса. Сигнал запроса (рисунок 5.1) состоит из двух импульсов P1 и P3, временной интервал между импульсами tк.з. зависит от вида запрашиваемой информации (или номер самолета, или высота), а также от принятого стандарта системы СВР. Импульс Р2 является импульсом подавления.
Рисунок 5.1Сигнал запроса
Существует два стандарта - стандарт ICAO и стандарт «СЭВ», который применялся только на территории стран СНГ. Отличаются стандарты кодами запроса, структурой ответного сигнала и несущей частотой работы радиоканала (таблицы 1.1 и 1.2).
Таблица 1.1 – Запросные коды системы СВР
| Стандарт | Код запроса | Кодовый интервал | Вид запрашиваемой информации |
| «СЭВ» | ЗК 1 | 9,4 мкс | Номер самолета |
| ЗК 2 | 14,0 мкс | Высота полета и остаток топлива | |
| ЗК 3 | 23,0 мкс | Вектор скорости | |
| ЗК 4 | 19,0 мкс | Координатный сигнал | |
| ICAO | A | 8,0 мкс | Номер рейса |
| B | 17.0 мкс | Номер рейса | |
| C | 21,0 мкс | Высота полета | |
| D | 25,0 мкс | Не используется |
Таблица 1.2 – Частоты работы СВР
| Стандарт | Частота запроса, МГц | Частота ответа, МГц |
| «СЭВ» | 835; 837,5; 840 | 730; 740; 750 |
| ICAO |
Структура ответного сигнала стандарта ICAO
В состав ответного сигнала входит координатный код (F1, F2) и информационный код (рисунок 5.2).
Рисунок 5.2 Структура ответного сигнала в стандарте ICAO
По импульсам координатного кода (F1, F2) определяется время прибытия ответного сигнала, что позволяет измерить расстояние до самолета. При этом, на экране индикатора ВРЛ будет отображаться отметка, по положению которой диспетчер определяет координаты самолета.
В сигнале ответа предусмотрена дополнительная позиция для передачи импульса опознавания SPI (при нажатии на ПУ ответчика кнопки «Опознавание»). При нажатии кнопки «Опознавание» передается только координатный код и импульс SPI. Передача информационного кода не осуществляется.
В информационном коде применяется 3-х разрядное кодирование.
Для передачи информации применяется способ амплитудной манипуляции.
Режим S системы вторичной радиолокации
В системе СВР существует вероятность пропуска ответа или отображения ложной цели, обусловленной такими факторами, как:
- наложение ответных сигналов;
- взаимные помехи;
- избыточность сеансов связи и перегрузка по каналам запроса/ответа.
В настоящее время внедряется более совершенная технология системы вторичной радиолокации – дискретно - адресная (ДАС ВРЛ) на основе применения режима S (selective). В ДАС ВРЛ производится адресный запрос самолета, т.е. отвечает только тот самолет (приемоответчик), адрес которого указан в запросном сигнале наземного радиолокатора.
В состав системы ДАС ВРЛ входит радиолокатор ВОРЛ режима S и самолетный приемоответчик режима S.
Совмещенная работа ВОРЛ режима S с приемоответчиками S и с ответчиками типа А/С производится следующим образом (см. таблицу 1.3).
При запросе кодами «A» или «C» (строки 1, 2), приемоответчики А/С и S выдают такую же информацию, как и в традиционной системе СВР. Для передачи сигналов по радиоканалу используется амплитудная манипуляция (АМн).
При запросе в режиме S (строка 3) процедуру работы радиолокатора можно разделить на несколько этапов, каждый из которых имеет свою задачу.
1. Общий вызов – для формирования «опросного» листа адресов приемоответчиков режима S.
Запросный сигнал состоит из импульсов Р1, Р2 идлинного импульса Р6,причем временные интервалы между импульсами отличаются от запросных кодов «А» или «С». Поэтому ответчики А/С не реагируют на такие запросы. По импульсу Р6, точнее по кодовой комбинации бит в пределах импульса Р6, определяется режим запроса радиолокатора, т.е. что это режим «Общий вызов».
В ответном сигнале приемоответчика содержится код преамбулы (4 импульса) и адрес самолета (24 бита). По коду преамбулы определяется расстояние (скорость ВС) и формируется отметка самолета на экране индикатора ВОРЛ. Адреса самолетных ответчиков сохраняются в памяти ВОРЛ.
2. Всенаправленная передача – для блокирования приемоответчиков S (в процессе второго сканирования).
Запросный сигнал состоит из импульсов Р1, Р2 и длинного импульса Р6.
Данные запроса, в пределах импульса Р6, включают:
- код радиолокатора;
- код блокирования приемопередатчиков S.
Теперь ответчики уже не отвечают на запросы общего вызова данной станции, но способны отвечать на запросы других радиолокаторов, коды которых отличаются от кода данной станции. Таким образом, благодаря блокированию снижается загрузка системы ДАС ВРЛ. Состояние блокировки поддерживается в течение 18 ±1с.
