CC BY
64
• 7universum.com
UNIVERSUM:
, ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_ноябрь. 2021 г.
DOI - 10.32743/UniTech.2021.92.11.12562
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ
Яронова Наталья Валерьевна
канд. техн. наук, доцент Ташкентского государственного транспортного университета,
Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: tatochka83@list. ru
№ 11(92)
Аметова Алие Айдеровна
ассистент
Ташкентского государственного транспортного университета,
Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: aliewka4 703@mail. ru
THE USE OF UNMANNED AERIAL VEHICLES FOR DATA TRANSMISSION
Natalya Yaronova
PhD, assistant professor Tashkent State Transport University Uzbekistan, Tashkent
Alie Ametova
Assistant
Tashkent State Transport University Uzbekistan, Tashkent
АННОТАЦИЯ
В данной работе рассмотрен вопрос организации передачи данных беспилотными летающими аппаратами. Для решения этих задач было рассмотрено использование сети на базе GPS. Разработана система организации связи БПЛА с помощью беспроводной сети передачи данных.
ABSTRACT
This paper considers the issue of organizing data transmission by unmanned aerial vehicles. To solve these problems, the use of a GPS-based network was considered. A system for organizing UAV communication using a wireless data transmission network has been developed.
Ключевые слова: Беспилотный летательный аппарат, сети на базе GPS, GPS-модуль, приёма - передающий модуль, наземное и бортовое устройство.
Keywords: Unmanned aerial vehicle, GPS-based networks, GPS-module, receiving - transmitting module, ground and on-board device.
Введение
В настоящее время все более актуальным становятся применение беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в различных сферах деятельности [2, 15, 16]. Большинство задач, решаемые при помощи беспилотных летательных аппаратов, требуют наличия высокоскоростных линий передачи информации между БПЛА и наземным комплексом управления (НКУ) [1, 3-14, 17, 18].
Актуальность данной работы заключена в том, что для БПЛА требуется надежный, широкополосный канал связи, который возможен лишь при использовании направленной наземной антенны [5-14, 18].
Точное вычисление координат беспилотных летательных аппаратов является одной из важнейшей задачей при их эксплуатации. Прямая связь в диапазонах СВЧ между БПЛА и НКУ возможна только в пределах прямой видимости, что не всегда подходит для различного ландшафта.
Прямая видимость между БПЛА и НКУ может быть достигнута за счет:
• увеличения высоты полета БПЛА;
• увеличения высоты подъема наземной антенны [18].
В этом случае передача информации с высокой скоростью на расстояния более 300 км возможна с
Библиографическое описание: Яронова Н.В., Аметова А.А. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 11(92). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/12562
№ 11(92)
AuiSli
ж те;
7universum.com
UNIVERSUM:
технические науки
ноябрь, 2021 г.
использованием ретрансляционного оборудования, спутниковых систем связи, стационарных систем передачи информации.
Становится актуальным решение следующих задач:
• реализации функции гарантированной доставки;
• реализации адаптивного снижения разрешения видеопотока в зависимости от актуального бюджета канала связи;
• создание адаптивной системы передачи информации, способной эффективно использовать энергетический и спектральный ресурс канала связи.
Для решения этих задач было рассмотрено использование сети на базе GPS [2].
Метод
В БПЛА установлено соответствующее программное обеспечение на выполнение различных задач в автономном режиме, то есть без участия человека. Большинство комплексов с БПЛА, выполняющие автоматический взлет/посадку, используют в качестве основного навигационного датчика системы глобальной спутниковой навигации GPS.
Как правило, на борту БПЛА имеется как минимум две системы связи:
• дуплексная/полудуплексная - аппаратура служит для передачи командно-телеметрической информации;
• симплексная система - передачи информации полезной нагрузки.
Передача командно-телеметрической информации с НКУ на борт БПЛА производится за частую на низкой скорости, так же, как и передача телеметрической информации с борта БПЛА на НКУ. Аппаратура передачи информации полезной нагрузки предназначена для односторонней высокоскоростной передачи информации полезной нагрузки с борта БПЛА на НКУ.
Базовая станция беспроводной системы передачи GPS обеспечивает привязку координат БПЛА и наблюдаемых объектов по сигналам глобальной навигационной системы. Применение двух приёмников, антенны которых разнесены по строительной оси БПЛА, позволяет определить помимо координат значение его курсовой угол [2, 18]. Основная задача заключается в точном вычислении относительных местоположений между каждой принимающей парой и преобразовании этих измерений в трехмерную ориентацию БПЛА. Для достижения ориентации, подобной инерциальному измерительному блоку, необходимо, чтобы относительные расстояния GPS были точными до нескольких сантиметров, а это весьма трудная задача, учитывая, что сегодня GPS работает только с точностью до 1 - 4 метров. Более того, ориентация на основе GPS должна быть точной даже при резких маневрах БПЛА, блокировке сигнала GPS и внезапных сбоях в отсутствии данных.
