Hệ thống cấp cứu trong hàng hải - Giới thiệu tổng quan, phân tích sơ đồ, cách vận hành

MỤC LỤC: Giới thiệu Giới thiệu về hệ thống Giới thiệu về hiệu ứng Doppler Phạm vi của hệ thống 2.1. Các phao định vị quốc tế 2.2. Các khái niệm về hệ thống vệ tinh LEOSAR và GEOSAR Tổng quan hệ thống: 3.1. Hệ thống Cospas – Sarsat 121.5 MHz 3.2. Hệ thống Cospas – Sarsat 243 MHz 3.3. Hệ thống Cospas – Sarsat 406 MHz 3.4. Sự phân phối các dữ liệu báo động và dữ liệu về vị trí Mô tả các khâu của hệ thống 4.1. Tổng quan về các khâu của hệ thống 4.2. Phao định vị vô tuyến 4.3. Khâu không gian 4.4. Khâu mặt đất --------------------------------------------------------------------------------------------------- GIỚI THIỆU: 1.1. Giới thiệu hệ thống: Hệ thống Cospas-Sarsat là hệ thống vệ tinh được thiết kế để cung cấp báo động cấp cứu và dữ liệu về vị trí để trợ giúp các hoạt động tìm kiếm và cứu nạn (SAR) sử dụng các khâu vệ tinh và mặt đất để tách và xác định tín hiệu của các phao định vị hoạt động ở tần số 406 MHz hay 121.5 MHz. Vị trí và các thông tin liên quan khác được chuyển từ MCC đến tổ chức tìm kiếm và cứu nạn SAR. Mục đích này sẽ trợ giúp tất cả các tổ chức có trách nhiệm tìm kiếm cứu nạn trên thế giới ở trên biển, trên không hay trên đất liền. 2.1. Giới thiệu về hiệu ứng Doppler: Hệ thống Cospas – Sarsat tính toán vị trí của các phao định vị sử dụng hiệu ứng Doppler. Hiệu ứng Doppler là một thuật ngữ được sử dụng để mô tả hiện tượng tần số của một tín hiệu thu bởi một thiết bị thu bị ảnh hưởng bởi vận tốc chuyển động tương đối giữa thiết bị phát và thiết bị thu. Nếu khoảng cách giữa thiết bị phát và thu giảm, tần số tín hiệu thu được ở máy thu tăng. Nếu khoảng cách tăng thì hiệu ứng Doppler làm giảm tần số tín hiệu nhận được ở máy thu. Nếu như không có sự chuyển động tương đối giữa thiết bị phát và thiết bị thu thì tần số thu được ở máy thu chính là tần số phát. Công thức: Trong đó f là tần số đo được tại thiết bị thu, f0 là tần số phát, c là vận tốc lan truyền của sóng trong môi trường và v là vận tốc tương đối giữa thiết bị thu và thiết bị phát. Sử dụng hiệu ứng Doppler có thể xác định được hai vị trí của một phao định vị: một vị trí là vị trí thật và một vị trí là vị trí ảo. Tuy nhiên có thể dựa vào hành trình của một vệ tinh kế tiếp để xác định được vị trí thật của phao định vị. PHẠM VI CỦA HỆ THỐNG: Việc tách và xác định vị trí đối với một tai nạn hàng không hay hàng hải là hết sức quan trọng cho tổ chức tìm kiếm và cứu nạn. Nghiên cứu cho thấy rằng những người sống xót sau tai nạn máy bay có khả năng sống xót nhỏ hơn 10% nếu việc cứu hộ bị trễ quá 2 ngày, tỉ lệ sống xót lên đến hơn 60% nếu việc cứu hộ được thực hiện kịp thời trong vòng 8 tiếng. Sự khẩn cấp tương tự cũng được áp dụng trong các tình huống cấp cứu hàng hải, đặc biệt là khi xảy ra thương vong. Thêm vào đó việc xác định được vị trí bị nạn cũng góp phần làm giảm chi phí và thời gian cho các đơn vị cứu nạn. Canada, Pháp, Nga và Mỹ đã thiết lập hệ thống vệ tinh Cospas – Sarsat để làm giảm thời gian được yêu cầu để xác định vị trí tìm kiếm cứu nạn trên toàn thế giới. Các phao định vị cấp cứu: Việc sử dụng vệ tinh để tách và xác định vị trí các phao định vị vô