PASIVNÍ RADIOLOKACE VYUŽITÍ MULTILATERACE V CIVILNÍCH A VOJENSKÝCH APLIKACÍCH Přednáška VUT FEKT, Brno 15.11.2016
PŘEDSTAVENÍ Adam Novozámský Training specialist Operation expert ERA a.s. Průmyslová 387, Pardubice web www.era.aero mail a.novozamsky@era.aero Page 2
OBSAH Představení společnosti Základní údaje Historie Významné milníky Produkty společnosti MSS / NEO SQUID VERA NG Řízení letového provozu Prostředí ŘLP PSR SSR ADS-B GPS Multilaterace Princip Přesnost Eliptická metoda Princip MSS Zpracování signálů Instalace Benefity VERA-NG Princip Aplikace PCL Page 3
PŘEDSTAVENÍ SPOLEČNOSTI ERA a.s. je průkopníkem multilaterace a patří mezi nejvýznamnější světové dodavatele NextGen řešení pro řízení letového provozu ve vojenských bezpečnostních a letištních aplikacích. Zakladatel průmyslu a trhu multilaterace 52 let tradice a zkušeností Více než 100 instalací celosvětově V 59 zemích na 5 kontinentech 340 profesionálních zaměstnanců Vlastní výzkum a vývoj 100 % česká společnost Page 4
Page 5 ERA VE SVĚTĚ
HISTORIE TESLA předchůdce společnosti ERA Velká státní společnost Výrobce spotřebitelské i průmyslové elektroniky Spolupráce s tehdejší ČSLA VE SPOLUPRÁCI S ČSLA PRP-1 Kopáč KRTP-81 Ramona KRTP-81M Ramona-M KRTP-86 Tamara KRTP-91 Tamara-M Page 6
HISTORIE PRP-1 KOPÁČ Přesný Radiotechnický Pátrač Korelační Pátrač První použití TDOA principu 1961-1965 R&D 1966-1979 ostré použití Trackování až 8 cílů S, L, X band 4 vozidla Praga V3S Page 7
HISTORIE KRTP-81 Ramona Komplex Radiotechnického Průzkumu Radiotechničeskaja Aparatura Medlenoj Nastrojky NATO code Soft ball 1968-1978 R&D 1979 ostré použití 1-8 GHz Počítač 64 kb operační paměti Trackování až 20 cílů 13 vozidel Tatra-148 Page 8
HISTORIE KRTP-86 Tamara Komplex Radiotechnického Průzkumu Techničeskuja Aparatura Medlenoj Avtamatičeskoj Razvedky NATO code Trash bin 1981-1985 R&D 1986 ostré použití 0,8-18 GHz 14 8bit počítačů Jednodušší sestavení Trackování až 72 cílů 8 vozidel Tatra T-815 8x8 and 6x6 Page 9
Page 10 MILNÍKY
ERA PRODUKTY
MULTI-SENSOR SURVEILLANCE SYSTEM Variabilní, vyspělý a certifikovaný sledovací systém pracující na principu ADS-B a MULTILATERACE určený pro: Page 12 Letištní sledování Přesné přistávání Oblastní navádění Sledování rozsáhlých území Přesné měření výšky
NEO NOVÁ ŘADA MSS Méně robustní řešení pro využití v místech s dobrou infrastrukturou Nižší náklady, levnější provoz Letištní systémy pro monitorování pohybu letadel na povrchu Systémy dalekého pokrytí Page 13
SQUID POZEMNÍ SLEDOVÁNÍ Více než 6000 squidů nasazeno na letištích po celém světě Sledování pozemních cílů na letištích Kompatibilní s ADS-B a MLAT systémy třetích stran Provozuschopný za všech povětrnostních podmínek Page 14
VERA NG VIDĚT A NEBÝT VIDĚN Pasivní sledovací systém Dlouhodobě poskytuje ELINT informace Obtížně zarušitelný systém Online trackování pozemních, vzdušných i námořních cílů ve 3D prostoru Vysoce mobilní systém Page 15
RADIOLOKACE V ŘÍZENÍ LETOVÉHO PROVOZU
