МИНИСТЕРСТВО СВЯЗИ РФ
МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ
КАФЕДРА СИСТЕМ РАДИОСВЯЗИ
ДОКЛАД
ПО ТЕМЕ:
“Сравнение и выбор оптимальной системы определения местоположения подвижных объектов для использования на территории России.”
МОСКВА
1996
Для рецензии
Оглавление
.....................................................................................................................стр.
Введение.......................................................................................................3
1 Основные требования, предъявляемые к системам слежения
за подвижными объектами.....................................................................5
2 Описание существующих и планируемых отечественных
и зарубежных систем, представляющих возможность
слежения за местоположением подвижных объектов.........................6
2.1 Международная система спутниковой связи “ИНМАРСАТ”..........6
2.2 Международная спутниковая система “КОСПАС-САРСАТ”.........8
2.3 Спутниковая система “КУРС”............................................................11
2.4 спутниковая система “ГОНЕЦ”..........................................................13
3 Обоснование выбора системы................................................................14
4 Описание системы “ОРБКОММ” и ее технические характеристики..17
4.1 Назначение системы.............................................................................17
4.2 Принцип работы...................................................................................17
4.3 Форматы передаваемых сообщений....................................................18
4.4 Взаимодействие с другими сетями.......................................................19
4.5 Зоны обслуживания и время доставки сообщений.............................19
Заключение...................................................................................................21
Литература...................................................................................................22
Введение
В настоящее время у многих ведомств и организаций возникает необходимость оперативного слежения за местоположением и состоянием подвижных объектов, а также передачи на них оперативной информации.
Практически все заинтересованные диспетчерские службы в настоящее время имеют в своем распоряжении те или иные технические средства, позволяющие осуществлять контроль/слежение за передвижением своих объектов. Однако существующие средства не являются совершенными, обладают малой степенью автоматизации и имеют малую достоверность.
В последние годы настоятельно ставится задача о внедрении новых надежных технических средств, которые позволили бы осуществлять автоматизированный сбор диспетчерской информации с подвижных объектов, а также передавать информацию на объекты. Технически эта задача может быть выполнена целым рядом средств, как традиционных, так и спутниковых. На практике, однако, ни одна из возможных систем так и не была реализована на территории России.
Создание такой системы позволит обеспечить автоматизированный сбор информации о дислокации подвижных объектов, обслуживаемых в рамках данной системы вне зависимости от их местоположения на Земном шаре, т.е. в глобальном режиме. При этом средства системы будут автоматически вычислять географические координаты местоположения объектов и направлять их в соответствующие диспетчерские пункты пользователей. Информация может быть также запрошена с объекта по инициативе диспетчера из диспетчерского пункта и имеется возможность передать на объект необходимую информацию.
Средства системы позволяют не только решать коммерческие цели управления, но и обеспечат повышение безопасности движения объектов и будут способствовать охране человеческой жизни. Данные о дислокации аварийных объектов могут быть переданы в соответствующие поисково-спасательные службы.
Изучения, проведенные в России показали, что имеются следующие основные категории потенциальных пользователей, заинтересованные в получении оперативной информации с подвижных и стационарных объектов:
1. Администрации, эксплуатирующие морские и речные суда.
2. Организации, эксплуатирующие подвижной железнодорожный состав и специальные средства.
3. Организации, эксплуатирующие подвижные автомобильные объекты.
4. Научные организации, проводящие с помощью подвижных технических средств изучение мирового океана и воздушного пространства.
5. Организации, эксплуатирующие магистральные трубопроводы и иные удаленные объекты.
6. Предприятия топливно-энергетического комплекса.
7. Администрации, осуществляющие контроль за состоянием окружающей Среды.
8. Сельскохозяйственные предприятия.
9. Коммерческие структуры.
Анализ требований потенциальных пользователей к системам сбора оперативной информации позволил выявить следующее:
1. Необходимость автоматического определения географического местоположения объекта, не требующего вмешательства оператора в работу оконечного устройства. При этом требования к точности определения местоположения варьируются от нескольких метров до десятков километров. Некоторые категории объектов движутся по строго определенным маршрутам (поезда, автомобили), в то время, как другие имеют большую свободу перемещений (суда, научные буи и т.д.).