tuyến được kích hoạt tự động hay nhân công do tai nạn hàng hải hay hàng không làm giảm thời gian yêu cầu để báo động và xác định vị trí bởi các tổ chức tìm kiếm cứu nạn. Các tổ chức IMO và ICAO khuyến nghị các tàu hay máy bay nên mang theo các phao định vị vô tuyến này. Theo yêu cầu của hệ thống GMDSS, từ ngày 01 tháng 8 năm 1993, tất cả các tàu có tải trọng trên 300 tấn phải mang theo các phao định vị vô tuyến EPIRB. Nhiều nguyên tắc ở các quốc gia khác nhau cũng bắt buộc việc mang theo phao định vị vô tuyến (ELT/EPIRB) trên tàu, máy bay. Ở một vài quốc gia đã cho phép việc sử dụng phao định vị khẩn cấp 406 MHz (PLB) ở các vùng hiểm trở trên đất liền. Các khái niệm về hệ thống vệ tinh LEOSAR và GEOSAR: Hệ thống Cospas – Sarsat đã chứng minh được rằng việc tách và xác định vị trí của các tín hiệu cấp cứu sẽ rất thuận tiện nhờ việc giám sát toàn cầu dựa trên các vệ tinh tầm thấp gần địa cực. Vùng bao phủ trái đất hoàn toàn, bao gồm cả vùng địa cực, có thể đạt được nhờ sử dụng các phao định vị vô tuyến hoạt động ở tần số 406 MHz. Với loại phao định vị cũ hoạt động ở tần số 121.5 MHz, vùng hoạt động của hệ thống không phải là toàn cầu. Hệ thống Cospas – Sarsat của các vệ tinh quỹ đạo thấp cũng được qui vào hệ thống Cospas – Sarsat LEOSAR. Việc sử dụng hệ thống Cospas – Sarsat cho mục đích tìm kiếm, cứu nạn được bắt đầu từ tháng 9 năm 1982 trong một vụ tai nạn máy bay ở Canada. Từ đó đến nay, hệ thống đã được sử dụng trong hàng nghìn tình huống tìm kiếm cứu nạn. Các vệ tinh quỹ đạo địa cực sử dụng trong hệ thống Cospas – Sarsat có thể bao phủ toàn cầu nhưng lại không liên tục và sử dụng hiệu ứng Doppler để xác định vị trí của các phao định vị vô tuyến. Tuy nhiên vùng bao phủ không liên tục có thể gây ra trễ cho việc xử lý báo động cấp cứu do phải đợi cho đến khi trạm mặt đất nằm trong tầm nhìn của vệ tinh mới có thể thu được báo động cấp cứu. Từ năm 1996, tổ chức Cospas – Sarsat đã làm thí nghiệm đặt các tải trọng 406 MHz trên các vệ tinh địa tĩnh để tách và xác định vị trí của các phao định vị vô tuyến 406 MHz. Các thí nghiệm này cho thấy rằng có khả năng báo động ngay lập tức, cung cấp số nhận dạng của phao định vị và các dữ liệu được mã hóa khác như vị trí phao định vị được lấy từ các thiết bị hàng hải ở bên ngoài hay được tích hợp ngay bên trong. Hệ thống này được gọi là hệ thống GEOSAR 406 MHz. Hệ thống GEOSAR 406 MHz nổi bật với khả năng phát đi báo động cấp cứu một cách nhanh chóng. Tuy nhiên các báo động GEOSAR được phát ra từ các phao định vị 406 MHz thế hệ thứ nhất không có thông tin về vị trí do không sử dụng được hiệu ứng Doppler. Một thế hệ mới của phao định vị 406 MHz cho phép việc mã hóa các thông tin về vị trí trong điện báo động phát đi và sau đó cung cấp báo động và thông tin về vị trí thời gian thực cho hệ thống GEOSAR. TỔNG QUAN HỆ THỐNG: 3.1. Hệ thống Cospas – Sarsat 121.5 MHz: Bao gồm: Các phao định vị cấp cứu 121.5 MHz Các vệ tinh tầm thấp của hệ thống Cospas - Sarsat LEOSAR Các trạm LEOLUT Tần số 121.5 MHz là tần số khẩn cấp cho hàng không. Vào giữa những năm 70 phao định vị vô tuyến 121.5 MHz được lắp đặt trên máy bay như thiết bị ELT. Tuy nhiên chúng cũng có thể được sử dụng trên tàu như