COSPAS-SARSAT műholdas rendszer SEARCH & RESCUE

Átírás

1 COSPAS-SARSAT műholdas rendszer SEARCH & RESCUE LIRKOM II. 3. előadás Mudra István Az EU Galileo műholdjainak egyike (grafika)

2

3 Mission Statement The International Cospas-Sarsat Programme provides accurate, timely and reliable distress alert and location data to help search and rescue authorities assist persons in distress. Objective The objective of the Cospas-Sarsat system is to reduce, as far as possible, delays in the provision of distress alerts to SAR services, and the time required to locate a distress and provide assistance, which have a direct impact on the probability of survival of the person in distress at sea or on land.

4 A közreműködő nemzetközi szervezetek International Maritime Organization Az ENSZ szakosított szervezete a tengeri biztonság (safety) javítására (Intézkedése a vészhelyzeti helyadók használatára) International Civil Aviation Organization Az ENSZ szakosított szervezete a repülési ügyek és a polgári repülés repülésbiztonságának javítására (Kötelez a 406 MHz-es helyadók használatára.) International Telecommunications Union Az ENSZ szakosított szervezete a globális távközlés ügyeinek koordinálására (a 406 MHz-es helyadók műszaki specifikációja)

5 ICAO Annex 12 A polgári repülés nemzetközi keretszabályozása Az államok kötelezettségei a kutatás-mentésben Szervezet, szervezés, végrehajtás, koordinálás, adatmegosztás

6 ICAO Doc 9731 International Aeronautical and Maritime S&R Manual Vol I: Organization & Management Vol. II: Mission Coordination Vol. III: Mobile Facilities

7 Összefoglaló kezdő ábra (a jelenről) (LEO/GEOSAR alkalmazás)

8 Összefoglaló kezdő ábra (de a jövőről) (MEOSAR GPS alapú, új megközelítés)

9 Alapok COSPAS - Cosmicheskaya Sistyema Poiska Avariynich Sudov Veszélyben lévő hajók kozmikus felkutatásának rendszere SARSAT Search And Rescue Satellite-Aided Tracking Kutatás-mentési, műholddal segített (nyom)követés CÉL: a légijármű katasztrófák és vészhelyzetben lévő tengerjáró hajók detektálása és helyzetének meghatározása az életben maradtak minél gyorsabb megmentéséért.

10 Miért? A légijármű katasztrófa túlélési esélye 10 % alatt van, ha 2 napon túl van esély a mentésre A túlélési esély 60 %-ra nő, ha 8 órán belül sor kerül a mentésre Tengeren hasonlóak az arányok, főleg ha sérültek is vannak (nem extrém körülmények /pl. 0 o -os víz/ között, persze) A pontos helyzet meghatározhatósága jelentősen csökkenti a SAR költségeit, illetve a veszélyes környezetben, feltételek közötti kutatás időigényét Ennek megfelelően: lényegesen javítja a szolgálatok hatékonyságát (minden szempontból)

11 Történet 1979: MoU aláírása, USA, FRA, CAN és Szovjetunió 1982-től: demonstrációs szakasz a működhetés igazolására (sikeres!) 1984: 2. MoU aláírása a 4 ország érintett szervezetei szintjén Centre National d'etudes Spatiales (CNES), FRA; Department of National Defence (DND), CAN, Ministry of Merchant Marine (MORFLOT), USSR; és National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), USA Az oroszok (RUS) 1992-től jogfolytonosan végzik (SZU vége) 1985: a rendszer működésének hivatalos bejelentése 1989: a International Cospas-Sarsat Programme Agreement aláírása A folyamatos (műholdas alapú) működtetés vállalásával és A diszkriminációmentes szolgáltatással minden állam részére

12 Statisztikai elemek (1) A COSPAS-SARSAT eddig esemény során személy megmentésében működött közre (adat: dec. 31.) A program jelenlegi Résztvevői : 4 szerződő fél (a Cospas-Sarsat Agreement) 26 Földi Szegmens szolgáltató (provider) 10 Felhasználó Ország (User States) 2 Földi Szegmens Operátor (operator) Mindösszesen = 42 együttműködő résztvevő

13 2013.XII.. XII.