ŘLP ŘÍZENÍ LETOVÉHO PROVOZU Air Traffic Control Hlavním posláním řízení letového provozu je poskytovat provozní služby, které zabrání srážkám mezi letadly, při udržení plynulého, rychlého a spořádaného průběhu letového provozu. Největší důraz je kladen na bezpečnost letového provozu. Nástoje pro zabezpečení letového provozu jsou primární a sekundární radary, multilaterační sledovací systémy, ADS-B systémy. Page 17
ŘLP ŘÍZENÍ LETOVÉHO PROVOZU Air Traffic Control Předpisy, pokyny, rady a informace pro zajištění bezpečného a ekonomického leteckého provozu Řídící věž TWR Zajišťuje pohyb letadel po zemi, vzlety, přistání a navedení do přistávacích / odletových koridorů Středisko přiblížení APP Zajišťující bezpečné přílety / odlety k letištím Oblastní středisko ACC Poskytuje letové provozní služby převážně letadlům letícím v letových hladinách. Page 18
NÁSTROJE ŘLP ATC SLEDOVACÍ SYSTÉMY Primární (Nekooperující cíle) Sekundární Mód A/C/S Kooperující cíle ADS Kooperující cíle, závislé na GNSS Primární radary Přehledové radary Sekundární radary Multilaterační sledovací systémy VTS - Vehicle Tracking System - Sledování vozidel ADS-B - sledovací systémy Page 19
PSR PRIMÁRNÍ RADAR PSR Primární radar je klasický aktivní radar, kdy vysílač (pozemní nebo palubní) vysílá mikrovlnnou energii ve formě impulzů nebo stálé vlny a v čase mimo vysílání přijímá odrazy od objektů (letadel, vzducholodí, mraků, země ) jež se nacházejí ve směru kam je energie vyslána. Page 20
PSR PRIMÁRNÍ RADAR PSR Page 21
SSR SEKUNDÁRNÍ RADAR SSR Sekundární radary potřebují pro svou funkci transpondéry, které jsou umístěny v letadle. Transpondér je radiový přijímač a vysílač. Na frekvenci 1030 MHz přijímá dotazy ze sekundárního radaru a na frekvenci 1090 MHz odpovídá sekundárnímu radaru. Signál odpovědi obsahuje kódovanou informaci s požadovanými daty. Fungování sekundárního radaru je postaveno na vojenském principu rozlišení přítel nepřítel, který byl vyvinut za druhé světové války. Page 22
SSR SEKUNDÁRNÍ RADAR SSR Page 23 2000 7254 S 22 24 7000 Page 23
SSR MÓDY SEKUNDÁRNÍCH RADARŮ CIVILNÍ REŽIMY mód A identifikace letu, čtyřmístné oktalové číslo mód C informace o barometrické výšce mód S datová zpráva, různý obsah VOJENSKÉ REŽIMY mód 1, 2 označení činnosti, příslušnosti mód 3 identický s civilním módem A, označuje se souhrnně jako 3/A mód 4 kryptografické rozlišení přítel - nepřítel Page 24
SIGNÁLY SIGNÁLY HISTORIE Módy A/C se používají dodnes Mód S se také používá jako datalink pro ADS B Page 25
SIGNÁLY ATCRBS Air Traffic Control Radar Beacon System (Mode A/C) Page 26
SIGNÁLY STRUKTURA PULZŮ MÓDU A/C DOTAZ Mód Vzdálenost P1 P3 Účel A 8 µs identifikace C 21 µs výška S 3.5 µs různá data 2µs 8µs / 21µs Page 27 P1 P2 P3
SIGNÁLY POTLAČENÍ BOČNÍCH LALOKŮ (SSR) DOTAZ Pokud je amplituda signálu z hlavního svazku větší než z potlačovaného, odpověď přišla z hlavního laloku a zpracuje se. Pokud je amplituda z potlačovaného svazku větší než z hlavního laloku, odpověď přišla z postranního laloku a nezpracuje se. Používá pouze SSR, nikoliv MLAT Page 28
SIGNÁLY STRUKTURA PULZŮ MÓDU A/C ODPOVĚĎ 0,45µs 1,45µs 20,3µs F1 C1 A1 C2 A2 C4 A4 X B1 D1 B2 D2 B4 D4 F2 Page 29
SIGNÁLY MÓD S ADRESNÉ DOTAZOVÁNÍ (ROLL CALL) Bloky dat obsahují Comm A identifikaci / dotaz na výšku Každé dotazování obsahuje adresu / pole parity Page 30