các thiết bị EPIRB hay sử dụng trên đất liền như các thiết bị PLB. Cả 3 thiết bị ELT, EPIRB và PLB này được gọi chung là phao định vị. Các phao vô tuyến định vị phát tín hiệu được chuyển tiếp bởi các vệ tinh của hệ thống LEOSAR Cospas – Sarsat đến các trạm LUT để xử lý tín hiệu và xác định vị trí của các phao định vị. Các báo động bao gồm vị trí đã được tính toán được chuyển tiếp qua MCC đến SPOC hay RCC. Vị trí Doppler (sử dụng sự dịch chuyển tương đối giữa vệ tinh và các phao định vị) được sử dụng để xác định vị trí các thiết bị đơn giản này. Tần số sóng mang được phát bởi phao định vị có độ ổn định tương đối trong suốt khoảng thời gian phao định vị trong tầm quan sát của vệ tinh. Để xác định hiệu ứng Doppler, các vệ tinh ở các quỹ đạo thấp gần địa cực được sử dụng. Tuy nhiên độ chính xác về vị trí của các phao định vị 121.5 MHz không chính xác bằng các phao định vị 406 MHz do độ ổn định về tần số không cao. Quỹ đạo tầm thấp gần địa cực có khả năng đáp ứng vùng bao phủ toàn cầu. Tuy nhiên hệ thống 121.5 MHz chỉ giới hạn vùng bao phủ trong vòng đường kính 3000 km quanh vùng mỗi một trạm LUT nơi mà vệ tinh ở trong cả tầm ngắm của cả phao định vị phát ra báo động và trạm LUT đó. Chế độ bao phủ khu vực của hệ thống 121.5 MHz đã chứng minh được tính hiệu quả của nó trong việc xác định nhanh chóng các vị trị của số lượng lớn các phao định vị 121.5 MHz. Tuy nhiên do đặc tính phát của các phao định vị này không cho phép vùng bao phủ toàn cầu. Thêm vào đó hệ thống không thể phân biệt được giữa tín hiệu phát từ phao định vị 121.5 MHz và các tín hiệu có cùng tần số 121.5 MHz khác. Hạn chế này dẫn đến hệ thống có thể nhận được các báo động giả không liên quan gì đến các phao định vị. Hệ thống Sarsat 243 MHz: Các vệ tinh Sarsat cũng được cung cấp các bộ lặp 243 MHz để tách và xác định vị trí của các phao định vị 243 MHz. Các hoạt động của hệ thống 243 MHz cũng tương tự như các hoạt động của hệ thống 121.5 MHz nhưng có số lượng vệ tinh ít hơn. Thông thường hệ thống LEOLUT xử lý cả 2 tín hiệu thu được từ bộ lặp 121.5 MHz và 243 MHz. Hệ thống Cospas – Sarsat 406 MHz: Hệ thống Cospas Sarsat bao gồm: Các phao định vị vô tuyến được sử dụng trên tàu (EPIRB), trên không (ELT) và trên bờ (PLB). Các vệ tinh quĩ đạo thấp của hệ thống LEOSAR và các vệ tinh địa tĩnh của hệ thống GEOSAR. Các trạm LUT (bao gồm cả LEOLUT và GEOLUT). Các phao định vị 406 MHz: Dải băng tần 406.0 – 406.1 MHz được dành riêng cho việc phát tín hiệu từ các phao định vị cấp cứu. Các phao định vị 406 MHz đã được thiết kế cho hệ thống LEOSAR để khắc phục một số nhược điểm của các phao định vị 121.5 MHz. Các phao định vị 406 MHz có độ tinh vi hơn nhiều so với phao 121.5 MHz do các yêu cầu đặc biệt về độ ổn định của tần số phát và bao gồm cả số nhận dạng của phao định vị. Các phao định vị 406 MHz thế hệ thứ 2 đã được giới thiệu từ năm 1977 cho phép việc phát các bức điện 406 MHz bao gồm các dữ liệu về vị trí đã được giải mã mà phao định vị lấy từ các thiết bị hàng hải ở bên ngoài hay đã được tích hợp ngay ở bên trong. Hệ thống LEOSAR 406 MHz: Hệ thống LEOSAR 406 MHz sử dụng chung các vệ tinh địa tĩnh với hệ thống 121.5 MHz. Do đó nó cũng phải đáp ứng được các yêu cầu