Способ комплексного телемониторинга подвижных объектов

Способ комплексного телемониторинга подвижных объектов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к системам сигнализации, реагирующим на несколько нежелательных или ненормальных событий, с последовательным обменом данными по радиоканалам связи через базовые станции, находящиеся между диспетчерским пунктом и подвижными объектами (ПО) наблюдения, определяющими свое местоположение и состояние.

Заявляемый способ предназначен для обеспечения непрерывного самоконтроля и дистанционного персонифицированного наблюдения состояния подвижных объектов относительно диспетчерского пункта и окружающей их среды, передачи сведений о них по радиоканалам связи через две базовые станции на диспетчерский пункт, а также определения их местоположения в рабочей зоне с отображением результатов на диспетчерском пункте.

Способ может быть использован для наблюдения за персоналом, действующим в условиях повышенного риска, например подразделений МЧС, действующих в условиях ликвидации последствий природных и техногенных катастроф, групп силовых структур, выполняющих специальные операции, а также при стихийных бедствиях, техногенных катастрофах, тушении пожаров, горноспасательных операциях и т.п. Использование заявляемого способа позволяет подвижным объектам связываться друг с другом, непрерывно осуществлять самоконтроль параметров своего состояния и параметров окружающей среды, передавать эти сведения по радиоканалам связи через две базовые станции на диспетчерский пункт, а в диспетчерском пункте контролировать эти параметры и при необходимости передавать на подвижные объекты рекомендации о дальнейших действиях с учетом местоположения подвижных объектов. Результаты мониторинга позволяют оперативно оценивать сложившуюся ситуацию, принимать меры по оказанию помощи персоналу, эвакуации его и т.п., а за счет этого повысить выживаемость людей в экстремальных условиях.

Во всех рассмотренных выше случаях проблема дистанционного наблюдения за подвижными объектами распадается на решение следующих задач:

идентификационную, заключающуюся в выборе определенного подвижного объекта среди множества подобных и организации обмена данными с ним;

навигационную, заключающуюся в определении местоположения выбранного объекта, направления, скорости движения и экстраполяции местонахождения объекта через заданный интервал времени;

телеметрическую, состоящую в дистанционном измерении параметров состояния выбранного объекта и окружающей его среды, передачу их через две базовые станции на диспетчерский пункт для анализа и при необходимости трансляции через две базовые станции на подвижные объекты рекомендации об их дальнейших действиях;

управляющую, заключающуюся в возможности влиять на существующую обстановку, и действия, выполняемые подвижными объектами;

информационную, заключающуюся в обеспечении с диспетчерского пункта подвижного объекта необходимыми данными и организации радиосвязи между подвижными объектами по принципу «каждый с каждым» как через две базовые станции, так и напрямую.

Определим термины, содержащиеся в названии изобретения.

Подвижный объект - объект, изменяющий свое положение относительно диспетчерского пункта.

Мониторинг - наблюдение за состоянием окружающей среды (атмосферы, гидросферы, техногенных систем) с целью контроля, прогноза и охраны (Большой энциклопедический словарь. М.,1999).

Под телемониторингом будем понимать дистанционное решение задач мониторинга разнесенных в пространстве подвижных объектов.

Комплексный телемониторинг означает одновременное наблюдение в рабочей зоне за несколькими параметрами подвижных объектов и окружающей среды, в определяющей степени характеризующими их состояние, и вынесение по полученным данным соответствующего решения с диспетчерского пункта.

Особенности задачи, решаемой заявляемым способом, состоят в следующем.

1. Подвижный характер объектов наблюдения, базовых станций и диспетчерского пункта предполагает использование беспроводных радиоканалов связи.

2. Необходимость идентификации десятков-сотен объектов с их датчиками делает ее более сложной по сравнению с наблюдением за летательными аппаратами и другими транспортными средствами.

3. Неопределенность зоны наблюдения, состояния, конкретного местоположения и траектории движения объектов наблюдения.

4. Необходимость дистанционного контроля с диспетчерского пункта и самоконтроля состояния каждого подвижного объекта, причем параметры состояния более сложны, чем в случае охранной сигнализации, где состояние оценивается по правилу "открыто - закрыто".

