Międzynarodowy satelitarny

system poszukiwania i ratownictwa

Od 1982 r.

2



radiopław transmitujących sygnały w

niebezpieczeństwie:

◦

ELT dla lotnictwa

◦

EPIRB dla statków

◦

PLB dla użytku osobistego



instrumentów na pokładach satelitów

geostacjonarnych i niskich orbit ziemskich

odbierających sygnały z radiopław;



naziemnych stacji odbiorczych -

Local User

Terminal (LUT)

, które odbierają i przetwarzają

sygnały z satelity oraz generują alarm;



Ośrodków kontrolnych misji -

Mission Control

Center (MCC)

, które odbierają alarmy z LUT i

przekazują je do centrów koordynacji ratownictwa

Rescue Coordination Center (RCC)

,

punktów

kontaktowych SAR

-

Search and Rescue Points Of

Contacts (SPOC)

i innych ośrodków koordynacji.

3



satelity na niskich orbitach tworzące
system

LEOSAR



satelity na orbitach geostacjonarnych
tworzące system

GEOSAR

4

System

GEOSAR

zapewnia prawie

natychmiastowe alarmowanie w swoim zasięgu,

podczas gdy system LEOSAR:



zapewnia pokrycie rejonów polarnych (poza

zasięgiem systemu geostacjonarnego);



zapewnia określanie pozycji w

niebezpieczeństwie używając technik opartych

na zjawisku Dopplera;



jest mniej podatny na zasłanianie sygnału przez

przeszkody mogące blokować sygnał w

niebezpieczeństwie (ponieważ satelity

poruszają się w stosunku do radiopławy).

5

Kanał

LEOSAR

GEOSAR

406 MHz

Zapewniona

identyfikacja i lokalizacja

radioboi w zasięgu

globalnym, ale nie w

systemie ciągłym.

Identyfikacja radioboi.

Możliwa informacja o

lokalizacji gdy

zakodowana w sygnale

(location protocol

beacon)

Prawie ciągłe

alarmowanie.

121.5 MHz

Lokalizacja radioboi.

Brak identyfikacji.

Pokrycie lokalne.

 NIE

OBSŁUGUJE

!!!

6

Przetwarzanie
sygnału radioboi
121.5 MHz
zostanie
zakończone
01.02.2009 r.

7

8

9



System GEOSAR składa się z powtarzaczy
sygnału 406 MHz na pokładach 4 satelitów
geostacjonarnych i połączonych urządzeń
lądowych (GEOLUTs) przetwarzających sygnał.



Ponieważ satelity GEOSAR pozostają na stałych
pozycjach w stosunku do Ziemi

nie występuje

zjawisko Dopplera

i nie można wykorzystać

dopplerowskich technik lokalizacji sygnału
w niebezpieczeństwie.

10

Aby zapewnić rozbitkom możliwość
określenia ich pozycji przez satelity, taka
informacja może być:



pobierana przez pławę z zewnętrznego lub
wewnętrznego systemu nawigacyjnego i
zakodowana w sygnale pławy;



otrzymana (z możliwym opóźnieniem) z
systemu LEOSAR

11

12



Lądowe stacje GEOLUT otrzymują i
przetwarzają sygnał radioboi 406 MHz
powtarzany przez satelity GEOSAR.



W związku z dużym pokryciem
systemu zdolne są do prawie ciągłego
alarmowania na olbrzymich
obszarach.

13



Stacje GeoLUT nie są w stanie określić
pozycji w niebezpieczeństwie.



Dlatego boje 406 MHz z protokołem
lokalizacyjnym transmitują zakodowane
dane o pozycji zapewniając w ten sposób

„quasi-real time”

alarmowanie z

informacjami o pozycji przez system
GEOSAR.

14

15

16

17

System Cospas-Sarsat LEOSAR zapewnia
globalne pokrycie dla boi 406 MHz oraz
pokrycie większości obszarów lądowych dla
boi 121.5 MHz.
Obszar zielony (poprzedni slajd) oznacza
obszary, gdzie przelatujący satelita może
być widziany przez stacje LeoLUT.
Jest także przybliżonym obszarem pokrycia
systemu dla boi 121.5 MHz.

18

W systemie Cospas-Sarsat występują
dwa rodzaje stacji lądowych:

◦

współpracujące z satelitami LEOSAR,
określane jako

LEOLUTs

◦

współpracujące z satelitami GEOSAR,
określane jako

GEOLUTs

19



Konfiguracja i zdolności każdej stacji LEOLUT
może być różna, aby spełnić specyficzne
wymogi partycypujących krajów.