cơ bản mặc dù có những cải tiến hơn. Hệ thống Cospas – Sarsat 406 MHz hoạt động ở 2 chế độ: chế độ bao phủ khu vực và chế độ bao phủ toàn cầu. Ở chế độ bao phủ khu vực, LUT đang quay bám vệ tinh sẽ thu và xử lý các tín hiệu phát ra từ các phao định vị trong khu vực mà vệ tinh có thể quan sát được. Ở chế độ toàn cầu, LUT thu và xử lý các tín hiệu được phát đi từ các phao định vị 406 MHz từ bất cứ 1 điểm nào trên thế giới. 3.3.2.1. Chế độ khu vực 406 MHz: Khi vệ tinh thu tín hiệu 406 MHz từ các phao định vị, khối xử lý sẽ nhận các dữ liệu số, đo các hiệu ứng Doppler và mốc thời gian. Kết quả của quá trình xử lý này được định dạng như 1 dữ liệu số và được chuyển đến bộ lặp đường xuống để phát đến bất cứ 1 trạm LUT nào trong khu vực quan sát của vệ tinh. Dữ liệu cũng đồng thời được lưu tại vệ tinh để sau này sẽ phát đến các trạm LUT khác ở chế độ bao phủ toàn cầu. Cũng giống như chế độ khu vực được cung cấp bởi thiết bị xử lý SARP 406 MHz, một bộ lặp 406 MHz đối với vệ tinh SARSAT cũng có thể cung cấp chế độ bao phủ khu vực 406 MHz tương tự như chế độ khu vực 121.5 MHz. 3.2.2.2. Chế độ toàn cầu 406 MHz: Hệ thống SARP 406 MHz cung cấp vùng bao phủ toàn cầu bằng cách lưu lại các tín hiệu phát đi từ các phao định vị trong bộ nhớ của nó. Nội dung của bộ nhớ được liên tục phát đi trên các đường xuống của vệ tinh. Do đó mỗi một tín hiệu phát ra từ phao định vị có thể được thu bởi tất cả các trạm LUT. Hệ thống GEOSAR 406 MHz: Hệ thống GEOSAR 406 MHZ bao gồm các bộ lặp được mang trên các vệ tinh địa tĩnh khác nhau. GEOLUT cũng có khả năng xử lý tín hiệu từ hệ thống Cospas – Sarsat 406 MHz do được chuyển tiếp bởi các vệ tinh địa tĩnh. Quĩ đạo của vệ tinh địa tĩnh có độ cao 36000 km, chu kỳ quay quanh một vòng quỹ đạo là 24 giờ. Vị trí của vệ tinh địa tĩnh có vị trí không thay đổi với một điểm ở trên trái đất. Một vệ tinh địa tĩnh bao phủ được 1/3 trái đất (trừ các vùng địa cực). Do vậy ba vệ tinh địa tĩnh có thể bao phủ liên tục toàn bộ trái đất trừ hai vùng địa cực (ngoài khoảng 70 độ Bắc và 70 độ Nam). Vệ tinh GEOSAR có vị trí tương đối so với một điểm ở trên trái đất là không đổi do vậy công nghệ xác định vị trí Doppler không thể sử dụng được trong trường hợp này. Để cung cấp các thông tin về vị trí phao định vị, các thông tin này phải: Các phao định vị phải lấy được các thông tin về vị trí từ 1 thiết bị thu hàng hải ở bên ngoài hay đã được tích hợp trong nó và được mã hóa thành tín hiệu định vị. Hoặc: Có khả năng chuyển tiếp từ hệ thống LEOSAR. 3.3.4. Sự bổ xung lẫn nhau giữa 2 hệ thống LEOSAR và GEOSAR: Việc sử dụng vệ tinh quỹ đạo thấp không cho phép vùng bao phủ liên tục do vậy có thể làm trễ việc thu tín hiệu báo động. Đối với hệ thống LEOSAR, thời gian trễ cho việc thu tín hiệu ở vùng gần xích lớn hơn so với vùng gần địa cực. Các vệ tinh địa tĩnh đáp ứng vùng bao phủ liên tục nên có khả năng thu được báo động ngay lập tức nhưng tín hiệu cũng có thể bị chắn bởi địa hình. Vệ tinh GEOSAR không phủ sóng được ở các vùng địa cực. Do vậy việc kết hợp giữa 2 hệ thống là thực sự cần thiết. Sự phân phối dữ liệu báo động và vị trí: Dữ liệu về báo động và vị trí nhận được bởi LEOLUT hay GEOLUT sẽ được chuyển đến SPOC thích hợp