РЕГИОНАЛЬНОЕ СОДРУЖЕСТВО В ОБЛАСТИ СВЯЗИ К ЭМС РЭС

РЕГИОНАЛЬНОЕ СОДРУЖЕСТВО В ОБЛАСТИ СВЯЗИ
КОМИССИЯ ПО ЭМС РЭС
Документ РГ2012/12-K6
КОМИССИЯ ПО РАДИОВЕЩАНИЮ
Приложение 1.16
РГ ВКР-12/АР-12
1 октября 2010
Координатор по пункту 1.16 повестки дня ВКР-12
Рабочие материалы координатора по пункту 1.16 повестки дня ВКР-12
Координатор: Карнаухов Андрей Владимирович, Россия, gkrch-russia@minsvyaz.ru;
Участвующие в работе: Сорокин Сергей Николаевич, Россия, sorokin@geyser.ru;
Трофименко Виктор Александрович, Украина, vtrofim@i.com.ua
1.16
Рассмотреть потребности пассивных систем для обнаружения молний во вспомогательной службе метеорологии, включая возможность распределения в диапазоне частот
ниже 20 кГц, и принять надлежащие меры в соответствии с Резолюцией 671 (ВКР-07).
1. Описание пункта повестки дня
Разряды молний представляют угрозу для жизни людей и работы ряда организаций и
клиентов, включая аварийные службы, авиацию, силы обороны и коммунальные службы. В
связи с этим точное определение местоположения молний позволяет определить районы с
экстремальными погодными условиями и динамику их перемещения по поверхности Земли.
При разряде молнии генерируется электромагнитное излучение в широком диапазоне частот,
однако особенности распространения электромагнитных волн делают диапазон частот 9 - 20
кГц предпочтительным для работы систем обнаружения молний. Сторонники распределения
предполагают, что распределение вспомогательной метеорологической службе спектрального ресурса в полосах частот ниже 20 кГц позволит этим системам обеспечить глобальное покрытие территории Земли с использованием минимального количества станций слежения
(30-40 станций).
Необходимо отметить, что системы обнаружения молний являются пассивными системами, и их внедрение в какой-либо полосе частот может потребовать наложения ограничений на работу РЭС тех активных служб, которым эта полоса распределена в настоящий
момент. Подобные ограничения могут быть связаны с ограничением мощности излучения
РЭС активных служб, что может оказаться для них неприемлемым, поскольку приведет к
существенному уменьшению их радиуса действия.
2. История вопроса
Сторонники включения данного вопроса в повестку ВКР-07 считают, что системы
обнаружения молний, используемые метеорологическими организациями, являются оперативными службами обеспечения безопасности человеческой жизни, оповещающими население и соответствующие службы об экстремальных погодных условиях.
Представителями метеорологических организаций предполагается, что предлагаемое
распределение не будет препятствовать развитию РЭС других служб, действующих в той же
-2РГ2012/12-РГ5, приложение 1.16
полосе частот, однако это будет необходимо закрепить на регуляторной основе. Тем не менее, это предположение находится в противоречии с их точкой зрения о том, что МСЭ-R,
возможно, потребуется разработать соответствующие критерии совместного использования
частот с учетом служб, действующих как в данной, так и в соседних полосах частот.
Возможно, что предлагаемое распределение вспомогательной службе метеорологии,
потребует включения в Регламент радиосвязи уточняющего примечания, в котором бы отмечалось, что данное распределение предназначено для обнаружения естественной радиации,
т. е. разрядов молнии. К настоящему времени в странах СЕРT существует мнение о том, что
может потребоваться дополнительное примечание, ограничивающее мощность передатчиков
в службах, которые будут совместно использовать ту же полосу частот, что может являться
неприемлемым для существующих активных служб.
Данный пункт повестки дня ВКР-12 был предложен СЕРТ в Приложении 25 к Документу 10, направленному на ВКР-07 и содержащем общие предложения европейских стран.
В этом документе указано, что существует препятствие к решению поставленного в пункте
повестки вопроса, связанное с тем, что Российская радионавигационная система "Альфа" работает на частотах в диапазоне 9–17 кГц, используя ряд передатчиков в России и за ее пределами. Считается, что другие системы также работают на частотах ниже 20 кГц. Как отмечалось ранее, системы обнаружения молний могут сосуществовать с другими службами, но
это следует осуществлять на регуляторной основе.