Format sygnału satelitów Cospas i Sarsat
LEOSAR zapewnia kompatybilność satelitów i
stacji naziemnych zgodnie ze specyfikacją
systemu.

20



Zdolność (wydajność) systemu LEOLUT jest
zapewniona przez kanały satelitarne
przeznaczone do przesyłania sygnałów.



Do przesyłania i przetwarzania sygnałów
mogą być używane 4 kanały. Część
satelitów obsługuje wszystkie kanału, część
tylko niektóre z nich.

21



Satelitarny kanał 406 MHz

Search and

Rescue Processor (SARP)

transmituje

otrzymane z boi dane 406 MHz częściowo
przetworzone przez satelitę w celu
identyfikacji, ustalenia czasu transmisji i
częstotliwości każdego pakietu informacji z
boi.



Dzięki pamięci kanału SARP, kanał taki
zapewnia globalne (jeszcze nie ciągłe)
pokrycie dla pław pracujących na
częstotliwości 406 MHz.

22



Kanał powtarzający 406 MHz -

Search and

Rescue Repeater (SARR)

otrzymuje pakiet

transmisyjny boi 406 MHz

i natychmiast

retransmituje go.



Ponieważ brak jest pamięci dla kanału
powtarzającego ten typ przetwarzania danych
obsługuje

tylko lokalne pokrycie

(boja i

LeoLUT muszą byś jednocześnie widoczne dla
satelity przez pewien okres czasu).



Ponieważ satelity

nie przetwarzają

danych

całość przetwarzania wykonywana jest przez
stacje naziemne (LeoLUT).

23



Kanały powtarzające 121.5 MHz i 243 MHz
(

Search and Rescue Repeater - SARR

)

pracują w sposób podobny do kanału 406 MHz
SARR



ale boje

121.5

i

243

 MHz

nie zawierają informacji o
lokalizacji

!!!!!!!!

24



Dla sygnałów 121.5 MHz, 243 MHz i
406 MHz

(otrzymanych przez

odpowiedni kanał SARR)

każda

transmisja jest wykrywana

i przeliczane

są informacje dopplerowskie.



Pozycja boi określana jest używając tych
danych.



Dla boi 406 MHz stacja LUT jest w stanie
dostarczyć informacji identyfikacyjnych.

25

Częstotliwości 406.0 -
406.1 MHz są
zarezerwowane wyłącznie
dla boi EPIRB
współpracujących z
systemami satelitarnymi.

26

Boje 406 MHz systemu Cospas –
Sarsat zostały specjalnie
zaprojektowane do pracy z
systemem LEOSAR aby zapewnić
zwiększone możliwości

w

porównaniu ze starszymi bojami
121.5 MHz.

27

28

Są bardziej wyrafinowane w związku
ze specyficznymi wymogami

stabilności częstotliwości
nadawania

i zawartości cyfrowej

wiadomości

pozwalającej na

transmisję zakodowanych unikalnych
danych identyfikacyjnych.

29

Obecnie stosowane EPIRB 406 MHz (druga
generacja)

pozwalają na transmisję

pozycji w niebezpieczeństwie

z

zewnętrznego lub wewnętrznego odbiornika
nawigacyjnego.

Ta cecha jest szczególnie ważna dla
alarmów GEOSAR, który to system nie
może w inny sposób określić pozycji w
niebezpieczeństwie.

30

System Cospas-Sarsat
406 MHz LEOSAR
pracuje w 2 trybach:
lokalnym i globalnym.

Użycie satelitów orbitujących

na niskich wysokościach daje

silny efekt Dopplera

umożliwiający zastosowanie

dopplerowskich technik

pozycjonowania

System Cospas-Sarsat 406 MHz
LEOSAR używa tych samych
satelitów na orbitach
biegunowych co system
121.5 MHz i dlatego operuje z
tymi samymi ograniczeniami
wynikającymi

z braku ciągłego

pokrycia

zapewnianego przez

satelity systemu LEOSAR (ale o
rozszerzonych możliwościach
technicznych).

31

Informacje są
równocześnie zapisywane
w satelicie do dalszej
transmisji i lądowego
przetwarzania w trybie
globalnym.

Informacje są
równocześnie zapisywane
w satelicie do dalszej
transmisji i lądowego
przetwarzania w trybie
globalnym.

Tryb lokalny

Tryb lokalny

o

Kiedy satelita otrzymuje
sygnał boi 406 MHz,
Search and Rescue
Processor (SARP) mierzy
efekt Dopplera.

o

Wynik transmitowany
jest do widzialnej stacji
LEOLUT.

