Спутниковая связь рейса 370 Malaysia Airlines

Пропавший самолет (9М-МРО) замечен в 2011 году.

Анализ связи между рейсом 370 Malaysia Airlines и связи Inmarsat сетью спутниковой . предоставляет первичную информацию источник информации о местонахождении рейса 370 и возможных событиях в полете после его исчезновения из зоны действия военных радаров в 02:22 по стандартному времени Малайзии (MYT) 8 марта 2014 г. (17:22 UTC , 7 марта), через час после связи с воздухом. управление движением закончилось, и самолет отклонился от запланированной траектории полета над Южно-Китайским морем .

Рейс 370 был регулярным коммерческим рейсом с 227 пассажирами и 12 членами экипажа, который вылетел из Куала-Лумпура , Малайзия, в 0:41 и должен был приземлиться в Пекине, Китай, в 6:30 по китайскому стандартному времени (6:30 MYT; 22:30 UTC, 7 марта). Малайзия работала совместно с Австралийским бюро безопасности на транспорте для координации анализа, в котором также участвовали Британский отдел по расследованию авиационных происшествий , Inmarsat и Национальный совет по безопасности на транспорте США . Другие группы также предприняли усилия по анализу спутниковой связи, хотя и столкнулись с проблемой отсутствия общедоступной информации в течение нескольких месяцев после исчезновения. 29 июля 2015 года на острове Реюньон были обнаружены обломки , которые, как позже было подтверждено, принадлежали рейсу 370; это первое вещественное свидетельство того, что рейс 370 потерпел крушение в Индийском океане.

Во время полета самолет поддерживает канал передачи данных с сетью спутниковой связи для передачи данных и телефонных звонков. Канал передачи данных соединяет самолет и наземную станцию сигнала ​​через спутник, который преобразует (изменяет) частоту и усиливает его; наземная станция подключена к телекоммуникационным сетям, что позволяет отправлять и получать сообщения из других мест, таких как операционный центр авиакомпании . В последний раз нормальная связь с рейса 370 осуществлялась в 1:07 по тихоокеанскому времени. Канал передачи данных между самолетом и сетью спутниковой связи был потерян в какой-то момент между 1:07 и 2:03, когда самолет не подтвердил сообщение, отправленное с наземной станции. Через три минуты после того, как самолет покинул зону действия радара — в 2:25 — спутниковый блок данных самолета (SDU) передал сообщение о входе в систему, которое, по мнению следователей, произошло, когда SDU перезапустился после сбоя питания. Между сообщением 2:25 и 8:19 SDU подтвердил два телефонных звонка с земли на самолет, на которые не ответили, и ответил на автоматические ежечасные запросы наземной станции, которые были сделаны, чтобы определить, активен ли еще SDU. . Ни одно из сообщений от 02:25 до 08:19 не содержит явная информация о местонахождении самолета. Последняя передача самолета в 8:19 представляла собой сообщение о входе в систему; самолет не ответил на сообщение с наземной станции в 9:15. самолета Следователи полагают, что сообщение о входе в систему в 8:19 было сделано, когда SDU перезапускался после того, как у самолета закончилось топливо и была запущена вспомогательная силовая установка .

Поиски рейса 370 были начаты в Юго-Восточной Азии недалеко от места последнего устного и радиолокационного контакта с авиадиспетчерской службой. На следующий день после исчезновения сотрудники Inmarsat просмотрели журнал связи между своей спутниковой сетью и рейсом 370 и обнаружили, что связь продолжалась в течение нескольких часов после потери связи с авиадиспетчерской службой. 11 марта они предоставили следователям предварительный анализ, основанный на записанных значениях смещения времени пакета (BTO). На основе значений BTO можно выполнить относительно простые расчеты для определения расстояния между самолетом и спутником при каждой передаче. Когда эти расстояния наносятся на Землю, в результате образуются кольца , которые затем уменьшаются до дуг из-за ограниченной дальности полета самолета. Другая величина — смещение частоты всплеска (BFO) — анализировалась для определения движения самолета относительно спутника на основе доплеровского сдвига сигналов, который обеспечивает местоположение самолета по дугам, полученным от BTO. Первоначальный анализ значений BFO показал сильную корреляцию с маршрутом на юг, в южную часть Индийского океана, к западу от Австралии. 24 марта премьер-министр Малайзии на основе этого анализа пришел к выводу, что рейс 370 завершился в южной части Индийского океана, и никто не выжил. После первоначального анализа расчеты BFO были позже скорректированы с учетом колебания орбиты спутника и тепловых изменений на спутнике, которые повлияли на зарегистрированные значения BFO. В дальнейшем анализе учитывались расчеты BTO и BFO вместе с динамикой полета самолета, такой как возможные и вероятные скорости самолета, высоты и режимы автопилота. Были проведены два статистических анализа и объединены с расчетами максимальной дальности полета рейса 370, чтобы определить наиболее вероятное местоположение рейса 370 во время передачи в 8:19, которое находится вдоль дуги BTO в 8:19 примерно от 38.3°S 88°E / -38.3; 88 (Southwest corner of the area of interest along the 8:19 BTO arc, ATSB Flight Path Analysis Update (October 2014)) to 33,5 ° ю.ш., 95 ° в.д.  / -33,5; 95  ( Юго-западный угол области интереса вдоль дуги BTO 8:19, Обновление анализа траектории полета ATSB (октябрь 2014 г.) ) .

