Bao Ve Tot Nghiep

KÝnh tha c¸c thÇy trong héi ®ång!

1.LuËn v¨n t«i b¶o vÖ h«m nay cã tªn “øng dông cña VHF Data link Mode 4 trong m«i trêng CNS/ATM” ®©y lµ mét hÖ thèng kü thuËt phôc vô cho c«ng t¸c ®iÒu hµnh trong ngµnh Qu¶n lý bay d©n dông ViÖt Nam vµ trªn thÕ giíi. 2. Tríc hÕt t«i xin b¾t ®Çu b»ng lé tr×nh cña mét chuyÕn bay: Lé tr×nh mét chuyÕn bay bÊt kú bao gåm 3 giai ®o¹n lµ CÊt c¸nh, Bay b»ng vµ H¹ c¸nh. §Ó ®¶m b¶o ®iÒu hµnh kh«ng lu (Air Traffic Management) cho mét chuyÕn bay an toµn tõ ®iÓm ®Çu ®Õn ®iÓm cuèi nh trªn th× ngêi KiÓm so¸t viªn kh«ng lu cÇn ph¶i ®îc hç trî bëi 3 hÖ thèng kü thuËt chÝnh lµ Th«ng tin liªn l¹c, Gi¸m s¸t vµ DÉn ®êng. 3.HÖ thèng Gi¸m s¸t ®îc cÊu t¹o bëi m¹ng líi c¸c Radar s¬ cÊp vµ thø cÊp bè trÝ sao cho tÇm phñ ®¶m b¶o trïm kÝn FIR. Qua sè liÖu c¸c tr¹m Radar truyÒn vÒ trung t©m, ngêi KSVKL cã thÓ cã ®îc mét h×nh ¶nh toµn c¶nh vÒ vÞ trÝ, tèc ®é, ®é cao cña c¸c ph¬ng tiÖn giao th«ng trªn kh«ng (tÇu bay - tr¹m di ®éng) hay cßn gäi lµ mµn luång kh«ng lu. HÖ thèng DÉn ®êng lµ c¸c ®µi dÉn ®êng VOR/DME, NDB ho¹t ®éng trªn c¸c d¶i tÇn 108-117,975 MHz cã t¸c dông nh c¸c cét mèc trªn kh«ng gióp ngêi phi c«ng cã thÓ lµm mèc ®Ó ®iÒu khiÓn tÇu bay bay ®óng híng. Cuèi cïng, hÖ thèng th«ng tin liªn l¹c lµ m¹ng c¸c tr¹m VHF ho¹t ®éng trªn b¨ng tÇn 118 - 136.975 MHz ph©n c¸ch kªnh 25kHz gióp cho ngêi KSVKL ®µm tho¹i víi phi c«ng ®Ó dÉn d¾t m¸y bay bay theo c¸c ®iÓm mèc tíi ®Ých. Ngoµi ra viÖc ®µm tho¹i cßn gióp mÆt ®Êt cung cÊp thªm

c¸c dÞch vô kh¸c nh KhÝ tîng, ®iÖn v¨n, c¸c th«ng b¸o NOTAM ®Æc biÖt. 4.Víi ba hÖ thèng kü thuËt t¸ch rêi nh vËy, qua tr×nh ®iÒu hµnh bay sÏ gÆp ph¶i nhiÒu khã kh¨n, cô thÓ lµ: Phi c«ng hoµn toµn “mï”, kh«ng cã kh¶ n¨ng quan s¸t c¸c luång kh«ng lu ®Ó nhËn biÕt t×nh tr¹ng mét c¸ch liªn tôc mµ ph¶i phô thuéc hoµn toµn vµo mÆt ®Êt. §iÒu nµy còng ®Æt hÕt c¸c g¸nh nÆng tr¸ch nhiÖm lªn c¸c KSVKL, n¬i mµ ph¶i ®iÒu hµnh rÊt nhiÒu tÇu bay kh¸c trong vïng. MÆt kh¸c, víi dÞa h×nh kh«ng chØ cã ®Êt liÒn mµ lµ c¶ vïng xa x«i vµ vïng biÓn th× hÖ thèng dÉn ®êng kh«ng thÓ ®¶m b¶o lé tr×nh tèi u cho c¸c chuyÕn bay, c¸c tÇu bay ph¶i bay dÝch d¾c theo c¸c ®µi dÉn ®êng ®Ó tíi ®Ých, ®iÒu nµy lµm