CC BY
47мя на поиск и определение параметров сигналов [4], поэтому стохастическая смена ансамблей расширяющих кодов позволит существенно ограничить отрезок времени для разведки структуры сигнала. В случае, когда время разведки сигнала системой РЭП будет превышать время смены ансамблей, определение параметров сигнала окажется невозможным.
Реализация навигационного сигнала с повышенной структурной скрытностью позволит снизить вероятность подавления СРНС. Это особенно актуально для систем диспетчеризации транспорта, от работоспособности которых зависит жизнь и здоровье людей, а также для эффективного функционирования важных государственных, региональных и муниципальных служб и систем, которые все больше опираются в своей работе на данные, получаемые от СРНС.
Библиографический список
1. Радионавигационный план Российской Федерации «Основные направления развития радионавигационных систем и средств» (утв. приказом Минпромторга от 02.09.2008 г. № 118). [Электронный ресурс] // Интернавигация : рос. навигац. сервер. Режим доступа: http://www.interna-vigation.ru. Загл. с экрана.
2. GPS (L1) Jammer. Принципиальные схемы [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.vrtp.ru. Загл. с экрана.
3. Пчелинцев, А. П. Новые сигналы ГЛОНАСС / А. П. Пчелинцев // ИСНС. 2008. № 2.
4. Борисов, В. И. Помехозащищенность систем радиосвязи. Вероятностно-временной подход / В. И. Борисов, В. М. Зинчук. 2-е изд., испр. М. : РадиоСофт, 2008.
A. P. Zhuk, D. V. Oryol Stavropol State University, Russia, Stavropol
INCREASE OF STRUCTURAL SECRECY OF SATELLITE RADIO NAVIGATING SYSTEMS WITH CODE DIVISION MULTIPLE ACCESS
The sphere of application of global satellite radio navigating systems is more and more extending. The noise immunity of satellite radio navigating systems is analised, insufficient maintenance of structural secrecy of existing and planning radio navigating signals with code division multiple access available to civil use is proved. The method to increase structural reserve of radio navigating signals on the basis of stochastic change of the spreading code sequences used for code division multiple access is offered.
© Жук А. П., Орел Д. В., 2009
УДК 621.396.988
Г. А. Иванова
Уфимский государственный авиационный технический университет, Россия, Уфа
МАЛОГАБАРИТНЫЕ ИНТЕГРИРОВАННЫЕ ИНЕРЦИАЛЬНО-СПУТНИКОВЫЕ СИСТЕМЫ НАВИГАЦИИ
Анализируются особенности современных спутниковых и инерциалъных навигационных систем применительно к различным типам подвижных объектов. Обсуждаются тенденции развития подобных систем, проблемы и области применения.
На протяжении многих лет навигация занимала ведущее место в жизни человека. Самыми ранними навигационными средствами служили земные ориентиры. Однако по мере развития науки и техники цели, задачи, аппаратная часть навигационных систем изменялась и усложнялась. На сегодняшний день особое место занимают спутниковые навигационные системы (СНС) и инерци-альные навигационные системы (ИНС).
СНС применяются в таких областях, как авиация, космос, мореплавание, транспорт, робото-
техника, геодезия, медицина. Основная проблема, с которой приходится сталкиваться при использовании СНС, - это полная или частичная потеря сигнала. Последнее происходит при затенении антенны приемника, что характерно для городских застроек, туннелей, гористой местности. Для обеспечения надежной навигации и непрерывной выдачи информации используют интегрированные системы, основанные на совместной работе СНС и инерциальных навигационных систем (ИНС). ИНС позволяют определить кинематиче-
Системы управления, космическая навигация и связь
ские параметры объекта без привлечения внешних источников, что является основным преимуществом ИНС перед СНС. Однако при работе ИНС необходимо учитывать накапливающийся характер ошибок навигационных параметров, вызванных погрешностями чувствительных элементов. В состав интегрированных систем ориентации и навигации (ИСОН) входят инерциальные датчики, приемная аппаратура спутниковых данных и фильтр Калмана. В ИСОН обеспечивается реализация достоинств и компенсация недостатков двух составных частей (ИНС и СНС). Долговременная точность ИСОН определяется точностными характеристиками СНС, погрешность которых не накапливается с течением времени. Измерение быстроменяющихся кинематических параметров и сохранение навигационной информации при непродолжительной потере сигнала СНС обеспечивается инерциальными датчиками. В качестве датчиков, как правило, используют волоконно-оптические, волновые твердотельные, пье-зокерамические, микромеханические гироскопы и акселерометры, выполненные по MEMS технологии (Micro Electro Mechanical Systems). При работающем спутниковом канале датчики непрерывно калибруются по данным СНС, что позволяет повысить их точность. Использование фильтра Калмана также позволяет увеличить точность навигационных определений. Располагая информацией об ошибках как чувствительных элементов, так и СНС математический фильтр Калмана сводит к минимуму их влияние. Выбор инерциаль-ных датчиков, используемых в ИСОН, зависит от постановки навигационной задачи и требуемой точности. Так, волоконно-оптические гироскопы (ВОГ) относятся к датчикам высокой точности, однако их использование в ИСОН не всегда целесообразно в связи с высокой стоимостью. Более предпочтительным является вариант с использованием дешевых ММГ, которые обладают достаточной надежностью и малыми габаритами. Однако эти гироскопы имеют низкую точность по сравнению с ВОГ.