Фон

Рейс 370 Малайзийских авиалиний

Известная траектория полета рейса 370 (красный), полученная на основе первичных (военных) и вторичных (УВД) радиолокационных данных.

Основная статья: Рейс 370 Malaysia Airlines

Рейс 370 Malaysia Airlines вылетел из международного аэропорта Куала-Лумпура в 00:41 по стандартному времени Малайзии (MYT) 8 марта 2014 года (16:41 UTC , 7 марта) и направлялся в международный аэропорт Пекина . В 1:19 диспетчерская служба воздушного движения Малайзии (УВД) инициировала передачу управления УВД в районе Хошимина. Капитан ​ ответил: «Спокойной ночи, малайзийский три семь ноль», после чего с пилотами больше не общались. В 1:21 самолет пропал с радаров управления воздушным движением после прохождения навигационной точки ИГАРИ ( 6 ° 56'12 "N 103 ° 35'6" E ) в Южно-Китайском море между Малайзией и Вьетнамом. Самолет продолжал отслеживаться малайзийским военным радаром, который зафиксировал, что рейс 370 отклонился от запланированной траектории полета , развернувшись и пересек Малайский полуостров. Рейс 370 покинул зону действия малайзийского военного радара в 2:22 и в последний раз находился в 200 морских милях (370 км; 230 миль) к северо-западу от Пенанга. Ожидалось, что рейс 370 прибудет в Пекин в 6:30 по китайскому стандартному времени (CST) 8 марта (06:30 MYT; 22:30 UTC, 7 марта). В 7:24 MYT/CST компания Malaysia Airlines опубликовала заявление для СМИ о пропаже рейса 370.

Спутниковая линия передачи данных

Канал передачи данных для авионики Malaysia Airlines на момент инцидента был предоставлен компанией SITA , которая заключила с Inmarsat контракт на обеспечение канала спутниковой связи с использованием услуги Inmarsat Classic Aero . Системы авиационной спутниковой связи (SATCOM) используются для передачи сообщений из кабины самолета, а также автоматических сообщений от бортовых систем с использованием протокола связи ACARS , но также могут использоваться для передачи FANS и ATN сообщений и обеспечения голосовой, факсимильной связи и ссылки на данные используя другие протоколы. Уместным сравнением связи ACARS с системой SATCOM является связь приложения для обмена сообщениями со смартфоном; Смартфон будет работать и останется зарегистрированным в сети мобильного телефона, даже если приложение обмена сообщениями будет закрыто.

самолета . Данные/сообщения с самолета передаются блоком спутниковых данных (SDU) и передается через спутник на наземную станцию , где они направляются в другие сети связи, чтобы достичь места назначения. Сообщения также могут быть отправлены на воздушное судно в обратном порядке. При прохождении через спутник сигналы усиливаются и преобразуются по частоте — смешиваются с сигналом генератора на спутнике, оставляя спутник на объединенной частоте. Передачи с самолета осуществляются на одном из нескольких каналов (частот) в районе 1,6 ГГц, совмещенных с частотой генератора спутника, и передаются на ГЭС на объединенной частоте (один из нескольких каналов в районе 3,6 ГГц). Затем наземная станция преобразует полученный сигнал, прежде чем он достигнет оборудования для обработки. Наземная станция ведет журнал передач и некоторые данные о них.

Изображение спутника серии Инмарсат-3 . Рейс 370 находился в контакте с Inmarsat-3 F1 (также известным как «IOR» для региона Индийского океана).

Когда SDU пытается подключиться к сети Инмарсат, он передает запрос на вход в систему, который подтверждается наземной станцией. Частично это необходимо для определения принадлежности SDU активному абоненту услуги, а также для определения способа маршрутизации сообщений в SDU. Если после подключения наземная станция не получила никакого сигнала от терминала в течение часа, наземная станция передаст сообщение «Опрос входа в систему» ​​(LOI), неофициально называемое «пингом»; активный терминал автоматически отвечает. Весь процесс опроса терминала называется « рукопожатием ».

Оборудование наземной станции Inmarsat в Перте было модернизировано в 2013 году с добавлением дополнительной емкости хранения и нового программного обеспечения для записи расширенного набора данных для передач, включая добавление значений смещения частоты пакета (BFO) и смещения синхронизации пакета (BTO). Без дополнительных значений данных было бы невозможно определить расстояние самолета до спутника при каждом рукопожатии. Расширенные значения данных были вызваны участием Inmarsat в поисках рейса 447 Air France , который исчез над Атлантическим океаном в 2009 году. По словам Марка Дикинсона, вице-президента Inmarsat по спутниковым операциям, компания не знала, какие дополнительные данные могут можно было использовать, но у них была «догадка» и они обновили свое оборудование.

Аварийные передатчики-локаторы

Самолет был оснащен четырьмя аварийными приводными передатчиками (ELT):

• фиксированный ELT на хвостовой части фюзеляжа, который активируется при внезапном замедлении,
• портативный ELT в шкафу, расположенном в передней части самолета, который необходимо активировать путем перемещения переключателя, и
• два ELT, прикрепленные к раздвижным плотам, которые срабатывают, когда плоты надуваются, и активируются при погружении в воду.

