Характеристика сообщений БСПС

 

БСПС вырабатывает два типа сообщений:

- ТА, сообщение о движении, которое помогает пилоту визуально обнаружить самолет-нарушитель и готовит летчика выполнять упреждающие действия;

- RA, сообщение о необходимых действиях, выполнение которых обеспечит избежать столкновения с самолетом-нарушителем.

Рекомендации RA вырабатываются только в вертикальной плоскости, при отключенном автопилоте.

Существуют два типа RA, предупредительный и директивный. Предупредительный тип RA, дает рекомендации пилоту не изменять высоту полета (либо режим изменения высоты), чтобы избежать столкновение.

Директивный, рекомендует пилоту выполнить набор или снижение с установленной вертикальной скоростью до 2500 футов в минуту (13 м/с) для разрешения конфликта. БСПС II функционирует совместно с ответчиками, работающими в режимах А/С или S.

Ниже приведены данные системы БСПС II версии 7,0.

БСПС проводит опрос других воздушных судов, оснащенных приемоответчиками, работающими в режиме А/С:

- в пределах номинальной дальности 26 км (14 NM),

- по высоте ±2745 м (±9000 футов).

БСПС выдает сообщения ТА:

- по дальности, TAU от 48 до 20 секунд до момента максимального сближения, время зависит от высоты полета воздушного судна, чем больше высота, тем раньше время выдачи сообщения ТА (или от 0,3 до 1,3 м. мили DMOD);

- по высоте ALIM от 1200 до 850 футов (от 366 до 264 м).

БСПС выдает рекомендации RA:

- по дальности, TAU от 35 до 15 секунд до момента максимального сближения, время зависит от высоты полета воздушного судна, чем больше высота, тем раньше время выдачи рекомендации RA (или от 0,2 до 1,1 м. мили DMOD);

- по высоте ALIM от 700 до 300 футов (от 210 до 92м).

БСПС, запрашивая бортовые ответчики других воздушных судов, анализирует полученный ответ, определяет дальность, курсовой угол и относительную высоту самолета-нарушителя, если имеются данные об их высоте.

Рис.4.3. Пространства сообщений RA и TA

Важно отметить, что самолет, летящий с выключенным, неработающим ответчиком или ответчиком, работающим в режиме УВД, является невидимым для БСПС окружающих воздушных судов. Также невидимым будет ВС, с работающим ответчиком в режиме А для самолета с БСПС II версии 7, у которого ответчик функционирует в режиме А/С.

БСПС способна одновременно отслеживать до 30 самолетов в диапазоне 14 NM (26 км) при работе в режиме А/С и 30 NM (56 км) в режиме S.

Функционирование БСПС подвержено ряду помех:

1. Помехи возникают в результате приема отраженных сигналов от поверхности земли, посланных другими самолетами.

2. Самолеты, имеющие дальность 1,7 NM от собственного ВС, вызывают так называемое синхронное искажение.

3. Не синхронное искажение проявляется при получении паразитных сигналов от радаров БСПС других самолетов.

4. В результате синхронизации сигналов, система испытывает проблемы искажения, плюс сама система вырабатывает собственные помехи.

Рис.4.4. Зоны обзора БСПС

Эти помехи кратковременны. Они выделяются и подавляются специальными корреляционными алгоритмами. Однако, возможность подавления этих помех невысока.

Кроме того, в зонах с интенсивным воздушным движением на высотах полета ниже FL 180, при увеличении числа БСПС, в зоне обзора, возможности и мощность собственной БСПС начинают снижаться. Это связано с необходимостью обрабатывать большое число сигналов, приходящих от соседних самолетов, находящихся в зоне обзора. Количество ВС, которое способна обработать система, ограничено (24 ВС в радиусе 5 NM) и, когда это число начинает превышать допустимое, увеличивается время выработки рекомендаций RA (до 1 минуты) и уменьшается дальность обзора до 5 NM (9,3 км).

В связи с этим, существует проблема уменьшения дальности обнаружения самолетов в зоне обзора и увеличения времени выработки рекомендаций в зонах с интенсивным воздушным движением.