SIGNÁLY MÓD S NEADRESNÉ DOTAZOVÁNÍ (ALL CALL) Mód A / C / S All call Mód S transpondéry odpovídají ve formátu módu S Využívá SSR Mód A / C (pouze) All call Mód S transpondéry neodpovídají Využívá MLAT Page 31
SIGNÁLY MÓD S ODPOVĚDI Preambule módu S Odpověď módu S Page 32
SIGNÁLY MÓD S Adresa Selektivní, unikátní dotaz umožňující individuální adresování dotazů (každý letecký prostředek má přiřazenou unikátní 24-bit. adresu) Lepší integrita dat využitím mechanismu kontroly parity Kódování výšky v rozlišení 25 stop S-módová adresa je jednou z 16,777,214 adres (24 bitů) vydávaných mezinárodní autoritou leteckého provozu ICAO Page 33
SIGNÁLY MÓD S Squitter Režim S-módového transpondéru Odpověď transpondéru, která není vyvolána dotazem. Cíl s transpondérem vysílajícím signál ve formě squitteru může být detekován, aniž by byl dotazován, což je u módu A / C vyloučené. Page 34
SIGNÁLY MÓD S Downlink formáty Mode A/C - Alpha/Charlie Mode A (Alpha) Mode C (Charlie) Mode A Identity Barometric Altitude Mode S - Mode Select Mode S squitter (DF 11) Mode S extended squitter (DF17) Mode S non-transponder extended squitter (DF18) Mode S short ACAS (DF0) Mode S long ACAS (DF16) Mode S short surveillance (DF4) Mode S short surveillance (DF5) Mode S long surveillance (DF20) Mode S long surveillance (DF21) Mode S Identity, GND flag Mode S Identity, GND flag, ADS-B information Mode S Identity, GND flag, ADS-B information Mode S Identity, GND flag, Barometric Altitude Mode S Identity, GND flag, Barometric Altitude, air-air coordination Mode S Identity, GND flag, Barometric Altitude Mode S Identity, Mode A Identity, GND flag Mode S Identity, GND flag, Barometric Altitude, Data Link (e.g. Callsign) Mode S Identity, Mode A Identity, GND flag, Data Link (e.g. Callsign) Page 35
ADS-B
ADS-B ADS-B Automatic Dependent Surveillance Broadcast Automatic Vysílá automaticky Dependent Závislý (vyžaduje data z GNSS) Surveillance Sledovací (poskytuje data jako radar) Broadcast Vysílá data leteckým i pozemním přístrojům ke zpracování ADS-B informace je vysílána pomocí S-módové zprávy, která se zároveň využívá jako vstupní signál pro multilateraci. Page 37
ADS-B Extended squitter Vysílá zprávy o poloze (ADS-B) Závislý na výškoměru a informacích GPS Collision avoidance GPS satellites Collision avoidance Zpráva obsahuje: Aircraft ID Altitude Latitude (encoded) Longitude (encoded) Velocity Page 38 ATC ADS-B SSR
ADS-B ADS-B Datalink Mode S extended squitter (DF17) Mode S Identity, GND flag, Barometric or GNSS Altitude, ADS-B position, Callsign etc. Mode S non-transponder extended squitter (DF18) Mode S Identity, GND flag, Barometric or GNSS Altitude, ADS-B position, Callsign etc. Page 39
ADS-B ADS-B DF17 Obsahem datového pole DF je decimální číslo 17, což je v binárním kódu 10001. Následující tři bity (tzv. Capability, nebo CA ) je číslo značící podtyp ADS-B zprávy. Lze rozlišit až osm různých typů ADS-B zpráv. Dalších 24 bitů je unikátní AA Adresa letadla (ICAO). Další část datového pole o velikosti 56 bitů je nosič ADS-B zprávy, záleží na obsahu CA pole. Tato zpráva může obsahovat: typ letadla a jeho identifikace dekódovaná zeměpisná šířka dekódovaná zeměpisná délka Page 40