После активации ELT излучают радиосигнал, который может быть обнаружен спутниками Международной программы Коспас-Сарсат . ELT предназначены для работы на поверхности воды или вблизи нее. Повреждения во время крушения, экранирование обломками самолета или рельефом местности, а также погружение в глубокую воду — все это факторы, которые могут помешать обнаружению сигнала. Согласно анализу записей об авиационных происшествиях, которые вели ИКАО за последние 30 лет, произошло 173 происшествия с участием самолетов массой более 5701 кг (12 569 фунтов), оснащенных ELT; из них эффективное обнаружение ELT было произведено только в 39 авариях. Никаких сигналов от ELT на борту рейса 370 обнаружено не было.

Сообщения с рейса 370

SDU на 9M-MRO (самолете, использовавшемся для рейса 370) подключился к сети Инмарсат в полночь по тихоокеанскому времени. За 30 минут до взлета между SDU и сетью Инмарсат было обменяно семнадцать сообщений. Между взлетом и моментом исчезновения рейса 370 с вторичного радара был обменян еще три сообщения. Последнее сообщение об использовании протокола ACARS было отправлено в 01:07; Отчеты ACARS, ожидаемые в 01:37 и 02:07, не были получены. В 02:03 и 02:05 сообщения с наземной станции остались без ответа, что указывает на то, что связь была потеряна в какой-то момент между 1:07 и 2:03.

После последнего контакта с первичным радаром к западу от Малайзии в журнале наземной станции Инмарсат в Перте , Западная Австралия, были записаны следующие записи (ЧЧ:ММ:СС; время UTC: 7–8 марта):

Time (MYT)	Время (UTC)	Инициировано	Имя (если есть)	Подробности
02:25:27	18:25:27	Самолет	первое рукопожатие	Сообщение «запрос на вход». Рейс 370 теперь зарегистрирован как активный терминал в сети Инмарсат.
02:39:52	18:39:52	Наземная станция	–	Телефонный звонок с земли на самолет, подтвержденный SDU, без ответа
03:41:00	19:41:00	Наземная станция	второе рукопожатие	Обычное рукопожатие
04:41:02	20:41:02	Наземная станция	третье рукопожатие	Обычное рукопожатие
05:41:24	21:41:24	Наземная станция	4-е рукопожатие	Обычное рукопожатие
06:41:19	22:41:19	Наземная станция	пятое рукопожатие	Обычное рукопожатие
07:13:58	23:13:58	Наземная станция	–	Телефонный звонок с земли на самолет, подтвержденный SDU, без ответа
08:10:58	00:10:58	Наземная станция	шестое рукопожатие	Обычное рукопожатие
08:19:29	00:19:29	Самолет	7-е рукопожатие	«Запрос на вход в систему» ​​от самолета, за которым следует подтверждение и еще четыре передачи с наземной станции.
08:19:37	00:19:37	Самолет	7-е рукопожатие	Сообщение «Подтверждение входа в систему», передаваемое воздушным судном. Это последняя передача, полученная с рейса 370.
09:15	01:15	Наземная станция	Неудачный пинг/рукопожатие	Три запроса на рукопожатие с наземной станции без ответа от самолета.

Анализ Объединенной следственной группы

Анализ спутниковой связи основан на ограниченном количестве точек данных, которые были проанализированы с использованием инновационных методов, разработанных только после инцидента. Анализ позволил определить полезную информацию о событиях в полете и местонахождении рейса 370 по сигналу MYT в 08:19, который, как полагают, произошел незадолго до момента исчерпания топлива и, следовательно, находится недалеко от конечного местоположения рейса 370.

Объединенная следственная группа

Малазийские следователи создали международную рабочую группу — Объединенную следственную группу (JIT) — в состав которой входят различные агентства, имеющие опыт работы с самолетами и спутниковой связью, для дальнейшего анализа сигналов между рейсом 370 и наземной станцией, особенно сигнала в 08:19. . В их число входили представители британской компании Inmarsat, отдела по расследованию авиационных происшествий и компании Rolls-Royce; Управление гражданской авиации Китая и Департамент по расследованию авиационных происшествий; США Национальный совет по безопасности на транспорте и Федеральное управление гражданской авиации США ; и власти Малайзии.

После того, как первоначальный анализ показал, что последнее местонахождение рейса 370 находилось в австралийском поисково-спасательном регионе в южной части Индийского океана, Австралия сыграла важную роль в координации анализа совместно с Малайзией. Австралийское бюро безопасности на транспорте (ATSB), ответственное за поиск рейса 370, собрало команду экспертов, чтобы определить местонахождение рейса 370 во время связи в 08:19. В состав группы входили британское отделение по расследованию авиационных происшествий , Boeing , Организация оборонной науки и технологий (Австралия), Департамент гражданской авиации Малайзии, Inmarsat, Национальный совет по безопасности на транспорте (США) и Thales .

Концепции

Анализ сообщений с рейса 370 фокусируется на двух ключевых параметрах, связанных с сообщениями:

• Смещение синхронизации пакета (BTO) — разница во времени между отправкой сообщения с наземной станции и получением ответа. Эта мера пропорциональна удвоенному расстоянию от наземной станции до спутника и самолета. Оно включает в себя время между получением сообщения и ответом на него в SDU самолета и время между получением и обработкой ответа на наземной станции, которые являются постоянными и могут быть рассчитаны и удалены. Эту меру можно проанализировать для определения расстояния между спутником и самолетом, в результате чего сферический сегмент, простирающийся вверх от поверхности Земли, находится на равном расстоянии от спутника между уровнем земли и потолком полета.
• Смещение частоты пакета (BFO) – разница между ожидаемой и принятой частотой передач. Разница вызвана доплеровским сдвигом при передаче сигналов от самолета к спутнику и на наземной станции; преобразования частот, выполненные на спутнике и наземной станции; небольшая постоянная ошибка (смещение) в SDU, возникающая в результате дрейфа и старения; и компенсация, применяемая SDU для противодействия доплеровскому сдвигу в восходящей линии связи. Эту меру можно проанализировать, чтобы определить, где по кольцам БТО находился самолет.

