Luận Văn Thạc Sĩ: Ứng Dụng VHF Offset Trong Liên Lạc Hàng Không Dân Dụng Việt Nam

Luận văn thạc sĩ VNU UET nghiên cứu ứng dụng VHF offset trong liên lạc hàng không dân dụng tại Việt Nam, góp phần nâng cao hiệu quả giao tiếp.

• Tác giả: Nguyễn Thị Minh Ngọc
• Người hướng dẫn: Pgs. Nguyễn Viết Kính
• Trường học: Trường Đại Học Công Nghệ
• Chuyên ngành: Công Nghệ Điện Tử – Viễn Thông
• Đề tài: Ứng Dụng Vhf Offset Trong Liên Lạc Hàng Không Dân Dụng Việt Nam
• Loại tài liệu: Luận Văn Thạc Sĩ
• Năm xuất bản: 2009
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: QUẢN LÝ BAY VIỆT NAM – HIỆN TRẠNG VÀ KHÓ KHĂN
• 1.1. Hoạt động của Trung tâm quản lý bay dân dụng Việt Nam (VATM) – hiện chuyển tên là Tổng công ty bảo đảm hoạt động bay Việt Nam (VANSCORP)
• 1.2. Phân tích đánh giá hiện trạng của hệ thống VHF tại FIR Hà Nội
• 2. CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT (TRONG QUẢN LÝ BAY)

Tóm tắt

I. Tổng quan về Ứng Dụng Kỹ Thuật VHF Offset Trong Liên Lạc Hàng Không

Kỹ thuật VHF Offset đã trở thành một phần quan trọng trong hệ thống liên lạc hàng không dân dụng tại Việt Nam. Với sự phát triển nhanh chóng của ngành hàng không, việc áp dụng công nghệ mới là cần thiết để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quản lý bay. Kỹ thuật này cho phép truyền thông giữa kiểm soát viên không lưu và phi công một cách hiệu quả hơn, đồng thời giảm thiểu nhiễu sóng và tăng cường khả năng phủ sóng.

1.1. Khái niệm về Kỹ Thuật VHF và VHF Offset

Kỹ thuật VHF (Very High Frequency) là một phần của dải tần số vô tuyến, chủ yếu được sử dụng cho liên lạc hàng không. VHF Offset là một phương pháp cải tiến cho phép sử dụng cùng một tần số trên nhiều trạm mà không gây ra nhiễu sóng, từ đó nâng cao hiệu quả liên lạc.

1.2. Lịch sử Phát Triển Kỹ Thuật VHF Trong Hàng Không

Kỹ thuật VHF đã được áp dụng từ những năm 1940 và đã trải qua nhiều cải tiến. Sự phát triển của công nghệ đã dẫn đến việc áp dụng VHF Offset, giúp tối ưu hóa việc sử dụng tần số và nâng cao chất lượng liên lạc trong ngành hàng không.

II. Thách Thức Trong Liên Lạc Hàng Không Dân Dụng Việt Nam

Ngành hàng không dân dụng Việt Nam đang đối mặt với nhiều thách thức trong việc duy trì và nâng cao chất lượng dịch vụ liên lạc. Sự gia tăng lưu lượng bay, cùng với yêu cầu về an toàn và hiệu quả, đã đặt ra áp lực lớn lên hệ thống hiện tại. Việc thiếu hụt tần số và nhiễu sóng là những vấn đề cần được giải quyết.

2.1. Vấn Đề Nhiễu Sóng Trong Hệ Thống VHF

Nhiễu sóng là một trong những vấn đề lớn nhất trong hệ thống liên lạc VHF hiện tại. Việc sử dụng tần số đồng thời trên nhiều trạm có thể dẫn đến tình trạng nhiễu, ảnh hưởng đến chất lượng liên lạc giữa kiểm soát viên không lưu và phi công.

2.2. Thiếu Hụt Tần Số Liên Lạc

Với sự gia tăng nhanh chóng của số lượng chuyến bay, nhu cầu về tần số liên lạc cũng tăng lên. Hệ thống hiện tại không thể đáp ứng đủ nhu cầu này, dẫn đến việc cần phải nâng cấp và cải tiến hệ thống liên lạc.

III. Phương Pháp Ứng Dụng Kỹ Thuật VHF Offset

Để giải quyết các thách thức trong liên lạc hàng không, việc áp dụng kỹ thuật VHF Offset là một giải pháp khả thi. Kỹ thuật này cho phép sử dụng cùng một tần số trên nhiều trạm mà không gây ra nhiễu sóng, từ đó nâng cao hiệu quả liên lạc và giảm thiểu chi phí đầu tư.

3.1. Cách Thức Hoạt Động Của VHF Offset

VHF Offset hoạt động bằng cách làm trễ tín hiệu, cho phép nhiều trạm sử dụng cùng một tần số mà không gây ra nhiễu. Điều này giúp tăng cường khả năng phủ sóng và cải thiện chất lượng liên lạc.

