способов оптимального автовыбора. Поскольку условия распро­ странения радиоволн на трассах между ретрансляторами и або­ нентскими радиостанциями могут быть существенно различными, то подобная система может основательно повысить надежность и эффективность радиосвязи.

Реальная система радиосвязи должна быть разработана с учетом конкретных условий и допускать различные варианты, из которых необходимо сделать оптимальный выбор. Критериями оптимальности могут быть как материально-энергетические и эко­ номические показатели, так и использование частотного ресурса Методика синтеза подобных систем нуждается в дополнительном исследовании и разработке.

4.7 Системы ВЧ радиосвязи в гражданской авиации

Проблема повышения надежности радиосвязи в пределах ограниченной (до 400...500 км) зоны (зоновой связи) очень акту­ альна, так как подобная связь наряду с магистральной весьма рас­ пространена. Примером является связь между подвижными и ста­ ционарными пунктами в зоне местных воздушных линий (МВЛ) в системе гражданской авиации. Одним из путей решения указан­ ной проблемы является применение вынесенного из зоны ретрансляционного пункта (ВРП). Это было доказано эксперимен­ тальными исследованиями [4.3], целью которых являлось опреде-

92

ление возможности и целесообразности использования ВРП для повышения надежности радиотелефонной ВЧ связи между под­ вижными и стационарными пунктами связи на МВЛ при связях ме­ жду диспетчером аэропорта и экипажем воздушного судна (ВС). При этом определялась надежность ВЧ радиотелефонной связи в двух вариантах: прямая связь между диспетчером и бортом ВС; связь между диспетчером и бортом ВС через вынесенный из зоны МВЛ ретрансляционный пункт.

С этой целью в Таджикском управлении гражданской авиа­ ции (ТУГА) на местных авиатрассах использовался вынесенный из зоны МВЛ ретранслятор. Целесообразность применения ВРП обу­ словлена рядом факторов, характерных для наземных (стацио­ нарных) пунктов связи: использование передатчиков с повышенной (по сравнению с бортовыми) мощностью (более 1 кВт); примене­ ние более эффективных и направленных антенных систем с широ­ кополосными характеристиками; более благоприятные по сравне­ нию с зоновой связью условия электромагнитной совместимости; меньшая зависимость от влияния различных помех, включая преднамеренные; возможность организации сети диспетчерских наземных пунктов связи для оперативного управления и слежения за летательными объектами.

Для выбора места расположения ВРП было задействовано несколько радиоприемных центров, а также узел связи авиапред­ приятия (АП). На радиоприемных центрах оценивалось качество приема (с учетом уровня сигнала, характера и интенсивности помех) по разборчивости речи при передаче тест-таблиц, включающих в себя все фонемы русской речи и их основные варианты. Тесты пе­ редавались в предутренние, утренние и дневные часы, когда на­ дежность связи на МВЛ в одной из зон была подвержена большим колебаниям. В соответствии с установленным расписанием с 4 ч 00 мин до 16 ч 20 мин московского времени проводились пятиминут­ ные сеансы односторонней передачи. При этом были задействова­ ны бортовые и наземные передатчики одной из зон МВЛ различной мощности, работавшие в режимах амплитудной модуляции (AM) и однополосной передачи (ОП) в диапазоне частот от 6 до 11 МГц. Радиоприемные центры располагались в стационарных пунктах связи (СПС) по трассам полетов ВС местной зоны.

Ретрансляция осуществлялась с переприемом по низкой частоте непосредственно с выхода приемника через соединитель­ ную линию на вход передатчика. Схема размещения и организации радиотелефонной связи между базовым местным диспетчерским пунктом МДП 1 и ВС через ВРП показана на рис.4.14, а в качестве ВРП также использовался узел связи МДП авиапредприятия.

Рис. 4 .14

На рис.4.14 РПДУ и РПУ - радиопередающее и радиоприем­

ное устройства соответственно; КМ -		коммутатор (либо оператор);
ФЛС -	физическая линия связи; fA -	частота передатчика ВРП;
fi, f2, f3 -	рабочие частоты средств связи.