Вычеты

Некоторые выводы можно сделать и из спутниковой связи. Первый вывод, который можно сделать на основе спутниковой связи, заключается в том, что самолет оставался в рабочем состоянии как минимум до 08:19 — через семь часов после того, как был установлен последний контакт с авиадиспетчерской службой над Южно-Китайским морем. Различные значения BFO указывают на то, что самолет двигался на высокой скорости. SDU самолета нуждается в информации о местоположении и отслеживании, чтобы его антенна была направлена ​​на спутник, поэтому можно также сделать вывод, что навигационная система самолета работала.

Поскольку самолет не ответил на пинг в 09:15, можно сделать вывод, что в какой-то момент между 08:19 и 09:15 самолет потерял возможность связи с наземной станцией. Департамент гражданской авиации Малайзии отметил, что это время «соответствовало максимальной выносливости самолета». и на этот раз, как полагают, это произошло из-за того, что самолет вошел в океан после нехватки топлива. В ATSB «уверены, что седьмое рукопожатие представляет собой место, где у самолета закончилось топливо перед входом в океан».

Сообщение о входе в систему, отправленное с самолета в 08:19:29, было не сразу понято. Рукопожатие в 02:25 также было инициировано самолетом. Существует лишь несколько причин, по которым SDU будет передавать сообщение о входе в систему, например, сбой питания, сбой программного обеспечения, потеря критических систем, обеспечивающих ввод данных в SDU, или потеря связи из-за положения самолета. Следователи считают наиболее вероятной причиной то, что они были отправлены во время включения питания после отключения электроэнергии. В 08:19 самолет находился в воздухе 7 часов 38 минут; типичный рейс Куала-Лумпур-Пекин — 5 Полтора часа, и топливо , скорее всего , закончится. В случае исчерпания топлива и загорания двигателя напорная турбина самолета сработает, обеспечивая питание различных приборов и органов управления полетом, включая SDU. самолета сообщения бортовой развлекательной системы Примерно через 90 секунд после рукопожатия в 02:25 в журнал наземной станции были записаны . Подобные сообщения можно было ожидать после рукопожатия в 08:19, но ни одно из них не было получено, что подтверждает сценарий нехватки топлива.

Смещение времени серийной съемки

Связь записанных значений BTO с временным интервалом (вверху) и пройденным путем (внизу).

Для эффективности и надежности системы передачи данных самолета в ответ на сигнал со спутника передаются во временных интервалах, привязанных к моменту прибытия сигнала со спутника, с использованием протокола ALOHA с разделением по времени . Временной интервал начинается с момента отправки сигнала с наземной станции. Смещение синхронизации пакета (BTO) представляет собой разницу во времени между началом временного интервала и началом передачи, полученной от воздушного судна; оно равно удвоенному расстоянию (для сигнала наземной станции и ответа самолета) от наземной станции до спутника и самолета плюс время, которое SDU самолета проходит между получением сигнала и ответом ( смещение SDU ) и задержкой между временем сигнал поступает на наземную станцию ​​и время его обработки (когда регистрируется значение BTO; смещение наземной станции ). Местоположение спутника известно, поэтому можно рассчитать расстояние от спутника до наземной станции, в то время как совокупное смещение SDU и наземной станции относительно постоянно и может быть рассчитано на основе сигналов, которыми обменялись ранее в полете, когда он находился на земле. в KLIA, таким образом, единственной переменной остается расстояние между самолетом и спутником.

Дуга БТО шестого рукопожатия и таблица углов места передач с самолета.

Суммарное смещение SDU и наземной станции рассчитывалось на основе 17 сигналов, которыми обменивались наземная станция и самолет в течение 30-минутного периода перед взлетом, когда местоположение самолета было известно (в международном аэропорту Куала-Лумпур). Чтобы установить точность расчетов, значение смещения использовалось для расчета расстояния от самолета до спутника во время его нахождения на земле в KLIA с ошибками <1–8,85 км (<0,6–5,5 миль). ). Расстояние от спутника до самолета также было рассчитано во время полета самолета и в известном месте вскоре после взлета, что показало аналогичную точность. Таким образом, расстояние между спутником и самолетом можно было рассчитать для сигналов, которыми обменивались в период с 02:25 до 08:19, после того как рейс 370 исчез с радаров. Однако это может создать только кольцо на поверхности Земли, равноудаленное от спутника при расчетном значении, скорректированном с учетом полета самолета на высоте 10 000 м (33 000 футов). Кольцо также можно было уменьшить до дуги, приняв во внимание максимальную дальность полета самолета, если бы он летел с максимальной скоростью.

Значение BTO было добавлено к набору данных наземной станции, чтобы помочь в географическом определении местоположения самолета после крушения рейса 447 Air France в 2009 году. а первоначальный анализ BFO, связывающий значение BFO с углом места между самолетом и спутником, был основан на методах, разработанных во время расследования рейса 447. Первое и седьмое рукопожатия дали аномальные результаты и были исключены из первоначального анализа, однако позже проблема была решена. Первоначальный анализ с точностью примерно до 1° показал, что угол места между самолетом и спутником в момент рукопожатия в 08:11 составлял 40°. Когда это было публично раскрыто малазийскими властями, дуга разделилась на две дуги, получившие названия «северный коридор» и «южный коридор». Позднее было установлено, что первое и седьмое рукопожатия являются частью последовательности входа в систему, в отличие от других рукопожатий, которые были сообщениями запроса входа в систему. Значение смещения во время процедуры входа в систему отличается и было рассчитано с использованием исторических данных для SDU самолета. Это позволило в это время определить расстояние между спутником и самолетом.