5. Необходимость контроля состояния среды, окружающей конкретный объект наблюдения. Для окружающей среды характерны те же сложности параметров состояния, что и в предыдущем случае.

6. Необходимость непрерывной реализации операции по пунктам 4 и 5 в течение неопределенного заранее промежутка времени.

7. Необходимость автономной оценки объектом наблюдения собственного состояния и состояния окружающей среды, постоянной передачи этих данных в диспетчерский пункт.

8. Необходимость централизованной оценки на диспетчерском пункте обстановки в рабочей зоне и при необходимости предупреждения объектов наблюдения об опасных участках.

9. Необходимость непрерывного контроля на диспетчерском пункте технического состояния специального оборудования системы телемониторинга: мониторов объектов наблюдения, базовых станций и диспетчерского пункта; вынесение решения о восстановлении оборудования в случае выхода его из строя.

Все перечисленные задачи необходимо решать комплексно и оперативно во всей рабочей зоне.

Известен "Способ наблюдения за транспортными средствами на маршруте движения" [1], заключающийся в том, что задают маршрут движения, номер и плановые текущие координаты подвижного транспортного средства на маршруте, принимают подвижным транспортным средством навигационные сигналы от глобальной спутниковой системы радионавигации, выделяют из принятых навигационных сигналов информацию о действительных текущих координатах подвижного транспортного средства, информацию о подвижном транспортном средстве преобразуют в электрический сигнал и периодически передают через систему сотовой связи в информационно-аналитический центр, где информацию принимают, обрабатывают, хранят и отображают, сравнивают действительные текущие координаты подвижного транспортного средства с плановыми, а при возникновении нештатной ситуации отображают на электронной карте местности текущие и заданные координаты этого подвижного транспортного средства, при наличии сигнального сообщения отображают также смысловое содержание, время передачи сигнального сообщения и номер транспортного средства, на основе анализа полученной информации принимают решение об оперативных действиях.

Недостатком способа является узкий класс решаемых задач и ограниченная область использования. Первый недостаток связан с тем, что наблюдению подвергается практически только маршрут движения транспортного средства и небольшое количество сигнальных сообщений, вводимых водителем вручную. Зоны возможного применения такого способа ограничены областями достижимости системы сотовой связи.

Известен "Способ определения координат подвижных объектов и устройство для его осуществления" [2], заключающийся в том, что задают рабочую зону, на все подвижные объекты устанавливают мониторы и, по крайней мере, три базовые станции m3 радионаблюдения с индивидуальными адресами Ak,, а также диспетчерский пункт, который соединяют каналом связи с одной базовой станцией - центральной (j=1), для зондирования излучают последовательно радиосигналы адреса и прямой измерительный, измерительные сигналы дальности формируют не менее чем на двух базовых станциях и передают по радиоканалу в центральную базовую станцию, а затем по каналу связи в диспетчерский пункт, где вычисляют координаты соответствующих объектов. Данный способ предназначен для обеспечения охраны подвижных объектов с использованием радиоканала с возможностью определения их координат при нападении или несанкционированном проникновении. Способ предполагает наличие на подвижном объекте монитора (абонентского сигнализатора), который в нештатной ситуации связывается по радиоканалу с базовыми станциями, сообщая свой адрес и вырабатывая измерительный сигнал.

Недостатками данного способа являются отсутствие возможности организации радиосвязи между подвижными объектами по принципу «каждый с каждым» как через базовые станции, так и напрямую, низкая помехозащищенность, надежность мониторинга и узкий класс решаемых задач. Низкая надежность обусловлена тем, что данный способ основан на асинхронном способе взаимодействия монитора на подвижном объекте и базовых станций, т.е. обмен информацией начинается только при возникновении нештатной ситуации, либо при контрольном вызове диспетчерского пункта объектом наблюдения при проверке работы системы. В остальное время все элементы пассивны и не взаимодействуют друг с другом. При таком способе, например, выход подвижного объекта из зоны досягаемости или повреждение (отключение) монитора остается незаметным. Узкий класс решаемых задач, во-первых, связан с тем, что информационная посылка от монитора содержит лишь ограниченный круг сообщений, содержащих адресную, навигационную и сигнальную ("нападение", "контроль", "вызов скорой помощи" и т.п.), поэтому в диспетчерском пункте формируется ограниченный круг сообщений. Во-вторых, данный способ предполагает стационарное размещение базовых станций и стационарных сигнализаторов с известными и не меняющимися координатами на местности, что не позволяет решать задачу мониторинга оперативно.