14 Statisztikai elemek (3)

19 Statisztikai elemek (8) (2014. dec. 15-én érv. friss adatok) A COSPAS-SARSAT rendszer komponensei ma: Vészhelyzeti helyadók (Distress Beacons): a világon regisztrálva: 1,290, MHz-en működő rádióadó Földi Szegmens Misszió Irányító Központ (Mission Control Centres - MCCs): 31 LEOLUT-ok száma: 53 (= Ground receiving station in the LEOSAR system) GEOLUT-ok száma: 23 (= Ground receiving station in the GEOSAR system ) Űr Szegmens LEOSAR műholdak száma: 5 (LEO = Low-altitude Earth Orbit) GEOSAR műholdak száma: 7 (GEO = Geostationary Earth Orbit)

20 Rendszerműködési vázlat 3 eszközcsoport: EPIRB ELT PLB (mik is ezek?)

21 A vészhelyzeti helyadók fajtái: (mindegyiknek több alcsoportja, osztálya van ) EPIRB-ek (Emergency Position Indicating Radio Beacon): Tengerészeti felhasználásra kialakítva, több egyezmény alapján 1993-tól minden 300 t és e feletti hagyományos hajón kötelező!!! Manuálisan vagy víz érintkezéskor automatikusan aktiválódik. ELT-k (Emergency Locator Transmitter): Légijárműhöz tartozó általános kifejezés azon berendezés leírására, amely az alkalmazástól függően, egyedi jelzéseket bocsát ki a kijelölt frekvencián, ami vagy manuálisan vagy a becsapódáskor automatikusan aktiválódik. PLB-k (Personal Locator Beacon): Hordozható, manuálisan aktiválható eszköz, amely 406 MHz-en sugároz ki vészjeleket, és lehet benne a megtalálást eltérő frekvencián kiadott, kiegészítő jelzéssel (homing) segítő alrendszer is. ((SSAS-ek (Ship Security Alert System): Csak tengerészeti, főleg védelmi (security) célokból. A SOLAS Egyezmény megköveteli a SOLASosztályú hajókon az SSAS rendszer telepítését, beleértve ennek műholdas interface-ét a Cospas- Sarsat használatához. Ez a rendszer csak manuálisan aktiválható! (SOLAS = International Convention for the Safety of Life at Sea)

22 22 Vészhelyzeti helyadók EPIRB-k ELT-k PLB-k SSAS-k

23 LEOSAR műholdak konstellációja 6 db LEOSAR műhold napszinkron pályán, közel-poláris röppályán, 850 km magasságban Mindegyik felszerelve a 406 MHz-es SAR célú berendezésekkel Mindegyik műhold teljes röppályája a sarkok fölött vezet át Körülfordulási idejük 100 perc, sebességük 7km/sec Kb km látásterülete, ekkora sávot lát egy-egy műhold A Földről nézve a műhold 15 perc alatt keresztezi a látható égboltot, függően az adott maximális áthaladási magasságszögtől

24 A jelenleg működő eszközök és funkciók

25 LEOSAR műholdak komplex fedésterülete (A számokhoz lásd a köv. slide-ot)

26 * = dual system LEOSAR műholdak fedésterülete

27 GEOSAR műholdak konstellációja A GEOSAR műhold-rendszert az: a) USA (GOES széria), b) India (INSAT széria), c) EUMETSAT (MSG szuéria), és d) Oroszország (Electro-L and Louch szériák) körei alkotják. a) b) c) d)

28

29 GEOSAR műhold fedés és a GEOLUT-ok

30

31 LEO esetében Behatárolt lehetőségek a lehetséges fedésterület miatt

32 A fedésterület javításának megoldása Ezért kombinált módszer

33 Miért vonták ki a 121,5 és 243 MHz-et a rendszerből?

34 Az eredeti kutatási terület méretei

35 A GPS III-nál már 200 lehet, lsd A 406 MHz kutatási terület méretei

36 Vészehelyzeti helyadók 36 A MHz vs 406 MHz összevetése 406 MHz GPS-szel Pl. helyszín: Washington DC MHz 406 MHz Kutatási idő = Minimális (~ 120 m) Kutatási idő = 12+ óra (~ 20 km) Kutatási idő = 2-3 óra (~ 5 km)

37 A működés alapja: a Doppler-elv Ha a műhold A-ból B felé haladva közeledik a jelforráshoz, műhold által vett frekvencia magasabb, mint a kisugárzott jel frekvenciája; A jelforrás fölött a két frekvencia magassága megegyezik. Ha a műhold túlhaladta a helyet, a vett frekvencia alacsonyabb lesz, mint a kisugárzott jelé (ami tehát magasabb lesz).

38 A működés A Doppler-görbe felhasználásával megállapítható, milyen messze van az adó helyszíne a műholdtól. A LUT és a műhold pontos helyezet ismert, ezekből pedig az adó berendezés pontos helye is meghatározható!