3. Перечень документов, относящихся к пункту повестки дня
Резолюция 671 (ВКР-07).
Рекомендация МСЭ-R P.368 «Кривые распространения земных радиоволн для частот
между 10 кГц и 30 МГц»
Рекомендация МСЭ-R P.684 «Предсказание напряженности поля на частотах ниже
150 кГц»
Проект нового Отчета МСЭ-R RS. [20 kHz SURVEY] Радиослужбы и радиочастотная
среда в полосе частот ниже 20 кГц
Проект нового Отчета МСЭ-R RS.[ATD] Системы обнаружения молний, работающие
на измерении времени прихода сигнала в службе вспомогательной метеорологии, работающие в диапазоне частот ниже 20 кГц
Проект нового Отчета МСЭ-R RS.[ATD-RNAV(20 kHz)] Исследования совместимости
между станциями ATD службы вспомогательной метеорологии и радионавигационной
службой в полосе частот 9-14 кГц
Проект новой Рекомендации МСЭ-R RS. [20 kHz ATD PROTECTION] Защитные критерии
для приемников систем ATD, работающих в службе вспомогательной метеорологии в полосе частот
9-11.3 кГц
Проект текста Отчета ПСК
4. Ход и результаты исследований в МСЭ
В соответствии с циркулярным письмом СА 171 от 20 декабря 2007 года ответственной группой по данному пункту повестки дня в МСЭ-R назначена рабочая группа РГ 7С
«Системы удаленного контроля». Рабочие группы 3L, 5B, 5C и 7A определены, как заинтересованные.
За истекший период состоялось три собрания РГ 7С. На первом собрании РГ 7С были
подготовлены:
- связующее заявление для РГ 3J и 3L, в котором РГ 7С просит разъяснений по поводу
того, какая модель распространения может быть наилучшим образом использована в исследованиях совместимости на столь низких частотах;
- связующее заявление для РГ 5В, в котором запрашивается информация о характери-
-3РГ2012/12-РГ5, приложение 1.16
стиках систем, находящихся в области ведения РГ 5В, работающих в диапазоне частот ниже
20 кГц;
- связующее заявление для РГ 5С, запрашивающее информацию о системах, находящихся в ведении РГ 5С и работающих в диапазоне частот ниже 20 кГц;
- связующее заявление для РГ 7А, запрашивающее у этой РГ информацию о системах,
работающих в диапазоне частот до 20 кГц. Поскольку собрания РГ 7А и 7С проходили параллельно, РГ 7С получила от РГ 7А ответ о том, что в данном частотном диапазоне РГ 7А
не имеет никаких действующих систем и не ожидается их появления в будущем.
- рабочий план по проведению исследований по п. 1.16 повестки дня ВКР-12, работа
над которым должна быть завершена на следующем собрании РГ 7С, в котором приведены
типовые характеристики систем определения местоположения молний:
На втором собрании РГ/7С было рассмотрено 5 входных документов по пункту 1.16 повестки дня ВКР-12, включая 4 документа, подготовленные АС Великобритании и связующее
заявление от РГ 3L. В документах, подготовленных АС Великобритании, рассмотрены вопросы пересмотра Плана работ по пункту 1.16 повестки дня ВКР-12 (Doc. 7C/60), проекта
текста Отчета ПСК (Doc. 7C/58) в части введения и предыстории) и два вклада, касающиеся
рабочих документов относительно новых Отчетов МСЭ-R (Doc. 7C/57, 7C/59).
При пересмотре Плана работ по п. 1.16 повестки дня было принято решение исключить
из него описание технических характеристик систем обнаружения молний и перенести его в
проект нового Отчета МСЭ-R по поводу характеристик и принципов работы систем обнаружения молний. Рабочий документ относительно проекта текста Отчета ПСК подвергся минимальным изменениям. Оба рассмотренных документа были присоединены к Отчету председателя РГ 7С.
При анализе рабочего документа относительно предварительного проекта нового Отчета
относительно РЭС служб, имеющих распределения в полосах частот ниже 20 кГц (Doc.
7C/57) было отмечено, что для продолжения работы над ним нужна дополнительная информация от Администраций, эксплуатирующих подобные системы. Вместе с тем, в адрес РГ 5В
и 5С были направлены связующие заявления с описанием прогресса в работе, достигнутого в
рамках п. 1.16 повестки дня.