3.2. Lợi Ích Của Việc Áp Dụng VHF Offset

Việc áp dụng VHF Offset mang lại nhiều lợi ích, bao gồm giảm chi phí đầu tư cho thiết bị mới, cải thiện khả năng phủ sóng và nâng cao hiệu quả trong việc điều hành bay.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Kỹ Thuật VHF Offset Tại Việt Nam

Kỹ thuật VHF Offset đã được áp dụng thành công tại nhiều trạm liên lạc hàng không tại Việt Nam. Việc triển khai kỹ thuật này không chỉ giúp cải thiện chất lượng dịch vụ mà còn nâng cao an toàn trong quản lý bay.

4.1. Kết Quả Nghiên Cứu Về VHF Offset

Nghiên cứu cho thấy việc áp dụng VHF Offset đã giúp giảm thiểu nhiễu sóng và cải thiện khả năng liên lạc giữa các trạm. Điều này đã góp phần nâng cao hiệu quả trong việc điều hành bay.

4.2. Các Trạm Liên Lạc Đã Áp Dụng VHF Offset

Nhiều trạm liên lạc tại Việt Nam đã áp dụng kỹ thuật VHF Offset, bao gồm các trạm tại Nội Bài, Vinh và Sơn Trà. Việc này đã giúp cải thiện đáng kể khả năng phủ sóng và chất lượng dịch vụ.

V. Kết Luận Về Tương Lai Của Kỹ Thuật VHF Offset Trong Hàng Không

Kỹ thuật VHF Offset hứa hẹn sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao chất lượng dịch vụ liên lạc hàng không tại Việt Nam. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ, việc cải tiến và áp dụng các giải pháp mới sẽ giúp ngành hàng không Việt Nam phát triển bền vững.

5.1. Triển Vọng Phát Triển Kỹ Thuật VHF

Triển vọng phát triển kỹ thuật VHF trong hàng không là rất lớn. Việc áp dụng các công nghệ mới sẽ giúp nâng cao hiệu quả và an toàn trong quản lý bay.

5.2. Định Hướng Nâng Cấp Hệ Thống Liên Lạc

Định hướng nâng cấp hệ thống liên lạc hàng không sẽ tập trung vào việc cải tiến công nghệ và áp dụng các giải pháp mới như VHF Offset để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của ngành hàng không.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong giai đoạn từ năm 1993 đến năm 2003, ngành quản lý bay Việt Nam đã điều hành an toàn trên 230.000 chuyến bay. Riêng trong 9 tháng đầu năm 2009, vùng thông báo bay Hà Nội (FIR Hà Nội) đã phục vụ khoảng 49.000 chuyến bay quốc tế và quốc nội. Lưu lượng không lưu gia tăng mạnh mẽ đặt ra thách thức lớn đối với hạ tầng thông tin liên lạc thoại điều hành bay (VHF). Địa hình miền Bắc hiểm trở với dãy núi Hoàng Liên Sơn chia cắt sâu sắc, cùng việc trạm phát sóng VHF Tam Đảo dừng hoạt động, đã tạo ra nhiều vùng mù vô tuyến tại khu vực Tây Bắc (đường bay W4 qua Điện Biên, Nà Sản) và vùng biển Hải Phòng - Quảng Ninh (đường bay W10 ở mực bay thấp). Phương thức truyền thống buộc kiểm soát viên không lưu phải chuyển đổi đài phát thủ công giữa 4 trạm đơn lẻ (Nội Bài, Tam Đảo, Vinh, Sơn Trà), gây nguy cơ quá tải thao tác và tiềm ẩn rủi ro an toàn bay.

Mục tiêu trọng tâm của nghiên cứu là phân tích, tính toán và ứng dụng kỹ thuật trễ sóng mang (VHF Offset) nhằm cho phép nhiều trạm phát sóng mặt đất cùng hoạt động đồng thời trên một tần số danh định mà không gây nhiễu phách âm tần. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào toàn bộ FIR Hà Nội với 16 đường bay (5 đường bay quốc tế và 11 đường bay nội địa), thiết lập cấu hình thử nghiệm và khai thác thực tế trên các tuyến trạm Nội Bài - Vinh và Nội Bài - Mộc Châu. Ý nghĩa của đề tài được thể hiện qua việc duy trì cự ly liên lạc thoại thông suốt lên tới 450 km, nâng tỷ số tín hiệu trên tạp âm (S/N) đạt chuẩn trên 10 dB, xóa bỏ 100% điểm mù vô tuyến và giảm áp lực thao tác cho kiểm soát viên đường dài.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu ứng dụng lý thuyết truyền sóng vô tuyến trong không gian tự do, mô hình tầm nhìn thẳng quang hình (Line of Sight - LOS) và kỹ thuật điều chế biên độ song biên (DSB-AM) trong dải tần số hàng không từ 118 đến 137 MHz với khoảng phân cách kênh 25 kHz. Khung lý thuyết chủ đạo dựa trên tiêu chuẩn kỹ thuật ICAO Annex 10 về kỹ thuật trễ sóng mang (Offset Carrier / CLIMAX). Kỹ thuật này dịch chuyển tần số sóng mang của từng đài phát một khoảng xác định (±5 kHz đối với cấu hình 2 trạm và ±7,5 kHz đối với cấu hình 3 trạm) so với tần số trung tâm của kênh thoại.