Наиболее близким к заявляемому является «Способ комплексного телемониторинга подвижных объектов» [3], который и выбран за прототип. Он заключается в том, что задают рабочую зону на все подвижные объекты, устанавливают мониторы и, по крайней мере, три базовые станции m3, радионаблюдения с индивидуальными адресами Ak, а также диспетчерский пункт, который соединяют каналом связи с одной базовой станцией - центральной (j=1), для зондирования излучают радиосигналы адреса, управляющий и прямой измерительный, измерительные сигналы дальности формируют не менее чем на двух базовых станциях, и передают по радиоканалу в центральную базовую станцию, а затем по каналу связи в диспетчерский пункт, где вычисляют координаты соответствующих объектов. Перед началом телемониторинга задают рабочую зону, устанавливают базовые станции, диспетчерский пункт и мониторы исходя из соответствующих факторов риска, выбирают тип датчиков состояния подвижного объекта и окружающей среды, устанавливают их на подвижные объекты и подключают к соответствующим мониторам, вводят в мониторы индивидуальные предельно допустимые параметры состояния подвижного объекта и окружающей среды, внешними средствами определяют координаты одной базовой станции, а также координаты или азимут другой базовой станции на местности, в ходе телемониторинга при изменении количества и положения базовых станций поочередно выбирают и по команде с диспетчерского пункта в центральную базовую станцию зондируют базовые станции, координаты базовых станций отображают в диспетчерском пункте, периодически принимают в мониторы сигналы от датчиков состояния подвижного объекта и окружающей среды, запоминают их показания в виде блока телеметрической информации и сравнивают с предельно допустимыми, при превышении или при поступлении соответствующего управляющего сигнала включают сигнал нештатной ситуации, поочередно выбирают и по команде с диспетчерского пункта в центральную базовую станцию зондируют мониторы. Координаты мониторов отображают в диспетчерском пункте. По окончании зондирования передают блок телеметрической информации выбранного монитора через центральную базовую станцию в диспетчерский пункт, где его принимают, оценивают состояние выбранного подвижного объекта, отображают состояние подвижного объекта, при возникновении нештатной ситуации увеличивают частоту выбора соответствующего монитора, а также принимают меры для помощи подвижному объекту.

Зондирование выбранного объекта - базовой станции или монитора проводят с центральной базовой станции, при этом последовательно излучают радиосигналы адреса выбранного объекта Ak, управляющий и прямой измерительный с одинаковым для всех объектов параметром Q в выбранном объекте, у которого поступивший адрес Ak совпал с собственным адресом. Затем дешифрируют управляющий сигнал и используют для задания режима работы выбранного объекта, принимают прямой, формируют и излучают ответный измерительный радиосигнал с параметром F, отличным от параметра Q радиосигнала, излученного с центральной базовой станции. В каждой невыбранной базовой станции принимают прямой и ответный измерительные радиосигналы, обрабатывают, формируют измерительный сигнал дальности между ней и выбранным объектом.

Однако способу присущи недостатки:

рабочая зона телемониторинга ограничена в самом начале работы зоной прямой видимости с наземных базовых станций, подвижных объектов и диспетчерского пункта на вызываемые абоненты и сокращается при наличии углов закрытия на трассе распространения радиоволн. Учитывая то, что если эти объекты подвижные, то в процессе работы они могут выйти за пределы этой зоны, и тогда будут недоступны для обслуживания с диспетчерского пункта;

при передаче обработанных измерительных сигналов от невыбранных базовых станций в центральную может возникнуть конфликт из-за одновременной передачи информации от нескольких базовых станций;

необходимо постоянное вычисление азимута и дальности базовых станций от диспетчерского пункта, однако погрешность измерения этих величин велика

из-за влияния отражений оцениваемых радиосигналов от местных предметов и вероятностного характера задержки информации при ретрансляции сообщений;

при выходе из строя оборудования центральной базовой станции телемониторинг не обеспечивается;

отсутствует обмен данными между подвижными объектами по принципу «каждый с каждым» и режим передачи голосовых сообщений;

низкая надежность и помехозащищенность радиосвязи при реализации функций телемониторинга из-за передачи всей собранной с подвижного объекта информации в диспетчерский пункт через центральную базовую станцию по одному радиоканалу на одной частоте.

