CNS тизимининг функционал тўлдирувчилари Исполнитель

CNS тизимининг функционал тўлдирувчилари PBN шароитида аниқлик бўйича қўйиладиган талаб (масалан, қўнишга киришда) баъзан шу даражада юқори бўладики, CNS тизимини шунчаки қўллаш талаб этилаётган аниқликни таъминлаш имконини бермайди. Масалан, қўнишга киришда талаб этиладиган аниқлик дециметрларда ўлчанади. Мазкур масалаларни ҳал қилиш учун CNS тизимининг функционал тўлдирувчи тизимлари (augmentation systems) қўлланилади. Функционал тўлдирувчилар деб глобал сунъий йўлдошли навигация тизими фойдаланувчиларини қўшимча ахборот билан таъминловчи техник ва дастурий воситаларга айтилади. Ушбу қўшимча ахборот ҳаво кемасининг фазодаги координаталари, ҳаракат тезлигининг ташкил этувчиларини аниқлашнинг ишончлилигини ошириш ва соатларни созлаш ҳамда мазкур тизимининг тўлиқлилигини кафолатлайди. Функционал тўлдирувчиларнинг учта тури мавжуд: §  Бортда жойлашган: ишлаши учун ерусти ёки фазовий қурилмалар талаб этилмайди; §  Ерда жойлашган: Ердаги дифференциал тузатиш станцияларидан фойдаланилади; §  Сунъий йўлдошли: Ердаги станциялардан ташқари яна  ҳаво кемасига зарурий ахборотларни етказиб берувчи сунъий йўлдошлардан фойдаланади. Бортда жойлашган функционал тўлдирувчи ABAS (Aircraft based augmentation system) – бу GNSS тизимининг бошқа элементларидан олинган ахборотларни ҳаво кемасида мавжуд бўлгани билан тўлдирувчи ва/ёки бирлаштирувчи тизим бўлиб, ахборот тўлиқлилиги мониторингини таъминловчи (AIM, autonomous integrity monitoring) қабул қилгич алгоритмлари мажмуасидан иборат. Бундай мониторингни икки хил тури мавжуд бўлиб, улар - RAIM ва AAIM деб аталади. Иккаласи ҳам қолдиқ навигация маълумотларидан фойдаланишга асосланган. RAIM (Reciever Autonomous Integrity Monitoring) – қабул қилгичдаги ахборот тўлиқлилигини автоном назорат қилиш тизими бўлиб, вазифалари қуйидагилардан иборат: §  Нотўғри (нотурғун) ишлаётган сунъий йўлдошни ўз вақтида аниқлаш ва навигация мақсадида ахбороти қайта ишланаётганлар қаторидан чиқариб ташлаш; §  Координаталарни аниқлашдаги жорий хатоликни баҳолаш ва мазкур хатолик меёрдан ошиб кетган тақдирда экипажни огоҳлантириш; §  Ахборот тўлиқлилигини башорат қилиш, яъни соз ҳолда ишлаётган сунъий йўлдошлар жойлашуви геометрияси ҳамда ихтиёрий нуқта ва вақтдаги навигация маълумотлари аниқлиги даражасини ҳисоблайди. Бундан мақсад эса мазкур нуқтада CNS бўйича талаб этилаётган аниқликни таъминлаш имконияти мавжуд бўлмаган ҳолатда экипажни огоҳлантиришдир. AAIM (Aircraft Autonomous Integrity Monitoring) – ахборот тўлиқлилигининг бортдаги автоном мониторинги. Ушбу тизим RAIM кабидир. Фақатгина мазкур тизимда қолдиқ маълумот қабул қилгичга сунъий йўлдошдан эмас, балки, бортдаги тизимдан келиб тушади. Одатда инерциал тизим ёки иккита масофа ўлчовчи (DME/DME) радиомаёқлардан олинган самолет координаталари ҳақидаги маълумотлар қўлланилади. Аксарият ҳолларда бортдаги қабул қилгичга барометрик баландлик маълумотлари ҳаво сигналлари