39 ELT Emergency Locator Transmitter Analóg frekvenciák: 121,5 MHz, 243 MHz (MIL) február 1. óta a műholdas rendszer nem detektálja ezeket! Műholdas ELT frekvencia: 406 MHz

40 EPIRB Emergency Position Indicating Radio Beacon

41 PLB Personal Location Beacon

42 Az 5 DDR

43 A riasztási adatok elosztása A Cospas-Sarsat Adatelosztási Terv (Data Distrubution Plan) A LEOLUToknál és a GEOLUT-oknál generált adatokat a megfelelő RCC számára továbbítják Ez a számítógéppel meghatározott pozíciónak és a helyadó országkódjának megfelelően teszik. A globális feldolgozás miatt több RCC-t is értesíthetnének több oldalról is, de a redundáns adatokat koordinált eljárások alapján szűri a földi kommunkikációs hálózat. Valamennyi LUT a hozzá kapcsolódó MCC-n keresztül értesíti tehát a megfelelő RCC-t

44 A riasztási adatok elosztása 5 DDR van, mindegyikhez egy vagy több kapcsolt MCC tartozik Az MCC(k) felelnek a riasztások megfelelő elosztásáért a specifikus földrajzi területen (MCC service area). Az MCC felel a riasztások területileg megfelelő Mentést Koordináló Központjának (RCC) vagy a Kutatásmentésért felelős Kapcsolati Személlyel (SPOC). A DDR-en túlra továbbítandó riasztás esetén a nem érintett MCC csak relé szerepet játszik (nodal MCC), címzett felé továbbítja a rá vonatkozó riasztást. Ehhez kétoldalú kommunikációs rendszerek állnak rendelkezésre, ahol ez releváns.

45 Mi van, ha baj van? Aktivált vagy aktiválódott helyadó esetén üzenetet kell generálni a SAR indításához Üzenet formátumok Kötelező a szabványos formátumú üzenetek használata A riasztási közlemények részletes stukrúráját a C/S A.002 "Cospas-Sarsat Mission Control Centres Standard Interface Description (SID)" dokumentum írja le.

46 Távközlési követelmények Kommunikációs vonalak A Cospas-Sarsat SID formátumát dolgozták ki az MCC-k egymás közötti, illetve a Cospas-Sarsat MCC és az RCC-k vagy SPOC-ok között. A kommunikáció alapjait és előírásait a C/S A002 dokumentum tartalmazza, a Standard Interface Description (SID) komplex tartalmában. A SID formátumú üzeneteket az MCC-k automatikusan képesek küldeni és feldolgozni. A telefon kommunikáció (hang és telefax) mellett minden MCC-nek legalább 2 nemzetközi adattovábbító hálózattal kell kapcsolatot fenntartania a vészüzenetek bármikori továbbítása érdekében (az adatcsere maximális rendelkezésreállásáért). Az MCC-k a következő adatkapcsolatokat használhatják: AFTN (állandóhelyú polgári replési telexhálózat) Csomagkapcsolt adathálózatok (X.25) File Transfer Protocol over Virtual Private Network (FTP-VPN), internet alapon

47 Elvárások (néhány részlet ) Nagyon sok kritérium van (több száz oldal leírás) Minden rádiónak regisztrálva kell lennie A regisztráció különleges, ID (azonosító) jel-rendszer rögzítését célozza Jelenleg pl. 278 db. egyedi rádió berendezés van a Jóváhagyott Rádió-helyadó Modellek jegyzékében, amelyek megfelelnek a követelményeknek Hexadecimális egyedi cím (ID), 144 bit információ tartalommal (pl. a/c code, nemzeti kód, helyadó spec. sorozat-kódja, stb., 440 bit/sec átviteli sebesség mellett, 5 W kimenő teljesítmény; stb )

48 Egy példa a kódolásra (Standard Location Protocol)

49 Beacon registration site

50 Példa az MCC vészüzenetre RCC felé Decoding: 1.sor: S02 2. számű satellite-től jött a riasztási érzekelés 4.sor: a legközelebbi khz-ig jelezve 8.sor: a LUT által érzékelt helyzet(ek) valószínűségi megbízhatósága %-ban 10.sor: A: a homing-ja ön manuálisan működhet, ha bekapcsolták B: a helyadó egyéb kódolt információi, ami bevihető (optional long format) C: egyéb kódolt információk (pl. tengerészeti) D: bármilyen, az MCC-nél meglévő adat, ami fontos lehet az RR-nek

51 SAR események online jelentő felülete

52 Működési paraméterek figyelése Komplex előírás-csomag a paraméterekre Teljesítmény-elemek (performance), Megfelelőségek (compliance), megbízhatósági ráta (reliability) frekvencia stabilitás (stability) Vételi arányok (rate of reception) Bit hiba ráta (bit error rate) Stb., stb., több tíz működési jellemző/mutató

53 Fals riasztások Helytelen helyadó kezelés (rossz telepítés, helytelen üzemi próba, stb ) Helyadó meghibásodás (pl. vízbehatolás, elektr. hiba, akku meghibásodás, hibás aktiválódás (gravitáció, mágnesesség, ólom, Felszerelési hibák (pl. rögzítő szíjak, övek, keretek szakadása, törése, a beindító mechanizmus hibája, stb.

