Автор: Р.Б. Рюмин
Источник: Р.Б. Рюмин - МУЛЬТИЛАТЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ВТОРИЧНОЙ РАДИОЛОКАЦИИ
В последнее десятилетие объем пассажирских и грузовых авиаперевозок неуклонно растет. Это приводит к повышению плотности воздушного движения, загруженности аэродромных зон и воздушных трасс. Также постоянно ужесточаются требования безопасности. Очевидно, что прежние системы управления воздушного движения (УВД) все менее и менее удовлетворяют современным требованиям. Поэтому, во всем мире ведутся разработки перспективных систем, учитывающих современные требования.
Одной из таких систем является система мультилатерации. Система мультилатерации представляет собой независимую кооперативную систему слежения нового уровня.
Система используется с уже существующим оборудованием ВРЛ и не нуждается в дополнительной бортовой аппаратуре. Она не только гарантирует высокую точность определения местоположения и траектории, сравнимую с Моноимпульсными Вторичными Обзорными Радиолокаторами, но и представляет такие новые характеристики, как более высокая точность, скорость обновления и 3D слежение.
Мультилатерационная система (MLAT) представляет собой многопозиционную пассивную (или пассивно-активную) РЛС, состоящую из нескольких приемных станций, станции обработки и контрольного ответчика. Мультилатерация или гиперболическое позиционирование – процесс определения положения, основанный на разнице во времени прибытия (Time Difference of Arrival (TDOA)) сигнала, излучаемого объектом в направлении трёх или более приемников.
Посланный объектом сигнал будет получен двумя далеко расположенными друг от друга датчиками в разное время, это зависит от расстояния между датчиком и объектом. Разница во времени между двумя приемниками сопоставляется с гиперболоидом (в 3D), на котором находится ЛА.
Теперь обратимся к третьему приемнику, расположенному в некой третьей точке. Производится еще одно измерение разницы во времени получения сигнала и получение второго гиперболоида, на котором находится объект. Пересечение этих двух гиперболоидов показывает кривую, по которой двигается объект.
Если есть четвертый приемник, производится третье измерение разницы во времени, и пересечение уже имеющейся кривой с третьим гиперболоидом определяет конкретную точку в пространстве. Таким образом, определяется точное местонахождение объекта в 3D.
Возможно несколько архитектур построения систем мультилатерации. Большое значение придается расположению приемных станций. Существуют несколько стандартных расположений. Расстояние между двумя соседними позициями называется базовой линией системы. Длина базовой линии выбирается исходя из местности и требуемой точности. Станция обработки обычно совмещается с центральной приемной станцией, чтобы уменьшить общую длину линий передачи.
Обработка сигнала возможна и на приемных станциях, но самая распространенная архитектура, используемая в системах производства многих корпораций, таких как Era и Rannoch, предполагает передачу данных со всех приемников на центральную станцию обработки, где и происходит вычисление разновременности прихода (TDOA), и затем, точки пересечения трех гиперболоидов положения.
Так как основным параметром для расчета является время прихода сигнала, то на первый план выходит синхронизация всех приемников по времени и точность определения времени. В существующих системах мультилатерации приемные станции синхронизированы с помощью систем глобальной спутниковой навигации ГЛОНАСС и GPS. Это позволяет добиться высокой точности определения времени. При этом возможна как общая (один синхронизатор), так и распределенная (свой синхронизатор на каждом приемнике) синхронизация.
И архитектура обработки, и способ синхронизации всегда определяются исходя из конкретных требований к системе: свойств местности, заданной точности, выполняемых функций.
1. Документ ИКАО по мультилатерации. – Монреаль, 2008.
2. Wide Area Multilateration. Report on EATMP TRS 131/04. Version 1.1.
3. IKAO. Multilateration. Conception of use, 2009.
4. Alex Smith. ADS-X extended ADS-B surveillance. Rannoch Corporation, 2006.