тизимидан келиб тушади. ИКАО ташкилотининг PBN бўйича қўлланмасида бортда жойлашган тўлдирувчи  (ABAS) тизимнинг тайёрлик ҳолатига қуйидаги талаблар қўйилган: «RNAV1 ва RNAV2 учун талаб этиладиган RAIM даражаларини NOTAM воситасида (агар мавжуд бўлса) ёки башорат қилиш ёрдамида текшириш мумкин. Ваколатли орган мазкур талабларни бажариш бўйича махсус тавсиялар бериши мумкин (масалан, сунъий йўлдошлар сони етарли даражада кўп бўлса, башорат қилиш талаб этилмаслиги мумкин). Фойдаланувчилар белгиланган парвоз йўналиши учун мавжуд башорат ҳақида огоҳлантирилиши зарур. RAIM тайёрлик ҳолати ҳақидаги башоратда сўнги GPS “юлдузлари” туркуми ҳақидаги NOTAM ахборотини ва бортдаги радиоэлектр жиҳози моделини (агар маълум бўлса) инобатга олиш зарур. Бундай хизмат ПАНО (аэронавигация хизматини тақдим этувчи) ташкилот, борт радиоэлектрон жиҳозлари ишлаб чиқарувчиси, бошқа ташкилотлар томонидан ёки бортдаги қабул қилгичнинг RAIM башорат қилиш функцияси ёрдамида амалга оширилиши мумкин». Ҳозирда ИКАО ва бошқа халқаро ташкилотларнинг ҳужжатларида ABAS алгоритмлари ва улар таъминлаши зарур бўлган тўлиқлиликка нисбатан қўйиладиган талаб стандартлари мавжуд эмас. Шу сабабдан борт қабул қилгичларини ишлаб чиқарувчилар мазкур масалани ўз истакларига кўра ҳал қилишади. Айрим баҳолаш мезонларига кўра RAIM ва AAIM тўлиқлиликни аъло даражада таъминламоқда. Бироқ, замонавий навигацияда аниқлик ва тўлиқлик бўйича қўйиладиган талаблар шу даражада юқорики, CNS тизимини оддий тартибда қўллаш RAIM ёки AAIM мавжуд бўлганида ҳам мазкур талабларни бажаришга қодир эмас. Бундай ҳолатда координаталарни дифференциал усулда аниқлашга асосланган сунъий йўлдошли ёки ерда жойлашган функционал тўлдириш тизимлари қўлланилади. Дифференциал усулга асосланган CNS тизимининг функционал тўлдирувчилари сунъий йўлдошли ва ерда жойлашган турларга бўлиниб, тузатишлар бортга қай усулда узатилаётгани билангина бир-биридан фарқ қилади. Сунъий йўлдошли функционал тўлдирувчи SВАS (Satellite Based Augmentation System) хабарларни сунъий йўлдош орқали олиб узатиш ҳисобига сигнал аниқлигини ошириш имкониятиини беради. Бундай тизимлар, одатда жойлашув координаталари юқори даражада аниқ бўлган бир нечта ерусти станцияларидани иборат бўлади (1-расм). SBAS APV I /II (Approach with vertical guidance) критерияси бўйича горизонтал ва вертикал йўналтириш билан қўнишга кириш имконини беради.. SВАS тизимининг ишлатилишига мило АҚШ томонидан яратилган WААS (Wide Area Augmentation System – Кенг ҳудудни қамраб олувчи функционал тўлдириш тизими) ҳисобланади. Ҳозирда WAAS тизими Канада, Мексика ва Тинч Океанининг катта қисмини дифферциал хизмат билан таъминламоқда. Сунъий йўлдошлар GPS-симон сигналларни, шунингдек, эфемеридларга тузатишлар, вақт ва ионосфера модели параметрларини узатишади.   