Смещение частоты пакета

Факторы, способствующие BFO

Хотя БТО способен определить расстояние между спутником и самолетом в момент каждого рукопожатия, все равно необходимо было определить, где по дугам БТО находился самолет. Для этого был проведен анализ еще одного признака принимаемых сигналов, регистрируемого наземной станцией: сдвига частоты пакета (BFO) — разницы между ожидаемой и фактической частотами сигнала, полученного от самолета. BFO в первую очередь вызван доплеровским сдвигом — сдвигом частоты, вызванным относительным движением самолета, спутника и наземной станции, — а также несколькими другими факторами, которые можно рассчитать и устранить, что позволяет доплеровскому сдвигу между самолетом и спутником. быть изолированным. Доплеровский сдвиг между самолетом и спутником указывает на относительное движение самолета относительно спутника, хотя существует несколько комбинаций скорости и курса самолета, которые соответствуют заданному значению доплеровского сдвига.

Подспутниковые точки Инмарсат-3 F1 во время полета 370 и индикация его движения.

Когда SDU самолета отвечает на сообщения, отправленные с наземной станции, он использует навигационную систему самолета для определения положения, курса и путевой скорости самолета, а также регулирует частоту передачи для компенсации доплеровского сдвига сигнала восходящей линии связи на основе спутниковых данных. находится в своем номинальном положении на геостационарной орбите (35786 км над экватором) на 64,5° в.д. Первоначальный анализ был рассчитан для спутника, находящегося в его номинальном положении на геостационарной орбите , на высоте 35 786 км (22 236 миль) над экватором на 64,5 ° восточной долготы. Однако спутник Inmarsat-3 F1 был запущен в 1996 году с ожидаемым сроком службы 13 лет. а чтобы продлить срок его службы за счет экономии оставшегося топлива, ему разрешили сместиться с номинального местоположения на слегка наклоненную орбиту. Карта подспутниковых точек - мест на поверхности Земли непосредственно под спутником - показывает, что спутник движется против часовой стрелки по овальной форме между 1,6 ° ю.ш.–1,6 ° с.ш. и 64,45–64,58 ° в.д. В результате корректировки, вносимые SDU, лишь частично компенсируют доплеровский сдвиг в восходящей линии связи. Эта ошибка «несущественна» для работы спутниковой сети, но имела решающее значение для исключения северного коридора во время первоначального анализа.

Когда сигнал проходит через спутник, он преобразуется и добавляется к сигналу, генерируемому генератором на спутнике. Хотя генератор помещен в корпус с регулируемой температурой, в течение дня он подвергается температурным изменениям, что приводит к незначительным изменениям частоты сигнала перемещения. Тепловые изменения возникают в результате вращения спутника относительно Солнца в течение заданного 24-часового периода, включая время прохождения спутника через тень Земли (что повлияло на рукопожатия 3:40 и 4:26), и осложняются использование нагревателей, которые включаются, когда температура генератора выходит за заранее установленные пределы. Изменение частоты перевода было рассчитано в течение нескольких дней, включая день исчезновения рейса 370, и могло быть учтено в измерениях BFO.

Сравнение прогнозируемых значений BFO для 1000 траекторий полета (слева) с фактическими значениями рейса 370 (красные точки на графике справа) показывает корреляцию с маршрутом на юг, в Индийский океан.

Дополнительными факторами, влияющими на BFO, являются преобразование, выполняемое на наземной станции между приемом и обработкой сигнала (которое контролируется и может быть учтено), а также фиксированное смещение в самолете и спутниковых генераторах из-за дрейфа и старения (которое может быть откалиброваны с помощью измерений, записанных, когда местоположение и скорость воздушного судна были известны). В 2:40 и 6:14 были сделаны телефонные звонки с земли на самолет, на которые кабина не ответила, но подтвердила SDU. Сигналы, связанные с этими вызовами, не могут быть проанализированы для создания значения BTO, но значения BFO этих сигналов можно учитывать при анализе с другими данными BTO и BFO.

Методика, используемая для анализа значений BFO, была проверена на 87 самолетах с тем же оборудованием SATCOM, работавших в регионе примерно во время исчезновения рейса 370, и на 9 предыдущих полетах, выполняемых тем же самолетом (9M-MRO). Чувствительность к ошибке рассчитывалась на начальном этапе полета 370, когда были известны местоположение, курс и путевая скорость самолета. Это привело к неопределенности курса ±28° и широты ±9°.

Комбинированный анализ с динамикой полета

Анализ BTO определил расстояние между спутником и самолетом, тогда как анализ BFO оценил курс и скорость самолета, но чувствителен к небольшим изменениям входных данных. Чтобы определить окончательное местоположение рейса 370, анализ BTO и BFO учитывался в сочетании с ограничениями характеристик самолета, такими как высота, воздушная скорость и ветер. Анализ BFO позволил выделить доплеровский сдвиг между самолетами и определить относительное движение самолета по отношению к спутнику, которое уменьшается из-за ограниченного диапазона скоростей, с которыми самолет может летать, и, следовательно, ограниченного набора комбинаций скорости/направления. существуют, которые коррелируют с рассчитанными доплеровскими сдвигами.