2. Требования к оперативности доставки информации от оконечного устройства до пункта сбора данных пользователя изменяются от нескольких минут до нескольких часов.
3. Количество определений - от нескольких раз в месяц до нескольких раз в час.
4. Возможность передачи дополнительной информации с подвижного объекта и на объект. При этом выявлен достаточно широкий диапазон информации, подлежащей передачи.
5. Наличие простых и недорогостоящих оконечных устройств пользователей, которые при необходимости могли бы работать от автономных источников питания.
В использовании системы слежения за местоположением подвижных объектов проявили заинтересованность ряд ведомств и организаций (МВД, МПС и др.).
1. Основные требования к системе слежения за подвижными объектами.
Система должна обеспечивать возможность слежения за передвижением ценных грузов, легкового автотранспорта и других подвижных объектов в реальном масштабе времени с точностью определения местоположения до 50-400 метров, а также получения от объектов аварийной информации.
В состав системы должны входить главный и региональные диспетчерские центры, в которые информация от объектов должна поступать одновременно.
Должна быть предусмотрена возможность запросов о местоположении и состоянии объектов из диспетчерских центров, а также передача на них информации.
Тип передаваемой информации - цифровой.
Терминалы, устанавливаемые на подвижные объекты, должны быть устойчивы к вибрационным воздействиям, иметь малые габариты, вес (не более 1 - 1,5 кг.) и энергопотребление. Электропитание должно осуществляться от автономного источника.
Необходимо предусмотреть возможность автоматического срабатывания терминалов в аварийных ситуациях.
Терминалы должны обеспечивать бесперебойную работу в диапазоне температур от -50 до +50 °С при влажности воздуха при 30 °С - 99%.
Антенны терминалов должны иметь малые габариты и обеспечивать бесперебойную связь при скорости ветра до 30 м/сек.
2.1 Международная система спутниковой связи “Инмарсат”
В 1982 году началась эксплуатация Международной системы спутниковой связи (ИНМАРСАТ). Для эксплуатации и развития этой системы была создана новая международная организация со штаб квартирой в Лондоне. Сейчас эта организация объединяет 75 государств.
Система “Инмарсат” включает в себя следующие основные комплексы:
- космический сегмент;
- сеть Земных станций;
- Координационные центры системы;
- парк станций, устанавливаемых на подвижных объектах.
Работа системы осуществляется в диапазонах частот, выделенных Всемирной административной радиоконференцией для подвижных служб. Для подвижных объектов используется диапазон 1,5/1,6 ГГц., а для фидерных линий земных станций - 4/6 ГГц. Система “Инмарсат” обслуживает все существующие подвижные службы, включая морскую, авиационную и сухопутную и позволяет осуществлять двустороннюю связь в телефонном и телеграфном режимах. При этом, с помощью системы сигнализации, вхождение в связь осуществляется в полностью автоматизированном режиме. Любая станция, установленная на подвижном объекте, может в автоматическом режиме осуществлять выход на любого абонента телексной или телефонной сетей, независимо от страны и континента. Качество каналов связи удовлетворяет соответствующим рекомендациям МСЭ.
Космический сегмент, системы на данном этапе, включает в себя 8 спутников - ретрансляторов (4 основных и 4 резервных), расположенных на геостационарной орбите. Сеть “Инмарсат”, организованная в 4 океанских регионах, покрывает практически всю поверхность Земного шара, за исключением приполярных районов.
Радиокомплекс КА состоит ретрансляторов, осуществляющих прием, усиление и перенос сигналов (без какой-либо обработки) в следующих диапазонах:
1,6 ГГц - 4 ГГц (линия “подвижное средство-КА-Земля”);
6 ГГц - 1,5 ГГц (линия “Земля-КА-подвижный объект”);
Диаграмма направленности антенных систем, как правило, оптимизированна для облучения поверхности Земного шара.
Пропускная способность в каждом океанском регионе определяется параметрами конкретного КА, выполняющего роль эксплуатационного (от 75 до 200 эквивалентных телефонных каналов).
Для работы в рамках системы “Инмарсат” подвижные объекты оснащаются оконечным терминальным оборудованием. Такое оборудование должно удовлетворять определенным технико-эксплуатационным требованиям “Инмарсат”а, известным как Стандарты.