1-расм. Сунъий йўлдошли функционал тўлдириш тизими WAAS тизими GPS тизимини парвознинг ҳамма босқичларида, хусусан, I тоифа бўйича қўнишга аниқ кириш учун қўллаш мақсадида яратилган. Координаталарни аниқлашдаги хатолик ўртача 34 метрни (Р = 0,95) ташкил этади. Европа ва Осиё ҳудудларида ҳам кенг қамровли функционал тўлдирувчи тизимлар фаолият кўрсатмоқда. Европада Европа Комиссияси, Европа коинот агентлиги ва Евроконтроль ҳомийлигида EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service) тизими ишлаб чиқилган бўлиб, у нафақат Navstar GPS учун, балки ГЛОНАСС ва Galileo учун ҳам функционал тўлдирувчи ҳисобланади. Тизимда 3 та геостационар сунъий йўлдош ва асосан Европа ҳудудида жойлашган 40 донадан зиёд станциялар тармоғидан фойдаланилади. Фаолият ҳудуди Россиянинг бир қисмини (ғарбий чегарасидан ичкарига 1000 км) ҳам қамраб олади. Эълон қилинган координатларни аниқлашдаги аниқлик 1 метрга яқин. 2009-йилдан буён тизим бепул хизмат кўрсатмоқда. Японида GPS учун функционал тўлдирувчи ҳисобланган MSAS (Multifunctional Satellite Augmentation System) тизими ишлаб чиқилган ва фойдаланилмоқда. Тизим 2 та геостационар сунъий йўлдош ва 8 та ерусти станциаларини ўз ичига олади. Ҳиндистон 2014 йил ўзининг GAGAN (GPS Aided Geo Augmented Navigation) тизимини ишга туширган бўлиб, координаталарни ўлчашдаги аниқлик 3 метрни ташкил этади. Россия дифференциал тузатиш ва мониторинг (СДКМ) тизимини ишлаб чиқилиб, мазкур тизим созловчи маълумотларни ерусти (интернетнинг кўчма ва стационар воситалари) ва фазовий («Луч-5А» фазовий узатиш аппарати) тизимлар орқали олишга асосланган. Бундан ташқари тизим тўлиқлилиги ҳақида ахборот берувчи воситалар ҳам ишга туширилган бўлиб, улар тегишли навигация маълумотларни истеъмолчига максимум10 сония тутилиш билан узатиш имконини беради. Шунингдек, СДКМ доирасида Россия ва МДҲ ҳудудларида жорий вақт масштабида бўйича 3...5 см аниқлик билан объектларнинг жойлашувини аниқлаш имконини берувчи тизим ҳам ишга туширилди. PANSOPS ҳужжатига мувофиқ, SBAS бўйича навигацияга ўтиш FAF нуқтасидан 3,7 км (2,0 денгиз мили) узоқликда амалга оширилиши зарур (1 расм).   2-расм. SBAS тизимига ўтиш соҳасининг схема кўринишида акс эттирилиши  SBAS бўйича қўнишга кириш схемаси учун жиҳозий қўнишга кириш харитаси  RNAV(GNSS) Rwy XX каби номланади. Агар айнан битта ВПП учун GNSS бўйича бир нечта қўнишга кириш схемаси эълон қилинган бўлса, ўхшаш схемалар шартли белгилардан фойдаланилиб, энг қуйи минимум билан қўнишга кириш RNAV(GNSS) Z Rwy XX белгиси билан ифодаланади. Ерусти функционал тўлдирувчи тизим GBAS (Ground based Augmentation System) ерда жойлашган станциялардан тузатишлар ва бошқа маълумотларни ҳаво кемасига бевосита рақамли ахборот узатиш тармоғи орқали УКВ диапазонида етказиб беради. Бунинг учун халқаро ташкилотлар томонидан 109-117,975 МГц частоталар диапазони ажратилган. GBAS қуйидаги функциаларни бажаради: §  Псевдоузоқлик қийматини ҳудудий тузатишлар билан таъминлаш; §  GBAS тизимнинг ўзи ҳақида ахборот бериш; §  Қўнишга киришнинг сўнги соҳаси учун (глиссаданинг оғиш бурчаги ва бошқ. ҳақида) маълумотлар бериш; §  Узоқлик ўлчовчи манбанинг фойдаланишга тайёрлик ҳолати ҳақидаги маълумотларни башорат қилиш; §  CNS тизимининг узоқлик ўлчовчи манбаълари тўлиқлилигини назорат қилиш.   