Самолет имеет три режима автопилота. Стандартным режимом навигации по маршруту является LNAV, который перемещается по маршруту большого круга между точками маршрута, корректируя курс самолета для компенсации ветра. В других режимах сохраняется курс самолета — направление, в котором направлен нос (траектория полета будет зависеть от ветра) — или курс самолета — направление движения самолета (траектория полета по прямой). На последние два режима дополнительно влияет то, использовал ли самолет магнитный (нормальный ориентир) или истинный север (обычно используется только в высоких широтах) в качестве ориентира для автопилота. Поскольку рейс 370 пролетал вблизи путевых точек ВАМПИ, МЕКАР, НИЛАМ и, возможно, ИГОГУ — на всем протяжении воздушного маршрута N571 — при пересечении Малаккского пролива, следователи рассмотрели, следовал ли рейс 370 по каким-либо воздушным маршрутам или пересекал какие-либо путевые точки в южной части Индийского океана. Путевые точки MUTMI и RUNUT считались возможными точками, которые мог пересечь рейс 370, но пути через эти путевые точки плохо коррелировали с путями, полученными на основе анализа BTO и BFO.

Для объединения результатов BTO и BFO с параметрами полета использовались два метода анализа:

• Оптимизация ошибок данных. Кандидаты на пути меняли скорость и курс при каждом рукопожатии, чтобы минимизировать ошибку между расчетным BFO этого пути и фактическим BFO, записанным с рейса 370. Эти пути не ограничивались поведением автопилота самолета.
• Ограниченная динамика автопилота. Предполагается, что самолет летит под управлением одного из режимов автопилота. Пути-кандидаты были созданы с использованием каждого режима. Значения BTO и BFO для каждого маршрута были рассчитаны и сравнены с записанными значениями рейса 370.

Результаты комбинированного анализа. Доработана модель траектории полета, определяющая приоритетную зону поиска на подводном этапе поиска. Фиолетовая область — это максимальная дальность полета, основанная на нескольких возможных сценариях. Красные линии — это возможные пути, созданные различными режимами и сценариями автопилота. Затем эти пути были разбиты на сегменты между каждой спутниковой передачей с самолета и скоростью, чтобы минимизировать разницу с измеренным BFO. Перекрытие красной и зеленой линий представляет наиболее вероятные траектории полета рейса 370 до 08:19 MYT (00:19 UTC).

100 лучших возможных маршрутов с ограниченной динамикой автопилота были выбраны на основе их соответствия спутниковым данным рейса 370 и их соответствия поведению автопилота. Затем было создано распределение этих путей на пересечении с 6-м рукопожатием, причем некоторые пути находятся за пределами (южнее) максимальной дальности полета самолета и поэтому могут быть исключены. Пути-кандидаты, сгенерированные методом оптимизации ошибок данных, были взвешены в соответствии со среднеквадратичным значением BFO при каждом подтверждении связи. Распределение результатов этих двух методов было отображено вместе, что указывает на то, что области общей вероятности перекрываются на дуге 08:11 примерно между 35–39 ° ю.ш. Эти пути затем были экстраполированы до седьмого рукопожатия в 08:19 и ограничены максимальным диапазоном, пересекающим седьмую дугу примерно между 33,5–38,3 ° ю.ш. Это наиболее вероятное местонахождение рейса 370 на момент седьмого рукопожатия.

Определение окончательного местоположения рейса 370 и зоны поиска.

Зная местоположение седьмого рукопожатия, следователям нужно было определить подходящую ширину зоны поиска от седьмой дуги. Седьмое рукопожатие было «запросом на вход в систему», инициированным самолетом, и предположительно является результатом запуска SDU после сбоя питания, вызванного исчерпанием топлива и последовавшим за развертыванием набегающей воздушной турбины и перезапуском вспомогательной силовой установки. . Запрос на вход в систему должен был произойти через 3 минуты и 40 секунд после исчерпания топлива - широко известного в авиации как загорание - второго двигателя (загорание обоих двигателей не произошло бы одновременно), после чего автопилот отключился бы. Значение BFO этого рукопожатия указывает на то, что самолет, возможно, снижался. и самолет летел с северо-востока на юго-запад.

Анализ систем самолета, особенно электрической системы и автопилота, продолжается. Boeing и Malaysia Airlines провели множество сценариев завершения полета на своих тренажерах Boeing 777. Сценарии включают в себя загорание одного двигателя раньше другого без какого-либо вмешательства из кабины. Этот сценарий приводит к тому, что самолет входит в спиральный разворот с низким креном, при этом самолет входит в воду на относительно небольшом расстоянии от последнего загорания двигателя. Если были сделаны управляющие воздействия (т. е. самолет находился под управлением пилота) и в зависимости от начальной высоты, самолет мог планировать на расстояние более 100 морских миль (190 км; 120 миль). Однако следователи полагают, что рейс 370, скорее всего, в этот момент не контролировался. ATSB ссылается на предыдущее исследование, проведенное для BEA , который определил, что в случаях сбоя с последующей потерей управления все точки удара находились в пределах 20 миль (37 км; 23 мили) от начала аварийной ситуации, а в большинстве случаев - в пределах 10 миль (19 км; 12 миль). Исходя из этого, ATSB выбрал ширину 50 миль (93 км; 58 миль) - 20 миль (37 км; 23 мили) к западу и 30 миль (56 км; 35 миль) к востоку от дуги - для подводный поиск в июне 2014 года. Сохранив ширину приоритетной зоны поиска в 50 морских миль, ATSB определил, что самолет, скорее всего, вошел в океан недалеко от седьмой дуги, а подводный поиск будет проводиться от седьмой дуги и продвигаться дальше.

