2-я Международная научно-практическая конференция...
DESCRIPTION
2-я Международная научно-практическая конференция «Интегрированная модульная авионика и CNS/ATM». Перспективы создания объединенной бортовой радиосистемы CNS/ATM на базе технологий ИМА. В. Ю. Данилов ФГУП ГосНИИАС. г. Жуковский, 29 августа 2013 г. Содержание. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
2-я Международная научно-практическая конференция«Интегрированная модульная авионика и CNS/ATM»
г. Жуковский, 29 августа 2013 г.
В. Ю. ДаниловФГУП ГосНИИАС
Перспективы создания объединенной бортовой радиосистемы CNS/ATM на базе технологий ИМА
Перспективы создания объединенной бортовой радиосистемы CNS/ATM на базе технологий ИМА
Стр. 2
1. Развитие радиосистем связи, навигации и наблюдения в ходе семейства НИР ИМА
2. Применение принципов ИМА в радиосистемах
3. Вопросы построения единой ИМА-системы CNS/ATM
4. Будущее развитие единой ИМА-системы CNS/ATM
Содержание
Перспективы создания объединенной бортовой радиосистемы CNS/ATM на базе технологий ИМА
Стр. 3
1. Развитие радиосистем связи, навигации и наблюдения в ходе семейства НИР ИМА
2. Применение принципов ИМА в радиосистемах
3. Вопросы построения единой ИМА-системы CNS/ATM
4. Будущее развитие единой ИМА-системы CNS/ATM
Содержание
Перспективы создания объединенной бортовой радиосистемы CNS/ATM на базе технологий ИМА
Навигация и посадка
ИМА-система наблюдения
(ВНИИРА-Навигатор)
ИМА-система связи (НПП Полёт)
Cвязь
Стр. 4
Развитие радиосистем в ходе семейства НИР ИМА
Р/с МВ 2 Р/с ДКМВ 2
Р/с МВ 1 Р/с ДКМВ 1
Р/с МВ 3
КомплектSATCOM
Комплект АВСА
MMR 2 DME 2
MMR 1 DME 1 VOR-MB 1
VOR-MB 2
АРК 1
АРК 2РВ 2
РВ 1
Наблюдение
ВОРЛ 2
МетеоРЛС
ВОРЛ 1 TAWS
TCAS
CMU
ИМА-система навигации и посадки (ВНИИРА-Навигатор)
Единая ИМА-система
CNS/ATM
Новые функции
Перспективы создания объединенной бортовой радиосистемы CNS/ATM на базе технологий ИМА
Стр. 5
Развитие радиосистем в ходе семейства НИР ИМА (2)
Обработка данных:
Обработка сигналов:
Радиотракт:
Системный интерфейс:
В основном аппаратная, в специализированных узлах
Специализированный, одноканальный, узкополосный
A429, A708, A818, дискретные, аналоговые
В специализированных вычислителях
Федеративная архитектура:
Конструктив: ARINC 600 или специализированный
Число и вес блоков:До 30 блоков разного типа,До 25 антенн, 2000 соединений, >150 кг
ИМА 1 поколения (отдельные системы связи, навигации и наблюдения):
ИМА 2 поколения (единая радиосистема
CNS):
Аппаратно-программная в специализированных модулях ЦОС
Специализированный, одно- или многоканальный, широкополосный
Единый AFDX, остальные типы для совместимости
В платформе ИМА в виде приложения (модуля ФПО)
Крейты и модули VITA VPX, выносные блоки ARINC 600
До 8 крейтов + 8 блоков,До 20 антенн,700 соединений, 75 кг
Программная в универсальных модулях ЦОС (в виде модуля ФПО)
Универсальный, многоканальный, широкополосный
Единый AFDX, остальные типы для совместимости
В платформе ИМА в виде приложения (модуля ФПО)
Крейты и модули VITA VPX, выносные блоки ARINC 600
3 крейта + 10-15 блоков,13-17 антенн,500 соединений, 50 кг
Перспективы создания объединенной бортовой радиосистемы CNS/ATM на базе технологий ИМА
Стр. 6
1. Развитие радиосистем связи, навигации и наблюдения в ходе семейства НИР ИМА
2. Применение принципов ИМА в радиосистемах
3. Вопросы построения единой ИМА-системы CNS/ATM
4. Будущее развитие единой ИМА-системы CNS/ATM
Содержание
Перспективы создания объединенной бортовой радиосистемы CNS/ATM на базе технологий ИМА
Модульное функциональное ПО
Стр. 7
Применение архитектуры ИМА в радиосистеме
Коммутируемая сеть AFDX
Приложение 1 Приложение 2 Приложение N
Вычислительная платформа
Вычислительные модули
Интерфейсные модули
Модули общей памяти
ОС РВ ARINC 653
Графические модули
Радиотехническая система ИМА
Модули ЦОСМодули/блоки РЧ
ПО обработки сигналов M
ПО обработки сигналов 1
Специализированная ОС РВ