В процессе эксперимента проводилось сравнение качества связи при непосредственном радиообмене между диспетчером радиобюро ТУГА и экипажем ВС МВЛ и радиообмене между ними через ретрансляторы. Исследования проводились в период с 4 по 14 октября 1988 г. на базе эксплуатации, ремонта и технического обслуживания связи ТУГА, радиоприемных центров Москвы, АлмаАты, Тбилиси, Куйбышева, радиопередающего центра и радиобю­ ро г. Алма-Аты и узла связи г. Фрунзе. Наряду с выбором места расположения ВРП был проведен анализ качества приема сигна­ лов с ВС и помеховой обстановки на основных и резервных часто­ тах каналов взаимодействия Радиоцентра единой системы управ­ ления воздушным движением в районе проведения эксперимента. Прием сигналов корреспондентов сопровождается интенсивными помехами в основном от соседних по частоте радиостанций. Ха­ рактер помех весьма разнообразен: от гармонической до широко­ полосного вещания. В большинстве случаев качество приема сиг­ налов оказывается очень низким - вплоть до непрохождения. Изза высокой насыщенности и интенсивности помех по основным и резервным каналам и плохих условий распространения радио­ волн прямая ВЧ связь в ближней зоне МВЛ неустойчива.

94

Проведенные эксперименты показали, что ВЧ радиотеле­ фонная связь на коротких трассах в пределах зоны МВЛ ТУГА не­ надежна из-за интенсивных станционных помех, плохих условий прохождения радиоволн, регулярных возмущений ионосферы, особенно в утренние часы летнего периода, приводящих к полному прекращению связи местных диспетчерских и стационарных пунк­ тов связи аэродромов с ВС.

Прием на трассах большой протяженности при соответст­ вующем выборе частот в верхней части ВЧ диапазона более ус­ тойчив и, как правило, осуществляется с хорошим качеством. Ус­ тановлено, что двусторонний радиообмен на длинной трассе меж­ ду бортовыми радиостанциями и центральным диспетчерским пунктом регулярен и проходит с хорошим качеством.

В случае аномальных явлений ионосферы, приводящих к нарушениям или полному прекращению связи с ВС в ближней зоне МВЛ, ретрансляция с помощью ВРП обеспечивает более бы­ строе по сравнению с зоновой связью восстановление радиообме­ на с лучшим качеством и большей надежностью.

Экспериментальные исследования показали принципиаль­ ную возможность и целесообразность организации ретрансляции сигналов с помощью ВРП для обеспечения устойчивой связи ВС с наземными средствами местных воздушных линий. Ретрансляция сигналов может функционировать наряду с существующей систе­ мой зоновой радиосвязи местных линий, дополняя или, при воз­ никновении экстремальных ситуаций, заменяя ее.

4.8. Сеть связи для чрезвычайных ситуаций

Стремительное развитие науки и техники, начавшееся в XX столетии, привело не только к резкому ухудшению среды обитания человечества, но и к большому числу крупных технических аварий и катастроф. В сочетании с природными катаклизмами они созда­ ют напряженную обстановку с частыми чрезвычайными ситуация­ ми (ЧС). В связи с этим возникает новая проблема: быстрое полу­ чение первичной информации о возникшей ЧС или ее приближе­ нии и передача этой информации в специальные комиссии по ЧС, размещенные на территории России, а также дальнейшее обеспе­ чение необходимого потока информации при работах по ее ликви­ дации. Эта проблема может быть решена созданием сети связи для ЧС, дополняющей существующие на территории России сред­ ства передачи информации. При этом путь создания дополнитель­ ной сети связи для ЧС состоит в широком использовании сущест­ вующих средств ВЧ радиосвязи, дополненных небольшим числом

каналов спутниковой связи. Реализация такой дополнительной се­ ти связи на территории России не потребует больших капитальных затрат.

По всей территории России за пределами городов размеще­ но более 100 приемо-передающих коротковолновых центров с ка­ питальными зданиями, большими антенными полями, на которых расположено много высокоэффективных антенных устройств, большое число передатчиков и совершенных приемников, имеется штат высококвалифицированных специалистов. В по­ следние десятилетия эти центры загружены передачей информа­ ции только на 10-15%. Причин тут несколько. Одна из причин - увеличение объема передачи информации по другим каналам свя­ зи, в частности, спутниковым. Однако расчеты и опыты показыва­ ют, что стоимость канала спутниковой связи почти на порядок до­ роже ВЧ связи [4.4]. Вторая причина - устаревшее представление

онизкой надежности ионосферной связи; наконец, третья причина

-распространившаяся мода на “престижные” быстродействующие каналы связи, хотя для решения очень многих задач это быстро­ действие не требуется и только увеличивает затраты..