Другие анализы

начались дискуссии по поводу анализа спутниковых данных Через несколько недель после исчезновения рейса 370 на сайте космического учёного Дункана Стила . Неофициальная группа людей, большинство из которых имели научное образование, вскоре стала известна как Независимая группа (IG) и работала над анализом возможных траекторий полета, чтобы определить наиболее вероятное конечное местоположение рейса 370. В течение первых нескольких месяцев их усилиям препятствовало отсутствие публично опубликованных данных, и они критиковали официальный анализ Инмарсат; ИГ также оказало давление на чиновников, чтобы те обнародовали данные, касающиеся спутниковой связи рейса 370. Используя общедоступную информацию, ИГ не считала, что существует достаточно доказательств, чтобы исключить возможность следования рейса 370 по северному маршруту до публикации журналов связи 27 мая. Некоторые из членов IG работали над анализом конкретных элементов траектории полета рейса 370, таких как скорость полета рейса 370 в полете. и точное местоположение спутника Inmarsat-3 F1.

17 июня, перед публикацией 26 июня отчета Австралийского бюро безопасности на транспорте (ATSB), в котором подробно описывается анализ спутниковой связи, IG опубликовало заявление, в котором, по их мнению, окончательное местоположение рейса 370 находится в 36,02 ° ю.ш., 88,57 ° в.д.  / -36,02; 88,57  ( Окончательное местоположение определено Independent Group, июнь 2014 г. ) во время шестого рукопожатия, которое использовалось, поскольку седьмое рукопожатие в то время не было хорошо понято. Их оценка окончательного местоположения рейса 370, опубликованная в июле 2015 года, такова: 37,105 ° ю.ш., 89,871 ° в.д.  / -37,105; 89,871  ( Окончательное местоположение определено независимой группой, модель траектории полета v15.1 (июль 2015 г.) ) .

В мае 2021 года аэрокосмический инженер Ричард Годфри и член Независимой группы ученых предположили, что технологию распространения слабого сигнала (WSPR) можно использовать для отслеживания траектории полета самолета. В ноябре 2021 года он сообщил, что его анализ с использованием технологии WSPR показал, что самолет летал по кругу около 22 минут в районе в 150 морских милях от побережья Суматры . а позже в том же месяце он объявил о месте крушения радиусом 40,0 морских миль (74,1 км) с центром около 33,177 ° ю.ш. и 95,300 ° в.д. Поскольку территория Годфри также охватывает часть океана, обследованную во время первоначального поиска, Австралийское бюро транспортной безопасности в феврале 2022 года попросило просмотреть данные первоначального поиска, чтобы «подтвердить, что в этом районе не было обнаружено никаких представляющих интерес предметов». . Однако Виктор Яннелло из той же независимой группы, что и Годфри, утверждает, что WSPR не может найти MH370, поскольку сигналы, рассеиваемые самолетами, на несколько порядков слишком слабы, чтобы их можно было обнаружить и декодировать.

Другой анализ был проведен Саймоном Харди, капитаном Боинга 777 , и опубликован в марте 2015 года. Анализ Харди представляет собой математическую модель для определения пути рейса 370 с 4-го по 6-е рукопожатия, предполагая, что путь и скорость самолета будут постоянными в течение этого периода полета. Он подсчитал, что самолет, скорее всего, летел по магнитной траектории 188°, которую самолет компенсировал бы, чтобы ветер продолжал двигаться по прямой, и что конечное местоположение рейса 370 находится недалеко от 38,082 ° ю.ш., 87,400 ° в.д.  / -38,082; 87,400  ( Окончательное местоположение определено Саймоном Харди, июнь 2014 г. ) .

Хронология

См. Также: Хронология рейса 370 Malaysia Airlines и поиск рейса 370 Malaysia Airlines.

Зоны поиска рейса 370 в южной части Индийского океана. Легенда слева включает расчеты изменения траектории полета, основанные на анализе связи рейса 370 с Inmarsat-3 F1 .

8 марта Inmarsat предоставил основные данные о рейсе 370 компании SITA, которая передала информацию Malaysia Airlines и следователям. 9–10 марта инженеры Инмарсат отметили, что в журнале наземной станции в течение нескольких часов фиксировались пинги от самолета после потери связи с авиадиспетчерской службой. Малазийские следователи создали международную рабочую группу, состоящую из различных агентств, имеющих опыт работы с самолетами и спутниковой связью, для дальнейшего анализа сигналов между рейсом 370 и наземной станцией, особенно сигнала в 08:19. В их число входили представители британских компаний Inmarsat, AAIB и Rolls-Royce; Управление гражданской авиации Китая и Департамент по расследованию авиационных происшествий; NTSB и ФАУ США; и власти Малайзии.