Сеть передачи данных VITA 49
Традиционные компоненты системы ИМАНовые компоненты радиотехнической системы ИМА
Перспективы создания объединенной бортовой радиосистемы CNS/ATM на базе технологий ИМА
Стр. 8
РЧ тракт Ядро ИМАВычислительная платформа РТС
Модуль (блок) РЧ
1
2
3
Модуль ЦОС
Модем Кодек
Процессорный модуль
Модем Кодек
Модем Кодек
Процессорный модуль
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Управление радиосистемой
Марщрути-зация
данных
Буф
ериз
ация
Пре
обра
зова
ние
фор
мы
23
123
123
123
Сигнальные отсчетыANSI/VITA 49
1
Пакетные данныеПротокол приложенияСеть AFDX
Обработка данных
M M M M
1
2
3
M
Встроенные приложения
CNS
Построение типовой радиосистемы ИМА SDR
Аналоговая обработка, ЦАП/АЦП
Обработка сигнала Обработка данных Приложения
Управление режимами и параметрами
Приемник Передатчик
ЦАП/АЦП
Перспективы создания объединенной бортовой радиосистемы CNS/ATM на базе технологий ИМА
Радиотехническая система ИМА
Вычислительная платформа радиосистемы ИМА
Стр. 9
Пример реализации нескольких функций в радиосистеме ИМА
Коммутируемая сеть AFDX
Вычислительный модуль общего назначения
ОС РВ ARINC 653
Универсальный модуль ЦОСМодуль РЧ 30…336 МГц
Специализированная ОС РВ для обработки сигналов
Сеть передачи данных VITA 49
ПО MMR
ПО обработки сигналов ILS-кПО
настройки РЧ узла MMR
ФПО приёмника MMR (конфигурация с внешним ГНСС)
ПО VOR-MB
ФПО приёмника VOR-MBПО обработки сигналов VORПО настройки
РЧ узлаVOR-MB
ПО обработки сигналов ILS-г
ПО р/с VHF
ПО обработки сигналов АМ
ПО настройки РЧ
узла VHF
ФПО сетевого уровня VDL
ПО обработки сигналов VDB
Разделение ресурсов
Разделение ресурсов
ПО обработки сигналов MB
ПО обработки сигналов VDR-0
ПО обработки сигналов VDL-4
ПО обработки сигналов VDL-2
ФПО коммутации VoIP
ФПО CMF
ФПО АВСА
Настройка конфигурации
Перспективы создания объединенной бортовой радиосистемы CNS/ATM на базе технологий ИМА
Стр. 10
1. Развитие радиосистем связи, навигации и наблюдения в ходе семейства НИР ИМА
2. Применение принципов ИМА в радиосистемах
3. Вопросы построения единой ИМА-системы CNS/ATM
4. Будущее развитие единой ИМА-системы CNS/ATM
Содержание
Перспективы создания объединенной бортовой радиосистемы CNS/ATM на базе технологий ИМА
Стр. 11
Предпосылки создания единой системы ИМА CNS/ATM
1. Архитектура ИМА в системах связи, навигации и наблюдения: функциональные приложения реализованы как модули ПО, AFDX является основным системным интерфейсом.
2. Конструктив VITA VPX опробован для радиосистем.
3. Создан совмещенный приемопередатчик TCAS/ВОРЛ/АЗН-В в конструктиве ИМА (ВНИИРА-Навигатор).
4. Отработаны широкополосные приемовозбудители (НПП Полет).
5. Стык AFDX и протокол VITA 49 опробованы для передачи сигнальных отсчетов между РЧ-узлами и ЦОС
Перспективы создания объединенной бортовой радиосистемы CNS/ATM на базе технологий ИМА
Стр. 12
Ближайшие работы по созданию единой системы ИМА CNS/ATM
1. Выработка проектов стандартов по системе ИМА CNS/ATM и ее компонентам
2. Исследования вариантов архитектуры системы
3. Разработка унифицированного сигнального процессора для обработки сигналов связи, навигации, наблюдения
4. Разработка широкополосного многоканального РЧ-узла диапазона МВ для обработки сигналов связи и навигации
5. Разработка приемопередатчика L-диапазона для обработки сигналов DME, ВОРЛ, TCAS и АЗН-В
6. Исследования вариантов внутрисистемного интерфейса
7. Проработка вариантов ОС РВ для задач сигнальной обработки
8. Разработка алгоритмов и компонентов ПО сигнальной обработки
Перспективы создания объединенной бортовой радиосистемы CNS/ATM на базе технологий ИМА
Стр. 13Перспективы создания объединенной бортовой радиосистемы CNS/ATM на базе технологий ИМА
ЦОС #1
ЦОС #2
МУПД #1
МУПД #2
AFDX/IP
ВИП
Крейт #1 Крейт #2
UH
F #2
HF #1
HF #2
VHF #2
VITA 49 (сигнальные отсчеты)
К ядру ИМА и другим бортовым системам: сеть AFDX
Пример архитектуры единой системы ИМА CNS/ATM
Крейт #3
ЦОС #1
ЦОС #2
