Краткий анализ ситуации

В настоящее время ИКАО не согласованы и не приняты единые правила по удалённой идентификации беспилотных воздушных судов. Ключевым техническим вопросом, который потребуется решить на старте проекта является вопрос о том, какие стандарты передачи информации и наблюдения целесообразно использовать. На данный момент практически у всех стандартов есть свои сторонники и противники.

Мировое авиационное сообщество с большой осторожностью относится к использованию бортовых передатчиков АЗН-В 1090 ES в неконтролируемом воздушном пространстве. В частности, ИКАО отмечает*, что использование беспилотной авиацией частоты 1 030/1 090 МГц может привести к снижению общей производительности системы ОрВД, эффективности применения вторичных радиолокаторов и средств мультилатерации, нехватке 24-битных адресов. В конечном счёте это может вызвать экспоненциальный рост риска безопасности полётов из-за перегрузки частоты 1 090 МГц.

* Инструктивный материал Генерального секретаря ИКАО от 8.11.2019 г. № SP 44/2 — 19/77.

Предельно жёсткую позицию занял Минтранс Канады, который совместно с поставщиком аэронавигационных услуг NAV Canada ввёл запрет на использование малогабаритных передатчиков АЗН-В 1090 ES в национальном проекте UTM** .

** ADS-B Out Performance Requirements Mandate // https://www.navcanada.ca/en/air-traffic/space-based-ads-b/ads-b-performance-requirements.aspx

Это было обусловлено:
 — недостаточным для массового применения БВС количеством уникальных 24-битных адресов, идентифицирующих принадлежность воздушного судна;
 — недопустимым уровнем внутрисистемных помех передатчиков множества БВС, делающих невозможным наблюдение за пилотируемыми воздушными судами;
 — отсутствием кибербезопасности линии передачи данных, что требует применения дополнительных инструментов верификации данных;
 — неизбежностью необоснованного роста рабочей нагрузки для NAV Canada и ATC при широком использовании ADS-B беспилотными воздушными судами.

В этом контексте стоит особо отметить, что в Канаде с 16 мая 2024 года самолеты, летающие в воздушном пространстве класса А и B, должны быть оборудованы космическим ADS-B, внедрение которого в дополнительных классах воздушного пространства (классы C, D и E) произойдет не ранее 2028 года. Воздушное пространство класс G в принципе не рассматривается в Канаде как пространство для сплошного внедрения ADS-B***.

*** [1] ADS-B Out Performance Requirements Mandate // https://www.navcanada.ca/en/air-traffic/space-based-ads-b/ads-b-performance-requirements.aspx

Таким образом, существуют серьёзные сомнения в том, что стандарт 1090 ES пригоден для решения задачи обеспечения безопасности полётов БАС в неконтролируемом воздушном пространстве. Стандарт UAT не допущен к эксплуатации в европейской зоне ИКАО. Малоскоростной и малопопулярный стандарт VDL-4, похоже, не имеет будущего, несмотря на масштабные вложения, сделанные в развитие его инфраструктуры в России. Исходя из анализа характеристик, стоит всерьёз задуматься о применении перспективного стандарта LDACS, одобренного ИКАО, однако его внедрение находится скорее в научно-исследовательской, нежели в прикладной плоскости.

Возможным вариантом решения задачи обеспечения полётов пилотируемых и беспилотных воздушных судов в одной области воздушного пространства является использование стандарта OGN («Open Glider Network» – сеть открытого слежения за планерами и другими воздушными судами). В частности, в Европе стандарт OGN реализован в системе FLARM. Использование аппаратуры FLARM европейскими пилотируемыми и беспилотными воздушными судами на высотах ниже 3000 м. на порядки превосходит использование аппаратуры стандарта 1090 ES****.

**** Информация взята из OpenSkyNetwork и OpenGliderNetwork на 30.5.2021, с 11:00 до 12:00.

Данные передаваемые от FLARM по зашифрованному радиоканалу:
- текущие координаты;
- высота полёта;
- сигнал-предупреждение о возможном столкновении с указанием направления «угрозы»;
- идентификатор летательного аппарата;
- идентификатор летательного аппарата с которым возможно столкновение;
- прогнозируемая траектория полёта.

Система FLARM работает по принципу прогнозирования траектории движения относительно соседних судов. В то же время система получает траекторию движения от окружающего трафика. Интеллектуальный алгоритм планирования траектории определяет возможность столкновения с другими судами на основе встроенной модели оценки рисков.

Частоты FLARM:
- 868 to 869 МГц (SRD860 band);
- 902 to 928 МГц (ISM band).

Частота устройств, которые FLARM принимает, но не передаёт – 1 090 МГц (SSR/ADS-B/ADS-R/TIS-B)

Аппаратура FLARM позволяет эффективно предотвращать столкновения с воздушными судами, оснащёнными аппаратурой стандарта 1090 ES. Воздушные суда с ADS-B, но не оборудованные FLARM, воспринимаются пилотом (внешним пилотом) воздушного судна с FLARM как имеющие приоритет.

За 19 лет применения системы FLARM установлено более 50 000 комплектов оборудования, в том числе 20 000 установлено на БВС. Общий налёт воздушных судов с этой системой составляет более 40 млн часов. Оборудование может устанавливаться без интеграции в систему управления воздушным судном, что позволит избежать необходимости повторной сертификации. В России данное решение практически не рассматривается.