54 A tökéletesség felé (?)

55 A MEOSAT világ felé Az új generációs GPS III. műholdak (1575 MHz L1C sáv A 4. polgári GPS frekvencia a GPS és az egyéb navig. műholdak interoperábilis működéséhez) Az orosz GLONASS és az EU Galileo-ja

56 Összefoglaló ábra a jelenleg épülő rendszeréről (MEOSAR GPS alapú, új megközelítés)

57 A magyar kutatás-mentés helyzete IDE érkezik a COSPAS-SARSAT riasztás JOGI HÁTTÉR Nemzetközi Polgári Repülésről szóló (Chicagói) Egyezmény 12. sz. Függeléke - Kutatás és mentés (Kihirdetve a nemzetközi polgári repülésről Chicagóban, az évi december hó 7. napján aláírt Egyezmény Függelékeinek kihirdetéséről szóló évi XLVI. törvényben) NATO STANAG 3552 Kutatás-mentés kézikönyv ATP-10(D) (Ed. 10) A légiközlekedésről szóló évi XCVII. Törvény A bajba jutott légi járművek megsegítését, valamint a katasztrófák elleni védekezéssel és a mentéssel összefüggő tevékenységet ellátó légi kutató-mentő szolgálat szervezetéről, működésének, fenntartásának, riasztásának és a mentéssel járó költségek viselésének rendjéről, e tevékenységek engedélyezésére vonatkozó szabályokról szóló 267/2011. (XII.13.) Korm. Rendelet Országos Légi Kutató-Mentő Terv Az Országos Légi Kutató-Mentő Rendszer Kutatás-Mentést Koordináló Központjának Szolgálati Utasítása; RCC Az Országos Légi Kutató-Mentő Tervben foglaltak végrehajtásával kapcsolatos feladatokról szóló 12/2013. számú BM Országos Katasztrófavédelmi Főigazgatóság (a továbbiakban: BM OKF) főigazgatójának intézkedése Magyarország légi kutató-mentő készenléti szolgálat ellátásának rendjéről szóló 121/2012. számú MH Összhaderőnemi Parancsnokság parancsnokának intézkedése MH Légi Vezetési és Irányítási Központ, Kutató-Mentő Műveleti Terv

58 Rendelkezésre álló LÉGI ERŐK: A beavatkozó erők Az MH Légi Kutató - Mentő Készenléti Szolgálat (a továbbiakban: LKMKSZ) helikopterei, a MH rendelkezésre álló egyéb légijárművei és azok személyzete; A Magyar Légimentő Nonprofit Kft. rendelkezésre álló erői és eszközei; A Készenléti Rendőrség rendelkezésre álló légijárművei és azok személyzete; Nem állami szervezet vagy személy által üzemeltetett, OLKMR-be bevont légijárművek és azok személyzete. Rendelkezésre álló FÖLDI ERŐK: BM OKF egységei; Magyar Honvédség földi erői; Országos Mentőszolgálat (a továbbiakban: OMSZ) egységei; Országos Rendőr-főkapitányság (a továbbiakban: ORFK) egységei; Egészségügyi intézmények és központok; Egyéb kutató-mentő tevékenységet folytató szolgálatok, szervezetek ELVBEN A NEMZETKÖZI GYAKORTLAT ÉS KÖVETELMÉNYEK KERÜLNEK ALKALMAZÁSRA! KOMPETENCIA ÉS HATÁSKÖRI KÉRDÉSEK FOLYAMKATOSAN FELMERÜLNEK (!)

59 A magyar SAR régió

60 Eszközök Folyamatos készenlétben, 2 db. Mi-17

61 Kutatási módszerek (példák) Fésű módszer (csak ha sok kutató lj. áll rendelkezésre) Párhuzamos pásztázás módszer Megadott útvonal módszer (amikor ismert a kutatott lj, eredeti útvonala) Táguló négyzet módszer (nagy, de nem ismert terület)

62 Végül néhány praktikus alkalmazás a SAR vonalán MA és a JÖVŐBEN (?)

63

64

65 COSPAS-SARSAT műholdas rendszer SEARCH & RESCUE LIRKOM II. 3. előadás (2015.febr.23.) KÖSZÖNÖM A FIGYELMET! Mudra István

66 LUT Local User Terminal DDP Data Distribution Plan LEO/GEO - Combining LEOSAR data with GEOSAR data in a LEOLUT to produce Doppler locations SPOC SAR Point Of Contact