Решаемая задача - совершенствование известного способа телемониторинга.

Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей в части упрощения алгоритмов работы и проводимых мероприятий, повышения надежности и помехозащищенности связи при реализации функций телемониторинга.

Под упрощением алгоритмов работы и проводимых мероприятий понимается сведение процедур телемониторинга к выполнению известных операций с помощью типового (серийного) оборудования, уменьшение числа базовых станций, отсутствие необходимости определения дальности и азимута до базовых станций, возможность реализации диспетчерского пункта на подвижном шасси и обеспечения обмена данными между подвижными объектами по принципу «каждый с каждым», в том числе при передаче формализованных голосовых сообщений.

Под повышением надежности и помехозащищенности связи понимается резервирование радиоканалов съема данных с мониторов подвижных объектов на разных частотах и в различные интервалы времени за счет использования двух базовых станций и передачи этих данных на диспетчерский пункт по двум параллельным каналам на разных частотах, приема и выделения наиболее достоверного сообщения для его отображения и анализа.

Технический результат достигается тем, что в способе комплексного телемониторинга подвижных объектов, заключающемся в том, что на все подвижные объекты устанавливают мониторы и подготавливают две базовые станции радионаблюдения с индивидуальными адресами, а также диспетчерский пункт, который соединяют каналом связи с одной базовой станцией, формируют сигналы на двух базовых станциях и передают по радиоканалу в диспетчерский пункт, перед началом телемониторинга устанавливают базовые станции, диспетчерский пункт и мониторы исходя из соответствующих факторов риска, выбирают тип датчиков состояния подвижного объекта и окружающей среды, устанавливают их на подвижные объекты и подключают к соответствующим мониторам, вводят в мониторы индивидуальные предельно допустимые параметры состояния подвижного объекта и окружающей среды, внешними средствами определяют координаты двух базовых станций на местности, в ходе телемониторинга при изменении количества и положения базовых станций координаты базовых станций отображают в диспетчерском пункте, периодически принимают в мониторы сигналы от датчиков состояния подвижного объекта и окружающей среды, запоминают их показания в виде сообщения (блока телеметрической информации) и сравнивают с предельно допустимыми, при превышении или при поступлении соответствующего управляющего сигнала с диспетчерского пункта включают сигнал нештатной ситуации, поочередно выбирают мониторы и отображают их координаты в диспетчерском пункте, блок телеметрической информации выбранного монитора передают через базовую станцию в диспетчерский пункт, где его принимают, оценивают состояние выбранного подвижного объекта, отображают состояние подвижного объекта, при возникновении нештатной ситуации увеличивают частоту опроса соответствующего монитора, а также принимают меры для помощи подвижному объекту, обе базовые станции устанавливают на летательные несущие платформы и перед началом телемониторинга их поднимают в воздух, в диспетчерском пункте, на мониторах подвижных объектов и базовых станциях после включения оборудования осуществляют взаимную синхронизацию мониторов всех объектов, участвующих в телемониторинге, обеспечивают единую адресацию, известную всем участникам телемониторинга, и устанавливают на них приемники сигналов глобальных навигационных спутниковых систем, данные которых используют для определения местоположения объектов и формирования на них шкалы единого точного времени, определяют для каждого подвижного объекта конкретный монитор, при расширении рабочей зоны увеличивают высоту подъема летательных несущих платформ, с помощью шкалы единого точного времени на базовых станциях формируют на разных частотах маркеры в разнесенные интервалы времени и выделяют слоты для приема/передачи данных с каждого (на каждый) монитор подвижного объекта, по маркеру на мониторе подвижного объекта определяют время передачи данных на соответствующую базовую станцию (соседний монитор) или приема сообщений с нее (соседнего монитора), местоположение диспетчерского пункта, базовых станций, вызываемого подвижного объекта, в диспетчерском пункте по принятым с подвижного объекта сообщениям о его местоположении и параметрам движения отображают его местонахождение на карте местности, строят экстраполированную траекторию движения, оценивают возможность попадания выбранного подвижного объекта в опасный район, выдают через базовые станции рекомендации по преодолению нештатной ситуации, диспетчерский пункт соединяют каналом связи со второй базовой станцией, поочередно или в связи с обострившейся ситуацией с диспетчерского пункта выбирают подвижный объект и в заданный интервал времени через базовые станции организуют обмен данными с соответствующим монитором выбранного подвижного объекта, обеспечивают обмен данными между подвижными объектами как по принципу «каждый с каждым», так и через базовые станции, контролируют достоверность этого обмена на базовых станциях, а результаты контроля передают на диспетчерский пункт, для двунаправленной трансляции кодограмм по цепи «базовые станции - диспетчерский пункт» используют две частоты, для каждой базовой станции своя, а для разделения направлений обмена информацией по цепи «базовые станции - диспетчерский пункт» - временной доступ в радиосеть, формализуют фразы, необходимые подвижным объектам для работы, переводят их в цифровые сообщения, записывают в память вычислительных средств мониторов и диспетчерского пункта, при необходимости нужное сообщение выводят из памяти вычислительных средств мониторов или диспетчерского пункта и с признаком выбранного подвижного объекта после преобразования в радиосигнал на двух частотах излучают в эфир, в базовых станциях после оценки правильности приема сообщений осуществляют преобразования формата данных, принятого на диспетчерском пункте, в формат данных, необходимый для организации радиосети «базовые станции - подвижные объекты» или выполнение обратной процедуры, формирование двух соответствующих радиосигналов и излучение в эфир, при приеме радиосигналов на мониторе или диспетчерском пункте и преобразовании их в видеосигналы выбирают из двух принятых сообщений наиболее достоверное, дешифрируют его и при совпадении принятого адреса с адресом ПО выводят информацию на соответствующий экран для визуального съема или - при посылке формализованного речевого сообщения - для звукового воспроизведения.

