Линия контроля и управления БАС (линия С2)

Выделение частот

Как следует из «Руководства по дистанционно пилотируемым авиационным системам» (Doc 10019) ИКАО, эксплуатация беспилотных авиационных систем (БАС) обусловливает необходимость обеспечения внешнему пилоту возможности управления полетом беспилотным воздушным судном (БВС) в реальном масштабе времени посредством использования линии управления и контроля (Command and Control) – линия С2.

Линия С2 является линией передачи данных между БВС и пунктом дистанционного пилотирования (ПДП) и является необходимым элементом обеспечения безопасности полетов БВС. Воздушным законодательством установлено, что в документации на утверждение типовой конструкции БАС должны быть одобрены все планируемые к использованию линии С2 и необходимые требования к характеристикам. Линия С2 может быть предоставлена в том числе сторонним поставщиком услуг в рамках контракта с эксплуатантом БАС, но в любом случае общую ответственность за ее безопасную интеграцию в конструкцию БАС несет держатель сертификата типа БВС/БАС.

Стандарты Международной организации гражданской авиации (ИКАО) в части функциональных требований к линии С2 изложены в новом томе VI «(системы и правила связи, относящиеся к линии С2 дистанционно пилотируемых авиационных систем)» Приложения 10 «Авиационная электросвязь».

ИКАО жестко разделяет функции (и, соответственно, техническую реализацию) линий связи в интересах линии С2 и линий связи в интересах целевой нагрузки. Из тома VI Приложения 10 «Авиационная электросвязь» ИКАО:

«2.2.1 Линия C2 обеспечивает только выполнение задач внешнего пилота, требуемых для безопасной и эффективной эксплуатации ДПАС.

2.2.2 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».

Таким образом, стандарт ИКАО определяет использование линии С2 для контроля и управления полетом БВС, а также для выполнения вспомогательных функций, но исключительно в целях УВД. Такими вспомогательными функциями, например, могут быть:

— передача с использованием линии С2 голосовых сообщений от внешнего экипажа на борт БВС и обратно в целях реализации двухсторонней связи «внешний пилот – диспетчер УВД» через находящийся в воздухе БВС (радиостанция на борту БВС, что организационно правильно, технически сложно);

— передача с борта БВС информации об окружающей БВС воздушной обстановке; например, информации АЗН-В, принимаемой на борту БВС, и затем транслируемой внешнему пилоту для индикации в целях обеспечения ситуационной осведомленности.

К числу других важных аспектов, связанных с линией С2 и влияющих на летную годность БВС, являются особые требования к обеспечению защиты линии связи от стороннего вмешательства (киберзащита). При этом к линиям связи в интересах целевой нагрузки требования авиационной электросвязи и специальные требования по защите не устанавливаются.

Из тома VI Приложения 10 «Авиационная электросвязь» ИКАО:

«3.5.1 Обмен информацией между ПДП и ДПВС по линии C2, достаточно защищен, чтобы не допустить несанкционированного вмешательства в работу ДПАС.

3.5.2 Конструкция, система мониторинга и правила эксплуатации линии C2 ДПАС являются такими, чтобы свести к минимуму возможность какого-либо несанкционированного управления ДПВС или ПДП на любых этапах полета».

Частоты, используемые в авиации, а также требования к авиационным линиям связи, включая линию С2, определяются специально и должны соответствовать стандартам авиационной электросвязи и использовать разрешенные спектры частот.

В 2021 году в Приложение 10 «Авиационная электросвязь» ИКАО внесены изменения в части, касающейся установления требований и выделения спектра частот для линии С2. Изменения внесены принятием поправки 90 к тому V «Использование авиационного радиочастотного спектра».

В целях реализации линии С2 ИКАО определены:

1. Частоты 136,925 МГц (п. 4.1.1, примечание 2), 113,250 МГц (п. 4.2, примечание 3).
2. Диапазон частот 960-1164 МГц (п. 4.3, примечание).
3. Диапазон частот 5030-5091 МГц (п. 4.4, примечание 3).

Из Приложения 10 том V (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».

Для организации спутниковых линий С2 ИКАО 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.

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

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

В настоящее время в Российской Федерации для контроля и управления полетами БВС на практике наиболее массово используется разрешенный до определенной мощности диапазон 868-870 МГц, однако его использование для линии С2 БАС по существу является нелегитимным.

Многие существующие образцы БАС используют единый радиоканал одновременно в целях линии С2 и для передачи информации целевой нагрузки. С учетом потребностей целевой нагрузки, выбирается более высокий диапазон частот – 2,4 ГГц, 5 ГГц, что, с учетом вышеизложенного, не верно. Совмещение в одной линии связи функций управления и контроля БВС (линия С2) и передачи данных целевой нагрузки БВС (фото, видео и т.д.) противоречит требованиям стандартов ИКАО и несет угрозу обеспечения главной задачи при эксплуатации БАС – безопасному выполнению полетов БВС.