32

… podczas, gdy boja w
Antarktyce znajduje się
poza nim.

… podczas, gdy boja w
Antarktyce znajduje się
poza nim.

Rysunek ukazuje
satelitę LEOSAR z
jego polem
„widzenia”.

Rysunek ukazuje
satelitę LEOSAR z
jego polem
„widzenia”.

W tym przypadku

zlokalizowana boja

jest w lokalnym

zasięgu LEOLUT

znajdującej się w

Afryce Pn.,

33

SAR Processor

SAR Repeater

W dodatku do trybu
lokalnego
zapewnianego przez
instrumenty SARP,

tylko na satelitach
SARSAT

powtarzacz

sygnału 406 MHz
zapewnia globalny
zasięg.

Różnica pomiędzy SARP
a powtarzaczem jest
taka, że SARP
przetwarza część
danych na pokładzie,
podczas gdy powtarzacz
po prostu przekazuje
sygnał na Ziemię,
dlatego wymaga
dodatkowego
przetwarzania na lądzie.

34



System 406 MHz SARP zapewnia globalne

pokrycie przez przechowywanie

przetworzonych danych z boi w pamięci.



Zawartość pamięci jest stale transmitowana.



Dlatego każda boja może być zlokalizowana

przez wszystkie LEOLUT które śledzą satelitę.

(nawet LEOLUT które nie były w zasięgu

satelity w momencie wykrycia boi).



Zapewnia to globalny zasięg 406 MHz i

zbędność przetwarzania w segmencie

lądowym.

35

Ale satelita ciągle

transmituje

przetworzone dane, a

sygnał alarmowy na

lądzie będzie

wygenerowany, gdy w

zasięgu widzialności

satelity znajdzie się

stacja LEOLUT w Afryce

Kolor niebieski – boja
wykryta w czasie
przelotu nad Antarktyką.

Ponieważ nie było

widocznych LEOLUT,

sygnał alarmowy na

lądzie nie mógł być

wygenerowany w tym

czasie.

36

37



Satelity geostacjonarne orbitują na wysokości
36 000 km, z okresem orbitowania 24
godziny, w ten sposób pozostają stałe w
stosunku do Ziemi na szerokości ok. 0°
(równik).



Pojedynczy satelita pokrywa 1/3 powierzchni
Ziemi z wyjątkiem rejonów polarnych.



Dlatego trzy satelity równo rozmieszczone
(λ) zapewniają stałe pokrycie kuli ziemskiej
pomiędzy ok. 70° N i 70°S

38

… doskonałe pokrycie
rejonów polarnych

… lokalizacja z użyciem
technik dopplerowskich

39

LEOSAR

GEOSAR



satelity na niskich
orbitach biegunowych
(LEOSAR)



satelity
geostacjonarne
(GEOSAR).

40

LEOSAR

4 satelity LEO



Nominalna konfiguracja: 4 satelity

( 2 Cospas i 2 Sarsat).



Rosja dostarcza 2 satelity Cospas

(wysokość 1000 km, obsługujące

121.5 MHz i 406 MHz).



USA dostarcza 2 satelity

meteorologiczne (NOAA) Sarsat

(wysokość 850 km, obsługujące

121.5 MHz i 406 MHz, wyposażone

przez Kanadę i Francję).



Każdy satelita okrąża Ziemię w ok.

100 min. z prędkością 7 km/s



Satelity „widzą” obszar ok. 6000 km

szerokości



Widziany z Ziemi satelita przecina

niebo w około 15 min.

41

GEO

SA

R

GEO

SA

R

Konstelacja GEOSAR składa się z satelitów
dostarczonych przez USA (seria GOES), Indie
(seria INSAT) i EUMETSAT (seria MSG).

42

43

W większości krajów posiadających przynajmniej
jedną stację LUT ustanowiono centra kontroli misji .

Ich główne funkcje to:



zbieranie, magazynowanie i sortowanie danych z
LUT i innych

MCC



zapewnienie wymiany danych z systemem Cospas-
Sarsat



dystrybucja alarmów i danych lokalizacyjnych do
odpowiednich

RCC

lub

SPOC

(SAR Point of Contact)

44

45



Od 1982 r. system pomógł ratować 20 531
osób w 5 752 sytuacjach.



W 2005 r. informacje z systemu były użyte do
ratowania 1666 osób w 435 sytuacjach
pokazanych na mapie.

46

47



cztery strony

„The Cospas-Sarsat

International Programme Agreement”

(Kanada, Francja, Rosja i USA);



25 krajów, dostawców segmentów
lądowych;



9 krajów użytkowników;



2 organizacje.

