HỆ THỐNG COSPAS SARSAT HIỆN TRẠNG VÀ TƯƠNG LAI

Khái niệm về hệ thống COSPAS-SARSAT Hệ thống Cospas-Sarsat được đưa vào hoạt động từ năm 1982, ban đầu dựa trên nền tảng của các vệ tinh quỹ đạo thấp, từ những năm 1990 hệ thống được nân

HỆ THỐNG COSPAS-SARSAT: HIỆN TRẠNG VÀ TƯƠNG LAI

1 Khái niệm về hệ thống COSPAS-SARSAT

Hệ thống Cospas-Sarsat được đưa vào hoạt động từ năm 1982, ban đầu dựa trên nền tảng của các vệ tinh quỹ đạo thấp, từ những năm 1990 hệ thống được nâng cấp cho phép thu nhận tín hiệu báo nạn qua các vệ tinh địa tĩnh

Hình 1 Hoạt động của hệ thống COSPAS-SARSAT [2]

Hệ thống gồm có:

- Phao vô tuyến báo nạn (Beacon) phát tín hiệu trong các tình huống hiểm nguy

- Các thiết bị trên các vệ tinh địa tĩnh và vệ tinh quỹ đạo thấp để phát hiện tín hiệu của Beacon

- Các trạm mặt đất (Local Users Terminal – LUT) thu và xử lý tín hiệu từ vệ tinh

- Mission Control Centers (MCC) nhận báo động cấp cứu từ LUT và chuyển đến các trung tâm phối hợp cứu nạn (RCC), các điểm liên lạc tìm kiếm cứu nạn (SPOC) hoặc các trung tâm MCCs khác

Cospas-Sarsat đang sử dụng hai loại vệ tinh: vệ tinh quỹ đạo thấp (Low-altitude Earth Orbit) LEOSAR và vệ tinh địa tĩnh (Geostationary Earth Orbit) GEOSAR GEOSAR và LEOSAR cùng hoạt động để bổ trợ lẫn nhau, ở trong vùng bao phủ của vệ tinh GEOSAR thì tín hiệu báo nạn từ Beacon có thể được chuyển đi ngay lập tức, trong khi đó LEOSAR:

- Bao phủ các vùng cực (ngoài vùng bao phủ của các vệ tinh địa tĩnh)

- Ít bị ảnh hưởng bởi chướng ngại vật vì vệ tinh chuyển động, thay đổi vị trí liên tục

Hình 2 Quỹ đạo vệ tinh LEOSAR và GEOSAR [1]

Bảng 1

Khả năng của LEOSAR và GEOSAR [1]

406 MHz - Cung cấp thông tin vị trí,

nhận dạng

- Bao phủ toàn cầu, không liên tục

- Cung cấp thông tin nhận dạng, và thông tin vị trí (nếu được mã hoá vào bức điện phát)

- Gần như liên tục trong vùng bao phủ của vệ tinh GEOSAR

1.1 Hệ thống GEOSAR

Bao gồm các bộ lặp lại 406 MHz trên các vệ tinh địa tĩnh của Mỹ (GOES series), Ấn Độ (INSAT series), EUMETSAT (MSG series), và các trạm mặt đất GEOLUT để thu nhận tín hiệu từ vệ tinh Từ vệ tinh địa tĩnh GEOSAR không có hiệu ứng Doppler để xác định vị trí Beacon, thông số vị trí Beacon có thể:

- Lấy từ máy định vị bên trong hoặc bên ngoài Beacon

- Tính toán từ hệ thống LEOSAR (có thể bị chậm trễ)

Hình 3 Vùng bao phủ GEOSAR [1]

Bảng 2.