3-расм. GBAS тизимининг ишлаш принципи Агар GBAS станциялари тармоғи катта ҳудудларни қамраб олса (одатда қамров ҳудуди 400-2000 км бўлади), бундай ҳолатда мазкур тизим ҳудудий дифференциал қуйи тизим GRAS (Ground based Regional Augmentation System) деб аталади. Австралия ва Янги Зеландия ҳудудларини қамраб олган австралиянинг GRAS тизимини бунга мисол қилиб келтириш мумкин. Агар GBAS фақатгина битта ерусти станциясини ўз ичига олса ва дифференциал тузатишни 50-200 км узоқликкача етказиб берса, бундай тизим маҳаллий LAAS тизими (Local Area Augmentation System) деб аталади. Одатда бундай тизимлар аэродромларга ўрнатилади ва қўнишга аниқ (III тоифагача аниқликда) киришни  таъминлаши мумкин. LAAS тизимига Россияда ишлаб чиқилган ва маҳаллий назорат-созлаш станция ЛККС-А-2000 (ООО «НППФ Спектр») ҳамда АПДД (ЗАО «ВНИИРА Навигатор») борт қурилмасини ўз ичига олувчи тизимни мисол қилиб келтириш мумкин. ЛККС-А-2000 аппарати барча турдаги парвоз ва эксплуатация синовларидан мувофаққиятли ўтган ҳамда Давлатлараро авиация қўмитаси томонидан сертификатланган. ЛККС-А-2000 аппарати – бу янги, аналоги йўқ қурилма бўлиб, GPS/ГЛОНАСС сунъий йўлдошлари билан ҳаво кемаларини қўндириш ва уларга навигация хизматини кўрсатиш учун мўлжалланган. Ушбу қурилма бир вақтнинг ўзида ҳам ГЛОНАСС ҳам GPS бўйича ҳаво кемаларини қўндириш имкониятини бериб, сунъий йўлдошли навигация ахборотини тўлиқлилиги ва узлуксизлигини таъминлайди. ЛККС-А-2000 жиҳозини қўллаш оптимал траектория бўйлаб қўнишга кириш имконини бериб, бу эса парвоз вақтини қисқартириш, ёқилғини тежаш, двигателнинг яроқлилик муддати ва аэродромнинг ўтказувчанлик қобилятини ошириш, шунингдек, парвозлар хавфсизлигини юқори даражага кўтариш ҳамда аэродром ҳудудидаги экологик вазиятни барқарорлаштиришга ёрдам беради. АПДД (“аппаратура приема и преобразования дифференциальных данных”) борт тизими қўнишга аниқ кириш жараёнини таъминлаш бўйича, жумладан, ГЛОНАСС ва GPS сунъий йўлдошлар туркумининг псевдоузоқлигига рақамли дифференциал тузатишлардан иборат ахборотларни беради. АПДД қуйидагиларни таъминлайди: §  УКВ диапазонда ишловчи ерусти ҳудудий назорат-созлаш станциялари ёрдамида бортдаги сунъий йўлдошли қабул қилгич томонидан тайёрланган псевдоузоқлик маълумотларига тузатишлар киритиш; §  Қўниш тизимлари билан жиҳозланмаган аэродромлар ва бошқа майдонларга билан ҳаво кемаларини иҳтиёрий қўниш курси билан қўндириш; §  Аналогли ва рақамли жиҳозларга, жумладан, АБТ (автоматик бошқарув) тизимларига қўнишга доир маълумотларни бериш.   GBAS бўйича қўнишга кириш схемаси учун жиҳозий қўнишга кириш харитаси GLS Rwy XX каби номланади. Агар айнан битта ВПП учун GBAS бўйича бир нечта қўнишга кириш схемаси эълон қилинган бўлса, ўхшаш схемалар шартли белгилардан фойдаланилиб, энг қуйи минимум билан қўнишга кириш GLS Z Rwy XX белгиси билан ифодаланади.