22
Рисунок 13 – Состав и схема размещения российских средств ГССПС
В будущем планируется расширить функциональные возможности
станций СПИАБ, создав новые изделия (СПГС) на базе существующих
СПИАБ. Такие СПГС будут работать с АРБ 2-го поколения, а также выполнять
ряд других функций в частности проводить измерения частоты и времени
сигналов АРБ для использования при определении местоположения [45].
1.2.3 Российский наземный сегмент среднеорбитальной спутниковой
системы поиска и спасания (СССПС)
В части наземного сегмента, на 2017 г. российский наземный сегмент
представлен только одним элементом – СПОИ-СО. Изготовленная СПОИ-СО
принимала участие в первых двух и продолжает участвовать на третьем этапе
фазы «Демонстрация и оценка». В рамках проводимых в ФКП 2016‒2025 гг.
работ сегмент СССПС в части наземных средств будет значительно расширен.
КЦС, находящийся в ведении ФГУП «Морсвязьспутник» не доработан
до обеспечения приѐма и распространения данных СССПС. Как и в остальных
КЦС КОСПАС-САРСАТ, не доработанных до этой способности и не
введѐнных в СССПС, приѐм данных СССПС осуществляется
в информационном «контейнере» текстового сообщения свободного формата с
соответствующей «шапкой», которая разбирается вручную [34].
23
1.2.4 Планы развития российского наземного сегмента системы
КОСПАС-САРСАТ
В ближайшие годы в планах развития российского наземного сегмента
системы КОСПАС-САРСАТ рассматривается создание целого ряда наземных
средств космической системы поиска и спасания нового поколения (НС КСПС
НП) – средств, принимающих и обрабатывающих данные ГССПС, СССПС как
с АРБ первого поколения, так и с АРБ второго поколения, а также
дополнительных средств, обеспечивающих работу земных станций и услуги
передачи «квитанции».
В части СССПС планируется создать:
1) станцию приѐма и обработки сигналов АРБ 1-го поколения,
ретранслированных среднеорбитальными КА систем ГЛОНАСС, GPS, Galileo,
оснащѐнными полезной нагрузкой системы КОСПАС-САРСАТ (СПСО-Б1) с
размещением в Московском регионе;
2) станцию приѐма и обработки сигналов АРБ 1-го и 2-го поколений,
ретранслированных среднеорбитальными КА систем ГЛОНАСС, GPS, Galileo,
оснащѐнными полезной нагрузкой системы КОСПАС-САРСАТ (СПСО-Б2) с
размещением в Дальневосточном регионе;
3) центр мониторинга состояния, координации и планирования работы
среднеорбитального сегмента (ЦМ-СО).
В части ГССПС планируется создать 5 станций приѐма информации от
АРБ 1-го и 2-го поколений, ретранслированной геостационарными КА
«Электро-Л», «Луч-5» (СПГС).
Также планируется создать средства, обеспечивающие работу во всех
сегментах:
1) координационный центр системы КОСПАС-САРСАТ нового
поколения (КЦС-НП);
2) наземные средства космической подсистемы передачи «квитанции»
об аварийном сообщении (НС КВТ) с размещением в Московском
и Дальневосточном регионе.
24
В глобальном плане, создание вышеуказанных средств обеспечивает:
1) вклад РФ в СССПС КОСПАС-САРСАТ в части двух СОСПОИ
(СПСО-Б1 и СПСО-Б2) с возможностью приѐма информации от АРБ-2;
2) наращивание числа российских наземных средств из состава ГССПС
(5 ГЕОСПОИ) с возможностью приѐма АРБ-2;
3) возможность замены КЦС России на перспективную новую модель,
поддерживающую данные НССПС, ГССПС и СССПС, а также
обеспечивающую предоставление услуги по передаче обратной «квитанции»
для АРБ;
4) возможность предоставления услуги по передаче обратной
«квитанции» за счѐт наземных средств из состава НС КСПС НП;
5) мониторинг функционирования работы и удалѐнного управления
создаваемыми наземными средствами, возможность оптимизации работы и
увеличения вероятности и точности независимого определения
местоположения российскими наземными средствами из состава СССПС (за
счѐт координации планирования двух антенн СОСПОИ (СПСО-Б1 и СПСО-Б2)
и обеспечения приѐма дополнительных измерений от СПГС).