 

Формирование предупреждений

 

Анализируя, данные радиолокационного наблюдения (дальность между самолетами и направление), в обычном режиме, раз в секунду, БСПС рассчитывает относительную скорость сближения каждого ВС в зоне обзора, для определения времени в секундах до момента СРА. Сигналы на выходе при выполнении алгоритма слежения (дальность до самолета, уменьшение продольного интервала в моменте СРА) обеспечивают работу алгоритмов по выработке ТА и определения угрозы столкновения.

Для каждого самолета, БСПС производит тесты по дальности и по высоте, когда нет данных о высоте полета самолета-нарушителя, система считает, что данное ВС находится на одинаковой высоте с собственным самолетом. Когда результат теста дает положительный результат по дальности и по высоте, БСПС вырабатывает рекомендации ТА. В ситуации, когда нет данных о высоте самолета-нарушителя, RA не вырабатываются.

Тесты по дальности и высоте выполняются по каждому самолету-нарушителю. При положительном результате теста по какому-нибудь одному параметру, БСПС начинает вырабатывать рекомендации по расхождению RA.

Выработка RA происходит в два этапа. Первый – определение направления «вверх или вниз» в зависимости от геометрии конфликта. Второй - определение интенсивности RA. По интенсивности вырабатывается, как минимум, ускоренный маневр по вертикальной скорости, который обеспечит успешное достижение интервала по высоте.

На рисунке 4.5. представлен пример выработки направления RA.

Наша БСПС (на рисунке левое ВС), определив момент СРА для каждого воздушного судна, прогнозируя траекторию самолета-нарушителя, вычисляет место схождения с ним. Далее, система определяет возможный диапазон вертикального маневра собственного ВС, как на набор, так и на снижение. Логика выбора маневра зависит от большей величины интервала между самолетами в момент расхождения. Интервал В, в данной ситуации, больше интервала А, поэтому система выбирает вариант В на снижение.

Интенсивность RA выбирается в пределах от 1500 до 4400 футов в минуту (от 7,6 до 22,3 м/с), в зависимости от ситуации.

 

Рис.4.5. Выбор направления RA

 

Когда собственное ВС и самолет-нарушитель оборудованы однотипными системами БСПС, которые функционируют в режиме S, для предотвращения столкновения на этих самолетах применяется выработка скоординированных сообщений RA, которые передаются по каналам передачи данных режима S.

Скоординированные сообщения посылаются на частотах 1030/1090 МГц, как и обычные и, передаются, как минимум, раз в секунду каждым ВС для выработки RA. Каждое ВС продолжает передавать эти сообщения другому до идентификации угрозы хотя бы одним из них. Скоординированные сообщения включают в себя информацию о намерении собственного ВС выполнить маневр относительно самолета-нарушителя.

Эта информация выражена в следующей форме: если одно ВС выбрало RA с набором высоты, то оно передаст это сообщение другому, ограничивая второе тем самым выработкой RA на снижение. После координации, каждая БСПС независимо выбирает интенсивность RA в соответствии с геометрией конфликта.

В общем случае, то ВС, которое первое обнаружило угрозу, имеет приоритет в выработке варианта RA. В большинстве случаев, два самолета определяют друг друга как угроза в различные моменты времени. После выработки RA, первое ВС посылает сообщение о собственной RA второму, рассматриваемому как угроза. Второе ВС, затем
отбирает вариант RA противоположный первому и посылает ему подтверждающее сообщение.

Рис.4.6. К выбору манёвра расхождения

В случае, когда оба самолета одновременно обнаруживают и оценивают друг друга как угрозу, приоритетным в выработке RA выбирается ВС, имеющее больший код индивидуального опознавания.

Непринятие действий в ответ на RA лишает собственное ВС защиты от столкновения, которая обеспечивается собственной БСПС. Кроме того, в конфликтных ситуациях «БСПС-БСПС» это также ограничивает возможный выбор маневров БСПС другого ВС и, таким образом, делает БСПС другого ВС менее эффективной в сравнении с тем случаем, когда собственное ВС не было бы оборудовано БСПС.