Обоснование технического результата:

- мобильность базовых станций, диспетчерского пункта и подвижных объектов с мониторами связана с назначением предлагаемого способа и априорной неопределенностью условий их функционирования (факторов риска), необходимостью организации связи с подвижными объектами, находящимися в радиотени за крупными местными предметами и в складках местности;

- ввод в мониторы индивидуальных предельно допустимых параметров состояния подвижного объекта и окружающей среды при установке или через базовую станцию по радиоканалу позволяет иметь в памяти монитора показатели условий, соответствующие реальным условиям применения, с учетом типа использующихся датчиков и их динамических характеристик, а также с учетом индивидуальных свойств подвижного объекта;

- определение координат подвижных объектов, базовых станций и диспетчерского пункта обеспечивается с помощью высокоточной координатной информации с выхода соответствующих приемников глобальных навигационных спутниковых систем, например, типа ГЛОНАСС или NAVSTAR;

- периодический прием в мониторы сигналов от датчиков состояния подвижного объекта и окружающей среды и запоминание их показаний в мониторе в виде сообщения - блока телеметрической информации позволяет непрерывно с точностью до времени кадра и активно (по инициативе монитора) осуществлять как контроль параметров состояния самого объекта, так и окружающей среды, т.е. проводить комплексный мониторинг и осуществлять обмен данными с соседними подвижными объектами по принципу «каждый с каждым». Блок телеметрической информации может содержать информацию о текущих показаниях датчиков состояния подвижного объекта и окружающей среды, а также местоположения и параметры движения монитора и т.п.;

- сравнение в мониторе результатов оценки показаний датчиков состояния с предельно допустимыми величинами и включение сигнала нештатной ситуации как непосредственно, так и через базовые станции с диспетчерского пункта, придает монитору определенный "интеллект", что позволяет объекту наблюдения не тратить время и силы на наблюдение за соответствующими датчиками и измерителями, непосредственно на месте действий оценить сложившуюся ситуацию, в том числе и по параметрам состояния, неощутимым для подвижного объекта, и принять рекомендуемые диспетчерским пунктом меры;