48

System Cospas-Sarsat System zapewnia
system alarmowania dla następujących
typów boi:



Emergency Locator Transmitters (ELTs) dla
lotnictwa;



Emergency Position-Indicating
Radiobeacons (EPIRBs) dla statków;



Personal Locator Beacons (PLBs) dla innych
celów.

49

Użycie ręcznie lub
automatycznie aktywowanych
boi w wypadku lotniczym lub
morskim redukuje czas do
zaalarmowania odpowiednich
władz i końcowej lokalizacji
miejsca wypadku przez zespół
ratunkowy.

50



Zarówno boje 406 MHz jak i 121.5 MHz są
kompatybilne z systemem Cospas-Sarsat,
ale ich zdolności operacyjne są różne.



Satelity Sarsat (ale nie Cospas lub GEOSAR)
obsługują także częstotliwość 243 MHz.



Boje 243 MHz mają podobną
charakterystykę do boi 121.5 MHz.

51

Rozwój nowej generacji boi 406 MHz
rozpoczął się już na początku
projektu Cospas-Sarsat.

Projektowane były specjalnie do
wykrywania satelitarnego i
lokalizacji z użyciem technik
dopplerowskich.

52

Zapewniają:



zwiększoną dokładność lokalizacji i eliminację
niejednoznaczności;



zwiększone możliwości systemu (np. zdolność
przetwarzania sygnałów większej ilości boi
transmitujących równocześnie w polu widzenia
satelity);



globalne pokrycie;



unikalną identyfikację każdej boi.

53

 

Zmiana z 1988 r. do konwencji

SOLAS ustanawiająca system

GMDSS (Global Maritime Distress
and Safety System)

zobowiązuje

statki o pojemności 300 i więcej GT
do posiadania

Satellite

Emergency Position Indicating
Radio Beacon

(EPIRB).

(wymóg od 01.08.1993 r.)

54

IM

O

 



406 MHz EPIRB spełnia wymogi

alarmowania systemu GMDSS;



121.5 MHz EPIRB

nie spełnia

wymogów

, ponieważ nie jest

zapewnione globalne pokrycie na tej
częstotliwości.

55

IM

O

 

ICAO zaleca, aby od 2005 r.
wszystkie samoloty podlegające
Konwencji ICAO uprawiające loty
międzynarodowe posiadały

Emergency Locator
Transmitter (ELT)

operujący na

częstotliwości 406 MHz, dla
zgodności z systemem Cospas-
Sarsat, oraz 121,5 MHz dla celów
lokalnych.

56

ICAO

 
 

Istnieją także różne wymogi krajowe

dotyczące instalacji ELT/EPIRB na

różnych jednostkach (nie

konwencyjnych)

Niektóre kraje wymagają posiadania

406 MHz Personal Locator Beacon

(PLB) na lądzie, w odległych,

surowych rejonach.

57

Wymogi krajowe

Wymogi krajowe

 



 Duża ilość boi 121.5 MHz została
zainstalowana na pokładach lekkich
prywatnych samolotów dobrowolnie
lub na skutek wymogów krajowych.



Użytkownicy ci powinni rozważyć
zastąpienie ich bojami 406 MHz w
związku z zakończeniem obsługi tej
częstotliwości od 01.02.2009 r.

58

Wymogi krajowe

Wymogi krajowe



Wymogi systemu Cospas-Sarsat dla

EPIRB 406 MHz

i

LEOLUT

wprowadzają

opcjonalne

kodowanie informacji o

pozycji w transmitowanym sygnale.



Boje z takimi możliwościami

określane są jako

location protocol

beacons

(boje z protokołem

lokacyjnym).

59

Protokół dostępny jest dla wszystkich
kategorii użytkowników:

o

morskich EPIRB;

o

lotniczych ELT;

o

lądowych PLB;

o

jest kompatybilny ze wszystkimi
satelitami Cospas-Sarsat (GEO, LEO)
oraz elementami segmentu lądowego.

60

Ponieważ boje z protokołem

lokacyjnym określają i transmitują

swoją pozycję, zdolne są zapewnić

natychmiastowe

alarmowanie i

dostarczenie informacji

lokacyjnych przez geostacjonarne

elementy systemu Cospas-Sarsat.

61



Boje

bez protokołu lokacyjnego

zapewniają alarmowanie przez satelity
GEO i LEO.



Lokalizowane są przez satelity LEO
przy użyciu dopplerowskich technik
określania pozycji.

62