Не на одной волне. Помогут ли предложения в ГКРЧ решить проблему частот для управления БВС?
01 ноября 2021, 10:18

По мнению специалистов, проблема нормативной неурегулированности спектра частот, используемых для управления беспилотниками, останется нерешенной.  С учетом установленных ИКАО требований в России требуется как минимум два диапазона для реализации линии контроля и управления БАС.

28 октября в СМИ появилась информация о готовящемся заседании Государственной Комиссии по радиочастотам (ГКРЧ) с обсуждением планов по выделению для беспилотников частоты в диапазоне 5850–6425 МГц.

Материал вызвал мгновенную реакцию: проведенное 29 октября рабочее обсуждение частотной проблемы ведущими компаниями - разработчиками БАС подтвердило остроту вопроса.

Отсутствие нормативно определенных частот для БАС, а также требований к линии контроля и управления С2 препятствует отраслевой стандартизации оборудования и является серьезнейшим фактором влияния на безопасность полетов. 

На сегодняшний день отсутствуют готовые технические решения для гражданских линий C2. Зато есть множество ограничений в связи с наличием других систем-пользователей спектра.

ПЛАНЫ ГКРЧ

Согласно Таблицы распределения полос радиочастот между радиослужбами Российской Федерации, утвержденной постановлением Правительства РФ от 18.09.2019 № 1203-47 (в редакции ПП от 04.05.2021 № 719), предлагаемый к использованию для беспилотных авиационных систем диапазон частот 5850–6425 МГц в настоящее время относится к полосе частот совместного использования подвижной, фиксированной, фиксированной спутниковой (Земля-космос) связи.

Диапазон 6 ГГц в настоящее время используется для организации связи WiFi 6Е.

Диапазон 6 ГГц (6425–7100 МГц) предложен в России в качестве одного из возможных для реализации сетей мобильной связи пятого поколения - системы связи 5G.

Возможно, стандарт WiFi 6Е может быть применен для передачи фото и видеоданных от полезной нагрузки на короткой дистанции. 

Для реализации же линии С2 - контроля и управления БВС предложенный диапазон частот 5850–6425 МГц далеко не идеален.

Прежде всего, более высокая частота сигнала обеспечивает меньшую дальность передачи при равной мощности.

Это потребует колоссальных затрат на развертывание наземной инфраструктуры в виде вышек связи через каждые 1-3 км.  

Безусловно, использование более высоких частот позволяет обеспечить более широкую полосу пропускания и, соответственно, пропускную способность канала, однако при этом возникает необходимость передачи сигнала на большей мощности.

Следует учитывать, что энергетические возможности наиболее массово применяющихся беспилотных воздушных судов ограничены

МЕЖДУНАРОДНЫЕ РАМКИ

Частоты, используемые в авиации, а также требования к линиям связи как правило, определяются специально и должны соответствовать стандартам авиационной электросвязи.

БВС по определению является воздушным судном. Разработка, производство и эксплуатация БАС/БВС регулируется воздушным законодательством.

Частью воздушного законодательства являются федеральные авиационные правила, устанавливающие соответствующие требования.

Согласно п. 2 статьи 35 Воздушного кодекса, требования к летной годности гражданских воздушных судов, к которым отнесены и БАС/БВС гражданского назначения, также определяются федеральными авиационными правилами.

Федеральные авиационные правила в части наименования, структуры (нумерации) и содержания разрабатываются и утверждаются с учетом международных стандартов и правил Международной организации гражданской авиации и государств - членов указанной организации, а также других международных авиационных организаций.

Международные стандарты в сфере гражданской авиации принимаются Международной организацией гражданской авиации (ИКАО) в виде Приложений к Конвенции о международной гражданской авиации (Чикаго, 1944).

Как следует из «Руководства по дистанционно пилотируемым авиационным системам» Doc 10019 ИКАО, эксплуатация БАС обусловливает необходимость обеспечения внешнему пилоту возможности управления полетом БВС в реальном масштабе времени посредством использования линии С2.

Поэтому линия С2 является необходимым элементом реализации принципа безопасного полета.

Линия С2 может быть предоставлена сторонним поставщиком услуг по передаче (ретрансляции) данных в стандартизованной линии С2 в рамках контракта с эксплуатантом БАС.

Однако, общую ответственность за ее безопасную интеграцию в конструкцию БАС будет по-прежнему нести держатель сертификата типа БВС.

В документации на утверждение конструкции типа должны быть определены все утвержденные линии С2 и необходимые требования к характеристикам.

Конфигурация БАС может быть изменена в полете, например путем передачи управления от одного пункта дистанционного пилотирования (ПДП) к другому или перехода с наземных на спутниковые линии С2.

К числу других важных аспектов, связанных с линией С2 и летной годностью БВС, относится устойчивость линии С2 к воздействию хакинга, спуфинга и других видов вмешательства или злонамеренного перехвата, а также непреднамеренного вмешательства.

