Эксплуатационные возможности морских автоматизированных информационно-идентификационных систем, включающих спутниковые подсистемы высокоточного местоопределения : На примере Азово-Черноморского бассейна

• Автор: Юсупов, Леонид Николаевич
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Новороссийск
• Количество страниц: 136 с. : ил

Содержание

Общая характеристика работы

Глава 1. Эксплуатационные возможности АИИС в Азово-Черноморском бассейне (состояние проблемы)
1.1. Совмещённые спутниковые навигационные системы высокоточного местоопределения в АИИС

1.2. Внутренние и внешние факторы дестабилизации функционирования АИИС

1.3. Математические модели ослабления поля вдоль трассы РРВ

Глава 2. Зоны высокоточного местоопределения в АИИС Азово-Черноморского региона

2.1. Эксплуатационные возможности высокоточного местоопределения над однородной по глубине почвой

2.2. Замирания сигналов диффпоправок АИИС вдоль трассы РРВ

2.3. Проблемы радиосвязи на Азовском море в зимнее время

Глава 3. Анализ эксплуатационных возможностей диффподсистемы АИИС Азово-Черноморского бассейна в условиях электромагнитных помех
3.1. Источники помех
3.2. Внутрисистемная электромагнитная совместимость АИИС
3.3. Анализ и обеспечение межсистемной электромагнитной совместимости диффподсистемы АИИС
Глава 4. Точностные параметры и характеристики дифференциальных навигационных подсистем АИИС
4.1. Источники погрешностей навигационных систем высокоточного местоопределения в АИИС
4.2. Особенности отбора и анализ навигационных данных
4.3. Статистические оценки параметров местоопределения

Глава 5. Меры повышения эксплуатационных возможностей АИИС
5.1. Технические меры расширения зон обслуживания и контроля
5.2. Технические меры обеспечения электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств АИИС
5.3. Организационные меры повышения эксплуатационных возможностей АИИС
Заключение и общие выводы
Список литературы
Приложения
Список сокращений и аббревиатур
АИИС - автоматизированная информационно-идентификационная система
ДГЛОНАСС - дифференциальная подсистема глобальной навигационной спутниковой
системы
ГЛОНАСС - глобальная навигационная спутниковая система (Россия)
ГМССБ - глобальная морская система связи при бедствии и для обеспечения безопасности
ГНСС - глобальная навигационная спутниковая система ИМО - международная морская организация КБМ - комитет по безопасности мореплавания ИМО ККС - контрольно-корректирующая станция КС - контрольная станция
МАПН - морская администрация порта Новороссийск
МКУБ - международный кодекс по управлению безопасностью
МСЭ — международный союз электросвязи
МЭК - международная электротехническая комиссия
НГМА - Новороссийская государственная морская академия
ПКБМ — подкомитет по безопасности мореплавания ИМО
РМк - радиомаяк
РРВ - распространение радиоволн
РЦ - радиоцентр
РЦУС - региональный центр управления связью
УКВ - ультракороткие волны
СВ - средние волны
СКО - средняя квадратическая ошибка
COJIAC - международная конвенция по охране человеческой жизни на море
СУДС - система управления движением судов
СУК - станция удалённого контроля
GPS - Global Positioning System
HDOP - Horizontal Dilution of Precision
ITU - International Telecommunication Union
NAVSTAR - Navigation System using Time and Range
SOTDMA - самоорганизуюгцая линия передачи данных с разделением времени и множественным доступом

Общая характеристика работы
Актуальность темы. В настоящее время Россия активно участвует во многих международных проектах, повышающих безопасность жизнедеятельности на море. Начиная с 70-х годов 20-го века, активно ведётся работа по применению средств высокоточной навигации на морском флоте. В 1983 году международная морская организация (ИМО) приняла Резолюцию с повышенными стандартами точности судовождения. Причинами такого решения являются увеличивающееся количество судов, рост их тоннажа, а также тяжёлые экологические последствия аварий на море. Современные электронные системы обеспечения безопасности требуют постоянного контроля за наличием данных о статических и динамических параметрах объекта, поскольку усложняется управление этими судами и требуется повышенная точность определения их местоположения. Современная отечественная навигационная подсистема ДГЛОНАСС, над созданием которой трудились российские учёные B.C. Шебшаевич, М.Ф. Решетнев, М.С Ярлыков, В.Н. Харисов, А.И. Перов, В.А. Болдин, Ю.Г. Зурабов, Ю.А. Соловьёв и многие другие, и подобная ей зарубежная DGPS позволяют обеспечить точность местоопреде-ления в несколько метров. Такая система развёрнута в Азово-Черноморском бассейне и проходит в настоящее время опытную эксплуатацию. В ближайшее время предполагается интегрирование навигационных систем в единую автоматизированную информационно-идентификационную систему (АИИС), предоставляющую заинтересованным сторонам информацию как о местоположении объекта средствами спутниковой высокоточной навигации, так и многих других данных о судне и перевозимом грузе. Составной частью создаваемой АИИС являются дифференциальные подсистемы спутниковых навигационных систем GPS/ГЛОНАСС, работающих на частотах около 300 кГц. Первый опыт эксплуатации экспериментальных районов АИИС в Новороссийске показал достаточно высокие точностные параметры место-определения, исчисляемые погрешностью менее метра. В то же время он выявил ряд негативных моментов в работе. Задача интеграции подсистем

расчётов имеет место лишь в зоне полутени, ограниченной расстояниями 70 и 300 км. Именно в этом диапазоне расположены станции удалённого контроля, работа которых дифференциальном режиме самопроизвольно нарушается и восстанавливается при исправно работающем радиомаяке! Опасность состоит в том, что аналогичные сбои могут иметь место и в приёмоин-дикаторах дифференциальных подсистем потребителей информации АИИС. Поэтому для оценки потенциальных возможностей надёжной работы АИИС выбран диапазон дальностей свыше 70 км. Следует напомнить, что расстояние между РМк "Дообский" и станцией удалённого контроля на РЦ "Темрюк" около 96 км. На рис.2.1 представлен результат расчёта действующего значения напряжённости поля при удалении от радиомаяка на 70 км (Е(70)) в зависимости от количества членов ряда 5 по формуле:

120 ■ п ■ /гд[л)] ■ 1д{А]
‘ Г[км]
е 4 - 2-у1я:-х ■

(2.14)
Е(70), мВ/м
Рис.2.1. Напряжённость поля радиомаяка в зависимости от количества членов ряда в дифракционной формуле Фока (удаление от излучателя 70 км)
Как видно из этого рисунка, при количестве слагаемых ряда .у< 7, величина напряжённости поля по мере увеличения количества слагаемых ряда в дифракционной формуле Фока непрерывно увеличивается. Но при фиксированном удалении от радиомаяка (70 км) такого не должно быть. Изменения в величине поля обусловлены неточностью расчёта. Как видно из этого рисунка, при количестве слагаемых ряда 5<6, величина напряжённости по мере увеличения количества слагаемых ряда в дифракционной формуле Фока не-