Nhờ độ lệch tần số có chủ đích, các phách giao thoa sinh ra khi kết hợp sóng mang tại máy thu trên máy bay sẽ bị đẩy ra ngoài dải thông âm tần thoại (từ 300 Hz đến 3400 Hz), loại bỏ nguy cơ triệt tiêu tín hiệu. Đồng thời, nghiên cứu tích hợp lý thuyết xử lý hiệu ứng tiếng vọng (Barrel effect), hiện tượng fading đa đường và nguyên lý hoạt động của thiết bị lựa chọn tín hiệu tốt nhất (Best Signal Selection - BSS) trong hệ thống chuyển mạch thoại VCS. Các khái niệm chính bao gồm: độ sâu điều chế tiêu chuẩn (30% đến 50%), cường độ điện trường tối thiểu (75 µV/m tại máy bay và 20 µV/m tại mặt đất), cùng các dạng méo phi tuyến do điều chế tương hỗ bậc 3 và bậc 5.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu nghiên cứu bao gồm các thông số kỹ thuật đo đạc thực tế từ hệ thống vô tuyến EXICOM công suất 50W và 100W, cơ sở dữ liệu giám sát bay của Công ty Bảo đảm hoạt động bay miền Bắc, và các quy chuẩn quốc tế của Tổ chức Hàng không Dân dụng Quốc tế (ICAO).

Cỡ mẫu khảo sát bao trùm 16 đường bay thuộc FIR Hà Nội (bao gồm các tuyến quốc tế A202, A206, B465, R471, R474 và các tuyến nội địa W1 đến W22) cùng 3 trạm đài chủ lực tại Nội Bài, Vinh và Mộc Châu, vận hành trên 4 tần số chỉ huy chính (121,5 MHz; 125,9 MHz; 128,15 MHz; 132,3 MHz). Phương pháp chọn mẫu là chọn mẫu điển hình có chủ đích nhằm đại diện trọn vẹn cho địa hình chia cắt phức tạp của phân khu Bắc và phân khu Nam.

Phương pháp phân tích cốt lõi là mô hình hóa quỹ đạo công suất tuyến truyền thông (Link Budget), giải thuật tính toán cân bằng trễ vi sai thời gian giữa các trạm đài, và phương pháp ma trận kiểm tra phổ tần chống nhiễu hài tương hỗ. Lý do lựa chọn tổ hợp phương pháp này là nhằm bảo đảm tính chính xác tuyệt đối theo tiêu chuẩn an toàn hàng không khắt khe, giúp mô phỏng đầy đủ mức suy hao và dự phòng rủi ro trước khi lắp đặt phần cứng. Tiến trình nghiên cứu được triển khai lắp đặt từ tháng 12 năm 2007, vận hành thử nghiệm vào tháng 4 năm 2008 và chính thức khai thác ổn định từ tháng 9 năm 2008.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, nghiên cứu đã xây dựng thành công cấu hình phân bổ tần số offset ±5 kHz cho mạng vô tuyến 2 trạm. Cụ thể, phân khu Nam (tần số danh định 125,9 MHz) được thiết lập với trạm Vinh phát tại mức cộng 5 kHz và trạm Nội Bài phát tại mức trừ 5 kHz; phân khu Bắc (tần số danh định 132,3 MHz) gồm trạm Mộc Châu phát tại mức cộng 5 kHz và trạm Nội Bài phát tại mức trừ 5 kHz, loại bỏ hoàn toàn hiện tượng tạo phách âm thanh.

Thứ hai, nghiên cứu xác định độ trễ thời gian vi sai tối ưu giữa các trạm lân cận là 2 ms (nằm trong giới hạn an toàn dưới 4 ms). Khi duy trì mức trễ 2 ms, nguy cơ triệt tiêu âm tần 3 kHz (có chu kỳ 333 µs, dễ bị triệt tiêu khi lệch nửa chu kỳ 167 µs) được triệt tiêu hoàn toàn, bảo đảm phổ âm tần thu được luôn đối xứng ngay cả trong tình huống đường truyền dẫn bị đảo pha 180 độ.