- оценка принимаемых от подвижного объекта радиосигналов в базовой станции позволяет определить его работоспособность - отсутствие радиосигнала в заданном слоте или некоторые показания датчиков могут расцениваться в диспетчерском пункте как "нештатная ситуация" с соответствующей реакцией;

- передача блока телеметрической информации выбранного монитора, хранящегося в его памяти, через базовую станцию в диспетчерский пункт, оценка и отображение позволяют непрерывно контролировать состояние подвижных объектов и окружающей их среды в интересах службы спасения, оказания помощи подвижным объектам, предупреждения населения и т.п. В известных аналогах сигнальные сообщения от мониторов сами по себе являются свидетельствами нештатной ситуации, но не позволяют качественно оценить реальные события, случившиеся с объектом и вокруг него.

Заявляемый способ иллюстрируется чертежами.

Фиг.1 - структурная схема устройства, обеспечивающего заявляемый способ телемониторинга подвижных объектов;

фиг.2 - структурная схема монитора подвижного объекта с датчиками;

фиг.3 - структурная схема базовой станции;

фиг.4 - структурная схема диспетчерского пункта;

фиг.5 - один из вариантов структуры кадра, предназначенного для обмена данными.

Структурные схемы включают в себя следующие элементы: 1 - рабочая зона; 2 - базовые станции; 3 - диспетчерский пункт; 4 - подвижные объекты с мониторами; 5 - датчики состояния подвижных объектов, 6 - датчики состояния среды, окружающей подвижные объекты; 7 - коммутатор датчиков состояния подвижных объектов; 8 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП); 9 - процессор монитора; 10 - первый передатчик монитора с антенной; 11 - первый приемник монитора с антенной; 12 - второй передатчик монитора с антенной; 13 - второй приемник монитора с антенной; 14 - сигнализатор нештатной ситуации; 15 - канал ввода данных монитора; 16 - приемник сигналов глобальных навигационных спутниковых систем; 17 - дисплей монитора; 18 - первый передатчик базовой станции с антенной; 19 - второй передатчик базовой станции с антенной; 20 - первый приемник базовой станции с антенной; 21 - второй приемник базовой станции с антенной; 22 -клавиатура монитора; 23 - процессор базовой станции; 24 - канал ввода данных базовой станции; 25 - процессор диспетчерского пункта; 26 - первый передатчик диспетчерского пункта с антенной; 27 - второй передатчик диспетчерского пункта с антенной; 28 - первый приемник диспетчерского пункта с антенной; 29 - второй приемник диспетчерского пункта с антенной; 30 - схема сигнализации; 31 - дисплей диспетчерского пункта; 32 - клавиатура диспетчерского пункта; 33 - канал входа /выхода данных; 34 - звуковоспроизводящая схема; 35 - канал входа/выхода для подключения дополнительных рабочих мест (при необходимости); 1-й, 2-й…n-й - временные слоты (ячейки) кадра; а, б…з - временные интервалы слотов, используемые для передачи различной информации.

Реализация заявляемого способа сводится к следующему.

Оперативно перед началом телемониторинга исходя из факторов риска, размера охватываемой территории, на которой предполагается нахождение подвижных объектов, мощности передатчиков, чувствительности приемников, длительности непрерывной работы и других факторов, устанавливают две базовые станции БС2₁ и БС2₂ на соответствующее количество летательных несущих платформ: вертолетов или самолетов. В диспетчерском пункте 3 на мониторах подвижных объектов 4 и базовых станциях 2 устанавливают приемники 16 сигналов глобальных навигационных спутниковых систем. После включения оборудования с помощью меток точного времени с выходов приемников 16 сигналов глобальных навигационных спутниковых систем, например ГЛОНАСС, осуществляют взаимную синхронизацию оборудования всех объектов, участвующих в телемониторинге, обеспечивают единую адресацию, известную всем участникам телемониторинга.