chi phÝ cho mét chuyÕn bay t¨ng ®¸ng kÓ. §èi víi hÖ thèng th«ng tin liªn l¹c th× víi chØ 760 tÇn sè trªn toµn cÇu th× kh«ng ®ñ ®¸p øng lu lîng bay hiÖn t¹i t¹i c¸c vïng nh Mü vµ Ch©u ©u (t¹i ch©u ©u, tæng sè kªnh hiÖn nay sö dông lµ 9000 kªnh). T¹i níc ta, víi tèc ®é ph¸t triÓn lu lîng bay nh hiÖn nay (274% trong 10 n¨m qua) th× sÏ tiÓm Èn nguy c¬ t¾c nghÏn b¨ng tÇn VHF. 5.Mét gi¶i ph¸p cña ICAO - Tæ chøc hµng kh«ng d©n dông thÕ giíi lµ ®Ò xuÊt hÖ thèng CNS/ATM, mét hÖ thèng kÕt hîp c¸c yÕu tè C-N-S thµnh mét thµnh phÇn chung ®Ó hç trî cho c«ng t¸c ATM. Khi ®ã, tÊt c¶ c¸c ph¬ng tiÖn ®Òu cã kh¶ n¨ng quan s¸t luång kh«ng lu ®Ó tù chñ ®îc t×nh tr¹ng cña m×nh, gi¶m g¸nh nÆng cho KSVKL. HÖ thèng dÉn ®êng vµ gi¸m s¸t dïng c«ng nghÖ vÖ tinh, kh«ng phô thuéc vµo cÊu tróc c¬ së h¹ tÇng mÆt ®Êt , dÇn thay thÕ hÖ thèng gi¸m s¸t Radar vµ dÉn ®êng mÆt ®Êt tèn kÐm. Lo¹i bá ®µm tho¹i t¬ng tù trong phÇn lín qu¸ tr×nh bay, thµnh phÇn liªn l¹c tiÒm Èn nhiÔu vµ t¾c nghÏn.

6. §©y lµ m« h×nh ho¹t ®éng cña hÖ thèng CNS/ATM míi. T¹i ®©y, hÖ thèng vÖ tinh GPS sÏ cung cÊp vÞ trÝ, tèc ®é, ®é cao cho tõng ph¬ng tiÖn lu th«ng, ®ång thêi cung cÊp c¶ thêi gian chuÈn cho tõng ph¬ng tiÖn. B»ng c¸c ®êng liªn kÕt d÷ liÖu, c¸c tr¹m di ®éng nµy sÏ ph¸t qu¶ng b¸ th«ng tin ®ã cho tÊt c¶ c¸c tr¹m kh¸c vµ thu th«ng tin c¸c tr¹m kh¸c ph¸t vÒ ®Ó h×nh thµnh lªn mét b¶n ®å luång kh«ng lu cho chÝnh m×nh (®©y gäi lµ dÞch vô ADS-B ) . Th«ng tin ®iÒu hµnh bay vµ c¸c dÞch vô kh¸c tõ KSVKL th«ng qua m¹ng mÆt ®Êt sÏ truyÒn ®Õn tr¹m thu ph¸t VHF ®Ó truyÒn tíi c¸c tr¹m di ®éng cô thÓ. Trong trêng hîp thêi kú qu¸ ®é c¸c tÇu bay sÏ ®îc trang bÞ ®ång thêi c¶ tho¹i VHF vµ liªn kÕt d÷ liÖu VHF. Cßn c¸c tÇu bay cha ®îc trang bÞ dÞch vô ADS-B, tr¹m Radar sÏ thu th«ng tin vÒ vÝ trÝ, biÕn ®æi vµ qua m¹ng mÆt ®Êt ®a ®Õn ®Ó tr¹m VHF mÆt ®Êt ph¸t lªn. Lóc ®ã c¸c tÇu bay nµy còng sÏ cã mét b¶n ®å luång kh«ng lu (®©y lµ dÞch vô TISB ). Sau mét thêi gian sÏ dÇn dÇn lo¹i bá c¸c tr¹m Radar . HiÖn nay dÞch vô GPS vµ m¹ng mÆt ®Êt ®· s½n sµng, ®iÒu quan träng lµ ph¶i thiÕt lËp mét liªn kÕt d÷ liÖu kh«ng ®Þa sö dông b¨ng tÇn VHF. 7.HÖ thèng VDL Mode 4 ®îc lùa chän ë ®©y cã c¸c ®Æc ®iÓm chÝnh sau: Ho¹t ®éng trªn b¨ng tÇn th«ng tin hµng kh«ng 108 – 136,975 MHz, ph©n c¸ch kªnh 25 kHz, §iÒu chÕ GPSK, Tèc ®é bÝt 19,2 kb/s, §ång bé thêi gian chuÈn UTC, Giao thøc STDMA 8.