Thứ ba, hệ thống giải quyết triệt để bài toán bù trễ trên các tuyến truyền dẫn hỗn hợp. Tại thiết bị điều khiển xa RCE, thời gian trễ được căn chỉnh chính xác: tuyến cáp mặt đất Landline có trễ tự nhiên 5 ms được bù trễ 220,2 ms; tuyến vệ tinh VSAT có trễ tự nhiên 225,2 ms được thiết lập bù trễ 0 ms. Đối với chiều thu không - địa, thiết bị BSS tự động đo tỷ số S/N trong 70 ms và hoàn tất chọn tín hiệu tối ưu chỉ sau 85 ms, ngăn chặn tiếng vọng phản hồi.

Thứ tư, tính toán quỹ công suất chứng minh máy phát 100W tại Nội Bài và Mộc Châu, kết hợp máy phát 50W tại Vinh, đáp ứng hoàn hảo cự ly liên lạc 450 km cho tàu bay ở độ cao 30.000 ft đến 37.000 ft (tầm nhìn thẳng LOS đạt từ 407 km đến 453,5 km). Cường độ điện trường tại máy bay đạt mức -82,14 dBm (vượt ngưỡng 75 µV/m của ICAO), và độ nhạy máy thu mặt đất duy trì ở mức -107 dBm (1 µV).

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu khẳng định giải pháp VHF Offset kết hợp bù trễ vi sai 2 ms và cơ chế chọn tín hiệu BSS mang lại ưu thế tuyệt đối về mặt kỹ thuật và tài chính. So với công nghệ B-VHF đòi hỏi đổi mới toàn bộ thiết bị thu phát trên máy bay hay công nghệ VDL mode 4 chủ yếu phục vụ truyền số liệu, kỹ thuật VHF Offset tận dụng nguyên vẹn hệ thống máy thu phát hiện hữu của các hãng hàng không mà không phát sinh chi phí trang bị lại.

Về phương diện trực quan hóa, toàn bộ dữ liệu suy hao không gian tự do từ 100,2 dB (ở cự ly 20 km) tăng lên 128,5 dB (ở cự ly 500 km) và công suất phát xạ hiệu dụng (từ 0,5W tại 50 km lên 47,6W tại 500 km) có thể biểu diễn qua biểu đồ đường cong suy hao (Path Loss) và bảng ma trận phối hợp tần số. Phân tích cách ly tạp âm ngoài dải đạt mức 83,88 dB, vượt mức yêu cầu tối thiểu là 70,78 dB. Mức công suất đầu vào máy thu tại Nội Bài đạt -21,88 dBm, loại trừ hoàn toàn nguy cơ tê liệt máy thu (ngưỡng an toàn là -12 dBm) và không xuất hiện hiện tượng điều chế chéo (ngưỡng an toàn là -18 dBm).

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả nghiên cứu và dữ liệu thực nghiệm, luận văn đưa ra 4 khuyến nghị kỹ thuật trọng tâm:

Thứ nhất, nâng cấp hệ thống giám sát và đo kiểm trễ vi sai tự động tại thiết bị điều khiển từ xa RCE. Đơn vị thực hiện là Trung tâm Kỹ thuật thuộc Tổng công ty Quản lý bay Việt Nam (VATM), thời gian triển khai trong vòng 6 đến 12 tháng. Mục tiêu kỹ thuật cần đạt là kiểm soát dung sai độ trễ vi sai giữa các tuyến truyền dẫn cáp quang và viba trong khoảng dưới 0,1 ms so với mốc chuẩn 2 ms, giảm tỷ lệ méo hài âm thanh xuống dưới 1%.

Thứ hai, mở rộng mô hình VHF Offset đa điểm (3 đến 4 trạm) cho các phân khu kiểm soát đường dài tại miền Trung và miền Nam. Tổng công ty Quản lý bay Việt Nam chủ trì phối hợp cùng các Công ty Quản lý bay khu vực thực hiện trong lộ trình 12 đến 24 tháng. Áp dụng bảng tần số chuẩn ICAO với độ lệch tần số ±7,5 kHz và tần số trung tâm fc, nhằm đạt mục tiêu phủ sóng liên tục 100% diện tích không phận trên toàn bộ 2 vùng thông báo bay FIR Hà Nội và FIR Hồ Chí Minh.

Thứ ba, tối ưu hóa hệ thống phối ghép anten và bảo dưỡng định kỳ các bộ lọc thông dải BPF tại các đài trạm vùng núi cao như Mộc Châu. Đội ngũ kỹ sư đài trạm thông tin - dẫn đường thực hiện định kỳ 6 tháng một lần, duy trì hệ số sóng đứng VSWR dưới mức 1,5 (thay vì mức 2,0 gây tổn hao 0,51 dB) và khống chế suy hao đầu nối tiếp xúc dưới 0,5 dB, giúp tăng công suất bức xạ hiệu dụng thực tế thêm 10% đến 15%.