В связи с широким внедрением БАС в деятельность авиации, ИКАО последовательно разрабатывает и утверждает стандарты путем принятия поправок к соответствующим Приложениям ИКАО (всего 19 Приложений).

В 2021 году в Приложение 10 «Авиационная электросвязь» ИКАО внесены изменения в части, касающейся установления требований и выделения спектра частот для Линия С2.

Изменения внесены принятием поправки 90 к тому V «Использование авиационного радиочастотного спектра» и принятием нового тома VI «Системы и правила связи, относящиеся к линии C2 дистанционно пилотируемых авиационных систем» Приложения 10.

Принятой поправкой Линия С2 определяется как линия передачи данных между дистанционно пилотируемым воздушным судном и пунктом дистанционного пилотирования в целях управления полетом.

Стандартизованными в Приложении 10 ИКАО спектрами частот для линии С2 определены:

  1. Частота 136,925 МГц (п. 4.1.1, примечание 2), частота 113,250 МГц (п. 4.2, примечание 3); указанные частоты одновременно определены в качестве двух глобальных частот VDL режима 4, стандартизованных для реализации АЗН-В и иных связанных задач;
  2. Диапазон частот 960-1164 МГц (п. 4.3, примечание);
  3. Диапазон частот 5030-5091 МГц (п. 4.4, примечание 3);
  4. Для организации спутниковых систем связи Линии С2 определены диапазоны частот:
  • 1545-1555 МГц;
  • 1610-1626,5 МГц;
  • 1646,5-1656,5 МГц
  • 5000-5150 МГц;
  • а также ряд частот в диапазоне от 11 до 30 ГГц при соблюдении определенных условий.

Как отмечено в Приложении 10 (п. 5.2.1):

«Наземные системы линии C2 ДПАС работают в диапазонах, выделенных авиационной подвижной (маршрутной) службе (AM(R)S). Такие соответствующие выделенные диапазоны частот включают 113,250 МГц и 136,925 МГц (общие частоты сигнализации для VDL режима 4), 960–1164 МГц и 5030–5091 МГц. Эксплуатация линии C2 в пределах любых из этих диапазонов осуществляется в порядке, совместимом с системами, в настоящее время использующими эти выделенные диапазоны. Совместимость обеспечивается посредством разработки и применения необходимых SARPS и определяется на основе региональных аэронавигационных соглашений».

Таким образом, предложенный к рассмотрению на заседании ГКРЧ диапазон частот 6 ГГц (5850–6425 МГц) для целей Линии С2 международным воздушным законодательством не стандартизован.

Кроме того, в публикации заявлен риск конфликта в части использования диапазона 6 ГГЦ с частотным спектром, планируемым к выделению для интеллектуальных систем на автомобильном транспорте в полосе частот 5850-5925 МГц, что будет являться угрозой безопасности полетов БВС.

ДВА В ОДНОМ

Еще более критическим является предложенное в публикации совмещение в одной линии связи функций управления БВС и передачи данных целевой нагрузки БВС, таких как фото, видео и т.д.

Это противоречит требованиям стандартов ИКАО

Так, согласно положениям Тома VI Приложения 10 ИКАО, Линия C2 обеспечивает только выполнение задач внешнего пилота, требуемых для безопасной и эффективной эксплуатации ДПАС (п. 2.2.1).

Служба линии C2 используется только для передачи информации, относящейся к безопасному и эффективному выполнению полетов ДПАС, и ограничивается информацией, указанной в п. 2.2.1 (п. 2.3.1).

Допускается использование Линии С2 в интересах взаимодействия внешнего пилота с органами ОВД: "В тех случаях, когда линия C2 предусматривает обеспечение выполнения задач внешнего пилота, требуемых для целей управления воздушным движением (УВД), например ретрансляция сообщений УВД, характеристики линии C2 отвечают с надлежащим уровнем защиты характеристикам, необходимым для выполнения указанных задач в соответствии с требованиями в отношении воздушного пространства" (п. 2.2.2).

Попытка использования Линии С2 для передачи, в том числе, информации целевой нагрузки противоречит требованиям международных стандартов и несет угрозу обеспечения главной задачи при эксплуатации БАС – безопасному выполнению полетов БВС.

БЕЗОПАСНОСТЬ

Как отмечают специалисты по авиационной электросвязи, "лоскутное" выделение частот сначала для передачи данных полезной нагрузки, затем для управления и контроля БВС, связи и других задач - недопустимо

Решать вопрос выделения частот для БВС нужно только одновременно и комплексно оценивая возможные конфликты диапазонов и электромагнитные совместимости различного авиационного оборудования.

Так в США использование частот для 5G в 4,2 ГГц уже привело к тому, что Федеральное авиационное управление (FAA) США готовится выпустить несколько предупреждений для пилотов и авиакомпаний о потенциальном влиянии сетей связи пятого поколения (5G) на воздушные полеты.