qua mạng MCC Cospas – Sarsat. Khi một tín hiệu từ phao định vị phát ra nó sẽ được thu bởi nhiều trạm LUT khác nhau. MCC sẽ phân loại theo khu vực và chuyển các dữ liệu về báo động cấp cứu và vị trí đến các RCC hay SPOC có trách nhiệm cho khu vực phát sinh ra cuộc gọi cấp cứu đó. Khi thu được một báo động cấp cứu không có thông tin về vị trí thì báo động cấp cứu đó sẽ được chuyển đến tổ chức tìm kiếm cứu nạn của quốc gia nơi mà phao định vị được đăng ký tại đó. MÔ TẢ CÁC THÀNH PHẦN TRONG HỆ THỐNG: 4.1. Tổng quan các thành phần trong hệ thống: Hệ thống Cospas – Sarsat bao gồm 3 thành phần: phao định vị vô tuyến, các khâu không gian và khâu mặt đất. Thành phần thứ nhất là phao định vị vô tuyến. Các phao định vị khẩn cấp được thiết kế để phát tín hiệu cấp cứu trên tần số 121.5 hay 406 MHz. Hầu hết các phao định vị 406 MHz bao gồm cả phần phát 121.5 MHz. Thông tin về vị trí cũng có thể được lấy từ các thiết bị hàng hải bên ngoài hay được tích hợp ngay bên trong phao định vị 406 MHz. Thành phần thứ 2 là khâu không gian. Hệ thống LEOSAR chuyển tiếp các tín hiệu có tần số 121.5 MHz thành tín hiệu có tần số 1544.5 MHz để chuyển đến khâu mặt đất. Các bức điện từ phao định vị 406 MHz được xử lý trên vệ tinh và sau đó được phát trực tiếp trên đường xuống của vệ tinh cũng như được lưu tại vệ tinh để phát lại ở chế độ bao phủ toàn cầu. Cả 2 chế độ khu vực và toàn cầu đều được phát trên đường xuống ở tần số 1544.5 MHz. Thành phần thứ 3 là khâu mặt đất bao gồm các trạm LUT và MCC. Các trạm LEOLUT của hệ thống LEOSAR xử lý các tín hiệu cấp cứu chuyển tiếp để xác định vị trí các phao định vị, sau đó phát báo động cấp cứu đến MCC liên kết. Các trạm GEOLUT thuộc hệ thống GEOSAR có khả năng tách trực tiếp tín hiệu phát từ các phao định vị 406 MHz. Các dữ liệu trong bức điện mà phao định vị 406 MHz phát ra cũng được chuyển đến MCC được chỉ định. Chức năng của MCC là trao đổi các thông tin về báo động cấp cứu và hệ thống trong phạm vi hệ thống Cospas – Sarsat và mạng SAR. MCC được thiết lập ở hầu hết các nước có trạm LUT. Chúng thu các dữ liệu về báo động cấp cứu từ các trạm LUT và các MCC khác, phân loại theo vùng và gửi chúng đến các tổ chức tìm kiếm và cứu nạn thích hợp. 4.2. Phao định vị vô tuyến: 4.2.1. Phao định vị 121.5 MHz: Hiện nay có khoảng 600.000 phao định vị 121.5 MHz đang được sử dụng trên thế giới. Hầu hết các phao định vị loại này được phục vụ cho hàng không và chúng phải đạt được các tiêu chuẩn quốc gia dựa trên tiêu chuẩn ICAO. Tiêu chuẩn ICAO không được thiết lập cho mục đích thu các tín hiệu vệ tinh 121.5 MHz. Do đó hệ thống Cospas – Sarsat được thiết kế để phục vụ loại phao định vị đã tồn tại mặc dù chức năng của hệ thống vẫn bị bắt buộc bởi các đặc tính của phao định vị. Các thông số như dung lượng của hệ thống (số lượng phao định vị phát đồng thời trong cùng một vùng vệ tinh quan sát được có thể xử lý bởi LUT) và độ chính xác về vị trí có thể bị hạn chế. Bên cạnh đó các thông tin phát đi không có mã nhận dạng của phao định vị. Mặc dù có những hạn chế trên phao định vị 121.5 MHz vẫn được đánh giá cao nhờ công nghệ tách và xác định vị trí bằng hiệu ứng Doppler. Phao định vị 121.5 MHz sử dụng cho hàng không có thể