При анализе документа 7C/59 было отмечено, что он представляет собой начальную
стадию разработки Отчета по поводу технических и эксплуатационных характеристик систем определения молний, использующих принцип временной задержки прихода сигнала. В
него были включены обновленные технические характеристики систем обнаружения молний.
Необходимо отметить, что в обновленных технических характеристиках РЭС обнаружения молний указана величина отношения сигнал/шум, превышающая на 5 дБ ее предыдущее
значение. Это может привести к ужесточению требований, предъявляемых к техническим
характеристикам активных РЭС, работающих в полосах частот ниже 20 кГц.
В связующем заявлении, направленном РГ 3L в адрес РГ 7С отмечается, что процедура
предсказания условий распространения в ОНЧ диапазоне частот содержится в части 3 Рекомендации МСЭ-R P.684. В этой Рекомендации отмечается, что для частот ниже 60 кГц
наиболее подходящим методом моделирования является волноводный метод, однако для радиотрасс протяженностью несколько сотен километров может оказаться необходимым использовать информацию о земных волнах, представленную в Рекомендации МСЭ-R P.368.
Это связующее заявление было рассмотрено на собрании РГ 7С, однако по нему не были
предприняты какие-либо решения по изменению Плана работ, представленного АС Великобритании.
На третьем собрании РГ 7С были рассмотрены вопросы распространения радиоволн в
-4РГ2012/12-РГ5, приложение 1.16
диапазоне ниже 20 кГц и совместимости пассивных систем обнаружения молний с РЭС радионавигационной службы. Работа собрания была сосредоточена на подготовке следующих
пяти документов:
- Предварительный проект нового Отчета МСЭ-R RS.[20 кГц Обзор] Радиослужбы и радиочастотная обстановка в полосе частот ниже 20 кГц, в - который удалось
включить правки, касающиеся описания технических характеристик системы «Альфа», дать
ссылку на предварительный проект новой Рекомендации, содержащий технические характеристики и защитные критерии для ATD-систем, а также изменить раздел 4, в который внесена поправка, указывающая на то, что превышение порогового уровня определено по отношению к внешнему шуму, а не по отношению к тепловому шуму системы.
- Рабочий документ относительно предварительного проекта новой Рекомендации МСЭ-R RS.[20 кГц ATD защита] Защитные критерии приемников ATD систем, работающих в службе вспомогательной метеорологии в полосе частот ниже 20 кГц, который содержит технические характеристики и защитные критерии ATD-систем. Обновленные
типовые параметры ATD-систем представлены ниже в таблице.
Технические характеристики системы ATD
Средняя частота приемника
9,766 кГц
Коэффициент усиления приемника (блока датчиков)
12 дБ при задействовании от управляющего
ПО (что характерно), в иных случаях 0 дБ.1
Ширина полосы измерения
3 кГц
Полная «полоса пропускания»
6,87 - 20,6 кГц
Тип и направленность антенны
2 м, вертикальная поляризация, всенаправленная штыревая
Программный фильтр
Широкополосный ВЧ-фильтр (3 дБ на 2,0 кГц)
в каскаде с НЧ-фильтром (предел полосы пропускания 0,28 дБ на 17,75 кГц).
Программный узкополосный фильтр
3 дБ при полосе шириной 2,5 кГц
10 дБ при полосе шириной 4,3 кГц
20 дБ при полосе шириной 5,7 кГц
-70,4 дБм в эталонной полосе шириной 5 кГц.
Типовой минимальный шум приемника
Чувствительность приемника(при мини-69,5 дБм
мальном отношении «сигнал/шум» 15 дБ)
- Рабочий документ относительно предварительного проекта нового Отчета
МСЭ-R RS.[ATD] ATD системы обнаружения молний, работающие в службе вспомогательной метеорологии в полосе частот ниже 20 кГц. Данный документ содержит технические характеристик систем обнаружения молний. В него включены характеристики систем
обнаружения молний, взятые из проекта новой Рекомендации МСЭ-R.
- Рабочий документ относительно проекта текста ПСК по п. 1.16 повестки дня
ВКР-12, в котором существенно расширен раздел «Обоснование». В частности, в него включены уточнения особенностей распределения энергии в спектре разряда молнии, а также
особенностей работы ATD-систем обнаружения молний. В частности, указывается, что при
переходе от предпочтительной частоты 9.76 кГц к частоте 13.73 кГц технические характери____________________
1 Коэффициент усиления в 12 дБ используется для дистанционной регистрации, если разряд молнии происхо-
дит вблизи приемника, то входное усиление снижается до нуля.
