Обеспечение электромагнитной защищенности локальных дифференциальных подсистем на единой глубоководной системе европейской части Российской Федерации

Отсутствие индустриально- промышленных комплексов и предприятий , а, следовательно, индустриальных помех, и ,в известной степени, помех от электрооборудования, оправдывает строительство контрольно-корректирующей станции в городе Белозерск на озере Белое.

Из анализа следует, что наиболее приемлемым решением проблемы месторасположения новой контрольно-корректирующей станции является ее строительство либо в городе Белозерск, либо в городе Вытегра.

Очевидна также необходимость введения второй контрольно-корректирующей станции для обеспечения совместно с Шепелевской контрольно- корректирующей станцией внутренних водных путей Западной части Российской Федерации сигналами поправок. В связи с этим строительство новой контрольно-корректирующей станции в городе Вытегра представляет собой наиболее удачное решение вышеозначенной проблемы.

4. Организационные и технические мероприятия на ККС и на судне по обеспечению ЭМЗ.

Для обеспечения электромагнитной защищенности на контрольно-корректирующей станции и на судне рекомендуется проводить ряд организационных и технических мер.

Под комплексом защитных мер понимается оптимальный в технико-экономическом отношении комплекс средств, обеспечивающих с заданной надежностью определенное качество приема радионавигационной информации.

Вначале рассмотрим комплекс технических мер, который рекомендуется для обеспечения электромагнитной защищенности на контрольно-корректирующей станции и на судне. К комплексу технических средств, рекомендуемому для введения на ККС относят:

- средства помехоподавления в местах возникновения индустриальных радиопомех: отражающие и поглощающие фильтры, искрогасители, синхронные выключатели, устройства замедленного пуска, симметрирующие устройства, в том числе скрутка проводов, контактные устройства с пониженным искрообразованием, отражающие и поглощающие экраны, заземления;

- средства помехоподавления в среде распространения индустриальных радиопомех: фильтры, экраны, скрутка проводов, пространственный разнос и оптимизация топографии помехонесущих и помеховоспринимающих цепей или радиотрасс, гальваническое разделение цепей в том числе контуров заземления;

- конструктивные и схемотехнические средства повышения помехозащищенности радиоприемных установок: фильтрация подсоединенных к радиоприемной установке цепей питания, экранирование антенно-фидерного тракта, помещений, используемой аппаратуры, устройства компенсации наведенных помех (применение электромагнитных компенсаторов), заземляющие устройства, подземная прокладка электрокабелей, проверка используемой на ККС техники на соответствие величины побочных излучений допустимых уровней, применение специальных устройств типа «Устройство для оценки сигнала», действие которых основано на комплексном учете ЭМЗ, позволяющем учитывать одновременно частотно-временную структуру сигналов взаимных помех и статистические свойства радионавигационного канала.

Для создания эффективной системы ЭМЗ линий радиосвязи и радионавигации на судне рекомендуются следующие технические мероприятия:

- проверка используемой аппаратуры и технических средств на соответствие величины побочных излучений допустимым уровням;

- экранирование помещений и используемой техники (Экраны изготовляются из листового материала толщиной не менее 0.5 мм с высокой электропроводностью: алюминия, стали. Смотровые окна и другие отверстия экранируют металлической сеткой с ячейками не более 4*4 мм. Применяют экраны в виде камер или шкафов, в которые полностью помещают радиопередающую аппаратуру; кожухов, ограничивающих только антенны; ширм, устанавливаемых на пути излучения. Экраны, кожухи, ширмы тщательно заземляют.);

- перемонтаж отдельных цепей, кабелей, линий связи;

- применение специальных устройств типа «Устройства для оценки сигнала»;

- применение электромагнитных компенсаторов.

Ниже представлен комплекс мер, относящийся к организационным мероприятиям по обеспечению электромагнитной защищенности линий радиосвязи и радионавигации и на контрольно-корректирующей станции и на судне. Этот комплекс включает в себя систему способов и систему норм и стандартов. К системе способов относят:

- способы, реализуемые при планировании радиочастотного спектра;

- способы, реализуемые при проектировании и изготовлении аппаратуры, предусматривающие совместную обработку сигналов СРНС и параметров, передаваемых контрольно-корректирующей станцией;

- способы, реализуемые в процессе эксплуатации и состоящие, например, в распределении радиочастот внутри системы или в таком размещении РЭС на местности (в пространстве) и в такой организации их работы, при которых взаимные помехи сводятся к минимуму, таким образом ТОС ЭМЗ повышают выигрыш в точности места определения судна дифференциальным методом (необходимо заметить, что до настоящего времени при определении места судна не учитывалась электромагнитная защищенность радионавигационных линий передачи информации).