GNSS GPS Global Positioning System Jedním ze zdrojů informace o pozici pro ADS-B je GPS. Celý systém GPS lze rozdělit do 3 segmentů: kosmický, řídící, uživatelský Kosmický segment GPS je aktuálně složen z 32 satelitů, které se pohybují v šesti kruhových drahách na oběžné dráze země (20 350km). Na každé dráze jsou umístěny minimálně 4 satelity Dráhy satelitů jsou nastaveny tak, že minimálně šest satelitů jsou vždy v přímé viditelnosti z jakéhokoliv bodu na povrchu země. Page 41
GPS Satelity vysílají svou pozici s přesným UTC časem (jsou vybaveny přesnými atomovými hodinami). Přijímače měří čas přijetí signálu svými vlastními měřícími jednotkami (ne tak přesnými - pseudorange). 42
GPS Kvůli rozdílu času se zdá být správná pozice B, ale ve skutečnosti je správná pozice A. Aby bylo možné vyhnout se těmto nepřesnostem, musel by mít každý přijímač atomové hodiny anebo použít jednoduchý princip na další obrazovce. 43
GPS PRINCIP GPS Přidáním jednoho dalšího satelitu do výpočtu vytvoříme průniký pseudovzdáleností (pseudorange) B (anebo nejsou žádné průniky, pokud je offset negativní). Je možné určit správnou pozici A (posunutím pseudovzdáleností tak, aby se protly právě v jednom bodě). V 3D prostoru jsou třeba 4 satelity pro správnou pozici. x i x 2 + y i y 2 + z i z 2 = d i = (τ mi t) c = D i b i = 1, 2, 3, 4 44
GPS GPS Přesnost Zdroje nepřesností Ionosfrérické efekty +/- 5m Odchylka oběžné dráhy satelitu +/- 2,5m Chyba systémových hodin satelitu +/- 2m Vícecestný (multipath) efekt +/- 1m Troposférické effecty +/- 0,5m Chyba ve výpočtech +/- 1m Vše dohromady vytvoří +/- 15m nepřesnost (maximální) na ideálně nastavených přístrojích. Page 45
GPS Všechny satelity vysílají minimálně na dvou frekvencích, 1.57542 GHz (L1 signál) a 1.2276 GHz (L2 signál). Navíc staelity bloku IR-M vysílají druhý civilní signál L2C (komerční) a blok IIF vysílá třetí civilní signál L5 (safety-of-life). Plná použitelnost se předpokládá na rok 2018. Blok III (s novým L1C kódem) se mělo začít implementovat v roce 2016. http://www.gps.gov/syste ms/gps/modernization/civ ilsignals/ 46
MULTIPATH Signál se odráží od stěn, řek atd. 47 Firmware GPS většinou obsahuje mechanismy jak předcházet negativním vlivům ve většině případů.
ZVYŠOVÁNÍ GNSS ZPŘESŇOVÁNÍ PŘESNOSTI GNSS Metoda zlepšení atributů navigačního systému (např. přesnost) díky integraci externích informací do procesu Satellite-based augmentation system (SBAS) Ground-based augmentation system (GBAS) 48
SATELLITE-BASED AUGMENTATION SYSTEM (SBAS) Systémy se skládají z mnoha pozemních stanic na přesně zaměřených místech. Pozemní stanice měří signál GNSS nebo i další faktory, které mají vliv na příjem uživatelů. Používáním těchto měření jsou vytvářeny zprávy s informacemi, které jsou potom posílány do satelitů a tyto satelity poté vysílají informace ke koncovým uživatelům. EGNOS (Evropa) WAAS (America) StarFire (commercial John Deere) 49