Затем две базовые станции БС2₁ и БС2₂ на соответствующих летательных несущих платформах поднимают в воздух. Высоту подъема определяют таким образом, чтобы обеспечить через две базовые станции 2 устойчивую радиосвязь с подвижными объектами 4 на местности, превышающей размер рабочей зоны 1 с учетом препятствий и возвышенностей на пути распространения радиоволн. Если длительность телемониторинга превышает максимально возможное время пребывания в воздухе летательных несущих платформ, то на смену им подготавливают следующие две - также с базовыми станциями 2. До окончания полета первой пары летательных несущих платформ подготавливают операцию «хэндофф» (handoffs) [4]. На диспетчерский пункт 3 возлагают обязанность управлять передачами сигналов связи в пределах рабочей зоны 1, определяющей местонахождение подвижных объектов. Передача и прием данных диспетчерским пунктом 3 и базовой станцией 2 дежурной летательной несущей платформы, как правило, не должны осуществляться до тех пор, пока не закончится заданное время полета основной платформы на необходимой (для обеспечения устойчивой связи) высоте и меняющая его платформа не выйдет на маршрут, новая базовая станция 2 не установит связь со всеми подвижными объектами, что должно быть подтверждено с нее специальной квитанцией, и вычислительные средства диспетчерского пункта 3 не определят качество всех каналов, например, по требуемым уровням отношения сигнал/шум. Соответствующие квитанции и знаки, характеризующие выполнение указанных операций, отображаются на экране дисплея 31 рабочего места диспетчерского пункта.

После того как выполнены эти операции, диспетчерский пункт 3 инициирует процедуру handoffs и устанавливает новую линию связи с новой базовой станцией 2, отключая старую. Обе базовые станции 2 должны продолжать обеспечивать обмен данными с подвижными объектами до тех пор, пока не появится индикация, подтверждающая успешное установление нового соединения. Если диспетчерский пункт 3 принимает решение, что параметры системы приемлемы для обеспечения связи, то новое подключение считается успешным. Любую последующую связь «земля-воздух-земля» осуществляют по новой виртуальной цепи (VC), а старую VC временно используют только для приема, практически до посадки летательной несущей платформы. И такие операции продолжают до окончания работ. Маршрут барражирования платформы выбирают из условия обеспечения устойчивой радиосвязи во время полета со всеми мониторами подвижных объектов 4 в рабочей зоне, например по кругу.

В диспетчерском пункте 3 на мониторах подвижных объектов 4 и базовых станциях 2 используют выходную информацию приемников 16 сигналов глобальных навигационных спутниковых систем для определения местоположения объектов и формирования шкалы единого точного времени и слотов (временных интервалов), в каждом из которых обеспечивается передача и прием данных для каждого абонента, участвующего в телемониторинге.

Диспетчерский пункт 3 обеспечивает обмен пакетами данных через бортовую базовую станцию 2 с мониторами наземных подвижных объектов 4 следующим образом:

- с помощью шкалы единого точного времени на базовых станциях 2 формируют на разных частотах маркеры в разнесенные интервалы времени и выделяют слоты для приема/передачи данных с каждого (на каждый) монитора подвижного объекта 4;

- по маркеру, передаваемому в первом слоте, на мониторе подвижного объекта 4 определяют время передачи данных на соответствующую базовую станцию 2 (соседний монитор) или приема сообщений с нее (соседнего монитора), местоположение диспетчерского пункта 3, базовых станций 2, монитора вызываемого подвижного объекта 4;

- для обеспечения заданного уровня надежности связи в зоне ответственности каждой БС 2 из общего списка частот ДП 3 назначают для каждой БС одну из набора активных частот связи, оптимальную по условиям распространения радиоволн и электромагнитной совместимости;

- ДП 3 доводит назначенный набор частот вместе с интервалом времени его активизации в рабочей зоне до каждой из двух рабочих и дежурных БС 2 через радиоканалы связи;

- время использования каждого частотного канала разбивают на временные кадры, а каждый кадр делится на n временных слотов. Длительность кадра определяется допустимой скоростью передачи данных в заданном радиоканале связи при требуемой достоверности и максимальным числом ПО, равным (n-m), где m - число слотов, отведенных для обмена данными между базовым станциями 2 и мониторами ПО 4 в режиме широковещания. При возрастании объема снимаемой с ПО 4 информации, например, при передаче изображения по командам с ДП 3 обмен данными в направлениях БС2₁-ДП, БС2₂-ДП организуют практически в реальном масштабе времени.