Подытоживая вышесказанное, можно сделать вывод, что в обозримом
будущем (до 2025 года) состав российского наземного сегмента примет вид,
изображѐнный на рисунке 14 [39].
Рисунок 14 − Плановый состав российского наземного сегмента
КОСПАС-САРСАТ до 2025 года
1.3 Результаты работы системы КОСПАС-САРСАТ
В 2015 г. (обработка статистики актуализируется) использование
аварийных данных системы КОСПАС–САРСАТ успешно использовались в 718
25
чрезвычайных ситуациях (в 2015 г. — 685), в результате было спасено 2185
граждан многих государств (в 2014 г. — 2354). В период с 1982 г. по 2015 г. с
помощью системы КОСПАС–САРСАТ были обеспечены спасательные
операции при спасении не менее 41740 человек в 11800 чрезвычайных
ситуациях. Статистические данные 2016 г. демонстрируют использование
аварийных данных системы КОСПАС–САРСАТ в 885 спасательных операций,
в которых спасено 2250 человек.
На рисунке 15 показано количество поисково-спасательных (ПС)
операций и график численности спасенных, с применением информационных
данных КОСПАС–САРСАТ за период с 1994 г. по 2015 г.
Рисунок 15 – Статистика ПС операций системы КОСПАС–САРСАТ
На рисунке 16 отображено ежегодное общее число поисково-
спасательных операций (ПС) на основании аварийных данных системы
КОСПАС–САРСАТ и количество ПС операций, при которых данные системы
КОСПАС–САРСАТ были единственными источниками аварийной информации
(1990–2015 гг.).
В ходе межправительственного сотрудничества более сорока
государствам, находясь в системе Международной Программы КОСПАС–
САРСАТ, за тридцать лет спасено более сорока тысяч человек, попавших
26
в чрезвычайную ситуацию в сложнодоступных местах на планете, с аварийных
кораблей и в авиационных катастрофах.
Рисунок 16 – Число ПС операций с использованием системы
КОСПАС-САРСАТ в общем количестве ПС операций
КОСПАС–САРСАТ является значительным достижением
в международном сотрудничестве. Организованная во второй половине 70-х
годов прошлого века, несмотря на сложные взаимоотношения в мире во время
холодной войны, по инициативе Франции, Канады, Советского Союза и
Соединенных Штатов Америки, КОСПАС–САРСАТ представляет собой
единственную глобальную сеть, которая способна без помощи ГНСС
определять координаты АРБ кораблей, самолѐтов и туристов в
сложнодоступных местах на планете. Аварийная информация о чрезвычайном
происшествии на бесплатной основе передается поисково-спасательным
службам более чем 200 стран всего мира.[41]
Каждая спасательная операция имеет огромное значение и описывается
специальными отчетами, но есть среди них особенно значимые. В середине
июня 2012 г. возник пожар в дизельном отсеке рыболоведского корабля Golden
Eagle 2, который работал в восточной части гавайской бухты. Задымление
27
происходило с большой скоростью так, что радисты не успели передать
аварийное сообщение. Пожар мгновенно перестал быть контролируемым.