Thứ tư, tích hợp phần mềm cảnh báo sớm chất lượng thoại và giám sát tự động tỷ số S/N trên hệ thống chuyển mạch thoại VCS. Bộ phận Khai thác kỹ thuật thực hiện trong thời gian 3 đến 6 tháng, đặt ngưỡng cảnh báo tự động khi tỷ số S/N suy giảm dưới 10 dB hoặc khi độ trễ kênh truyền vệ tinh VSAT dự phòng biến động vượt quá 4 ms, giúp loại bỏ 95% nguy cơ gián đoạn liên lạc không - địa.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn là nguồn tư liệu chuyên môn giá trị cho 4 nhóm đối tượng sau:

Thứ nhất, kỹ sư điện tử - viễn thông hàng không và chuyên viên kỹ thuật CNS/ATM. Tài liệu cung cấp phương pháp luận chi tiết về tính toán quỹ tuyến truyền dẫn vô tuyến, thiết kế bố trí anten chống nghẹt máy thu và quy trình căn chỉnh trễ vi sai tại thiết bị điều khiển từ xa RCE trong môi trường đa đài phát.

Thứ hai, kiểm soát viên không lưu (ATCO) và chuyên viên quản lý khai thác bay tại các trung tâm kiểm soát đường dài (ACC). Công trình giúp người khai thác nắm vững cơ chế phủ sóng đồng tần, hiểu rõ nguyên lý chọn tín hiệu tự động BSS, từ đó nâng cao nhận thức tình huống và chuẩn hóa quy trình phối hợp điều hành.

Thứ ba, cấp quản lý chiến lược tại Tổng công ty Quản lý bay Việt Nam và Cục Hàng không Việt Nam. Báo cáo đem lại cơ sở khoa học và bài toán kinh tế vững chắc, chứng minh giải pháp tiết kiệm hàng triệu USD chi phí đầu tư công nghệ so với việc thay thế toàn bộ thiết bị vô tuyến trên tàu bay.

Thứ tư, giảng viên, học viên cao học và nghiên cứu sinh chuyên ngành Kỹ thuật Điện tử, Viễn thông. Đây là tài liệu tham khảo thực chứng phong phú về mô hình hóa truyền sóng VHF, kỹ thuật lọc chống nhiễu điều chế tương hỗ bậc 3 và bậc 5, cùng phương pháp xử lý tín hiệu thoại trong môi trường fading đa đường.

Câu hỏi thường gặp

Kỹ thuật VHF Offset giải quyết vấn đề kỹ thuật then chốt nào trong quản lý bay? Kỹ thuật này cho phép nhiều trạm vô tuyến mặt đất phát sóng đồng thời trên cùng một kênh tần số danh định với độ lệch tần số nhỏ trong khoảng phân cách 25 kHz. Giải pháp này giúp mở rộng vùng phủ sóng liên tục đến 450 km, xóa bỏ hoàn toàn hiện tượng tạo phách trong dải âm tần và giải phóng kiểm soát viên khỏi việc chuyển đổi kênh thủ công.

Tại sao giá trị thời gian trễ vi sai 2 ms lại được chọn làm mốc chuẩn thiết kế? Độ trễ 2 ms (tương đương quãng đường sóng truyền 600 km) là mức thỏa hiệp tối ưu giữa việc ngăn ngừa hiệu ứng tiếng vọng và hạn chế hiện tượng fading đa đường. Khi duy trì trễ 2 ms, các thành phần phổ âm tần 3 kHz không bị triệt tiêu và giữ được tính đối xứng, bảo đảm chất lượng đàm thoại rõ ràng ngay cả khi xảy ra hiện tượng ngược pha 180 độ.

Bộ lựa chọn tín hiệu tốt nhất BSS xử lý tín hiệu theo nguyên lý nào? Khi máy bay phát tín hiệu về mặt đất, tất cả các trạm trong tầm phủ sóng đều thu nhận và chuyển tiếp về trung tâm điều khiển. Thiết bị BSS trong hệ thống chuyển mạch thoại VCS sẽ tự động đo lường tỷ số tín hiệu trên tạp âm (S/N) của từng kênh trong 70 ms, sau đó ngắt các tín hiệu yếu và đưa luồng âm thanh tốt nhất đến tai nghe kiểm soát viên trong tổng thời gian 85 ms.

Việc triển khai VHF Offset có đòi hỏi thay đổi thiết bị trên máy bay của các hãng hàng không không? Hệ thống hoàn toàn không yêu cầu bất kỳ sự thay đổi hay nâng cấp phần cứng nào trên máy bay. Do độ lệch tần số ±5 kHz vẫn nằm trọn trong dải thông tiêu chuẩn của kênh thoại vô tuyến 25 kHz, các máy thu AM truyền thống của máy bay dân dụng vẫn thu nhận và giải điều chế âm thanh một cách hoàn hảo, đảm bảo tính tương thích tuyệt đối.