Таблица 1.3 - Режимы запроса ВОРЛ S – самолетный приемоответчик
| № строки | Режимы работы ВОРЛ | Ответчик А/С | Ответчик S |
| Запрос кодом «А» | Номер рейса | Номер рейса | |
| Запрос кодом «С» | Высота | Высота | |
| Запрос в режиме «S »: - общий вызов - всенаправленная передача - избирательная передача | - - - | Выдает преамбулу и адрес самолета Блокируется Выдает преамбулу и блок данных ответа | |
| Комбинированный режим (межрежимный запрос): - запрос общего вызова в режимах «А»/«С» - запрос общего вызова в режимах «А»/«С»/«S» | Номер рейса / Высота Номер рейса / Высота | - Выдает преамбулу и блок данных ответа |
3. Избирательная передача – для индивидуального запроса приемоответчика в соответствии с его адресом и получения данных.
Запросный сигнал также состоит из импульсов Р1, Р2 идлинного импульса Р6, но данные запроса, в пределах импульса Р6, уже включают:
- код радиолокатора;
- адрес запрашиваемого приемоответчика;
- код разблокировки и другие данные.
Данные запроса могут включать 56 или 112 информационных бит.
В ответном сигнале приемоответчика содержится код преамбулы и блок данных ответа, включающий адрес приемоответчика и информационные данные. Блок данных состоит либо из 56, либо из 112 информационных бит.
Примечание: Для передачи информации в режиме S - импульса Р6 при запросе и блока данных при ответе, применяется двоичная фазовая манипуляция.
Комбинированный (межрежимный) запрос предназначен для работы с приемоответчиками обоих типов: А/С и S.
Запросный сигнал общего вызова состоит из трех импульсов: Р1, Р3 и Р4.
Сигналы режимов отличаются длительностью импульса Р4:
- в режиме «А»/«С» короткий импульс. Приемоответчик А/С выдает ответ на запросный код Р1,Р3, приемоответчик S не отвечает;
- в режиме «А»/«С»/«S» длинный импульс. Отвечают оба приемоответчика. Ответный сигнал приемоответчика S состоит из преамбулы и блока данных ответа, включающий адрес приемоответчика и информационные данные. Блок данных состоит либо из 56, либо из 112 информационных бит.
Примечание. С 1 января 2020 года комбинированный запрос в режиме «А»/«С»/«S» уже не будет применяться.
Блок данных ответа приемоответчиков режима S
В зависимости от длины сигнала, содержащего данные, Евроконтроль классифицирует самолетные приемоответчики режима S на два типа:
1) 56 бит – ответчики стандартного наблюдения ELS (Elementary surveillance);
2) 112 бит – ответчики усовершенствованного наблюдения ENS (enhanced surveillance).
Приемоответчик ELS может передавать следующие данные:
- опознавательный индекс ВС;
- данные об абсолютной высоте с интервалом 7.62 м (25 фут);
- статус положения воздушного судна (в воздухе или на земле).
Данные приемоответчика ENS:
- опознавательный индекс ВС;
- статус (в воздухе или на земле);
- местоположение, в том числе высоту;
- скорость и другие параметры полета.
Примечание: 1. Опознавательный индекс ВС включает 3-х буквенное обозначение и номер рейса.
Приемоответчик S передает данные не только в ответ на запросы наземного ВОРЛ или приемопередатчика TCAS, но и может выдавать самогенерируемые сигналы сквиттеры (squitter), длительность которых (56 бит или 112 бит) исодержание зависит от типа ответчика. В коротком сквиттере (56 бит) отсутствует информация о высоте.
Самогенерируемые сигналы могут выдаться с периодичностью один или два раза в секунду, в зависимости от содержания.
Передача самогенерируемых сигналов представляет собой вид автоматического зависимого наблюдения (ADS), известное как автоматическое зависимое наблюдение в режиме радиовещания (ADS-B).
Структурная схема приемоответчика режима S
Структура построения приемоответчика S обусловлена режимами запроса радиолокатора ВОРЛ и имеет раздельные каналы преобразования сигналов А/С и сигналов режима S (рисунок 5.4).
Запросные коды А и С выделяются на нагрузке амплитудного детектора АД. Формирование ответного сигнала производится в шифраторе режимов А/С, на который поступает информация о номере рейса, устанавливаемого на пульте управления, и о высоте полета - с выхода системы воздушных сигналов (СВС).
Рисунок 5.4 Структурная схема приемоответчика режима S
При запросе в режиме «S» информационные коды выделяются в фазовом демодуляторе. Формирование кода преамбулы осуществляется в декодере режима S по моментам поступления импульсов Р1 и Р2.
Ответный сигнал формируется в блоке обработки данных БОД. На блок поступает информация об адресе ВС, данные о высоте, координатах ВС, а также данные с выхода FMS.
В устройстве формирования ответного кода (УФОК режима S) производится фазовая манипуляция ответного сигнала.