Огромную опасность представляло возгорание на борту дизельного топлива
(более 34 тыс. литров). Вся команда, представители рыболовного надзора от
национального управления США по океаническим и атмосферным проблемам
(NOAA) и капитан приняли решение покинуть корабль. Находившийся в огне,
собственный аварийный радиобуй NOAA начал передавать короткие
аварийные сообщения без координаты. На эвакуационной шлюпке команда
активировала второй аварийный радиобуй, но, в результате ошибочных
действий, был установлен режим «тест». Анализируя идентификационные
данные, которые передал первый радиобуй, Объединенным спасательно-
координационным центром Гонолулу был сделан запрос в рыболовный надзор
НОАА на название корабля, к которому был назначен их представитель. Сигнал
«тест» первого АРБ, который вывел в сети КОСПАС–САРСАТ на
Координационный центр Системы США, был идентифицирован как
незарегистрированный АРБ. Объединенный спасательно-координационный
центр Гонолулу, в результате использования процедуры поиска-спасания,
познания о которой были приобретены в процессе обучения Координационным
центром Системы США, применил фрагмент сообщения
незарегистрированного АРБ для поиска регистрационных баз данных.
Единовременно идентификационные данные и контакты рыболовного надзора
от национального управления США по океаническим и атмосферным
проблемам зарегистрировали аварийный корабль как Golden Eagle 2.
Действия Объединенного спасательно-координационного центра
Гонолулу, которые позволили идентифицировать корабль, взяв за основу
частичную информацию от двух АРБ, привели к использованию
существующих в национальном управлении США по океанам и атмосфере
данных мониторинга кораблей и результативно сократить район поиска
корабля до четырехсот морских миль в западной части от Гонолулу.
Объединенный спасательно-координационный центр направил в зону
28
чрезвычайного происшествия специальный спасательный вертолет и,
с использованием международной автоматизированной программы
взаимопомощи спасения судов (АМVЕR), спонсируемой отделом береговой
охраны США, зафиксировала ближайший корабль Forestal Diamante, который
является участником программы AMVER, и направило к нему обращение
с просьбой изменения курса и оказания помощи попавшим в чрезвычайное
происшествие. Объединенный спасательно-координационный центр Гонолулу
начал спасательную операцию за 2 часа до момента, когда команда на
эвакуационной шлюпке изменила режим второго АРБ на рабочий, таким
образом улучшилась точность информации данных местоположения для
спасательной группы, которая уже находилась в пути (рисунок 17).
Рисунок 17 – Спасательная операция рыболовного судна Golden
Eagle II
Специальный спасательный вертолет прибыл в район чрезвычайного
происшествия в 19:55 и уточнил для корабля Forestal Diamante координаты
спасающихся. Корабль Forestal Diamante был на месте в 20:45 и вся команда с
Golden Eagle 2, а также представители рыболовного надзора от национального
управления США по океаническим и атмосферным проблемам были
спасены.[15]
29
За последние тридцать лет служащими КОСПАС–САРСАТ внесен
огромный вклад в создании стандартов высокого мирового уровня в сфере
глобальных оповещений о бедствиях, используя спутники. Но решения многих
проблем еще впереди.
Перспективные возможности АРБ КОСПАС–САРСАТ в сегменте
спасения обращает внимание все большего числа спортсменов, частных
пилотов и других туристов, оказавшихся за пределами зон покрытия мобильной
связи. Удовлетворяя ожидания растущей массы путешественников в
отношении оповещений в чрезвычайных ситуациях, производители АРБ
стремятся к производству этих устройств более компактных, легко
переносимыми со все большим набором встроенных функциональных
возможностей.
Система КОСПАС–САРСАТ обязана обеспечивать условия, в которых
внедряемые идеи, обновляемые технологические стандарты АРБ удовлетворяли
ожидания пользователей и, вместе с этим, отвечали бы специальным
требованиям тестирования, которыми испытываются все новые модели
радиобуев. В то же время КОСПАС–САРСАТ вступает в этапы
демонстрирования возможностей и требовательных оценок создающейся
системы СССПС.
