Распространение радиоволн КВ диапазона и система радиоконтроля

   Основная задача, стоящая перед автоматизированной системой радиоконтроля – обеспечить контроль 100% зарегистрированных РЭС. Как известно, КВ РЭС могут работать как постоянно, так и по расписаниям. Кроме КВ РЭС, находящихся на подконтрольной территории, имеются КВ РЭС, которые должны контролироваться по заданиям от ГРЧЦ. Это логично вытекает из условий распространения радиоволн. Например, магистральная связь Нижне-Удинск (Иркутская область) – Москва, работающая по расписанию днем на частоте около 12 МГц, не может контролироваться РКП в Иркутске. Причина: применение направленной антенны, передатчик находится в мертвой зоне. Однако, этот передатчик хорошо может контролироваться московским РКП. Отсюда вытекает необходимость знания возможности доступности того или иного удаленного передатчика (или находящегося в ближней зоне) для контроля с необходимым качеством. Особенное значение это принимает при проведении мероприятий самостоятельного пеленгования РЭС в заданном районе, а также при взаимодействии с другими РЧЦ. Такие знания можно получить только при применении прогнозирования РРВ.

   Исходя из опыта эксплуатации АСРК в диапазонах высоких и очень высоких частот, мероприятия контроля РЭС КВ диапазона должны планироваться. Планирование должно осуществляться с применением программы прогнозирования РРВ в несколько этапов:

1. Долгосрочное планирование на периоды, принятые в РЧЦ: год, квартал, месяц. При этом должны использоваться возможности программы по долгосрочному прогнозированию. В ходе прогнозирования определяется доступность КВ РЭС для контроля с необходимым качеством, осуществляется распределение РЭС для контроля по стационарным радиоконтрольным пунктам. В случае недоступности контроля РЭС стационарными РКП из-за нахождения РЭС в зоне молчания или недостаточного уровня сигнала в точке приема производится перераспределение контролируемых РЭС по мобильным РКП.
2. Проверка доступности запланированных для контроля РЭС за 1-5 суток с применением методов краткосрочного прогнозирования.
3. Поверка доступности для контроля РЭС с применением методов оперативного прогнозирования непосредственно перед началом контроля. Принятие окончательного решения о целесообразности контроля в заданное время.

   В случае постановки оперативных задач следует предварительно оценивать доступность РЭС, используя методы краткосрочного и оперативного прогнозирования.

   Применение прогнозирования РРВ в КВ диапазоне значительно усиливают возможности АСРК. Пример применения прогнозирования по слою F2 приведен на рис. 1 – 2.

Рис. 2. Оперативный прогноз

 Прогноз составлен по реальным данным для трассы Уфа – Москва (расстояние 1200 км). Из рисунков видно, что контроль на частоте 9 МГц возможен по долгосрочному прогнозу во время 06.30-14.30. Краткосрочный прогноз уточняет это время:  06.00-13.30, оперативный прогноз еще более уточняет это время: 06.30-13.30. При этом в 11.00 возможность связи будет критичной, т.к. МПЧ резко уменьшилась. Но это можно увидеть только впоследствии по результатам текущих измерений, т.к. реально измеренные данные будут только на время начала оперативного прогноза – 06.00.

   Из рисунков видно, что рабочая частота выбрана не особенно удачно, т.к. работа идет вблизи МПЧ, а не ОРЧ и связь может быть неустойчивой из-за флюктуационных процессов вблизи МПЧ.

   Исходя из вышеприведенных положений мной была разработана программа "Прогноз прохождения радиоволн коротковолнового диапазона и доступности связи на заданных частотах". Ее описание приведено на сайте НПФ "Радиан-М". Программа постоянно совершенствуется, поэтому в реальной версии уже есть некоторые отличия. Основное - это возможность ведения прогноза распространения радиоволн и доступности связи для большой группы РЭС, работающих по волновым (частотным) расписаниям в интересах планирования мероприятий радиоконтроля. 

Программное обеспечение «Прогнозирование распространения радиоволн коротковолнового диапазона и доступности связи на заданных частотах»

Программа позволяет:

• Проводить долгосрочное прогнозирование возможности ведения радиосвязи на заданных частотах и для заданных дальностей связи на длительные периоды времени (до нескольких лет вперед).
• Проводить краткосрочное прогнозирование (до 5 суток вперед от текущего времени) возможности ведения радиосвязи на заданных частотах и для заданных дальностей связи и на заданные дальности связи по текущим данным состояния ионосферы.
• Проводить оперативное прогнозирование (до 6 часов вперед от текущего времени) возможности ведения радиосвязи на заданных частотах и для заданных дальностей связи и на заданные дальности связи по текущим данным состояния ионосферы.
• Проводить расчет электромагнитной доступности заданного РЭС как для одного РКП, так и для 3-х заданных.
• Проводить визуальную оценку расчетов состояния максимально применимых частот (МПЧ) и оптимально применимых частот (ОРЧ) по ионосферным слоям F2, F1, E и Es.
• Проводить визуальную оценку расчетов медианы МПЧ, а также просматривать реальные текущие данные МПЧ для заданной дальности.
• Выполнять расчет необходимых углов возвышения антенных устройств для обеспечения заданного режима работы.
• Выполнять расчет ожидаемых в точке приема уровней напряженности поля, соотношения сигнал/шумы приемника, соотношения сигнал/шум в зависимости от выбранного вида радиосвязи.
• Выполнять оценку оправдываемости (точности) краткосрочных прогнозов.
• Выдавать  рекомендаций по заданному режиму работы.
• Оценивать текущее состояния ионосферы и геомагнитной активности.
• Просматривать местоположения КВ РЭС и их основных характеристик из базы данных радиоконтроля на карте геоинформационной системы (ГИС).
• Просматривать радиоконтрольные пункты РЧЦ на карте ГИС, а также назначение произвольного РКП.
• Производить подготовку данных для расчетов (выбор требуемого РЭС из базы данных или ввод произвольного) с использованием геоинформационной системы.
• Проводить постановку задачи на радиоконтроль (Первичная измерительная задача, Контроль параметров РЭС, Контроль загруженности частот, Оценка ЭМО, Пеленгование, Идентификация ИРИ).
• Отражать на карте ГИС результаты выполнения задачи пеленгования РЭС.
• Просматривать на карте ГИС местоположения РКП КВ РЭС РФ (СТРК) и ионозондов.
• Выводить на печать результаты расчетов и карты ГИС с обстановкой.
• Автоматически получать и накапливать данные вертикального зондирования ионосферы от нескольких ионозондов.

Общий вид основного окна программы

Оценка оправдываемости (точности прогноза)

Оперативный радиопрогноз с 13 до 19 часов

Долгосрочный прогноз на 12 апреля 2012 года

Карта ГИС

Методическое обеспечение

Расчеты распространения радиоволн коротковолнового диапазона проводятся по рекомендациям Международного союза электросвязи  
ITU-R P.1240, ITU-R Р.533, а так же по реальным данным ионосферы, получаемым от зондов вертикального зондирования ионосферы.

Программное обеспечение может поставляться для заинтересованных пользователей радиочастотного спектра как самостоятельный программный продукт без подключения к базе данных радиоконтроля.

Системные требования:

• процессор не хуже Pentium 2 000 МГц;
• оперативная память – не менее 1000 Мбайт;
• разрешение монитора не менее 1280х800;
• операционная система - Windows XP/Vista/7.