МУПД #1
МУПД #2
AFDX/IP
ВИП
ЦОС #1
ЦОС #2
МУПД #1
МУПД #2
AFDX/IP
ВИП
Ant coupler
UH
F #1
GN
SS+ИН
С
GN
SS+ИН
С
SATCOM
AeroMACS/LTE
МН
РЛС
РВ #2
РВ #1
РВ #3Передача и прием: речь/данные ДКМВ и МВ
Прием: VOR, ILS, MKR, VDB, ADFПередача и прием:
ВОРЛ, TCAS, АЗН-В, DMEПрием: GNSS, SBAS
Прием на несколько антенн + уточнение по датчикам ИНС
Передача и прием: речь/данные SATCOM,
AeroMACS/LTE
Метеонавигационные данные + обзор земной поверхности
Данные радиовысотомера
VHF #3
VHF #1
РЛС 3 м
м
Лидар
Перспективы создания объединенной бортовой радиосистемы CNS/ATM на базе технологий ИМА
Стр. 14
1. Развитие радиосистем связи, навигации и наблюдения в ходе семейства НИР ИМА
2. Применение принципов ИМА в радиосистемах
3. Вопросы построения единой ИМА-системы CNS/ATM
4. Будущее развитие единой ИМА-системы CNS/ATM
Содержание
Перспективы создания объединенной бортовой радиосистемы CNS/ATM на базе технологий ИМА
Стр. 15
Будущее развитие: улучшение характеристик
Антенный и радиочастотный тракт:• Разнесенные антенные схемы• Антенные решетки• Расширение полосы РЧ тракта, АЦП-ЦАП свыше 1 ГГц• Активные антенные системы
Обработка сигналов:• Развитие специальных ОС РВ для сигнальной обработки• Оптимизация архитектуры ЦОС• В перспективе – унификация ЦОС и процессоров общего назначения
• Сокращение числа антенн• Улучшение радиочастотных характеристик• Переход от выносных радиоблоков к активным антенным системам• Унификация вычислительной платформы ядра ИМА и радиосистемы
Перспективы создания объединенной бортовой радиосистемы CNS/ATM на базе технологий ИМА
Стр. 16
Будущее развитие: новые функции
Метеонавигационная РЛС с расширенной функциональностью
• Полный набор функций МН РЛС по ARINC 708• Трехмерная обработка метеонавигационных данных• Обзор подстилающей поверхности с высоким разрешением• Исполнение ИМА: выносной блок антенны/РЧ + ПО обработки сигнала РЛС + функциональное ПО обработки метеонавигационных данных
Высокоточный датчик ГЛОНАСС/GPS:
• Работа в СНС ГЛОНАСС, GPS, GALILEO• Прием поправок SBAS WAAS, EGNOS, СДКМ…• Разнесенный прием на 3/4 антенны• Возможность объединения с датчиком ИНС• Исполнение ИМА: компактные выносные модули + ПО обработки сигналов СНС + функциональное ПО обработки данных СНС
Лазерный измеритель скорости ветра
• Обнаружение приземного сдвига ветра• Обнаружение турбулентности при ясном небе• Обнаружение спутного следа• Дополнение датчиков технического видения• Исполнение ИМА: выносной блок лазера + ПО обработки сигналов + функциональное ПО обработки данных сдвига ветра
Функции связи
Функции навигации
Функции наблюдения
Объединение данных CNS/ATM:
• Улучшенная экранная индикация
• Выработка рекомендаций
экипажу
• Повышение качества данных для
функции самолетовождения
Перспективы создания объединенной бортовой радиосистемы CNS/ATM на базе технологий ИМА
Стр. 17
Ядро ИМА
ФПО IVS
Будущее развитие: интеграция с техническим видением
Датчик видео Датчик ИК1 Датчик ИК2 РЛС ММ
Формирование изображения IVS
Комбинированное изображение IVS
ИМА-система CNS/ATM
МВ
ДКМВ
SATCOM
CMU
АВСА
ВОРЛ
СПБЗ
TCAS
АЗН ASSAP
GNSS
MLS
GLS
VOR DME
ILS
РЛС
Объ
един
ение
дан
ных
CNS
FMS Обработанные НД, точки ПП
Анализ изображения
Навигационные данные
Данные наблюдения
Предупреждения и сообщения
Уточненные навигационные данные, предупреждения
ФПО индикации
Экранная индикация
Предупреждения и сообщения
Объединение и совместный анализ всех данных CNSДополнение изображения IVS данными наблюдения, предупреждениями и сообщениямиУточнение навигационных данных на базе анализа изображений
LTE
БД рельефаП
одго
товк
а да
нны
х дл
я IV
S
Перспективы создания объединенной бортовой радиосистемы CNS/ATM на базе технологий ИМА
Стр. 18
Спасибо за внимание!
ФГУП ГосНИИАС
Данилов Владимир Юрьевич
Начальник сектораПерспективные разработки и комплексирование авионики
Тел. +7 495 789 4603 доб. 1343Факс +7 499 157 0747Email [email protected]: www.gosniias.ru