УДК 621.396.94

DOI 10.51955/2312-1327_2024_1_113

Борис Валентинович Лежанкин

Вячеслав Владимирович Ерохин

Николай Павлович Малисов

Аннотация. В реальных условиях применения для высокоточного позиционирования и управления траекторией беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) при полете по маршруту проявляется недостаточная помехозащищенность и точность функционирования приемников спутниковых навигационных систем. В связи с этим актуальным является исследование возможных методов и средств обеспечения высокоточных навигационных определений, в том числе на основе комплексной обработки сигналов от различных источников навигационной информации при решении задачи вывода БПЛА в терминальное множество.

В статье представлены результаты разработки алгоритма управления траекторией БПЛА на основе методов статистической теории оптимального управления, реализация которого позволит повысить точность выдерживания заданного маршрута полета. Рассмотрены характеристики для анализа ошибок выдерживания траектории полета.

Приведены результаты моделирования и исследования характеристик алгоритма управления траекторией при различных конфигурациях источников навигационной информации (ИНИ) и показана зависимость точности выдерживания заданного маршрута полета БПЛА от ошибок оценок навигационных параметров.

Ключевые слова: управление траекторией, беспилотный летательный аппарат, алгоритм Летова-Калмана, источники навигационной информации, автоматическое зависимое наблюдение.

Скачать 965,8 kB

УДК 629.7.058.6

DOI 10.51955/2312-1327_2023_4_63

Евгений Андреевич Рубцов

Аннотация. Проанализирован потенциал использования закона аберрации, который описывает отклонение измеряемых параметров наблюдаемого объекта при изменении его местоположения относительно наблюдателя. Этот закон был исследован с точки зрения его применения в средствах радионавигации и авиационного наблюдения. В ходе исследования были получены зависимости отклонений в значениях наблюдаемых и реальных (истинных) характеристик объекта наблюдения для таких средств радиотехнического обеспечения полетов, как первичный радиолокатор, радиомаяк дальномерный (DME) и наземная станция автоматического зависимого наблюдения. При этом скорость движения объекта наблюдения задавалась равной 250 м/с (характерна для существующих самолетов) и 600 м/с (характерна для перспективных сверхзвуковых самолетов). Из результатов расчетов следует, что эффект аберрации не может быть обнаружен для задач определения наклонной дальности или длительности импульса в связи с несовершенством существующих средств измерения. Однако, эффект аберрации может быть зафиксирован при решении задач определения временного интервала между зондирующими импульсами первичного радиолокатора или сообщениями автоматического зависимого наблюдения, а также при определении частоты сигнала DME. Это достигается за счет достаточно большого динамического диапазона измеряемых величин. Для приведенной в работе методики оценки эффекта аберрации была произведена оценка чувствительности к ошибкам измерения скорости движения объекта наблюдения, а также к погрешностям измеряемых величин. Подтверждена возможность применения закона аберрации на практике в средствах радионавигации и авиационного наблюдения, что позволит увеличить точность определения координат и параметров движения ВС, а также расширить возможности имеющегося оборудования.

Ключевые слова: аберрация, истинные параметры, наблюдаемые параметры, средства радионавигации, средства авиационного наблюдения.

Скачать 543,6 kB

УДК 621.391:621.396

ББК 39.57-5

DOI 10.51955/2312-1327_2023_2_28

Роман Олегович Арефьев

Олег Николаевич Скрыпник

Муслим Амирович Межетов

Аннотация. В статье представлены результаты исследования помехоустойчивости мультисистемного GNSS приемника ATGM336H к влиянию узкополосной помехи на частоте L1, поставленной для одной из систем (ГЛОНАСС или GPS). Выполнен обзор существующих работ по исследованию помехоустойчивости приемников спутниковой навигации. Представлена методика проведения экспериментов. В качестве источника сигнала от навигационных спутников использовался имитатор СН-3803М. Проведен анализ результатов, полученных в ходе экспериментов при воздействии узкополосной помехи различной мощности по каналам GPS и ГЛОНАСС.

*Работа выполнена при финансовой поддержке Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований (грант Т23-029).

Ключевые слова: GPS, ГЛОНАСС, геометрический фактор, помехоустойчивость.

Скачать 879,4 kB

УДК 629.7.058.6 : 629.7.016.2

DOI 10.51955/2312-1327_2023_1_118

Александр Петрович Плясовских

Евгений Андреевич Рубцов

Андрей Сергеевич Калинцев

Владислав Юрьевич Давиденко

Аннотация. Предложена методика подтверждения данных АЗН-В, основанная на анализе информации о высоте воздушного судна и параметрах атмосферы. Для подтверждения достоверности сообщений АЗН-В предлагается сравнивать геометрическую высоту, полученную по данным спутниковой системы навигации, с высотой, рассчитанной для реальной атмосферы (по информации от метеослужбы о давлении и температуре). Для реализации предлагаемой методики необходимы следующие входные данные: давление на уровне метеостанции, температура на уровне метеостанции и на высотах выполнения полетов и передаваемые в сообщении АЗН данные о геометрической и барометрической высотах. Установлено, что наибольшую погрешность при выполнении расчетов вносит температура на высоте полета ВС. С целью снижения влияния ошибок определения температуры предложено использование данных от метеозондов. С помощью разработанной методики выполнен расчет с использованием реальных данных о высотах, передаваемых в сообщении АЗН-В и требуемых данных от метеослужбы. Были использованы сообщения, полученные от наземной станции АЗН-В НС-1А производства АО «ВНИИРА», установленной на аэродроме Мезень. Разработанную методику предлагается применять для подтверждения данных АЗН-В на региональных аэродромах с малой интенсивностью полетов.