Làm thế nào để loại bỏ nguy cơ nghẹt máy thu và điều chế chéo tại trạm đài? Hệ thống sử dụng anten phát và thu cách ly theo chiều dọc tối thiểu 5 m tạo độ phân cách không gian trên 33 dB, kết hợp các bộ lọc thông dải có độ suy hao cách ly từ 28 dB đến 40 dB. Nhờ đó, mức công suất tạp âm đưa vào đầu vào máy thu chỉ ở mức -21,88 dBm, thấp hơn ngưỡng tê liệt máy thu -12 dBm và ngưỡng điều chế chéo -18 dBm.

Kết luận

• Làm chủ và ứng dụng thành công kỹ thuật trễ sóng mang VHF Offset 2 trạm đầu tiên tại vùng thông báo bay Hà Nội.
• Xác lập cấu hình kỹ thuật chuẩn xác với độ lệch tần số ±5 kHz, thời gian trễ vi sai tối ưu 2 ms và công suất phát 100W.
• Đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật khắt khe theo chuẩn ICAO về tầm nhìn thẳng 450 km, độ nhạy máy thu -107 dBm và triệt tiêu hoàn toàn nhiễu tương hỗ.
• Mang lại hiệu quả kinh tế vượt trội, tiết kiệm tối đa ngân sách đầu tư hạ tầng và tương thích 100% với trang thiết bị máy bay hiện hành.
• Xóa bỏ hoàn toàn các điểm mù liên lạc, nâng cao năng lực thông qua và đảm bảo an toàn tuyệt đối cho 16 đường bay nội địa và quốc tế.

Đóng góp nổi bật của luận văn là đã hoàn thiện phương pháp luận tính toán tuyến truyền dẫn và quy trình cân chỉnh trễ vi sai thực tế, đặt nền móng vững chắc cho việc hiện đại hóa mạng viễn thông hàng không dân dụng Việt Nam. Trong các giai đoạn tiếp theo, các đơn vị quản lý bay cần tiếp tục mở rộng mô hình mạng 3 đến 5 điểm phát sóng và tích hợp đồng bộ với các công nghệ truyền dữ liệu số tiên tiến. Quý bạn đọc, chuyên gia và học viên quan tâm hãy nghiên cứu sâu toàn văn công trình để khai thác hiệu quả các giải pháp kỹ thuật giá trị này cho thực tiễn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

lời mở đầu này, tôi xin được gửi lời trân trọng cảm ơn Phó Giáo sư, Tiến sĩ Nguyễn Viết Kính, tập thể các giảng viên Khoa Sau đại học, trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc gia Hà Nội, đội ngũ cán bộ kỹ thuật Công ty bảo đảm hoạt động bay miền Bắc cùng các đồng nghiệp đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành tốt luận văn này. Xin chân thành cảm ơn! LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 15 CHƢƠNG 1: QUẢN LÝ BAY VIỆT NAM – HIỆN TRẠNG VÀ KHÓ KHĂN 1. Hoạt động của Trung tâm quản lý bay dân dụng Việt Nam (VATM) – hiện chuyển tên là Tổng công ty bảo đảm hoạt động bay Việt Nam (VANSCORP): Trung tâm quản lý bay dân dụng Việt Nam là công ty nhà nước có nhiệm vụ cung ứng bảo đảm hoạt động bay nhằm bảo đảm hoạt động bay an toàn, điều hoà, liên tục và hiệu quả. Chức năng và nhiệm vụ chính của VATM là: Cung cấp các dịch vụ không lưu bao gồm:  Dịch vụ điều hành không lưu cho tại sân (TWR), vùng tiếp cận (APP) và đường dài (ACC).

 Công tác thông báo bay (FIS) và các dịch vụ cảnh báo (ALRS).  Quản lý vùng trời, không phận quốc gia:  Quản lý các phương tiện cơ sở hạ tầng cho không vận.  Thiết lập các đường bay và phối hợp trong việc sử dụng vùng trời. Ngoài ra còn có các dịch vụ khác như dịch vụ khí tượng, tìm kiếm cứu nguy, huấn luyện, đào tạo,.

Cùng với yêu cầu phát triển của ngành hàng không quốc tế, tổ chức hàng không dân dụng quốc tế ICAO đã có những giám sát, khuyến nghị hướng dẫn các quốc gia trong các hệ thống tổ chức quản lý không lưu. Theo ICAO yêu cầu, để cung cấp các dịch vụ tốt nhất theo yêu cầu của các khách hàng thì một hệ thống quản lý bay cần phải cung cấp tất cả các dịch vụ cơ bản là:  Quản lý không lưu – ATN: Quản lý chung các dịch vụ cung cấp, phối kết hợp đồng bộ các dịch vụ để đạt được kết quả tốt nhất.  Dịch vụ không lưu – ATS: Điều hành bay trực tiếp các tàu bay trong vùng thông báo bay.  Dịch vụ thông tin liên lạc – CS: Hay còn gọi là các dịch vụ thông tin cố định hàng không, bao gồm: thông tin thoại, số liệu giữa các đơn vị kiểm soát không lưu nội địa, quốc tế với nhau và với tàu bay.

