Система передачі інформації для підтримки експлуатації повітряних суден на основі супутникового зв’язку

Abstract

Кваліфікаційна робота присвячена темі «Система передачі інформації для підтримки експлуатації повітряних суден на основі супутникового зв'язку». Об’єктом дослідження є процес передачі телеметричної інформації в системах моніторингу та експлуатаційної підтримки повітряних суден. Предметом дослідження виступають методи та алгоритми компресії і пакетування даних протоколу ARINC 429 для передачі вузькосмуговими супутниковими каналами зв'язку. Методологічну основу роботи складають методи системного аналізу, теорії інформації, математичного моделювання та об'єктно-орієнтованого програмування. У роботі проаналізовано необхідність передачі експлуатаційної інформації в реальному часі для зменшення часу обслуговування повітряних суден та виконано порівняльний аналіз існуючих систем передачі даних, таких як ACARS, WQAR та супутникового сервісу Iridium. Обґрунтовується вибір супутникової мережі Iridium як каналу безперервності та розробляється структурна схема бортового блоку компресії, що виконує функцію шлюзу між бортовими пристроями рєстрації та супутниковим терміналом. Описується розробка програмного забезпечення, включно з реалізацією каскадного алгоритму стиснення, та проводиться експериментальна верифікація на реальних польотних даних. Результатом проведеного дослідження стала розробка та практична апробація програмного забезпечення для системи передачі польотної інформації. Експериментально підтверджено ефективність запропонованих алгоритмів компресії, що дозволяє здійснювати оперативну передачу телеметрії через вузькосмугові супутникові канали з суттєвою економією трафіку та гарантованим збереженням цілісності й метрологічної точності відновлених даних.The thesis is devoted to the topic “Information transmission system for aircraft operation support based on satellite communications.” The object of research is the process of telemetry information transmission in aircraft monitoring and operational support systems. The subject of the study is the methods and algorithms for compressing and packaging ARINC 429 protocol data for transmission via narrowband satellite communication channels. The methodological basis of the work consists of methods of system analysis, information theory, mathematical modeling, and object-oriented programming. The work analyzes the need for real-time transmission of operational information to reduce aircraft maintenance time and performs a comparative analysis of existing data transmission systems, such as ACARS, WQAR, and the Iridium satellite service. The choice of the Iridium satellite network as a continuity channel is justified, and a structural diagram of the onboard compression unit, which acts as a gateway between onboard recording devices and the satellite terminal, is developed. The development of software, including the implementation of a cascade compression algorithm, is described, and experimental verification is carried out on real flight data. The result of the research was the development and practical testing of software for the flight information transmission system. The effectiveness of the proposed compression algorithms has been experimentally confirmed, allowing for the rapid transmission of telemetry via narrowband satellite channels with significant traffic savings and guaranteed preservation of the integrity and metrological accuracy of the recovered data.