Ключевые слова: АЗН-В, 1090 ES, метеозонд, барометрическая высота, геометрическая высота, давление, температура, формула Лапласа, ISA.

Скачать 496,5 kB

УДК 621.396.96

DOI 10.51955/2312-1327_2023_1_77

Муслим Амирович Межетов

Борис Валентинович Лежанкин

Анна Ивановна Тихова

Ульяна Сергеевна Вахрушева

Аннотация. В работе рассмотрено применение технологии LoRa в системе передачи данных при решении задач определения местоположения воздушных судов по сети наземных станций многопозиционной системы наблюдения. Актуальность данной проблемы заключается в том, что используемые способы передачи данных не удовлетворяют требованиям надёжности и скрытности передаваемой информации, следовательно, такие системы не защищены от несанкционированного доступа. Передаваемая информация представляет стратегическую важность при решении задач организации воздушного движения на территории РФ. Несанкционированный доступ может привести к перехвату и искажению координатной информации о местоположении воздушного судна. Такая ситуация возможна только в исключительном случае, который приведёт к снижению безопасности полётов и переходу предпосылок к лётным происшествиям в авиационные инциденты. Увеличить надёжность передаваемой информации возможно применением в системах передачи данных шумоподобных сигналов, которые обеспечивают лучшие показатели скрытности передаваемых сигналов и обладают повышенной помехозащищённостью. В настоящее время широкое распространение получила новая технология передачи данных LoRa. В основе этой технологии лежит применение линейной частотной модуляции, которая на протяжении нескольких десятилетий используется в радиолокационных системах. В работе представлен алгоритм функционирования системы передачи данных многопозиционной системы наблюдения, а также проведено его полунатурное моделирование с реализацией в виде виртуального устройства.

Ключевые слова: линейная частотная модуляция, многопозиционная система наблюдения, технология LoRa.

Скачать 882,4 kB

УДК 629.783 ББК 32.884

DOI 10.51955/2312-1327_2023_1_98

Дмитрий Владимирович Хазанов

Борис Валентинович Лежанкин

Вячеслав Владимирович Ерохин

Аннотация. В гражданской авиации актуальной и важной задачей является обеспечение участников воздушного движения бесперебойной радиосвязью. Спутниковая связь представляет собой глобальную подвижную сеть с зоной покрытия всей поверхности Земли, включая полярные районы, которая обеспечивает двунаправленный обмен речевыми сообщениями и данными. Анализ принципов функционирования спутниковых систем связи (ССС) показал, что определение энергетических характеристик имеет большое значение. Энергетические характеристики в спутниковых каналах связи и уровень помех определяют качественные показатели и эксплуатационные возможности ССС. Одним из критических факторов, обуславливающих эффективность функционирования ССС, являются условия распространения и поглощения радиоволн, в том числе ионосферных явлений, которые на сегодняшний день недостаточно полно изучены, что и обуславливает актуальность исследований.

Настоящая статья посвящена теоретическим исследованиям плазмы ионосферы методами физической кинетики для повышения энергетического потенциала радиолиний спутниковой системы связи.

Ключевые слова: физическая кинетика плазмы, энергетические соотношения, спутниковые системы связи, функция распределения Максвелла, ионосферные явления.

Скачать 679,9 kB

УДК 629.7.08 ББК 32.95

DOI 10.51955/2312-1327_2022_4_56

Степан Владимирович Шалупин

Эдуард Анатольевич Болелов

Вячеслав Владимирович Ерохин

Аннотация. Качество эксплуатации объектов радиотехнического обеспечения полетов во многом определяет как их возможности по аэронавигационному обеспечению, так и безопасность полетов воздушных судов гражданской авиации. В свою очередь, качество выполняемых работ по обслуживанию объектов определяется уровнем профессиональной подготовки инженерно-технического персонала служб эксплуатации радиотехнического обеспечения полетов. Анализ системы подготовки кадров показал, что формы обучения практически не претерпели изменений и по-прежнему включают лекционные, групповые и практические занятия, тренажи на реальных объектах радиотехнического обеспечения полетов. Методическое сопровождение реализуемых форм обучения, проводимых в учебных подразделениях, составляет наглядные материалы в виде плакатов, муляжей, интерактивных средств и макетов, не обеспечивающих динамическое наполнение изучаемых методов функционирования и работ по обслуживанию и ремонту конкретных типов оборудования. Вместе с тем, для персонала служб эксплуатации особенно важными являются умения и навыки контроля технического состояния и режимов функционирования объектов радиотехнического обеспечения полетов, диагностики отказов и технологии проведения работ по техническому обслуживанию.