Mạng bao gồm các hệ thống thông tin trực thoại, hệ thống chuyển tiếp điện văn tự động sử dụng các đường truyền dẫn viễn thông quy mô lớn.  Dịch vụ giám sát – SS: giám sát tất cả các hoạt động bay trong vùng thông báo bay, sử dụng các Radar tại các trạm thu thập xử lý, lưu trữ và phân phát các dữ liệu bay về trung tâm phục vụ cho việc điều hành bay.  Dịch vụ dẫn đường – NS: Sử dụng các phương tiện dẫn đường như đèn hiệu, NDB, VOR/DME hoặc vệ tinh để dẫn đường cho các tàu bay. LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 16  Dịch vụ khí tượng hàng không – MS: Giám sát các hiện tượng thời tiết trong vùng thông báo bay, xử lý các số liệu thời tiết và cấp phát cho tất cả các đơn vị liên quan.

 Dịch vụ cảnh báo, tìm kiếm và cứu nạn – SAR: tổ chức tốt các mạng lưới tìm kiếm, cứu nguy trên quy mô quốc gia, quốc tế, sẵn sàng ứng phó với các tình huống lâm nạn của tàu bay. Ngoài ra việc huấn luyện, đào tạo chuyên môn cũng có vai trò to lớn trong việc duy trì và phát triển hệ thống, đây cũng là một loại dịch vụ không thể thiếu được trong việc quản lý nguồn nhân lực cho ngành quản lý bay. Hiện trạng của các hệ thống hiện tại: Không phận Việt Nam được chia thành 2 vùng thông báo bay (FIR) là FIR Hà Nội và FIR Hồ Chí Minh. Việc điều hành hoạt động bay trong FIR Hà Nội do Trung tâm quản lý bay miền Bắc – nay là Công ty bảo đảm hoạt động bay miền Bắc, đảm trách.

Hình 1 – 1: FIR Hà Nội và FIR Hồ Chí Minh FIR Hà Nội bao gồm 16 đường bay, trong đó có 5 đường bay quốc tế (A202, A206, B465, R474, R471) và 11 đường bay nội địa (W1, W2, W3, W4, W5, W6, LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 17 W10, W14, W20, W21, W22) với 2 sân bay quốc tế (Nội Bài, Cát Bi) và 4 sân bay quốc nội (Điện Biên, Nà Sản (đang tạm ngừng để nâng cấp), Vinh, Đồng Hới). Nó được chia thành 2 phân khu, phân khu Bắc và phân khu Nam có nhiệm vụ cung cấp các dịch vụ không lưu cho các tàu bay đến/đi và quá cảnh qua FIR Hà Nội. Hình 1 – 2: Các trạm VHF và tầm phủ sóng tương ứng trên lãnh thổ Việt Nam. Hệ thống thông tin trực thoại hàng không sử dụng các tuyến truyền dẫn VSAT, Viba và cáp quang cung cấp các dịch vụ trực thoại đường dây nóng giữa các Trung tâm chỉ huy bay.

Việc liên lạc không – địa sử dụng các hệ thống điều khiển xa VHF với cơ chế điều biên AM 25kHz công suất phát lớn đến 250W tạo nên mạng lưới các trạm VHF bao phủ toàn bộ FIR và hệ thống thu phát HF đơn biên. Cụ thể như sau: - Hệ thống thiết bị VHF Nội Bài (VHF EXICOM 50W) được đặt tại ACC Hà Nội và lắp đặt và đưa vào sử dụng từ năm 1993, trang bị cho cả hai phân khu điều hành bay của FIR Hà Nội (phân khu Bắc và phân khu Nam). LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 18 - Trạm VHF Tam Đảo (VHF EXICOM 50W) được sử dụng để phủ sóng cho phân khu Bắc và một phần phân khu Nam. - Trạm VHF Vinh (VHF EXICOM 50W) được triển khai, lắp đặt và đưa vào sử dụng từ năm 1997 với mục đích đáp ứng việc phủ sóng cho phân khu Nam.

- Trạm VHF Sơn Trà được thiết lập với mục đích ban đầu để phục vụ công tác điều hành bay cho phân khu I ACC Hồ Chí Minh. Đến năm 2000 triển khai thêm hệ thống VHF để bổ trợ cho các trạm VHF Vinh và VHF Nội Bài. - Hệ thống thiết bị VHF Vinh, Điện Biên, Cát Bi đều dùng thiết bị thu phát công suất 7W. Hệ thống chuyển tiếp điện văn tự động AMSC được đặt tại các trung tâm HAN, DNA, HCM và Trung tâm điều hành chỉ huy bay kết nối sử dụng các phương tiện truyền dẫn nêu trên.