VOR VOR VHF omnidirectional range Všesměrový radiomaják Jedna všesměrová a jedna rotující anténa (30 o/s) Amplitudová modulace signálu Určení azimutu letadla od vysílače Page 50
DME DME Distance Measuring Equipment Obrácený princip SSR Dotazuje se letadlo, transpondér je na zemi Označuje se též jako pozemní maják Výpočet vzdálenosti Page 51
MULTILATERACE
PRINCIP MULTILATERACE MULTILATERACE MLAT je způsob určení polohy cíle na základě rozdílu času přijetí signálu (TDOA Time Difference Of Arrival) mezi jednotlivými stanicemi. Page 53
PRINCIP MULTILATERACE HYPERBOLA KONSTRUKCE Hyperbola je množina všech bodů v rovině o konstantním rozdílu vzdáleností od dvou pevných ohnisek. Page 54 F1X - F2X =2a
PRINCIP MULTILATERACE signály SSR (RXS) (RXS) d1-d2 = konstanta (RXS) (RXS) (RXS) [X,Y] HYPERBOLA - množina bodů, které mají konstantní rozdíl vzdáleností (d1-d2)od jejích dvou ohnisek (F1, F2). POZICE- rozšířeno o jeden přjímač, princip z obrázku nahoře nám dá 2 (3) hyperboly. Pozice cíle se nachází v průniku těchto hyperbol. Page 55
PRINCIP MULTILATERACE HYPERBOLA Přijímací stanice RX3 Cíl RX 3 TOA 06:00 RX1 TOA 10:00 RX2 RX1 RX2 TOA 12:00 Page 56
HYPERBOLA VE 3D TDOA představuje hyperbolu v rovině a hyperboloid v prostoru. Page 57
PRINCIP MULTILATERACE HYPERBOLOID PRŮNIK Page 58
PŘESNOST MULTILATERACE PŘESNOST Standardní odchylka od pozice je definována následovně: σ x,y,z = σ T x c x PDOP σ T Je dána standardní odchylkou měřeného času na přijímačích c Je rychlost světla (konstanta) PDOP Positional Dilution Of Precision (pozice stanic vůči cíli) Page 59
PŘESNOST MULTILATERACE PŘESNOST Vztah mezi přesností v 3D prostoru a geometrií systému je popsána jako PDOP (Position Dilution of Precision) faktor. PDOP je dáno pouze geometrickým rozmístěním přijímacích stanic. Doba pro zpracování dat na to nemá vliv. Vzhledem k PDOP můžeme definovat: HDOP Horizontal Dilution of Precision Horizontální nepřesnost VDOP Vertical Dilution of Precision Vertikální nepřesnost Page 60
PŘESNOST MULTILATERACE OBLAST NEPŘESNOSTI Vzniká protnutím hyperbol ROZPTYL HYPERBOLY je dán diskrétou stanice a nepřesností měření náběžné hrany pulzu OBLAST NEPŘESNOSTI ROZPTYL HYPERBOLY Page 61
PŘESNOST MULTILATERACE OBLAST NEPŘESNOSTI PDOP je měřeno s využitím 4 stanic, které jsou rozmístěny dle zobrazení. ROZMÍSTĚNÍ STANIC Page 62
MULTIRANGING ELIPTICKÁ METODA MULTIRANGING Vysílací stanice TX Přijímací stanice RX Dotaz 1030 MHz Odpověď 1090 MHz Elipsa s ohnisky TX a RX TX RX Page 63
MULTIRANGING ELIPTICKÁ METODA MULTIRANGING Rozmístění stanic a změření času od vyslání do přijetí signálů vytvoří elipsu. Elipsa má vyšší nepřesnost než hyperbola, což je dáno nekonstatním zpožděním zpracování odpovědi. Elipsa zmenšuje oblast nepřesnosti u vzdálených cílů, kde je velmi ostrý úhel protnutí hyperbol. Tato metoda vyžaduje mód S transpondéry Page 64
PŘESNOST MULTILATERACE OBLAST ZPŘESNĚNÍ OBLAST NEPŘESNOSTI ROZPTYL ELIPSY ROZPTYL HYPERBOLY Page 65
ZPRACOVÁNÍ SIGNÁLŮ MSS
ARCHITEKTURA MSS Communication Network Central Processing Station
Page 68 DATA FLOW DT