Радикальных изменений в системе подготовки работников и повышения её эффективности можно достичь при внедрении компьютерных тренажеров, основанных на методе эмуляции оборудования.

Настоящая статья посвящена анализу системы подготовки инженерно-технического персонала служб эксплуатации радиотехнического оборудования и средств связи, вскрытию ее недостатков и рассмотрению метода компьютерной эмуляции объектов радиотехнического обеспечения полетов, как основу построения тренажерных систем.

Ключевые слова: радиотехническое обеспечение полетов, техническое обслуживание, инженерно-технический персонал, повышение квалификации, эмуляция, компьютерный тренажер.

Скачать 392,0 kB

УДК 621.391:621.396 ББК 39.57-5

DOI 10.51955/23121327_2022_1_88

Роман Олегович Арефьев

Олег Николаевич Скрыпник

Наталья Геннадьевна Арефьева (Астраханцева)

Аннотация. В статье представлен опыт использования программно-определяемых приемников для приёма сигналов от навигационных спутников системы GPS и Beidou. Рассмотрены особенности платформы GNSS SDR и реализации на её основе приемников спутниковых систем навигации. Показана структура потокового графа GNSS SDR, дано описание функциональных возможностей каждого блока. В качестве радиочастотной части приёмника используется платформа HackRF с подключенной активной антенной и кварцевого генератора с компенсацией температуры. Проведено тестирование приемника с помощью имитатора СН-3803М, излучающего сигналы системы GPS. Экспериментальным путём получены зависимости времени решения навигационной задачи и количества навигационных спутников, по которым осуществляется слежение, от задаваемой вероятности ложной тревоги.

Путем натурных экспериментов сравнены характеристики работы SDR-приемника и портативного приемника ATGM336H (количество спутников в режиме слежения, точность позиционирования, геометрический фактор) по системам GPS и Beidou. Выявлены и проанализированы основные особенности работы приемников.

Ключевые слова: GPS, SDR, Beidou, программно-определяемый приёмник, геометрический фактор, точность позиционирования.

Скачать 449,2 kB

DOI 10.51955/2312-1327_2021_3_14

Олег Николаевич Скрыпник

Роман Олегович Арефьев

Наталья Геннадьевна Арефьева (Астраханцева)

Татьяна Юрьевна Портнова

Аннотация. Исследуются характеристики точности (геометрические факторы) интегрированного навигационно-временного поля в зоне аэродрома, создаваемого спутниковой системой навигации ГЛОНАСС при ее функциональном дополнении мобильным псевдоспутником. Псевдоспутник размещен на борту беспилотного летательного аппарата (БПЛА). Целью данной статьи является оптимизация траектории полета БПЛА, что позволит достичь наилучшей точности определения координат воздушного судна. Задача нахождения оптимальной траектории БПЛА решена с использованием метода Хука-Дживса для случая захода на посадку воздушного судна по гибкой траектории. Приведены результаты проведенных экспериментов в качестве оптимальных траекторий полета БПЛА и их графиков, построенных по значениям геометрических факторов для случаев применения стационарного и мобильного псевдоспутников. Даны практические рекомендации по выбору критерия оптимизации, определены условия применения мобильного псевдоспутника, размещенного на БПЛА.

Ключевые слова: псевдоспутник, мобильный псевдоспутник, беспилотный летательный аппарат, геометрический фактор, ГЛОНАСС, оптимизация траектории полета, интегрированное навигационно-временное поле.

* Статья написана в рамках исследования при финансовой поддержке гранта Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ). Проект № 19-08-00010 A «Интеллектуальная система планирования маршрутов и графиков воздушного движения гражданской авиации при изменении метеоусловий, спроса пассажиров и потере навигационной точности воздушных судов в полете», выполняемый в Московском государственном университете гражданской авиации. Руководитель проекта – Е. Е. Нечаев.

Скачать 564,9 kB

УДК 351.814.33 ББК 39.57-5

Княжский А. Ю.

Плясовских А. П.

Щербаков Е. С.

В комплекс средств автоматизации наблюдения и контроля аэродромного движения и комплекс средств автоматизации управления воздушным движением предлагается включить аппаратуру функционального дополнения автоматически зависимого наблюдения-вещания. Добавление в комплексы аппаратуры функционального дополнения позволяет оценить погрешность координат, выдаваемых автоматически зависимым наблюдением-вещанием, и в случае ее медленного изменения компенсировать. При быстром изменении характеристик погрешности, не позволяющем осуществить достаточно точную компенсацию, информация со спутниковой радионавигационной системы не учитывается.

Ключевые слова: СРНС, АЗН-В, погрешность, аэродромное движение, управление воздушным движением, автоматизация.

Скачать 213,7 kB