Имеются публикации с обсуждением планов по выделению Государственной Комиссии по радиочастотам (ГКРЧ) для беспилотников в Российской Федерации частот в диапазоне 5-6 ГГц.

Необходимо отметить, что с учетом возлагаемых на линию С2 задач, для ее реализации не требуется использование частот в диапазоне ГГц, обеспечивающего большую пропускную способность. Диапазон «ГГц» востребован для передачи с борта БВС информации целевой нагрузки (фото, видеоинформации), требующей широкой полосы пропускания. Для реализации линии С2 такой диапазон избыточен.

Следует учитывать, что более высокая частота сигнала обеспечивает меньшую дальность передачи при равной мощности. Это потребует значительных затрат на развертывание более плотной наземной инфраструктуры.  Использование более высоких частот позволяет обеспечить более широкую полосу пропускания и, соответственно, пропускную способность линии связи, однако при этом возникает необходимость передачи сигнала на большей мощности, что может быть ограничено энергетическими возможностями наиболее массово применяющихся БВС.

Решение вопроса выделения частот для линии С2 БАС необходимо только при условии комплексной оценки возможных конфликтов диапазонов и электромагнитной совместимости различного авиационного оборудования, по итогам проведения исследований совместимости линий C2 с другими системами.

Так в США использование частот 4,2 ГГц для 5G уже привело к тому, что Федеральное авиационное управление (FAA) США выпустило несколько предупреждений для пилотов и авиакомпаний о потенциальном влиянии сетей связи пятого поколения (5G) на полеты воздушных судов, в частности на бортовые радиовысотомеры, которые работают в этом же частотном диапазоне, что существенно повышает риски и снижает уровень безопасности полётов.

С учетом установленных ИКАО требований, а также ожидаемых условий эксплуатации в России, оптимальным может стать выбор как минимум двух диапазонов для реализации линии С2, один из которых может быть оптимально использован при полетах за пределами радиовидимости (BRLOS) для организации спутниковой линии связи.

Реализация линии С2 и выделение для этих целей частот в Российской Федерации представляется общесистемной задачей, которая должна решаться системно в интересах всех пользователей БАС. Заявку в ГКРЧ на выделение спектра частот в целях линии С2 целесообразно направлять Минтрансом России или Росавиацией централизованно. Разрешенные ГКРЧ частоты/диапазоны частот, выделенные для всей отрасли по заявке Минтранса/Росавиации, должны быть в дальнейшем включены в нормы летной годности БАС, учитываться разработчиками БАС и в дальнейшем одобряться Росавиацией при сертификации типовой конструкции БАС.

Получение разрешений от ГКРЧ на использование радиочастот в интересах целевой нагрузки БАС представляется индивидуальной задачей конкретного пользователя в зависимости от используемой целевой нагрузки. Заявка в ГКРЧ должна направляться самим пользователем (эксплуатантом БАС).

Недавний пример из отечественной практики.

В конце 2022 года АО «НЦВ им. М.Л. Миля и Н.И. Камова» получило первый в Российской Федерации сертификат типа (ограниченной категории) на БАС-200, выданный Росавиацией по результатам проводимых в течение 1,5 лет сертификационных процедур. В Карте данных к Сертификату типа БАС-200 указаны сведения о линиях С2, включая значение частот, одобренных к использованию по результатам сертификации. Однако теперь стало известно, что заявка на использование радиочастот для линий С2, ранее поданная в ГКРЧ разработчиком БАС-200, отклонена. С учетом отклоненной ГКРЧ заявки на использование частот, его линии С2 и типовая конструкция в целом очевидно не может считаться одобренной. В итоге Сертификат типа по сути – «мертворождённое дитя».

Ю.П. Чернышов,
эксперт МКАА «Безопасность полетов»

Буквально пару дней назад в закрытом разделе сайта aviasafety был размещен второй в этом году выпуск «БВС-дайджеста. В анонсе одной из его новостей говорилось:

Федеральная комиссия по связи предлагает лицензированный доступ к диапазону для БАС
Федеральная комиссия по связи предложила правила, разрешающие беспроводную связь для беспилотных авиационных систем (БАС) / беспилотных летательных аппаратов в диапазоне от 5030 до 5091 МГц. Это даст операторам доступ к лицензированному диапазону. Комиссия также заявила, что она запрашивает комментарии о том, «необходимы ли меры для облегчения такого использования в беспроводных сетях гибкого использования».

Юрий Петрович ознакомился с полным объемом новости и подготовил опубликованный выше материал. Мы благодарны Ю.П. за исключительно скорый и как всегда профессиональный комментарий.

Подписаться на «БВС-дайджест» можно, направив нам запрос на адрес mail@aviasafety.ru. 

Фото: https://fireaviation.com/