-5РГ2012/12-РГ5, приложение 1.16
стики системы ухудшаются на 15%. Указано, что применение последовательности полоснозаграждающих фильтров позволяет уменьшить влияние источников помех с фиксированным
положением и известными характеристиками. Отмечено, что в данном диапазоне частот работают и другие системы обнаружения молний, которые, тем не менее, имеют меньший радиус действия, вследствие чего не могут использоваться при слежении за молниями над океанами. Упоминание о том, что в данном диапазоне частот работают не только ATD системы
обнаружения молний было сделано по настоянию делегации АС России.
В настоящее время в текст ПСК включены 4 метода решения пункта повестки дня,
три из которых (Методы А, С и D) предлагают внедрить новое распределение службе вспомогательной метеорологии в диапазоне частот ниже 14 кГц и метод В, в соответствии с которым службе вспомогательной метеорологии предлагается распределить полосу частот 1719.95 кГц на вторичной основе.
- Предварительный проект Нового Отчета МСЭ-R RS.[ATD-RNAV(20 кГц] Исследования совместимости между системами ATD, работающими во вспомогательной
службе метеорологии, и радионавигационной службой в полосе частот 9-14 кГц, в котором содержится краткое описание технических характеристик и местоположения систем
ATD и радионавигационных систем, использованное при проведении исследований совмещения. Представлены результаты анализа условий распространения радиоволн и на их основе оценены расстояния разнесения для станций радионавигационной службы и службы
вспомогательной метеорологии. Из документа удалена информация о радионавигационной
станции в Мурманске и вставлены замечания о том, что сведения об эффективности работы
радионавигационной антенны могут быть обновлены на следующем собрании РГ 7С, аналогичные примечания по поводу возможного изменения сделаны и для таблиц, содержащих
расстояния разнесения для станций ATD. Вместе с тем, в документ добавлен подраздел из
документа 7С/122, содержащий оценки распространения радиоволн на расстояниях до 8000
км от передающих станций радионавигационной системы «Альфа». В раздел, содержащий
описание работы системы сглаживания помех добавлено разъяснение о том, что эта техника
сглаживания имеет целью уменьшение помех от источников, отличных от радионавигационных станций.
На последнем собрании РГ 7С была завершена работа над упомянутыми выше проектами новых Отчетов МСЭ-R и проектом новой Рекомендации МСЭ-R RS.[20 кГц ATD защита]. Кроме этого, была завершена работа над проектом текста Отчета ПСК по данному пункту повестки дня. В результате достигнутого компромисса в проекте текста Отчета ПСК
остался только один метод решения пункта повестки дня. Этот метод предлагает новое первичное распределение полосы частот 9-11,3 кГц службе вспомогательной метеорологии на
следующих условиях:
- использование полосы частот 9-11.3 кГц службой вспомогательной метеорологии
ограничено только пассивными системами. В этой полосе частот служба вспомогательной метеорологии не должна требовать защиты от любых помех, создаваемых радионавигационными
системами, заявленными в бюро до даты ввода в действие Заключительных Актов ВКР-12;
- полоса частот 9-11.3 кГц будет включать дополнительное распределение службе
вспомогательной метеорологии на совместной первичной основе с радионавигационной
службой. Полоса частот 11.3-14 кГц остается распределенной только радионавигационной
службе.
Указанные выше условия распределения полосы частот 9-11,3 кГц службе вспомогательной метеорологии предлагается включить в Регламент радиосвязи посредством примечания. Кроме этого предлагается удалить Резолюцию 671 (ВКР-07), как утратившую актуальность.
Данный метод не противоречит предварительной позиции АС РСС
-6РГ2012/12-РГ5, приложение 1.16
5. Информация о ходе подготовки в других региональных организациях
5.1. APT (сентябрь 2009)
Члены APT поддерживают исследования МСЭ-R, проводимые в соответствии с Резолюцией
671 (ВКР-07), в которых рассматривается соответствующий метод обеспечения признания
давно созданных систем, включая возможность распределения вспомогательной службе метеорологии в частотном диапазоне ниже 20 кГц. Однако это новое распределение должно
быть сделано при том условии, что никакие неоправданные ограничения не будут налагаться
на существующие службы, работающие или планируемые к работе в соответствии с текущим Регламентом радиосвязи.
5.2. ATU (сентябрь 2009)
5.2.1. SADC
Позиция отсутствует
5.2.2. EAC
Позиция отсутствует
5.3.ASMG (март 2010г.)