Анализ разницы во времени между передачей сигнала и ответом самолета позволил Inmarsat определить расстояние самолета до спутника. В результате образовались две дуги, называемые «северным коридором» и «южным коридором», где самолет мог находиться во время его последнего полного рукопожатия в 08:11. Использование «инновационной техники» который «никогда раньше [не использовался] в расследовании такого рода», Команда решила, что она также может использовать смещение частоты импульсов для определения скорости и положения самолета вдоль идентифицированных дуг. Inmarsat сравнил свою методологию с известными данными о полетах шести самолетов Boeing 777, летевших в разных направлениях в один и тот же день, и нашел хорошее совпадение. Применение этой техники к сигналам рукопожатия с рейса 370 дало результаты, которые сильно коррелировали с ожидаемыми и фактическими измерениями южной траектории над Индийским океаном, но плохо коррелировали с северной траекторией. Дальнейшие пересмотренные расчеты с учетом движений спутника относительно Земли позволили полностью исключить северный коридор. Этот анализ был передан властям Малайзии 23 марта.

На следующий день, 24 марта, в 22:00 по местному времени премьер-министр Наджиб процитировал это событие, заключив на пресс-конференции, что рейс 370 завершился в южной части Индийского океана.

Используя тип анализа, никогда ранее не использовавшийся в расследованиях такого рода... Inmarsat и AAIB пришли к выводу, что [Рейс 370] летел по южному коридору и что его последняя позиция находилась в центре Индийского океана, к западу от Перт. Это удаленная локация, вдали от возможных посадочных площадок. Поэтому с глубокой печалью и сожалением я должен сообщить вам, что, согласно этим новым данным, [Рейс 370] завершился в южной части Индийского океана.

- Премьер-министр Малайзии Наджиб Разак (24 марта 2014 г.)

В статье, опубликованной 8 мая, несколько экспертов по спутникам поставили под сомнение анализ сигналов спутников, сделанный сотрудниками Инмарсат, поскольку измеренные доплеровские сдвиги частоты, очевидно, не были должным образом скорректированы с учетом собственного дрейфа спутника (периодическое колебание с севера на юг на 3 ° каждые 24 часа). . Без публикации каких-либо дополнительных данных этот новый анализ показал, что северную часть спутниковой дуги Инмарсат нельзя исключать. Правительство Малайзии опубликовало спутниковые данные три недели спустя.

Подробности методологии, используемой для анализа спутниковой связи, были представлены в отчете Австралийского бюро безопасности на транспорте MH370 – Определение зон подводного поиска , опубликованном в июне. и дополнение, выпущенное в октябре.

Рецензируемая статья ученых Inmarsat, опубликованная в журнале навигации в октябре 2014 года, представляет собой отчет об анализе, примененном к спутниковой связи с рейса 370. Их анализ пришел к выводу, что рейс 370 был рядом.  34,7 ° ю.ш., 93,0 ° в.д.  / -34,7; 93,0  ( Местоположение при последнем контакте, предоставленное учеными Инмарсат в статье журнала Journal of Navigation, октябрь 2014 г. ) , когда была произведена последняя передача с самолета, но в своем заключении они «[подчеркивают], что чувствительность реконструированной траектории полета к частоте ошибки таковы, что остается значительная неопределенность в окончательном местоположении». В их анализе использовалась упрощенная модель динамики полета самолета, «чтобы проиллюстрировать, как измерения могут быть преобразованы в разумную траекторию полета». и отметим, что другие исследователи использовали более сложные модели для определения района подводных поисков. Хотя доступ к журналу требует подписки, его издатели «[посчитали], что эта статья и тема слишком важны, и что ими следует поделиться со всем миром» и статья была выпущена в виде статьи в открытом доступе с лицензией Creative Commons Attribution .

После октябрьских отчетов анализ спутниковых данных продолжал совершенствоваться. В марте 2015 года главный комиссар ATSB Марк Долан заметил, что он «немного более оптимистичен, чем шесть месяцев назад, потому что мы больше доверяем данным».

29 июля 2015 года был обнаружен флаперон рейса 370 на острове Реюньон . ATSB рассмотрел свои расчеты дрейфа обломков самолета и, по данным JACC, они «удовлетворены тем, что обнаружение флаперона на Реюньоне... соответствует нынешней зоне подводных поисков в южной части Индийского океана». Моделирование обратного дрейфа обломков для определения его происхождения через 16 месяцев также поддерживает нынешний район подводных поисков, хотя моделирование обратного дрейфа в течение длительных периодов времени является очень неточным.

Внешние ссылки

• Расследование ATSB рейса 370. Архивировано 26 августа 2019 г. на Wayback Machine - веб-страница расследования Австралийского бюро транспортной безопасности (номер расследования: AE-2014-054; название расследования: «Техническая помощь Министерству гражданской авиации Малайзии в поддержку пропавших без вести Malaysia Airlines»). рейс MH370, 7 марта 2014 г. (UTC" )
• Объединенный координационный центр агентств (JACC) – агентство, отвечающее за координацию многонациональных поисковых усилий и служащее единственным контактным лицом для распространения информации о поиске.
• Предварительный отчет MH 370 – предварительный отчет, выпущенный Министерством транспорта Малайзии. Датировано 9 апреля 2014 г. и опубликовано 1 мая 2014 г.
• MH370 - Определение зон подводного поиска. Архивировано 23 августа 2015 года в Wayback Machine . Отчет Австралийского бюро безопасности на транспорте, опубликованный 26 июня 2014 года, и наиболее полный отчет о рейсе 370, публично опубликованный на тот момент. В отчете основное внимание уделяется определению зоны поиска для пятого этапа, но при этом содержится всесторонний обзор/анализ спутниковых данных, неудачных поисков и возможных «сценариев завершения полета».