§iÒu chÕ GFSK lµ ph¬ng ph¸p ®iÒu tÇn dïng kho¸ dÞch tÇn cã bé läc Gaussian. Víi bé läc nµy, tÝn hiÖu NRZ tríc khi ®a vµ ®iÒu chÕ FSK sÏ ®îc ®a qua bé läc Gaussian ®Ó h¹n chÕ ®é réng phæ. KÕt qu¶ ta sÏ cã mét tÝn hiÖu ®iÒu tÇn cã hiÖu suÊt b¨ng th«ng cao vµ tèc ®é bÝt lªn tíi 19,2 kb/s. 9.S¬ ®å ®iÒu chÕ GFSK

10.VDL Mode 4 lµ mét ®êng liªn kÕt d÷ liÖu ghÐp kªnh theo thêi gian nªn ®ång bé ®ãng vai trß rÊt quan träng. Ph¬ng thøc ®ång bé ë ®©y lµ dïng chuÈn thêi gian UTC lÊy tõ hÖ thèng vÖ tinh (m· IRIG-B). Ngoµi ra, c¸c tr¹m cßn cã giao ®éng néi bªn trong (®ång hå nguyªn tö) ®Ó lµm nguån ®ång hå thø cÊp, sau cïng lµ ph¬ng thøc ®ång bé tõ tr¹m kh¸c nÕu c¶ hai nguån trªn mÊt. 11.Nh vËy cÊu h×nh mét m¸y thu ph¸t chuÈn ph¶i cã lµ: M¸y thu ph¸t VHF ®Ó ®iÒu chÕ vµ gi¶i ®iÒu chÕ tÝn hiÖu, bé thu GNSS nhËn d÷ liÖu ®ång hå chuÈn vµ hÖ thèng xö lý CPU ®iÒu khiÓn viÖc truy nhËp c¸c khe thêi gian vµ giao tiÕp víi c¸c hÖ thèng kh¸c. 12.Th«ng tin gi÷a c¸c tr¹m bao gåm c¸c tr¹m di ®éng (tÇu bay vµ c¸c xe ho¹t ®éng ®êng b¨ng) vµ c¸c tr¹m mÆt ®Êt cè ®Þnh. Th«ng tin trao ®æi bao gåm c¸c b¶n tin ng¾n (Text), th«ng tin vÞ trÝ, tèc ®é ®é cao (Positioning Infomation) vµ c¸c b¶n ®å thêi tiÕt (Graphich). C¸c tr¹m cã thÓ tù tæ chøc viÖc truy nhËp khe thêi gian mµ kh«ng cÇn sù ®iÒu khiÓn chung cña mét tr¹m mÆt ®Êt nµo. Mçi tr¹m cã thÓ truy nhËp, gi¶i quyÕt xung ®ét, chia sÎ tµi nguyªn thêi gian víi c¸c tr¹m kh¸c. T¹i c¸c vïng ®Çu cuèi, tr¹m mÆt ®Êt cã thÓ can thiÖp, chiÕm dông mét sè khe thêi gian ®Ó ph¸t c¸c b¶n tin, dÞch vô quan träng. Trong c¬ chÕ tù tæ chøc, c¸c tr¹m cã thÓ chiÕm khe thêi gian ®Ó ph¸t qu¶ng b¸ th«ng tin cho tÊt c¶ c¸c tr¹m hoÆc chØ sö dông c¸c khe ®ã ®Ó ph¸t th«ng tin ®iÓm nèi ®iÓm víi mét tr¹m cô thÓ kh¸c. 13.Trong hÖ thèng VDL Mode 4, thêi gian ®îc chia thµnh c¸c ®o¹n cã ®é dµi 1 phót gäi lµ c¸c siªu khung. Mçi siªu khung ®îc chia thµnh 4500 khe thêi gian tøc lµ mçi khe thêi gian lµ 13,33ms. C¸c tr¹m cã thÓ truy nhËp vµo c¸c khe nµy ®Ó thu hoÆc ph¸t d÷ liÖu.