được kích hoạt tự động khi va chạm mạnh hoặc nhân công (sử dụng cảm biến va chạm hay chuyển mạch G). Chức năng kích hoạt tự động có thể dẫn đến các báo động giả khi các phao định vị được gắn trên máy bay bị tác động do vô ý hay khi máy bay hạ cánh mạnh. 4.2.2. Phao định vị 406 MHz: Một thế hệ phao định vị mới phát ở tần số 406 MHz được giới thiệu đầu tiên trong dự án Cospas – Sarsat vào năm 1979. Năm 1997, đã có hơn 150.000 phao định vị 406 MHz này được đưa vào sử dụng. Thiết bị 406 MHz này được thiết kế riêng cho việc xác định vị trí bằng hiệu ứng Doppler và có những cải tiến sau: Cải thiện được độ chính xác về vị trí Tăng dung lượng của hệ thống (khả năng xử lý số lượng các phao định vị cùng phát đồng thời trong cùng một vùng quan sát của vệ tinh lớn hơn) Vùng bao phủ toàn cầu Mã nhận dạng cho mỗi một phao định vị Thêm vào đó, hệ thống phao định vị thế hệ hai này phát đi các dữ liệu về vị trí bằng tín hiệu số. Chức năng của hệ thống được đề cao bởi độ ổn định tần số và hoạt động ở tần số chuyên dụng. Một đặc điểm quan trọng của phao định vị khẩn cấp 406 MHz là phát đi tín hiệu số được mã hóa có chứa các thông tin về quốc gia, số nhận dạng của tàu hay máy bay gặp nạn, vị trí nhận được từ các thiết bị thu hàng hải ở bên ngoài hay đã được tích hợp ngay bên trong phao định vị. Phao định vị này có thể có cả thiết bị phát phụ trợ ở tần số 121.5 MHz. Hầu hết các phao định vị EPIRB và ELT bao gồm cả thiết bị phát ở tần số 121.5 MHz theo yêu cầu của tổ chức IMO và ICAO. Các phao định vi có thể được kích hoạt nhân công hay tự động (khi va chạm mạnh hay ngập nước). (Sơ đồ khối kết nối giữa các thành phần như khâu không gian, khâu mặt đất và các phao định vị) 4.3. Khâu không gian: 4.3.1. Khâu vệ tinh của hệ thống LEOSAR: Theo lý thuyết cấu hình hệ thống LEOSAR bao gồm 4 vệ tinh, 2 cho Cospas và 2 cho Sarsat. Nga cung cấp 2 vệ tinh tầm thấp Cospas ở độ cao 1000 km và được sử dụng cho cả 2 thiết bị ở tần số 121.5 MHz và 406 MHz. Mỹ cung cấp 2 vệ tinh tầm thấp Sarsat ở độ cao 850 km và được sử dụng cho cả 2 thiết bị ở tần số 121.5 MHz và 406 MHz. Mỗi một vệ tinh quay một vòng trái đất theo quỹ đạo của nó hết 100 phút với tốc độ 7 km/giây. Mỗi vệ tinh di chuyển với tốc độ 7km/s và quay một vòng quanh trái đất hết 100 phút. Tại một thời điểm, một vệ tinh sẽ nhìn thấy tất cả các vị trí trên trái đất trong một vòng tròn đường kính 4000 km. Khi nhìn từ trái đất ăng ten có thể thấy được vệ tinh trong vòng 15 phút, phụ thuộc vào góc ngẩng cực đại của ăng ten. Các vệ tinh LEOSAR bao gồm 3 khối chính: Thân vệ tinh chuyển động quanh quỹ đạo tầm thấp, nó có tác dụng như giá để gắn các thiết bị khác (Phần thân không được chỉ định cho nhiệm vụ tìm kiếm và cứu nạn mà chỉ có chức năng mang các phần thiết bị khác). Một bộ lặp 121.5 MHz đối với vệ tinh Cospas và một bộ lặp 121.5, 243, 406 MHz đối với vệ tinh Sarsat để phát lại tín hiêu cấp cứu ở chế độ bao phủ khu vực và: 1 khối thu - xử lý và ghi nhớ (SARP) đối với cả 2 loại vệ tinh Cospas và Sarsat được thiết kế để thu, xử lý và lưu tín hiệu thu được ở tần số 406 MHz để phát lại ở chế độ bao phủ toàn cầu và chế độ bao phủ khu vực. 4.3.2. Khâu vệ tinh GEOSAR: Khâu vệ tinh GEOSAR bao gồm