DATA FLOW DT/CT DATA FLOW CENTRÁLNÍ ČAS PŘIJETÍ SIGNÁLU PŘENOS SIGNÁLU DO CPS RX DATA TRANS. MU SYNC DIGITALIZACE, ČASOVÁ ZNAČKA A SYNCHRO. PŘENOS DAT DO TP VÝPOČET POZIC CÍLŮ VÝSTUP DAT DO ASTERIX RXS ANTÉNA OPTICKÝ NEBO MIKROVLNNNÝ DATOVÝ SPOJ PŘIJÍMACÍ STANICE CPS MĚŘÍCÍ JEDNOTKA PC SBĚRNICE CPS PCI TP ASTERIX VÝSTUP DAT Page 69
DATA FLOW DT/CT DATA FLOW DISTRIBUOVANÝ ČAS PŘIJETÍ SIGNÁLU PŘENOS SIGNÁLU DO MU DIGITALIZACE A ČASOVÁ ZNAČKA PŘENOS DAT DO TP VÝPOČET POZIC CÍLŮ RX RXS RX DATA TRANS. MU PCI SYNC CPS ISA/PCI RXS PC SBĚRNICE PŘIJÍMACÍ JEDNOTKA MU (PC) DATOVÉ PŘIPOJENÍ TP CPS ASTERIX LAN/WAN TP ASTERIX VÝSTUP DAT DO ASTERIX ANTÉNA MĚŘÍCÍ JEDNOTKA Page 71
SYNCHRONIZACE DT Time mark UTC GPS Časové značky z GPS UTC čas a dodatečné GPS info Zprávy A/C/S s TOA Obsah zpráv módů A/C/S Oscil Time normal RXS SNTP GPS Time mark UTC Time mark GPS CPS RXS Time normal Oscil UTC Oscil Page 72 Time normal RXS Zabezpečuje korekce TOA Počítá TDOA
ASTERIX ASTERIX All Purpose Structured Eurocontrol Surveillance Information Exchange Jedná se o binární formát zpráv pro řízení letového provozu, který dovoluje přenos harmonizovaných informací mezi sledovacím systémem a dalšími systémy. ASTERIX definuje strukturu dat, které mají být přenášeny přes komunikační médium, od kódování všech informačních bitů až po organizaci dat v datových blocích beze ztrát jakýchkoliv informací během celého procesu. Page 73
ASTERIX ASTERIX VYBRANÉ KATEGORIE CAT001 Monoradar Target Reports CAT010 Monoradar Surface Movement Data CAT011 SMGCS Data CAT019 Multilateration System Status Messages CAT020 Multilateration Messages CAT021 ADS-B Messages CAT022 TIS-B Management Messages CAT023 CNS/ATM Ground Station Service Messages Page 74
VYSÍLÁNÍ SYSTÉMU MSS
VYSÍLÁNÍ SYSTÉMU MÓD S Dotazy Krátký pulz P4 v all-call dotazu minimalizuje negativní vliv na okolní SSR (tím, že S-módové transpondéry nereagují na tento A/C dotaz) Adresný S-módový dotaz zjistí: Identifikaci (mód A) Barometrickou výšku (mód C) Volací znak Letový stav (GND ground flag ) Mód S výšku (DF 4 a 20) Identifikace letadla (DF 5 a 21) Page 76
VYSÍLÁNÍ SYSTÉMU MÓD S Dotazy Adresné dotazování v módu S Identifikace cíle (S-módový dotaz UF5) Zjištění výšky (S-módový dotaz UF4) Page 77
VYSÍLÁNÍ SYSTÉMU MÓD S Zprávy Vysílání v módu S extended non-transponder squitters (DF=18) Využívají se pro: Kontrola integrity Synchronizace v multirangingu Každý S módový dotazovač musí mít unikátní S módovou adresu vydanou autoritou civilního létání Page 78
CIVILNÍ VYUŽITÍ MSS
MSS MUNICH - Complex airport design with terminal in the middle - High number of stations - Extremely high accuracy Page 80
WAM NAMIBIA New national ATM system Thales Eurocat fusion and display Thales radar in Windhoek Era multilateration for national en-route ED-142 performance required 36 ADS-B/MLAT stations Some very remote, hostile locations Builds on regional experience in ATNS Covers 800.000km² of airspace, FL >145 and TMA N-1 availability required 1250 Km 1250 Km Safety Case and operational approval by Austrocontrol, Austria Ongoing extension program for Walvis Bay and Caprivi strip The largest WAM Coverage area in the World!!! Page 81
MLAT VS.SSR AT FL145 SSR Windhoek Extremely high accuracy of 20 m RMS Page 82