GEOLUT [1]

(Ô màu xanh chỉ vệ tinh được giám sát bởi GEOLUT tương ứng)

GEOLUT

GEOSAR Satellite GOES-East GOES-West INSAT 3A MSG-1 MSG-2

1 - Algiers, Algeria

2 - Ezeiza, Argentina

3 - Brasilia, Brazil

4 - Recife, Brazil

5 - Edmonton, Canada

6 - Ottawa, Canada

7 - Santiago, Chile

8 - Toulouse, France

9 - Pentelli, Greece

10 - Bangalore, India *

11 - Bari, Italy

12 - Wellington (1)

12 - Wellington (2)

13 - Fauske, Norway

14 - Maspalomas (1), Spain

14 - Maspalomas (2), Spain

15 - Ankara, Turkey

16 - Combe Martin, UK **

17 - Maryland (1), USA

17 - Maryland (2), USA

Bảng 3

Tình trạng hiện tại các vệ tinh Cospas-Sarsat GEOSAR [1]

GOES-11

West (135° W) F AGC

As of 7 April 2008, the SARR on GOES-West has returned to normal operations.

GOES-12

East (75° W) F AGC

GOES-13 (105°

During the period when GOES-11 is affected by the solar eclipse, GOES-13 will be turned on and will remain on for the duration of the solar eclipse season to provide partial coverage for LUTs in view of GOES-13 GOES-13 will be on from 14 August to

19 October 2008

INSAT 3A

(93.5° E) L TBD

System not fully commissioned, however, alerts are used operationally by SAR services

MSG-1 (9.5° E) F Fixed Reactivated on 11 August 2008

MSG-2 (0°) F Fixed

1.2 Hệ thống LEOSAR

cực ở độ cao 1000 km, hai vệ tinh của Mỹ, Canada, Pháp bay trên quỹ đạo gần cực ở độ cao

850 km, thời gian mỗi vệ tinh bay hết 1 vòng quỹ đạo khoảng 100 phút

LEOSAR có vùng bao phủ toàn cầu nhưng không liên tục vì các vệ tinh quĩ đạo cực này chỉ được nhìn thấy từ từng phần của trái đất (xem hình vẽ), do đó hệ thống có thể không chuyển được ngay báo động cấp cứu mà phải chờ cho tới khi vệ tinh bay đến nơi bị nạn, sau đó có thể phải chờ tiếp đến khi thấy đài LUT mặt đất thì vệ tinh mới chuyển báo động cấp cứu đến MCC được Với 4 quả vệ tinh, ở vĩ độ trung bình, thời gian chờ đợi vệ tinh thường nhỏ hơn 1 giờ

Hình 4 Vùng bao phủ LEOSAR [1]

(Vùng màu trắng chỉ khu vực vệ tinh có thể liên lạc được với trạm LEOLUT mặt đất)

Bảng 4

LEOLUT [1]

1 - ALGIERS, ALGERIA

2 - OUARGLA, ALGERIA

3 - PARANA, ARGENTINA

4 - RIO GRANDE, ARGENTINA

5 - ALBANY, AUSTRALIA

6 - BUNDABERG, AUSTRALIA

7 - BRASILIA, BRAZIL

8 - MANAUS, BRAZIL

9 - RECIFE, BRAZIL

10 - CHURCHILL, CANADA

11 - EDMONTON, CANADA

12 - GOOSE BAY, CANADA

13 - EASTER ISLAND, CHILE

14 - PUNTA ARENAS, CHILE

15 - SANTIAGO, CHILE

16 - BEIJING, CHINA

17 - HONG KONG, CHINA

18 - TOULOUSE, FRANCE

19 - PENTELLI, GREECE

20 - BANGALORE, INDIA

21 - LUCKNOW, INDIA

22 - JAKARTA, INDONESIA

23 - BARI, ITALY

24 - KEELUNG, ITDC

25 - GUNMA, JAPAN

26 - INCHEON, KOREA

27 - ABUJA, NIGERIA

28 - WELLINGTON, NEW ZEALAND

29 - TROMSOE, NORWAY

30 - SPITSBERGEN, NORWAY

31 - CALLAO, PERU

32 - NAKHODKA, RUSSIA

33 - JEDDAH, SAUDI ARABIA

34 - SINGAPORE

35 - CAPE TOWN, SOUTH AFRICA

36 - MASPALOMAS, SPAIN

37 - BANGKOK, THAILAND

38 - ANKARA, TURKEY

39 - COMBE MARTIN, UK

40 - ALASKA, USA

41 - CALIFORNIA, USA

42 - FLORIDA, USA

43 - GUAM

44 - HAWAII, USA

45 - HAIPHONG, VIETNAM

Bảng 5.