В комплекс систем норм и стандартов входят:

- система норм, стандартов (Стандарт МЭК 945: 1996-11 «Морское навигационное оборудование и средства радиосвязи. Общие требования. Методы испытаний». Документ МЭК 80/155/NP 1997), и других нормативных актов в области защиты радиоприема и радионавигационного приемов (требования по ЭМС в «Правилах классификации и постройки морских судов»);

- система служб, контролирующих выполнение норм и стандартов (Международная электротехническая комиссия. Морской Регистр Судоходства РФ);

- система организаций и служб, выполняющих практические работы по защите радиоприема, начиная с разработчиков отдельных видов устройств и оборудования и кончая разработчиками общих рекомендаций по организационным и техническим средствам обеспечения ЭМЗ. На рисунке 4.1 изображен комплекс технических и организационных мероприятий, рекомендуемых для введения на контрольно-корректирующей станции и на судне с целью обеспечения электромагнитной защищенности линий радиосвязи и радионавигации.

На практике, что уже отмечалось выше (глава II.), организационные и технические методы обеспечения электромагнитной защищенности, как правило, используются комплексно.

Стандартизация и сертификация в области СРНС

Разработка нормативных правовых вопросов использования СРНС ГЛОНАСС и GPS ведется на базе основополагающих документов Правительств России и США, таких, как Распоряжение Президента РФ №38-рп от 18.2.99 г.. Постановление Правительства РФ № 896 от 3.8.99 г., Постановление Правительства РФ №346 от 29.3.99 г., Постановление Правительства РФ №237 от 7.3.95 г., Постановление Правительства РФ №1435 от 15.11.97 г. и "Программа использования системы ГЛОНАСС в гражданских целях". Директива Президента США, 29.3.96 г., Заявление Вице-президента США от 25.1.99 г.

На основе и с учетом этих решений и документов широким фронтом ведется разработка нормативных документов такими международными и национальными организациями, как ИКАО, ИМО, Международная Электротехническая комиссия (МЭК), Международный союз по электросвязи. Европейская организация гражданского авиационного оборудования (EUROCAE), Министерство обороны РФ, Министерство транспорта РФ, Министерство обороны США, Федеральная авиационная администрация (ФАА) США, Национальная морская электронная ассоциация США, Федеральное агентство по воздушному транспорту (Федеральная авиационная служба) РФ, RTCA, RTCM, ARINC и др.

Основополагающими нормативными документами, разработанными заказчиками СРНС и определяющими взаимодействие космических сегментов и сегментов потребителей, являются:

1. Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС. Интерфейсный контрольный документ, КНИЦ ВКС, 3-я редакция, Москва, 1995.

2. Интерфейсный контрольный документ GPS, ICD-200C-002, 25.9.97.

3. Спецификация сигнала. Стандартный режим работы (SPS) системы GPS. МО США, декабрь 1993.

Разработан ряд документов, относящихся к использованию СРНС на судах морского флота. К их числу относятся следующие.

Резолюции ИМО

А.529 (13): 1983 - "Стандарты точности судовождения".

Стандарты МЭК

МЭК 945: 94 "Общие требования к морской навигационной аппаратуре. Методы и требуемые результаты испытаний".

Рекомендация ITU-R M.823: 1995

"Технические характеристики передачи дифференциальных поправок в диапазоне частот морских радиомаяков".

"Стандарты, рекомендованные RTCM для дифференциальных подсистем GPS. Версия 2.2,RTCM, 15.1.98." [I].

"Стандарт Национальной морской электронной ассоциации США NMEA 0183".

NMEA 0183 является Стандартом национальной морской электронной ассоциации США (National Marine Electronic Association P. 0. Box 3435 New Bern, NC 28564-3435 USA), определяющим взаимодействие электронной (в том числе радионавигационной) техники на борту морских судов. Он призван помогать при разработке и выборе совместимого между собой оборудования. Имеет разделы, относящиеся к использованию бортовой аппаратуры СРНС ТРАНЗИТ и GPS. Определяет требования к документации, требования к аппаратной части устройств, передаче данных, протоколам форматов данных, содержанию передаваемой информации. Изменения к стандарту периодически публикуются в Marine Electronics, официальном журнале NMEA. Версия 2.01 опубликована в 1994 г.

В настоящее время в МЭК проводится работа в области стандартизации по теме "Единый выход и множественные входы" [2]:

- Стандарт 1162-2 ( модернизированная версия стандарта 1162-1), предполагающая повышенную скорость передачи данных.

- Стандарт 1162-3, аналогичный модернизированному стандарту NMEA 2000.

- Стандарт 1162-4, предназначенный для интегрированных мостиковых систем.

В качестве примера проводимой в области стандартизации работы для морских судов также укажем, что в разработанном Стандарте МЭК 11081 "Технико-эксплуатационные требования (ТЭТ) к приемной аппаратуре системы GPS. Методы и требуемые результаты испытаний" содержатся, в частности, следующие разделы:

- Назначение судовой приемной аппаратуры (ПА).

- Состав оборудования судовой ПА.

- Технико-эксплуатационные требования (ТЭТ) к приемной аппаратуре системы GPS:

Задачи. Обмен данными. Точность определения места. Время получения первой обсервации. Меры защиты. Конструкция антенны. Чувствительность и динамический диапазон. Электромагнитная совместимость (ЭМС). Дискретность выдачи данных. Предупреждения об отказах и статус индикации. Дифференциальный режим работы. Устойчивость к климатическим и механическим воздействиям. Общие требования.