14.C¸c tr¹m sÏ tù ®éng truy nhËp vµo c¸c khe thêi gian ®Ó th«ng tin liªn l¹c, gi¶i quyÕt c¸c xung ®ét. B»ng viÖc thu nhËn c¸c b¶n tin cña c¸c tr¹m kh¸c, c¸c tr¹m sÏ tù x©y dùng mét b¶ng dµnh riªng chøa danh s¸ch c¸c tr¹m cïng c¸c khe thêi gian mµ tr¹m ®ã ®· dµnh riªng cho m×nh. Nhê ®ã mµ c¸c tr¹m cã thÓ tr¸nh ®îc xung ®ét vÒ khe thêi gian vµ t×m ra ®îc khe thêi gian cßn trèng ®Ó dµnh riªng cho môc ®Ých cña m×nh. §èi víi c¸c vïng bay tha, c¸c khe thêi gian trèng cha ®îc ®¨ng ký dµnh riªng sÏ dÔ dµng t×m ra, tr¹m chØ viÖc dïng thuËt to¸n tung xóc x¾c ®Ó chän mét sè trong c¸c khe ®ã. 15.Tuy nhiªn, khi ë nh÷ng vïng mËt ®é ®«ng, c¸c khe thêi gian nh vËy gi¶m dÇn vµ sÏ cã lóc kh«ng thÓ t×m thÊy. Lóc nµy tr¹m sÏ ph¶i sö dông thuËt to¸n t¸i sö dông khe ®Ó dïng cho m×nh. Tr¹m sÏ t×m vµ chiÕm dông khe thêi gian ®· dµnh riªng cña tr¹m kh¸c xa nhÊt trong tÇm phñ cña nã ®Ó sö dông. §iÒu nµy ®ång nghÜa víi tÇm liªn l¹c cña tr¹m nµy thu hÑp vÒ phÝa sau tr¹m kia tøc lµ tÇm phñ gi¶m dÇn mÆc dï tÇm phñ sãng thùc tÕ vÉn kh«ng ®æi. Ph¬ng ph¸p nµy gióp cho tÇm phñ cña tr¹m kh«ng gi¶m mét c¸ch ®ét ngét mµ gi¶m tõ tõ khi t¶i kªnh t¨ng dÇn. Tuy nhiªn hÖ thèng ®îc thiÕt kÕ ®Ó tÇm phñ kh«ng bao giê gi¶m xuèng qu¸ 150 dÆm. 16.CÊu tróc cña c¸c b¶n tin cña c¸c tr¹m ph¸t ®i sÏ cã d¹ng nh sau: … ViÖc truyÒn c¸c b¶n tin ®îc thùc hiÖn trong c¸c khe thêi gian ®· chiÕm víi khu«n d¹ng sau: ®èi víi viÖc truyÒn dÉn 1 khe th× cã 4 giai ®o¹n : a. m¸y t¨ng c«ng suÊt vµ æn ®Þnh trong 832 µs, b. ph¸t 24 bit 0101 liªn tôc ®Ó ®¸nh dÊu b¾t ®Çu phÇn th«ng tin, c. phÇn th«ng tin vµ d. lµ kho¶ng b¶o vÖ. §èi víi c¸c b¶n tin b¸o c¸o vÞ trÝ th× chØ cÇn ph¸t ®i trong 1 khe, nhng tuú theo c¸c dÞch vô kh¸c mµ sè lîng khe t¨ng lªn, chØ cã phÇn c. lµ dµi h¬n.