За вторую половину XX века ВЧ радиосвязь значительно усовершенствовалась: появились новые методы модуляции, связь

между абонентами осуществляется через далеко вынесенный ретранслятор, используется система с исправлением ошибок, бо­ лее точно прогнозируется прохождение радиоволн, применяются сигналы с временной и частотной избыточностью, в том числе антифединговые сигналы и т.д. Все это позволяет обеспечить на ВЧ высокую надежность связи, особенно при не очень высоких скоро­ стях работы в десятки и сотни бит/сек, достаточных для решения многих народнохозяйственных задач. Это в полной мере относится к сети связи для ЧС, особенно для передачи ответственной очень краткой ПЕРВИЧНОЙ ИНФОРМАЦИИ о случившейся или надви­ гающейся ЧС.

Для получения информации о возможных ЧС и проведения работ по их предупреждению и ликвидации последствий, вся тер­ ритория России разделена на семь регионов и определен город в каждом регионе, где базируется комиссия по делам гражданской обороны и чрезвычайным ситуациям вместе с узлом связи регио­ на по ЧС. Сеть связи для ЧС (рис. 4.15) имеет следующие осо­ бенности:

1. В каждом регионе по ЧС выделяется один магистральный приемо-передающий коротковолновый центр. Анализ размещения ВЧ средств на территории России показывает, что технические возможности для этого имеются. Один или несколько приемников

этого центра круглосуточно работают в ждущем режиме для прие­ ма первичного сигнала о возможной ЧС, а его передающие уст­ ройства готовы к передаче как ответного квитирующего сигнала, так и передаче первичного сигнала, если это необходимо, другим регионам. Между КВ центром и узлом связи комиссии по ЧС уста­ навливается надежный канал связи.

2. В каждом регионе размещается необходимое число пор­ тативных или стационарных ВЧ радиостанций на потенциально опасных участках и объектах, где отсутствуют другие средства связи или требуется их дублирование на случай выхода из строя при ЧС. При приближении или наступлении ЧС радиостанция, управляемая оператором или средствами автоматики, посылает первичный сигнал о ЧС.

Наличие приемо-передающих центров на территории России создает уникальную благоприятную возможность для использова­ ния любого из них в качестве ретранслятора при передаче первич­ ного сигнала о ЧС. При этом достоверность передачи повышается приблизительно на порядок [4.1] благодаря использованию опти­ мальной по протяженности трассы (2000...3000 км), где характерно односкачковое распространение волн. Вместе с тем при благопри­ ятных условиях может быть использована передача первичного сигнала непосредственно на магистральный центр своего региона.

3.Комиссия по ЧС каждого региона должна иметь надежную связь с МЧС и другими регионами. Для этого могут служить уже имеющиеся на территории России средства связи. Однако для их дублирования на случай выхода из строя целесообразно в каждом регионе иметь наземную станцию спутниковой связи, соединенную каналом связи с комиссией региона по ЧС.

4.Для информационного обеспечения работ по ликвидации ЧС, в том числе при необходимости оповещения населения, ис­ пользуются имеющиеся средства связи региона и необходимый резерв подвижных средств связи комиссии по ЧС региона, пере­ брасываемых в район ЧС.

Если взглянуть на карту России и отметить на ней все имеющиеся средства передачи информации, то окажется, что свя­ зью обеспечены в основном Европейская часть России и южные регионы Сибири, Урала и Дальнего Востока. При удалении к севе­ ру плотность сетей связи резко снижается. Имеется небольшое количество меридиональных линий связи, в основном использую­ щих оборудование ВЧ радиосвязи и сети специального назначения

сиспользованием тропосферного рассеяния.

CD

00

При этом огромные площади Тюменской области, Краснояр­ ского края, Якутии, внутренние районы Магаданской области и Чу­ котки по-прежнему остаются без надежной, не говоря уже о высо­ кокачественной современной связи. Эти и им подобные информа­ ционные “белые пятна" на карте России должна ликвидировать предлагаемая сеть ВЧ связи, взаимоувязанная с уже существую­ щими средствами связи и позволяющая обеспечить передачу от­ ветственного ПЕРВИЧНОГО сигнала о ЧС.

Функционирование ВЧ средств региона осуществляется сле­ дующим образом. Первичный сигнал о ЧС от ВЧ станций, разме­ щенных в регионе, может поступить либо через ретранслятор дру­ гого региона, либо непосредственно на приемный центр своего региона. При этом приемники, “ждущие” сигнал, могут для повы­ шения помехоустойчивости использовать прием с разнесением по пространству или поляризации.