Page 83 INSTALATION
MLAT QUEENSTOWN Requirements Provide TMA and approach surveillance for Queenstown airport starting from 500ft AGL Display system at Queenstown Control Centre. MW links used for data communication Fused into old Lockheed Martin Skyline Flight Data processor (ASTERIX Cat. 001 used) Extreme weather and terrain conditions for installation System composition 14 MLAT ground stations Page 84
Page 85 SAT RESULT VISUALIZATION
Page 86 INSTALATION
REDUNDANCE Redundance pokrytí systému n-1 redundance v souvislosti s počtem RXS Jakákoli jedna RXS může selhat bez ztráty kvality výstupních dat. Dotazovače / vysílače jsou vzájemně jištěny překrýváním oblastí dotazování / vysílacích pokrytí. Záloha zdrojů elektrické energie Všechny stanice jsou napojeny přes tzv. uninterruptible power supply (UPS) všude tam, kde jinak záložní zdroj neexistuje. Všechen kritický hardware (např. servery, RXS, RXTXS) jsou vybaveny UPS. Redundance funkcí CPS Target Procesory jsou zdvojeny. Každý TP může poskytovat data přes LAN jako nezávislý senzor (oba pracují na sobě nezávisle). Page 87
Area Control Center (En-Route sledování) Kontrola přiblížení (Terminal Manoeuvring Surveillance) Kontrola věže ŘLP/ brány (Sledování prostoru letiště ) Sledování rozsáhlých oblastí náhrada SSR výplň mezer ve sledování ŘLP aktivní nebo pasivní Kontrola přiblížení náhrada za PRM Prostor letiště A-SMGCS doplněk SMR Jen povrch Do 5 NM S / bez Vehicle Tracking System Page 88
SROVNÁNÍ (SSR VS. MLAT) Multilateration SSR Měření výšky Bez slepých kuželů Bez šikmých vzdáleností Žádné rotující části Žádné FRUIT ADS-B processing Nízká spotřeba Jedna stanice Page 89
MLAT VS. SSR MLAT AKVIZIČNÍ VÝHODY - NÍZKÁ AKVIZIČNÍ CENA - RYCHLEJŠÍ IMPLEMENTACE PROJEKTU MLAT VÝHODY ÚDRŽBY - NÍŽŠÍ NÁKLADY - ŽÁDNÉ ROTUJÍCÍ ČÁSTI - JEDNODUŠŠÍ DESIGN SYSTÉMU - ŹÁDNÉ BUDOVY NEBO VELKÉ VĚŽE - NEJSOU POTŘEBA GENERÁTORY Source: Interviews with ATC Service Providers & Public Tender Statistics Page 90 MLAT JE LEVNĚJŠÍ A TO I NA ÚDRŽBU
VOJENSKÉ VYUŽITÍ VERA-NG
POPIS SYSTÉMU Vera-NG je čtyřpoziční časově-hyperbolický pasivní sledovací systém umožňující příjem a zpracování impulzních signálů RL, kódů odpovědí SSR módů 3/A, C, 1, 2 (dále kódy SIF), kódů odpovědí SSR módu S, signálů DME/ TACAN a signálů v pásmu UHF (od 88 MHz do 1000 MHz). Vera-NG poskytuje informaci o poloze (trajektorii) cílů, a parametrech palubních radiolokačních prostředků. V konfiguraci 3+1 poskytuje systém i změřenou (geometrickou) výšku cílů. Systém je určen pro nepřetržitý provoz 24 hodin denně. Page 92
SYSTÉM Systém Vera-NG se standardně skládá ze 4 přijímacích stanic (3 boční + 1 centrální) a vyhodnocovacího pracoviště. Může být instalován jako stacionární nebo mobilní. Mobilní instalace umožňuje rychlý přesun celého systému do jiného zájmového prostoru. Page 93 BOČNÍ PŘIJÍMACÍ STANICE
IDENTIFIKACE CÍLŮ Identifikace cíle (nosič a režim) probíhá podle uživatelsky naplňované databáze cílů. Systém je schopen zjišťovat a sledovat cíle s rychlostmi 0 až 4 Mach. Kapacita zpracování činí až 200 automaticky vedených cílů, z nichž max. 5% má koeficient plnění signálu (TI/TOP) až 30%. Page 94