17.MÆc dï thiÕt kÕ cña hÖ thèng lµ kh«ng cÇn cã sù ®iÒu khiÓn liªn kÕt chung cña tr¹m mÆt ®Êt nµo, nhng trong nh÷ng vïng lu lîng ®«ng nh s©n bay cÇn x¾p xÕp viÖc cÊt h¹ c¸nh hoÆc khi cã vÊn ®Ò ®Æc biÖt trong vïng nh vïng b¾n tËp, thêi tiÕt xÊu ®ét ngét, chuyªn c¬ … th× c¸c b¶n tin ®Æc biÖt nµy sÏ ®îc mét tr¹m mÆt ®Êt can thiÖp vµ ®iÒu khiÓn viÖc truy cËp c¸c khe cho c¸c tr¹m di ®éng kh¸c. Do ®ã cã 2 kiÓu ho¹t ®éng cña VDL Mode 4 , ®ã lµ Ho¹t ®éng ®éc lËp, ë ®©y c¸c tr¹m di ®éng tù tæ chøc viÖc truy cËp khe thêi gian cña m×nh. ChÕ ®é ho¹t ®éng nµy ®îc thùc hiÖn t¹i qu¸ tr×nh bay b»ng, qu¸ tr×nh dµi nhÊt trong ho¹t ®éng bay, do ®ã cã thÓ bá c¸c tr¹m mÆt ®Êt trung gian ®i ®Ó gi¶m chi phÝ hoÆc chØ dïng c¸c tr¹m mÆt ®Êt kh«ng tÝch cùc víi chi phÝ thÊp ®Ó gi¸m s¸t. 18.§èi víi c¸c vïng ®Çu cuèi, do cÇn cã sù ®iÒu phèi cña mét ®Çu mèi duy nhÊt cho viÖc cÊt h¹ c¸ch mµ cÇn cã mét tr¹m mÆt ®Êt ®øng ra ®iÒu khiÓn chung hÖ thèng. §©y lµ kiÓu ho¹t ®éng trùc tiÕp víi c¸c c¬ chÕ kho¸ khe thêi gian, kho¸ chïm khe thêi gian kh«ng cho bÊt cø tr¹m di ®éng nµo truy cËp ®Ó tr¹m mÆt ®Êt cã thÓ ph¸t c¸c tÝn hiÖu ®iÒu khiÓn vµ b¶n tin cña m×nh. 19.ViÖc thùc hiÖn c¸c chÕ ®é nµy ®îc tiÕn hµnh theo mét lo¹t c¸c giao thøc 20. 21. 22. 23. 24.Ph©n bæ kªnh sö dông trong VDL Mode 4 nh sau: 2 kªnh GSC sÏ ®îc Ên ®Þnh ®Ó ho¹t ®éng trªn ph¹m vi toµn cÇu. C¸c b¸o c¸o ®Þnh kú sÏ ®îc tr¹m di ®éng ph¸t lÇn lît trªn 2 kªnh víi tÇn suÊt vÝ

dô lµ 20 gi©y/lÇn sÏ dÉn ®Õn tÇn suÊt ph¸t hiÖu dông sÏ gi¶m ®i mét nöa tc lµ 10 gi©y/lÇn. 25.Tuy nhiªn t¹i c¸c vïng bay ®éng th× cho phÐp bæ xung thªm 2 kªnh GSC ®Ó cã thÓ t¨ng sè lîng khe thêi gian lªn. §èi víi c¸c vïng ®Çu cuèi nh s©n bay lín, cã thÓ ph¶i sö dông thªm 2 kªnh LSC ®Ó hç trî thªm kh¶ n¨ng th«ng tin. Nh vËy sè kªnh tèi ®a sö dông sÏ lµ 6. Vµ vÊn ®Ò t¾c nghÏn tÇn sè ®· ®îc gi¶i quyÕt. 26.T¹i FIR phÝa Nam, c¸c chuyÕn bay thêng kú thö nghiÖm dïng data link ®· ®îc thùc hiÖn gi÷a trung t©m kiÓm so¸t HCM vµ B¨ng Cèc. Cßn t¹i FIR Hµ Néi, qu¸ tr×nh bay hiÖu chuÈn cho tr¹m Méc Ch©u ®· hoµn thµnh vµ c«ng t¸c x©y dùng tr¹m VHF ®ang ®îc tiÕn hµnh. Trªn ®©y lµ phÇn tr×nh bµy cña t«i, xin héi ®ång cho ý kiÕn!