РЕШЕНИЕ

Решающим аргументом для осмысления ситуации с частотами должно стать понимание, что беспилотная авиация это не только попадающие в поле зрения магазинные квадрокоптеры, но вся мировая авиация, глобально переходящая на новый технологический уровень роботизации. 

Стандартизованный ИКАО спектр частот для организации линии С2 принят странами не однозначно.

Примерно половина стран (в том числе США, Китай, Япония, некоторые страны Европы) согласны на предложенные в поправке частоты в ОВЧ диапазоне и частотные диапазоны 960-1164 МГц, 5030-5091 МГц.

При этом многие государства и организации (в том числе Евроконтроль и EASA) делают оговорки относительно необходимости проведения исследований совместимости линий C2 с другими существующими и планируемыми системами, использующими рассматриваемые диапазоны: ILS, VOR, DME, SSR, ADS-B, MLAT, GNSS, GBAS, MLS и др. перспективные системы.

Китай, соглашаясь с поправкой, заявляет, что не планирует использовать полосы 960-1164 МГц и 5030-5091 МГц для линий C2.

Европейские страны выступают против использования линией C2 ОВЧ диапазонов 117,975–137 МГц и 108–117,975 МГц из-за потенциальных проблем совместимости с оборудованием VDL-2 и VOR.

Также страны ЕС полагают невозможным использование диапазона 960-1164 МГц для линий C2 ДПАС из-за проблем совместимости с DME и GNSS.

Большинство стран единогласно говорят об отсутствии в настоящее время опубликованных результатов оценок совместимости линий C2 с другими системами и призывают к более активному взаимодействию экспертных групп ИКАО, поскольку регулирование линий C2 затрагивает множество технических и эксплуатационных аспектов.

С учетом установленных ИКАО требований, с учетом ожидаемых условий эксплуатации в России оптимальным может стать выбор как минимум двух диапазонов для реализации линии контроля и управления БАС (Линия С2), один из которых оптимально использовать при полетах за пределами радиовидимости (BRLOS) при организации спутниковой линии связи.

С учетом возможных ограничений массо-габаритного и энергетического характера для относительно небольших БВС, оптимальным решением станет рассмотрение вопроса максимальной унификации используемого бортового оборудования.

В этой связи может вызывать интерес вариант использования линии передачи данных АЗН-В, стандартизованной ИКАО, в качестве резервной линии С2.

Технология АЗН-В рассматривается в качестве базовой для решения задачи интеграции БВС в общее воздушное пространство совместно с пилотируемыми ВС.

С учетом конструктивных особенностей БАС, сбор и обработка информации АЗН-В об окружающей воздушной обстановке и получаемой с «земли» сервисной информация (TIS-B, FIS-B и др.) должна производиться на борту БВС с последующей трансляцией внешнему пилоту по линии С2, что соответствует требованиям стандартов ИКАО.

С учетом удаленного размещения внешнего экипажа, организация его двусторонней радиосвязи с органом ОВД целесообразна также через находящийся в воздухе БВС, что обеспечивает дополнительную ситуационную осведомленность остальных участников полетов прослушиванием общего радиоэфира.

Для этого радиостанция должна располагаться на борту БВС, ее управление и взаимодействие с внешним экипажем осуществляется по линии связи, которая в этом случае становится линией С3 (Command, Control and Communications).

Распоряжением Правительства РФ от 05.10.2021 № 2806-р была утверждена Концепция интеграции БВС в единое воздушное пространство Российской Федерации, а также план ее реализации в части развития технологий.

В качестве основного мероприятия первого этапа (до 2023 года) запланировано проведение научных и экспериментальных исследований возможности применения технологий и сетей связи для низколетящих беспилотных воздушных судов:

  • цифровые радиолинии связи, контроля и управления;
  • система предупреждения столкновений в воздухе беспилотных воздушных судов с пилотируемыми воздушными судами, обеспечивающая безопасное выполнение совместных полетов;
  • каналы связи внешних пилотов; 
  • высокоточная навигация в случае нарушения целостности поля глобальной навигационной спутниковой системы;
  • геозонирование (геофенсинг);
  • передача аэронавигационной информации; 
  • открытые программные интерфейсы, а также специальные платформы для приложений обработки данных о безопасности полетов гражданских воздушных судов.

Следует отметить, что в настоящее время в Российской Федерации для контроля и управления полетами БВС наиболее массово используется разрешенный на определенной мощности диапазон 868-870 МГц.


Комментарии

Для добавления записи необходимо авторизоваться или зарегистрироваться на портале

Главное
Опросы
Что, по Вашему мнению, поможет ускорить развитие рынка беспилотной авиации?
Что, по Вашему мнению, поможет ускорить развитие беспилотной авиации в России?
Ответить
обсуждения