СССПС и создаваемые технологии АРБ разрабатываются так, чтобы
максимально использовать совместные преимущества, при этом гарантировать
передачу информации о чрезвычайном происшествии и его координатах через
полсекунды с момента пересылки радиобуем аварийных сигналов.
В настоящее время ведется создание наземной аппаратуры для приѐма
сигналов бедствия с аварийных радиобуев, ретранслируемых через
среднеорбитальные космические аппараты российского сегмента системы
КОСПАС-САРСАТ, обеспечивающей точность определения координат
объектов до 10 м, оперативность получения аварийного сообщения менее 10
сек., пропускную способность (количество одновременно работающих
аварийных радиобуев) больше 150 шт. при глобальном обнаружении терпящих
30
бедствие объектов, связь терпящих бедствие с поисково-спасательными
службами, а также создание Российских средств космической подсистемы
передачи квитанций об аварийном сообщении и центра мониторинга состояния,
координации и планирования работы среднеорбитального сегмента [37].
В первой главе выпускной квалификационной работы рассмотрены
основные понятия, компоненты, краткая история международной спутниковая
поисково-спасательной системы КОСПАС-САРСАТ. Рассмотрены основные
принципы работы системы, произведена классификация компонентов и их
описание. В завершении раздела рассмотрены элементы российского наземного
сегмента, затронут вопрос о планах развития российского сегмента, а также
приведены результаты работы системы КОСПАС-САРСАТ.
Проведенное описание позволяет перейти к рассмотрению материала
следующей главы, в которой будут исследованы приемо-передающие станции,
как элементы наземного сегмента системы КОСПАС-САРСАТ.
31
ГЛАВА 2. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ
ПРИЕМО-ПЕРЕДАЮЩИХ СТАНЦИЙ
Ключевыми элементами наземного сегмента спутниковой системы
поиска и спасания международной системы КОСПАС-САРСАТ являются
приемо-передающие станции (ППС). Задачей ППС, вне зависимости от типа,
является, прием информации со спутника, обработка и передача обработанной
информации в международный координационно-вычислительный центр.
Станции различаются по типу, в зависимости от космического сегмента
спутниковой группировки с которой ведется прием (таблица 1)[19].
Таблица 1
Типы приемо-передающих станций
Тип приемо-передающей станции
Космический сегмент системы.
Спутниковая группировка
Приемо-передающая станция для
низкоорбитальной спутниковой
системы поиска и спасания ППС
НССПС
Низкоорбитальные спутники:
Сарсат-7 (на борту NOAA-15), Сарсат-8 (на
борту NOAA-16), Сарсат-10 (на борту
NOAA-18), Сарсат-11 (на борту MetOp-A),
Сарсат-12 (на борту NOAA-19), Сарсат-13
(на борту MetOp-B)
Приемо-передающая станция для
геостационарной спутниковой
системы поиска и спасания ППС
ГССПС
Геостационарные спутники:
GOES-13 (East) (75° З.Д.), GOES-15
(West) (135° З.Д.), INSAT 3A (93,5° в.д.),
INSAT 3D (82° в.д.) (тестовые испытания),
MSG-2 (9,5° в.д.), MSG-3 (0°),
Электро-Л (76° в. д.), Луч-5А (167° в. д.),
Луч-5В (94° в. д.)
Приемо-передающая станция для
среднеорбитальной спутниковой
системы поиска и спасания ППС
СССПС
Среднеорбитальные спутники:
Глонасс-К1 № 11, Глонасс-К1 № 12
Ретрансляторы сигналов аварийных буев системы КОСПАС-САРСАТ
размещаются на спутниках всех существующих космических сегментов, что
дает возможность получения большей площади покрытия приема сигналов от
аварийных радиобуев терпящих бедствие.
Принципы организации, технические и эксплуатационные
характеристики ППС должны соответствовать действующим стандартам
системы КОСПАС-САРСАТ к наземному сегменту. Создаваемые станции
должны обеспечивать выполнение поставленной цели по точности,