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ FLARM И ADS-B

Отечественные научно-технические заделы

Задачу организации воздушного движения беспилотной авиатехники в России решает несколько групп компаний. Каждая из них, несмотря на относительную локальность их технологий, стремится к обеспечению доминирования во всей системе ОрВД. Нередко этот подход поддерживается федеральными органами исполнительной власти и фиксируется в технических заданиях на НИР и ОКР (НИР «Навигация и Геозонирование БВС», ОКР «Антидрон», НИР «Идентификатор БВС», НИР «КРС КВИО» и др.).

1. Основные расходы составляют системные производители оборудования организации воздушного движения «большой авиации». Их концептуальный подход ориентирован на решение задачи адаптации существующих комплексов средств автоматизации управления воздушным движением в контролируемом воздушном пространстве («Галактика» — Азимут, «Синтез» — ВНИИРА, «Топаз» — ЛЭМЗ, «Альфа» — НИТА) к использованию в неконтролируемом (!) воздушном пространстве класса «G».

2. Альтернативный подход ориентирован на постепенную эволюцию беспилотных сервисов (СППИ – ГК ОрВД, ПАК Flyrf – Децима, Небосвод — Аэроскрипт, ФлайДрон, и др.) от уровня платформ, упрощающих подачу заявок на полёты беспилотных воздушных судов до уровня платформ, обеспечивающих автоматизацию воздушного движения (в первую очередь в воздушном пространстве «G»).

3. Имеется научно-технический задел, ориентированный на развитие сервисов, обеспечивающих эксплуатацию трекеров GSM+Iridium+1090+Lora, GSM+Iridium: (Децима, Galileosky, Teхноком, Азимут, СПЕКТР-ГЛОНАСС).

4. Наконец имеется научно-технический задел, включающий программно-аппаратный комплекс (ПАК) бортового оборудования БВС/ПВС и наземной цифровой платформы обмена данными между пилотируемыми и беспилотными экипажами – ПАК Flyrf.

Универсальная линейка трекеров для пилотируемых и беспилотных воздушных судов разработана ООО «Децима». Она включает:

— тип навигационной ГЛОНАСС/GPS антенны – встроенная;
— тип мобильной 3G/GPRS антенны – встроенная;
— тип спутниковой IRIDIUM антенны – встроенная;
— тип антенны прямого радиоканала OGN 868,8 МГц – внешняя;
— тип приёмной 1 090 ES антенны – внешняя;
— чип SIM карта мультивендорная;
— количество каналов встроенного навигационного ГЛОНАСС/GPS приемника – не менее 33;
— чувствительность встроенного навигационного ГЛОНАСС/GPS приемника – не менее минус 162 dBm;
— габаритные размеры трекера – от 100х60х20 мм до 130х130х50 мм;
— вес трекера – от 80 до 300 г.

При этом данные от этих бортовых устройств идентификации и 1090 магистральных ВС поступают на цифровую платформу Flyrf, где происходит анализ воздушной обстановки, обнаружение потенциальных опасностей и передача предупреждений экипажам пилотируемой и беспилотной авиации. Важно отметить, что информация экипажу пилотируемого воздушного судна передается на штатный электронный планшет, EFB (Smart Sky). Пилоту БВС – на наземную станцию управления (НСУ).

EFB (Smart Sky) на борту пилотируемого ВС.

НСУ пилота БВС

Данный подход в настоящее время реализуется на базе Томского научно-производственного центра.
Уникальной особенностью Томского Научно-производственного центра БАС является самая совершенная в стране испытательная инфраструктура. Она включает в себя системы первичной радиолокации, автоматического зависимого наблюдения, маловысотной авиационной метеорологии, а также стационарные и мобильные контрольно-диспетчерские пункты, соответствующие стандартам гражданской и экспериментальной авиации. Все системы выполнены в мобильном исполнении, что позволяет в течение нескольких часов развернуть испытательный полигон БАС площадью 10 000 км2 в любом заданном районе. Помимо испытательной инфраструктуры для обеспечения полётов БАС могут быть задействованы установленные в 2024 г. по заказу Росавиации многопозиционные системы наблюдения и средства ОВЧ-связи Государственной корпорации организации воздушного движения.

Ситуационный центр НПЦ БАС Томской области

Цифровая платформа НПЦ БАС Томской области

Развёрнутая инфраструктура позволяет обеспечить весь спектр лётных экспериментов, направленных на выполнить поручения Президента Российской Федерации, данного 28 января текущего года в части внедрения «бесшовной» архитектуры воздушного пространства, где все объекты связаны и безопасно взаимодействуют между собой.
Завершаются испытания ПАК Flyrf по отработке технических решений для выполнения требований ППР №1701 от 30.11.2024г. Конкретные предложения по оснащению БВС и АОН будут направлены в Минпромторг, Минтранс, Росавиацию.

Литература:
1. https://t.me/flyrf_ru

В.Г. Бобряков,
генеральный директор ООО «Софт-Аэро», к.т.н.

МКАА «Безопасность полетов» не несет ответственности за содержание этого материала. Содержимое сообщения не обязательно является мнением или взглядом учредителей МКАА «Безопасность полетов». Материал публикуется с целью ознакомления авиационного сообщества с различными мнениями специалистов.

Содержание материалов представлено в том виде, в котором их подготовили авторы – без какой-либо редакторской правки.