Для исключения коллизий при обмене данными между двумя мониторами подвижных объектов 4 непосредственно предусмотрена следующая процедура: передачу данных на монитор адресуемого подвижного объекта 4 через БС 2 осуществляют только в следующем кадре после получения соответствующего запроса связи и в том случае, если отсутствовал обмен данными между этими абонентами в предыдущем кадре.

В процессе обмена данными пакетное сообщение от монитора ПО 4 для диспетчерского пункта 3, содержащее адрес получателя и адрес отправителя, информацию с датчиков о местоположении ПО и другие упаковывают в процессоре 9 подвижного объекта в пакет, предназначенный для передачи по радиоканалу, затем передают по радиоканалу через БС 2 на ДП 3, на котором зарегистрированы все мониторы ПО 4 в рабочей зоне 1. На ДП 3 принятое сообщение обрабатывают, при необходимости отображают и выносят решения, требующие от ПО проведения срочных действий.

В обратном направлении пакетное сообщение от диспетчерского пункта 3, содержащее адрес получателя - (идентификатор монитора ПО 4), а также адрес отправителя (ДП) и соответствующую команду управления, упаковывают в пакет, предназначенный для передачи по радиоканалу, и затем передают по радиоканалу через БС 2 к монитору адресата. С монитора сообщение визуально (с экрана) или в речевой форме, например, сформированной в вокодере, с помощью звукопроводящей схемы 34 доводится до подвижного объекта.

В случае возникновения неисправности интерфейса между одной из БС 2 и ПО 4, вторая БС 2 передает широковещательно в маркере для всех зарегистрированных на ней ПО 4 команду на смену частоты связи с кодом причины «неисправность». Затем прекращается обмен пакетными данными через радиоканалы между БС 2 с неисправным интерфейсом, зарегистрированными на ней подвижными объектами, и диспетчерским пунктом, до момента устранения неисправности. Отключение неисправной БС 2 не снижает качество обслуживания ПО 4, поскольку каждая из БС 2 рассчитана на обслуживание всех ПО 4 в рабочей зоне. При работе одной БС 2 процедура обмена данными по цепи «БС-ПО» аналогична используемой при работе с соответствующей базовой станцией планшетного компьютера типа «iPad-3g» [5], например стандарта WiFi (беспроводной широкополосный доступ, который основан на стандарте IEEE 802.11).

В диспетчерском пункте 3 по принятым с монитора подвижного объекта 4 сообщениям о его местоположении и параметрам движения отображают его местонахождение на карте местности, строят экстраполированную траекторию движения, оценивают возможность попадания выбранного подвижного объекта опасный район, выдают конкретному ПО через базовые станции 2 необходимые рекомендации по преодолению нештатной ситуации.

Для повышения надежности связи и помехозащищенности диспетчерский пункт 3 соединяют со второй базовой станцией 2 радиоканалом, работающим на частоте, отличной от частоты радиоканала связи диспетчерского пункта 3 с первой базовой станцией 2. Учитывая, что обе базовые станции 2 осуществляют опрос мониторов ПО 4 (состояния их датчиков) на разных частотах, базовые станции 2 имеют свои радиоканалы с диспетчерским пунктом 3 также на разных несущих частотах, то очевидно, что организуются два параллельных радиоканала, транслирующих одинаковую информацию.

Поочередно в относительно спокойной обстановке или в связи с обострившейся ситуацией с диспетчерского пункта 3, например с достижением измеренных датчиком значений предельных величин, выбирают соответствующий подвижный объект 4 или группу объектов и через базовые станции 2 параллельно в заданные интервалы времени увеличивают частоту обмена данными с соответствующим монитором выбранного подвижного объекта 4. Для повышения оперативности обмен данными в заданные интервалы времени между подвижными объектами 4 обеспечивают по принципу «каж