Сигнал о ЧС, состоящий из последовательности дискретных двоичных посылок, включает номер или шифр ВЧ станции, пере­ дающей этот сигнал, и некоторую минимально необходимую ин­ формацию о типе произошедшей или надвигающейся ЧС. Так как в регионе, в зависимости от размера его территории и числа потен­ циально опасных объектов, может быть от десятка до нескольких сотен ВЧ радиостанций для передачи первичного сигнала о ЧС, то номер станции сообщает координаты места возникшей ЧС. За но­ мером должно следовать сообщение о типе ЧС. Здесь требуется классификация их по характеру, создаваемой угрозе населению региона и материальным ценностям. Если, например, для номера станции использовать 1 0 двоичных посылок и для характеристики ЧС - 15 посылок, то общая длительность первичного сигнала со­ ставит 25 элементарных посылок. Для повышения достоверности передачи можно предусмотреть повторение всего сообщения, на­ пример, 5 раз. Соответственно первичный сигнал о ЧС может со­ держать 125 посылок. Если в интересах надежности передачи предположить очень медленную работу - один бит в сек, то время передачи составит около 2 мин., если 50 бод - около 3 сек.

Прием сигнала о ЧС требует обязательного квитирования, т. е. посылки подтверждающего прием сигнала на радиостанцию, пославшую сигнал о ЧС. Если квитирования не произошло, то сиг­ нал о ЧС повторяется. При этом не исключена возможность ис­ пользования ретранслятора “чужого" региона, а также перехода на запасные частоты.

Для контроля готовности и работоспособности сети ВЧ связи региона необходим периодическйй мониторинг с помощью кон­ трольных сигналов. Его можно проводить 1-2 раза в сутки по чет­

кому расписанию. Окна для мониторинга можно использовать од­ новременно для передачи необходимой служебной информации (смена волн, скорости работы и др.).

Оптимальный или близкий к нему прием дискретных сигна­ лов может быть осуществлен при знании на приеме границ эле­ ментарных посылок. Это требует передачи в начале сеанса связи сигнала синхронизации (преамбулы) для выработки тактовых им­ пульсов. Для этого передается 10-15 посылок, не несущих инфор­ мации.

Периферийная ВЧ радиостанция является ответственным звеном сети связи для ЧС и должна надежно выполнять свои функ­ ции. Вместе с тем, ввиду ее массовости и возможности работы как в стационарном режиме, так и в переносном ранцевом варианте, она должна быть маломощной, иметь небольшой вес и простое ручное или автоматическое управление. Кроме того, станция должна иметь таймер для выхода на прием в определенные “окна" для приема сигналов мониторинга. В этой станции желательно иметь ВЧ и УКВ диапазоны и наряду с основным режимом дискретной связи иметь и выход на телефонную сеть. Диапазон УКВ может быть использован для связи в ближней зоне ЧС, при начале работ по ликвидации ЧС и т.д. Главные требования к станции: высокая достоверность переда­ чи первичного сигнала о ЧС, малая мощность (для стационарных станций не более 50 Вт, для ранцевых 5... 10 Вт), небольшой вес (стационарная около 10 кг, ранцевая около 4...7 кг), скорость пере­ дачи 10...300 бод, наличие кнопочного наборного пульта и дисплея для отображения сигналов.

Анализ отечественных и зарубежных образцов показал, что полностью удовлетворить этим требованиям не может ни одна из выпускаемых радиостанций. Создание такой радиостанции, кото­ рая, несомненно, найдет широкое применение в народном хозяй­ стве, а также у геологов, путешественников, туристов и альпини­ стов, - дело ближайшего будущего. Поэтому на данном этапе со­ стояния промышленности России следует для целей ЧС приспосабливать те радиостанции, которые уже выпускаются.

Из отечественных ВЧ станций может быть использована, на­ пример, портативная радиостанция '‘Ангара-1” Ее основные пара­ метры: мощность передатчика 10 Вт, число рабочих частот 64000, диапазон частот - 1 ,6 . . . 8 МГц, телефонный режим - ВВП, теле­ графный - AM, питание - как от сети, так и от аккумулятора, масса около 9 кг Основной ее недостаток - ограниченный диапазон волн, но при использовании радиоцентров других регионов в каче­ стве ретрансляторов этот недостаток можно преодолеть.