các vệ tinh địa tĩnh có khả năng chuyển tiếp các tín hiệu phát lên từ các phao định vị 406 MHz. Quỹ đạo của vệ tinh địa tĩnh có độ cao 36.000 km. Các vệ tinh địa tĩnh của hệ thống GEOSAR mang nhiều trọng tải khác nhau trong đó có trọng tải có nhiệm vụ SAR 406 MHz. Trọng tải của GEOSAR bao gồm ăng ten và khối thu 406 MHz và khối phát đường xuống. Tần số của đường xuống có thể thay đổi Vệ tinh Đất nước/ Tổ chức Vị trí GOES-E (Đã phóng) Mỹ 75oW GOES-W (Đã phóng) Mỹ 135oW LUCH M (Chưa phóng) Nga 95oE INSAT-2B (Đã phóng) Ấn Độ 93.5oE MSG (Chưa phóng) Tổ chức khí tượng Châu Âu 0o Các vệ tinh của Mỹ và Ấn Độ đã được đưa vào hoạt động. Nga và tổ chức khí tượng Châu Âu cũng có kế hoạch phóng các vệ tinh này. 4.4. Khâu mặt đất: 4.4.1. Các trạm LEOLUT: Cấu hình và dung lượng của mỗi một trạm LUT có thể khác nhau để đạt được yêu cầu của mỗi một quốc gia. Tuy nhiên định dạng tín hiệu ở đường xuống từ vệ tinh giữa các vệ tinh khác nhau và tất cả trạm LUT phải theo đúng các tiêu chuẩn của hệ thống Cospas – Sarsat. Tất cả các trạm LEOLUT thuộc hệ thống Cospas – Sarsat tối thiểu phải xử lý được dữ liệu có tốc độ 2.4 kb/s thu từ hệ thống thu – xử lý 406 MHz (SARP) cung cấp vùng bao phủ 406 MHz toàn cầu. Việc xử lý dữ liệu 406 MHz thu về rất đơn giản nhờ việc đo tần số Doppler và các mốc thời gian được đánh dấu. Tất cả các dữ liệu 406 MHz thu được từ bộ nhớ vệ tinh trong mỗi một “pass” có thể được xử lý trong vòng vài phút khi “pass” đó hoàn thành. Đối với tín hiệu 121.5 MHz, mỗi một quá trình phát được tách và các thông tin Doppler được tính toán. Vị trí phao định vị được xác định nhờ sử dụng các dữ liệu này. Loại xử lý tương tự cũng được áp dụng cho tín hiệu 406 MHz. Các trạm LEOLUT cũng có thể cải tiến được việc xử lý Doppler của nó bằng việc kết hợp với dữ liệu GEOSAR. Việc phối hợp xử lý LEO/GEO cho phép hệ thống Cospas – Sarsat xác định được vị trí Doppler trong trường hợp dữ liệu lấy từ một trạm LEOLUT là không đủ để xác định vị trí. Việc phối hợp xử lý giữa 2 hệ thống GEO, LEO cũng có thể làm tăng độ chính xác về vị trí. Các khai thác viên LEOLUT có thể cung cấp các dữ liệu báo động đáng tin cậy phục vụ cho mục đích tìm kiếm, cứu nạn mà không bị ngăn cản bởi các nguyên tắc sử dụng hay phân phối. Các tổ chức của Cospas – Sarsat cung cấp và khai thác các vệ tinh có trách nhiệm cung cấp các dữ liệu hệ thống cho các khai thác viên LEOLUT theo yêu cầu. Để đảm bảo các dữ liệu cung cấp bởi LUT là đáng tin cậy và có thể được sử dụng cho mục đích tìm kiếm cứu nạn, hệ thống Cospas – Sarsat đã đưa ra các chỉ tiêu kỹ thuật (tài liệu C/S T.002) và các thủ tục hòa mạng (tài liệu C/S T.005). Khai thác viên LEOLUT cung cấp các báo cáo đều đặn về hoạt động của trạm LEOLUT của mình để xem xét trong các cuộc họp của tổ chức Cospas – Sarsat. 