Поддерживаются текущие исследования по данному пункту повестки дня
Поддерживается дополнительное распределение этим системам при условии защиты существующих и планируемых служб в данной полосе частот без наложения на них любых дополнительных ограничений.
5.4. CITEL ( сентябрь 2010 г.)
Гватемала: признает необходимость обеспечения защиты пассивных систем обнаружения
молний и поддерживает возможное распределение при условии, что на существующие службы не будут накладываться излишние ограничения.
Бразилия, Канада: поддерживают разделение полосы частот на три новых сегмента, в частности 8.3-9 кГц, 9-11.3 кГц и 11.3-14 кГц. Полоса частот 8.3-9 кГц будет распределена на
первичной основе метеорологической спутниковой службе, 9-11.3кГц будет распределена на
первичной основе метеорологической спутниковой вместе с уже существующей радионавигационной службой при условии, что будет обеспечена защита существующим системам
РНС. Полоса частот 11.3-14 кГц будет распределена на первичной основе только РНС.
5.5. СЕРТ (сентябрь 2010)
(1) CEPT поддерживает первичное распределение службе вспомогательной метеорологии в полосе частот [8.3/9]-11.3 кГц для пассивных применений.
(2) Cлужба вспомогательной метеорологии не должна требовать защиты от любых помех от станций радионавигационной службы, заявленных до [даты вступления в силу
Заключительных Актов ВКР-12]. Для совмещения после этой даты должна применяться Рекомендация МСЭ-R RS [20kHz ATD protection].
В СЕРТ разработан проект ОЕП, включающий в себя следующие два варианте решения
пункта 1.16 повестки дня ВКР-12:
-7РГ2012/12-РГ5, приложение 1.16
Вариант 1. Распределить полосу частот 9-11.3 кГц службе вспомогательной метеорологии на совместной первичной основе и включить в ТРЧ РР дополнительное примечание
5.53A, в котором отмечается, что служба вспомогательной метеорологии, распределенной в
полосе частот 9 – 11.3 кГц, также использует диапазон частот 8.3 -9 кГц.
Вариант 2. Распределить полосу частот 8.3-9 кГц службе вспомогательной метеорологии на эксклюзивной первичной основе. Полосу частот 9-11.3 кГц распределить службе
вспомогательной метеорологии на совместной первичной основе.
Данные проекты ОЕП были рассмотрены на 6 собрании CPG, которое поддержало Вариант 2
предложенных ОЕП..
6. Информация о ходе подготовки в других международных организациях
6.1. ICAO (сентябрь 2009)
Позиция отсутствует.
6.2. IMO (июль 2009г.)
Позиция отсутствует.
6.3. WMO ( сентябрь 2009.)
ВМО поддерживает распределение спектра вспомогательной службе метеорологии в полосах
частот ниже 20 кГц, поскольку это является единственным решением, гарантирующим долговременную доступность спектра для глобальных и протяженных применений систем обнаружения молний, необходимых для всего метеорологического сообщества.
6.4. IARU (источник и дата предложений)
Информация отсутствует
6.5. NATO (май 2010г.)
NATO поддерживает распределение для работы службы вспомогательной метеорологии в
полосе частот 9 - 11.3 кГц.
7. Предложения по предварительной позиции АС РСС
АС РСС считают, что работа пассивных систем метеорологии не должна накладывать ограничения на работу существующих активных служб в полосах частот диапазона ниже 20 кГц.
АС РСС не возражают против распределения полосы частот 9-11.3 кГц службе вспомогательной метеорологии на совместной первичной основе при условии, что станции этой
службы не будут требовать защиты от помех, создаваемых станциями радионавигационной
службы, чьи частотные присвоения заявлены в МСЭ до вступления в действие Заключительных Актов ВКР-12.
АС РСС считают преждевременным распределение полосы частот 8.3-9 кГц на эксклюзивной первичной основе службе вспомогательной метеорологии, поскольку никакие исследования в данном диапазоне частот не проводились и невозможно предсказать последствия такого распределения.
8. Действия, которые необходимо предпринять
1. Провести исследования использования полосы частот 8.3-9 кГц Администрациями
стран-членов РСС
-8РГ2012/12-РГ5, приложение 1.16
2. В соответствии с Позицией АС РСС подготовить национальные предложения по
изменению проекта текста Отчета ПСК и направить их на собрание ПСК-11.