[Из песочницы] Мультилатерация — цифровая технология наблюдения за воздушным движением
Когда речь заходит об авиации, мы все живо представляем небо, самолет, аэропорты, путешествия. И редко кто задумывается о сложной системе, созданной для регулирования воздушного движения. Концепция Международной организации гражданской авиации CNS/ATM (Communication, Navigation, Surveillance/Air Traffic Management) предсказывает полную цифровизацию воздушного движения уже в скором будущем.
Сегодня расскажем об одном из самых современных средств наблюдения за воздушным движением — многопозиционных системах наблюдения (МПСН в России, MLAT, WAM в мире), в основе которых лежит принцип мультилатерации.
Технология мультилатерации появилась около 20 лет назад примерно тогда же, когда и автоматическое зависимое наблюдение (ADS-B), что по меркам консервативной отрасли совсем немного. И за эти 20 лет МПСН проделала большой путь от новой технологии до одного из основных средств в сегодняшней и будущей системах аэронавигации.
МПСН — это вторичный радиолокатор, в котором координаты целей измеряются с помощью разностно-дальномерного метода через сеть территориально-распределенных станций (сенсоров спутникозависимого наблюдения ADS-B, АЗН-В).
Как это работает?
Как и в любом вторичном радиолокаторе, наземный запросчик излучает запрос, ответчик на борту воздушного судна принимает запрос и формирует ответ, который принимается системой. Этот ответ используется для измерения положения воздушного судна, а также в нем передаётся дополнительная информация: в первую очередь, высота и идентификация. Но если традиционный локатор измеряет дальность и направление на воздушное судно, для чего используется массивная вращающаяся антенна с узким лучом, то станции МПСН принимают сигналы от целей со всех направлений, а координаты воздушного судна вычисляются по задержке времени прихода сигнала на разные станции.
Для такого способа измерения координат используются разные названия. Разностно-дальномерный способ — это одно из этих названий. Широко используют термин «мультилатерация». Собственно, МПСН часто называют системами мультилатерации, или MLAT. Сам метод измерения также называют английской аббревиатурой TDOA, что означает time difference of arrival — разность времени прихода, или гиперболическим позиционированием, поскольку геометрически место точек, соответствующих определенной разности времени прихода для любых двух станций — это гипербола, а искомые координаты цели — это их пересечения.
Таким образом, МПСН являются средством вторичной радиолокации. Но перед традиционными радиолокаторами у МПСН есть ряд преимуществ. В первую очередь, это более высокий темп обновления информации (1 секунда) и более высокая точность. Это возможность создавать зону наблюдения там, где это нужно — на малых высотах, в горной местности и так далее. Это возможность размещать аппаратуру, которая компактная и потребляет энергии не больше электрической лампочки, на существующей инфраструктуре, без капитального строительства.
В России первая интегрированная многопозиционная система наблюдения, выполняющая одновременно функции аэродромного и широкозонного средства наблюдения, появилась в 2016 году. Система поддерживает все режимы наблюдения, в частности, режим АЗН-В 1090 ES, который рекомендован ИКАО в качестве единого стандарта для всего мирового воздушного пространства, а также заявлена как защищенная от кибератак.
Внедрить ее обещают уже в ближайшее время. А первый аэропорт, который оснастят такой системой — это Пулково, Санкт-Петербург.