Tình trạng hiện tại các vệ tinh Cospas-Sarsat LEOSAR [1]

Satellite

Repeater Instruments SARP

Comments

121.5 MHz

243 MHz

406 MHz Global Local Sarsat-7 OFF NO F F F 121.5/243 MHz processing ceased on 1 Feb.2009 Sarsat-8 NO NO F F F 121.5/243 MHz processing ceased on 1 Feb.2009 Sarsat-9 OFF OFF F F F 121.5/243 MHz processing ceased on 1 Feb.2009 Sarsat-10 OFF OFF F F F 121.5/243 MHz processing ceased on 1 Feb.2009 Sarsat-11 OFF OFF F F F 121.5/243 MHz processing ceased on 1 Feb.2009

LEGEND

F Fully Operational N/A Not Applicable

NO Not Operational AGC Automatic Gain Control

L Limited Operations TBD To Be Determined

OFF Repeater Turned Off

UT Under Test

2 Phao vô tuyến báo nạn của hệ thống COSPAS-SARSAT

Hệ thống Cospas-Sarsat cung cấp dịch vụ báo động từ các loại Beacon 406 MHz sau:

- Emergency Locator Transmitters (ELTs): Sử dụng trong hàng không

- Emergency Position-Indicating Radiobeacons (EPIRBs): Sử dụng trong hàng hải, nên lựa chọn EPIRB được tích hợp máy thu GPS

- Personal Locator Beacons (PLBs)

- Ship Security Alert Beacons (SSAS)

3 MEOSAR trong tương lai

Nhìn chung hệ thống Cospas-Sarsat hoạt động rất tốt, nhưng cả hai hệ thống LEOSAR và GEOSAR đều có những hạn chế vì LEOSAR có thời gian chờ đợi vệ tinh, GEOSAR không bao phủ hai vùng cực và những vùng có địa hình núi cao che khuất vệ tinh

Những nhược điểm này sẽ được khắc phục bởi hệ thống MEOSAR trong tương lai Theo kế hoạch năm 2013 đến 2015, tích hợp thêm vào hệ thống COSPAS-SARSAT sẽ là hệ thống vệ tinh tầm trung MEOSAR (Mediumaltitude Earth-Orbiting Search and Rescue) Nền tảng của MEOSAR sẽ là các hệ thống vệ tinh GPS, Glonass, Galileo Các vệ tinh này sẽ có nhiệm vụ chuyển tiếp tín hiệu 406 MHz từ Beacon đến các MEOLUT Hệ thống MEOSAR sẽ tính toán được vị trí của các Beacon rất nhanh thông qua việc đo khoảng cách từ nhiều vệ tinh đến Beacon MEOSAR còn tính toán đến việc gửi tín hiệu xác báo nhận lại cho Beacon

MEOSAR sẽ đem lại nhiều lợi ích, gồm:

- Liên tục, vùng bao phủ toàn cầu

- Tin cậy hơn do có nhiều vệ tinh cùng thu nhận tín hiệu báo nạn

- Phát hiện và định vị gần như tức thời vị trí của Beacon

- Có thể giám sát được sự dịch chuyển của Beacon nhờ định vị liên tục

Hệ thống MEOSAR trong tương lai sẽ hỗ trợ nhiều hơn cho các hoạt động tìm kiếm cứu nạn

Tài liệu tham khảo:

[1] http://www.cospas-sarsat.org/

[2] Cospas-Sarsat Information Bulletin Feb., 2009.

[3] Jim King: MEOSAR to the rescue