Для выполнения поставленной задачи была разработана система, изображенная на рисунке 1
Рисунок 1. Система организации связи БПЛА с помощью беспроводной сети передачи данных
Данная система включает в себя два устройства: наземное и бортовое. Основное их отличие заклю -чается в программном обеспечении, которое делает уникальным каждую часть системы. Оба устройства состоят из микроконтроллера, барометра, Ethernet-модуля, GPS-модуля и преобразователя питания. Блок связан с приемо-передающим модулем через Ethernet (RJ45).
Для повышения надежности комплекса БПЛА на борт устанавливают несколько приёма - передающих модулей (ППМ) различного диапазона и длин волн.
Наземное устройство соединяется с опорно-поворотным устройством (ОПУ), выполняющего наведение антенны на БПЛА.
№ 11(92)
AuiSlj
ж те;
7universum.com
UNIVERSUM:
технические науки
ноябрь, 2021 г.
Наземный и бортовой ППМ отличаются лишь программным обеспечением. Для повышения надежности комплекса БПЛА на борт устанавливают несколько ППМ различного диапазона и длин волн.
Заключение
Система наведения, позволит обеспечить постоянное наведение и контроль летательного аппарата. Стоит подчеркнуть, что аналогичные задачи имеют особую важность для решения задач маркшейдерии и мониторинга открытых горных работ.
В наше время уже не редки случаи доставки различных товаров и вещей при помощи БПЛА. Возможность быстрой доставки без использования услуг курьера значительно ускорит и удешевит процесс. Подобная практика уже проводится компаниями Ebay и Amazon. Подобная система не имеет отечественных аналогов.
Таким образом, система позволяет вести слежение за подвижным объектом и обеспечивает постоянную работу цифрового канала связи. Погрешность составляет 1-2 метра, что мало отражается на рабочем процессе и точности наведения.
Список литературы:
1. Закиров В.М., Аметова А.А., Оценка качественных показателей процесса обслуживания железнодорожного транспорта // The Scientific Heritage. - 2021. - № 66-1 (66). - С. 36-39.
2. Дятлов А.П. Системы спутниковой связи с подвижными объектами: Учебное пособие. Ч.1. Таганрог. ТРТУ. 2004. 95 с.
3. Курбанов Ж.Ф., Колесников И.К, Яронова Н.В. Основы цифровой и интеллектуальной системы железнодорожной связи // The Scientific Heritage. - 2020. - № 55-1 (55). - С. 26-32.
4. Курбанов Ж.Ф., Колесников И.К, Яронова Н.В. Современная цифровая связь железной дороги // The Scientific Heritage. - 2020. - № 55-1(55). - С. 23-26.
5. Роенков Д.Н., Плеханов П.А. Подвижная связь 5G // Автоматика, связь, информатика. - 2019. - № 5. - С. 8-12.
6. Роенков Д.Н., Плеханов П.А. Стандартизация требований для систем беспроводной связи // Автоматика, связь, информатика. - 2020. - № 4. - С. 38-42.
7. Роенков Д.Н., Плеханов П.А. Технология MIMO для подвижной связи 5G // Автоматика, связь, информатика. -
2019. - № 8. - С. 21-25.
8. Роенков Д.Н., Яронова H.B. Атмосферные оптические линии связи // Автоматика, связь, информатика. -2016. - № 11. - С. 7-10.
9. Роенков Д.Н., Яронова H.B. Технология "стриж" и перспективы ее применения // Автоматика, связь, информатика. - 2017. - № 9. - С. 9-12.
10. Роенков Д.Н., Яронова H.B. Квантовые линии связи // Автоматика, связь, информатика. - 2019. - № 9. -С. 23-28
11. Яронова Н.В., Аметова А.А. Построение «Smart» Электросети с применением инновационных технологий // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2021. 9(90). URL: https ://7universum.com/ru/tech/archive/item/12289
12. Яронова Н.В., Аметова А.А. Построение «SMART» Network на основе технологии «region - district - city» // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2021. 10(91). URL: https ://7universum.com/ru/tech/archive/item/12392
13. Яронова Н.В., Аметова А.А. Построение «Smart» электросети с применением технологии 5G // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2021. 10(91). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/12306
14. Яронова Н.В., Шосалманов А.Х., Ходжамов Ш.Ф. Возможности применения на железнодоророжном транспорте технологий беспроводной связи // The Scientific Heritage. - 2021. - № 63-1 (63). - С. 69-72.
15. Kolesnikov I., Yaronova N., Kurbanov J., Khusnidinova N.F., Intelligent railway transport radio communication based on neural networks // Construction Mechanics, Hydraulics and Water Resources Engineering (CONMECHYDRO 2021).
16. ^rbanov J.B., Yaronova N.V., Sattarov X.A., Khusnidinova, N.V. Model and device for measuring the parameters of the technological radio communication network in the 'on-line' mode in the signaling and communication laboratory wagon // 2020 International Conference on Information Science and Communications Technologies, ICISCT
2020.
17. Yaronova N.V., Ametova A.A., Mirzaeva A.B. Application of computer-aided design systems for calculating the parameters of stationary antennas in the hectometer range // Актуальные научные исследования в современном мире. - 2021. - № 5-1 (73). - С. 107-113.