VLASTNOSTI Pravděpodobnost detekce VERA-NG má vysokou pravděpodobnost detekce cílů danou fixními nerotujícími anténami se širokým úhlem pohledu 120 stupňů a přijímači se širokým frekvenčním oknem. Nevysílající letadla Pokud je cíl absolutně tichý (žádné palubní vysílání), je neviditelný pro pasivní systémy. Prakticky je ale tento způsob provozu těžko aplikovatelný v delším časovém horizontu. V takovém případě je totiž cíl slepý, nemá možnost identifikace pro spřátelené jednotky, radar není možné použít pro takové funkce jako např. kontrola střelby, detekce cílů, skenování povrchu země, kontrola bombardování apod. Page 95
VLASTNOSTI Odolnost proti rušení Není známa možná zarušitelnost systému VERA-NG. Každý zdroj rušení určuje bod v hyperbolickém prostoru a může být lokalizován a trekován. Rušení vlastních palubních zařízení nedává smysl pro nepřítele; lepším způsobem je vypnutí všech vysílačů. Rozpoznání vysílačů Díky schopnosti systému spojit pozici cíle s jeho elektromagnetickým vzorem může uživatel systému VERA-NG sledovat módy operací a individuální chování jednotlivých cílů. Dlouhodobé sledování jednotlivých vysílačů na širokém území umožňuje pohotové a přesné včasné varování o identifikovaném nepříteli v případě potenciálního útoku. Uživatel může získat informaci o strategických pohybech letadel ze základny na základnu, pohybech válečných lodí apod. Page 96
SLEDOVANÉ PARAMETRY Poloha 3D, poloha 2D s výškou z Mód C nebo Mód S Kódy SIF 1, 2, 3/A, 3/C z palubních odpovídačů Mód S Příznak módu 4 Kmitočet/kanál DME/TACAN Kmitočet nosné (CF), opakovací perioda (PRI), délka impulsu (PW) a zákonitosti jejich časových změn (pro signály v pásmu 0,08 18 GHz ) Amplituda impulsu (PA) s diskrétou (5 bitů) Vnitroimpulsní manipulace kmitočtu nosné, obálka ozáření Page 97
KONCEPT ROZMÍSTĚNÍ VERA-NG CPS kontejner Page 98
Page 99 VERA-NG
OPERÁTORSKÉ PRACOVIŠTĚ PŘÍKLAD VYHODNOCOVACÍHO PRACOVIŠTĚ KONTEJNER S VYHODNOCOVACÍM PRACOVIŠTĚM A DOPRAVNÍ PROSTŘEDEK NAPŘÍKLAD TATRA Page 100
Page 101 OPERÁTORSKÉ PRACOVIŠTĚ
SEKTOR KRYTÍ V každé konkrétní konfiguraci rozmístění stanic systému je prostor krytí dán průnikem rádiových viditelností (rádiových horizontů) všech čtyř stanic a prostoru možné detekce cílů. Anténní systém je otočný v rozsahu 360 - sektor sledování je možno pokynem z centrální stanice změnit během cca 5 sekund. covered area 400 km 350 km 120 detection area 1 Page 102 3 0 2
Page 103 PŘÍKLADY PROVEDENÍ
ENVIRONMENT ACTIVE RADAR LOCALIZABILITY EFFECTIVE COUNTERMEASURES STEALTH TECHNOLOGY JAMMING ANTIRADAR MISSILES Page 104 INDEPENDENT (doesn t need any transmission from target)
ENVIRONMENT MULTIFUNCTIONAL RADAR REAR HEMISPHERE RADAR MULTILATERATION PROVIDES RESISTANT AND COVERT SURVEILLANCE SSR/IFF, TACAN/DME, DATALINK, JAMMERS VERA-NG Page 105 ELECTRONICALLY AND PHYSICALLY COVERT TARGET IDENTIFICATION THROUGH SIGNAL ANALYSIS
SILENT GUARD První funkční prototyp PCL Uveden na IDETu 2013 Skrytá detekce neemitujících cílů s využitím stávající vysílací infrastruktury Page 106
UKONČENÍ DĚKUJI ZA POZORNOST! E-mail: A.NOVOZAMSKY@era.aero Page 107