- Методы испытаний и требуемые результаты: Испытательный центр. Последовательность испытаний. Стандартные сигналы при проведении испытаний. Определение точности. Организация испытаний. Результаты испытаний. Проверка характеристик на соответствие условиям стандарта МЭК 945.

Документ "Стандарты, рекомендованные RTCM для функционирования дифференциальной GNSS, версия 2.2" разработан Специальным комитетом №104 RTCM 15 января 1998 г. В нем содержатся рекомендуемые RTCM стандарты для замены документа с названием "Стандарты, рекомендуемые RTCM для функционирования GPS "Navstar" в дифференциальном режиме, версия 2.1", выпущенного 3 января 1994 г. Отмечается, что применение стандартов RTCM SC-104 было весьма эффективным. Так, первоначально предполагаемые точности в 8...10 м применительно к бортовым приемникам фактически оказались лучше 5 м и часто достигали 1...3 м. Эти результаты были получены для измерений псевдодальностей по сигналам с С/А-кодом с использованием данных интегрированного доплеровского сглаживания.

С использованием версии 2.1 стандарта проверена также возможность реализации и достижения дециметровой точности с помощью дифференциального кинематического режима в реальном времени.

Основные изменения версии 2.2 по отношению к предыдущей версии следующие:

1. Обобщенный документ относится как к GNSS в целом, так и к системам GPS и ГЛОНАСС в отдельности.

2. Добавлено несколько сообщений для поддержки дифференциального режима работы ГЛОНАСС.

3. Добавлены сообщения и руководящие материалы для поддержки совместной работы GPS/ ГЛОНАСС.

4. Добавлено сообщение для выдачи времени в формате год/месяц/день/час для поддержки средств регистрации.

5. Добавлено сообщение, чтобы обеспечить использование опорного эллипсоида и связанных с ним преобразований координат в тех случаях, когда не применяются WGS-84 или ПЗ-90.

6. Добавлено сообщение для обеспечения более точной привязки координат фазового | центра антенны опорной станции для поддержки высокоточных кинематических процедур.

7. Модифицирован и добавлен поясняющий текст в "кинематических" сообщениях.

8. Исправлена ошибка в приложении С, что позволит точнее учитывать фазовые измерения.

Дополнительно было разработано также несколько новых сообщений с тем, чтобы учесть дополнения GNSS, связанные с передачей GPS-подобных сигналов геостационарными спутниками (системы WAAS, EGNOS, MSAS).

электромагнит защищенность радионавигация линия связь

Заключение

В ходе работы на основании анализа проблемы электромагнитной защищенности сделаны следующие выводы и вытекающие из них рекомендации:

1. для обеспечения сигналами поправок всей Единой Глубоководной Системы Европейской части Российской Федерации совместно с Шепелевской контрольно-корректирующей необходимо введение в эксплуатацию новой контрольно-корректирующей станции.

2. с точки зрения электромагнитной защищенности наиболее удачным вариантом является строительство новой контрольно-корректирующей станции в городе Вытегра.

3. для повышения точности места определения судна необходимо обеспечить электромагнитную защищенность линий радионавигационной связи.

4. в связи с вышеуказанным разработан комплекс технических и организационных мероприятий, рекомендуемых для введения на контрольно-корректирующих станциях и судах для обеспечения электромагнитной защищенности линий радионавигационной связи.

В результате проведенной работы были решены поставленные в соответствии с целью задачи.

Список литературы

1. Болдин В.А., Харисов В.Н., Перов А.И. Глобальная спутниковая радионавигационная система. - М.:ИПР МФ, 1999, 999с.

2. Венскаускас К.К., Каргополов С.Г., Михайлова С.А., Степаненко Д.П. Системы и средства радиосвязи морской подвижной службы. -Л.: «Судостроение», 1986, 431с.

3. Ольховский B.C. Среднеорбитальные спутниковые навигационные системы. -Мурманск, 1998, 57с.

4. Аполлонский С.М., Вилесов Д.В. «Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции. Электромагнитная совместимость судовых технических средств».- Л.: «Судостроение», 1990,205с.

5. Певницкий В.П., Полозок Ю.В. Статистические характеристики индустриальных радиопомех. - М.: «Радио и связь», 1988, 243с.

6. Бутов А.В. «Технические средства судовождения и связи на внутренних системах и морских путях». Сборник научных трудов. - СПб.: ЛИВТ, 1993, 257с.

7. Беспалов Е.С., Мусянков М.И., Чернявский Г.М. Спутниковая навигационная система. -М.: 1999, 71с.

8. Антаков А.В. Состояние и перспективы оборудования морей в Российской Федерации аппаратурой дифференциальных систем ГЛОНАСС/GPS на базе круговых морских радиомаяков. Труды Международной конференции "Глобальная радионавигация", Москва, 1995.

9. Мурашов Н.Г., Базаров Ю.И. Вопросы стандартизации. Состояние стандартизации навигационной аппаратуры в СНГ/УНовости навигации, НТЦ "Интернавигация", 1998, №2.

10. Соловьев Ю.А. Системы спутниковой навигации М.:2000.

Размещено на Allbest.ru