4.4.2. GEOLUT: GEOLUT thu và xử lý các báo động cấp cứu từ các phao định vị 406 MHz được chuyển tiếp từ các vệ tinh địa tĩnh của hệ thống GEOSAR và đáp ứng việc giám sát cố định dải băng tần. GEOLUT bao gồm các thành phần sau: ăng ten và thiết bị thu Bộ xử lý Hệ thống phụ chuẩn thời gian Kết nối MCC Hầu hết là ngay khi phao định vị được kích hoạt trong vùng bao phủ của vệ tinh GEOSAR, nó có thể được xác định bởi trạm LUT. Do không có sự chuyển động tương đối giữa phao định vị phát tín hiệu cấp cứu và vệ tinh nên không thể sử dụng hiệu ứng Doppler để xác định được vị trí phao định vị. Tuy nhiên khi thông tin về vị trí được cung cấp bởi các thiết bị hàng hải ở bên ngoài hay được tích hợp ngay trong phao định vị, các dữ liệu về vị trí này có thể được chuyển đi cùng với các báo động cấp cứu đến các MCC để phát đến các MCC, RCC hay SPOC thích hợp. Các khai thác viên GEOLUT có thể cung cấp các dữ liệu báo động đáng tin cậy phục vụ cho mục đích tìm kiếm, cứu nạn mà không bị ngăn cản bởi các nguyên tắc sử dụng hay phân phối. Để đảm bảo các dữ liệu được cung cấp bởi LUT là tin cậy và có thể được sử dụng bởi các dịch vụ tìm kiếm và cứu nạn, hệ thống Cospas – Sarsat đã đưa ra các chỉ tiêu kĩ thuật (tài liệu C/S T.009) và các thủ tục hòa mạng (tài liệu C/S T.010). Các khai thác viên GEOLUT cung cấp các báo cáo đều đặn về các hoạt động của mình để xem xét trong các cuộc họp Cospas – Sarsat. 4.4.3. MCC: Các MCC được thiết lập ở hầu hết các quốc gia có ít nhất một trạm LUT. Các chức năng chính của MCC là: Thu thập, lưu và phân loại các dữ liệu lấy được từ các trạm LUT hay MCC khác Cung cấp việc trao đổi dữ liệu trong phạm vi hệ thống Cospas – Sarsat Phân bổ các báo động và dữ liệu về vị trí đến các RCC hay SPOC phối hợp Hầu hết các dữ liệu thuộc một trong hai loại: dữ liệu báo động và thông tin hệ thống. Dữ liệu báo động là thuật ngữ chung cho dữ liệu 406 MHz và 121.5 MHz nhận được từ các phao định vị cấp cứu. Báo động 121.5 MHz chỉ bao gồm vị trí Doppler LEOSAR. Đối với các phao định vị 406 MHz, dữ liệu báo động bao gồm số nhận dạng của phao định vị và có thể bao gồm dữ liệu về vị trí Doppler hoặc dữ liệu về vị trí đã được mã hóa và các thông tin mã hóa khác. Thông tin hệ thống được sử dụng chính để giúp cho hệ thống Cospas – Sarsat hoạt động ở hiệu suất cao nhất và cung cấp cho người sử dụng các dữ liệu báo động chính xác và kịp thời. Các thông tin này bao gồm hành trình của vệ tinh và các dữ liệu tính toán thời gian được sử dụng để xác định vị trí phao định vị, trạng thái hiện thời của các khâu không gian và khâu mặt đất và các bức điện được yêu cầu để khai thác hệ thống Cospas – Sarsat. Tất cả các MCC trong hệ thống được kết nối qua các mạng thích hợp để phân bổ các thông tin về hệ thống và dữ liệu báo động. Để đảm bảo việc phân bổ dữ liệu một cách đầy đủ và đáng tin cậy, hệ thống Cospas – Sarsat đã đưa ra các chỉ tiêu kỹ thuật (tài liệu C/S A.005) và các thủ tục hòa mạng MCC (tài liệu C/S A.006). Các báo cáo thường xuyên về hoạt động của MCC được cung cấp trong các cuộc họp Cospas – Sarsat. Các lần diễn tập được thực hiện để kiểm tra trạng thái hoạt động và khả năng thực hiện chức năng của tất cả các trạm LUT, MCC và các thủ tục trao đổi dữ liệu. 4.4.4. SPOC (SAR Points of Contact): Mỗi một MCC sẽ gửi các dữ liệu báo động Cospas – Sarsat đến các RCC thuộc quốc gia của nó và đến các điểm tiếp xúc tìm kiếm và cứu nạn (SPOC). Thông thường SPOC được định nghĩa là như một RCC quốc gia mà có thể chấp nhận hay thừa nhận trách nhiệm trao đổi tất cả các dữ liệu báo động Cospas – Sarsat trong phạm vi vùng tìm kiếm và cứu nạn của nó.