Hệ thống giám sát được cơ cấu bởi các trạm Radar sơ cấp PSR tầm phủ 80 dặm và các trạm Radar thứ cấp SSR tầm phủ 250 dặm có nhiệm vụ thu thập các thông tin tàu bay cung cấp cho các trung tâm xử lý số liệu Radar tại hai FIR. Sơ đồ trạm và tầm phủ được mô tả như hình 1 – 3 dưới đây. Hình 1 – 3: Tầm phủ Radar trên lãnh thổ Việt Nam Dich vụ dẫn đƣờng được cung cấp bởi các đài NDB và VOR/DME trải dài trên các tuyến bay nội địa và quốc tế. Tại các sân bay với yêu cầu cao về lưu lượng có sự LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 19 phối hợp giữa các đài NDB, hệ thống đèn tín hiệu và các phương tiện hạ cánh ILS lắp đặt tại đường băng.

Dịch vụ cảnh báo, tìm kiếm và cứu nạn SAR được tổ chức thành ba trung tâm chịu sự quản lý trực tiếp bởi VATM, bao gồm: - 2 trung tâm tìm kiếm và cứu nạn tại HAN và HCM. - 1 trung tâm con tại DNA. Các trung tâm trên hoạt động có sự phối hợp cùng các nhà chức trách, các cụm cảng hàng không và trung tâm tìm kiếm cứu nạn quốc gia đảm bảo dịch vụ nhanh nhất trong mọi trường hợp khẩn cấp. Hình 1 – 4: Hệ thống các phương tiện dẫn đường kết hợp 1.

Phân tích đánh giá hiện trạng của hệ thống VHF tại FIR Hà Nội:[1] Do đặc điểm địa hình phần phân khu Bắc rộng có dãy núi Hoàng Liên Sơn chia cắt làm 2 phần, phần phía Tây hẹp nhưng núi non hiểm trở, có nhiều núi cao, phần phía Đông rộng gồm núi cao, đồng bằng, biển. Phân khu Nam hẹp nhưng lại dài. Do LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] 20 đặc thù của địa hình nêu trên, nên mặc dù hiện nay, trong FIR Hà Nôị đã lắp đặt 4 trạm VHF (Nội Bài, Tam Đảo, Vinh, Sơn Trà) phục vụ công tác điều hành bay nhưng thực tế cho thấy vùng phủ sóng VHF của các trạm này còn có nhiều hạn chế: - Phân khu Bắc với 2 trạm thu/phát sóng VHF đặt tại Nội Bài và Tam Đảo (Kiểm soát viên không lưu chỉ chọn được một trong hai trạm) cũng đã phủ sóng phần lớn vùng trách nhiệm, tuy nhiên vẫn còn những vùng chưa được phủ sóng như phần phía Tây Bắc nơi có 2 sân bay Nà Sản và Điện Biên trên đường W4, các vùng biển khu vực Hải Phòng, Quảng Ninh, trên đường bay W10 ở các mực bay thấp. - Phân khu Nam với 3 trạm thu/phát sóng VHF đặt tại Nội Bài, Vinh, Sơn Trà trên thực tế tại một thời điểm chỉ phát được trên một trạm VHF.

Hiện nay phân khu Nam được điều hành chính bằng trạm VHF Vinh. Trạm VHF Sơn Trà chỉ để dự phòng trong trường hợp trạm Vinh có sự cố kỹ thuật. Với cách tổ chức hiện nay, tầm phủ sóng VHF của trạm VHF Vinh chưa đảm bảo phủ sóng toàn bộ phân khu Nam. Cụ thể một số đường bay như W20, một phần của đường bay W1, W2, W10.

Vấn đề nhiễu sóng VHF có và không có khả năng khắc phục cũng là điểm cần chú ý. Do việc quản lý về tần số đồng thời phương thức điều chế AM hiện đang dùng là phương thức phổ thông và không có mã hoá chống nhiễu nên còn bị nhiễu tần số tại các vùng cục bộ. Ta chỉ có thể khắc phục tạm thời là sử dụng các tần số dự phòng khác đã đăng ký. Như vậy, hiện trạng của hệ thống trên không thể đảm bảo cho nhu cầu lưu lượng bay hiện nay.

Theo số liệu thống kê thì đối với FIR Hà Nội tính từ năm thành lập 1993 đến năm 2003, tổng số chuyến bay được điều hành đã đạt trên 230000 chuyến (dựa trên báo cáo hàng năm của VATM). Tính từ ngày 1 tháng 1 đến ngày 30 tháng 9 năm 2009, FIR Hà Nội đã điều hành bay được khoảng 49000 chuyến bao gồm cả quốc tế và quốc nội (được lấy từ số liệu bay của công ty bảo đảm hoạt động bay miền Bắc). Do lưu lượng bay tăng lên, nhu cầu về cung cấp dịch vụ không lưu trên một vùng trời cũng tăng lên.