Интегрированные системы с различным уровнем интеграции уже нашли применение в мировой практике для авиационной и ракетной техники. Примером может служить программа по созданию комплексной системы для истребителя F-122 и вертолетов, объединяющей в одном малогабаритном блоке многоканальный приемник спутниковой навигационной системы GPS и миниатюрную ИНС на волоконно-оптических гироскопах и кремниевых акселерометрах. Предполагается создание малогабаритных инерциальных измерительных блоков сверхвысокой надежности для самолетов и космических аппаратов. В авиации ИСОН позволяет определять полетные данные, обеспечивает полет по маршруту и заход на посадку при любых
метеорологических условиях. ИСОН также используют для обеспечения парашютного спуска людей и грузов в определенное место. В этом случае систему устанавливают на платформе, информация о месте приземления подается на управляющий элемент и посадка в заданную точку выполняется за счет натяжения строп парашюта, корректирующих направление полета.
Современные интегрированные системы также применяют для решения задач навигации малых морских подвижных объектов, а также в системах высокоточного оружия. Лидером в этом направлении среди российских предприятий является ГНЦ РФ - ЦНИИ «Электроприбор» - ведущий институт России в области высокоточной навигации, гироскопии и гравиметрии. Интегрированные системы предприятия соответствуют большинству современных требований для использования на гидрографических судах, яхтах и катерах. Однако эти системы обеспечивают лишь хранение заданного азимутального направления и выработку путевого угла в движении с опорой на спутниковые данные. В новой разработке предприятия ЦНИИ «Электроприбор» для решения проблемы указания курса применено вращение блока чувствительных элементов, а также использованы более точные гироскопические приборы. Ведутся работы по построению интегрированных навигационных систем типа ИНС/СНС на базе модуля «Мининавигация-К» для объектов различного типа. По мере завершения разработки отечественных микромеханических гироскопов в ЦНИИ «Электроприбор» будут реализованы микроминиатюрные интегрированные системы типа ИНС/СНС.
В последнее время в качестве основных потребителей ИСОН стали выступать наземные подвижные объекты, в частности автомобильный транспорт. Большой популярностью среди автолюбителей пользуются малогабаритные ИСОН (МИСОН). МИСОН предназначены для определения координат, углов ориентации и параметров движения наземного транспорта. Подобные системы отличаются низкой стоимостью, низким энергопотреблением, малыми габаритами и массой. МИСОН являются автономными, что позволяет устанавливать их на любых видах транспорта без модификации последних.
Сфера применений ИСОН постоянно расширяется, диктуя новые требования к системе. На сегодняшний день к основным тенденциям развития таких интегрированных навигационных систем относятся массовость, миниатюризация, снижение стоимости, повышение технических и экс-плутационных характеристик, а также расширение их функциональных возможностей. Создание ИСОН определяет актуальное направление работ в области гироскопической техники.
G. A. Ivanova Ufa State Aviation Technical University, Russia, Ufa
COMPACT INTEGRATED INERTIAL-SATELLITE NAVIGATION SYSTEMS
Features of modern satellite and inertial navigating systems with reference to various types of mobile objects are analyzed. Development tendencies of similar systems, problems and scopes are discussed.
© Иванова Г. А., 2009
УДК 621.382
А. В. Карпенко, А. Б. Базилевский
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск
МЕТОДИКА НАХОЖДЕНИЯ ЕМКОСТИ ФОТОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ПО ПЕРЕХОДНЫМ ПРОЦЕССАМ
Рассматриваются методы исследования динамических характеристик фотоэлектрических преобразователей, влияние емкости солнечного элемента на динамические характеристики фотопреобразователя.
При разработке системы электропитания космического аппарата применяют два типа стабилизаторов напряжения. Шунтовой стабилизатор с балластным резистором или шунтовой стабилизатор без балластного типа (ШСБТ). В настоящее время ШСБТ считается более перспективным в использовании. При разработке системы электропитания космического аппарат, включающей в себя стабилизатор короткозамыкающего типа, важное значение имеют динамические свойства первичного источника питания (солнечного элемента), что вызвано необходимостью ограничения тока через ключи стабилизатора.
Динамические характеристики первичного источника тока включают в себя емкость и индуктивность солнечного элемента, кабельной линии космического аппарата. Индуктивность кабельной линии определяется геометрией космического аппарата и солнечных панелей. Емкость солнечного элемента определяется типом фотопреобразователя и его режимом работы. Для получения емкости солнечного элемента существуют два метода: метод, основанный на переходных процессах протекающих при изменении тока нагрузки, и метод, основанный на резонансе LC-контура солнечного элемента. Для получения высокой точности измерений необходимо использовать совокупность данных методов.
Для нахождения емкости солнечного элемента по переходным процессам была разработана методика, включающая в себя ряд допущений. Схема замещения солнечного элемента представлена в работе [1].
В связи с тем, что ток нагрузки меньше оптимального, принимаем участок между током нагрузки и током короткого замыкания линейным, что позволяет не учитывать диод в дальнейших расчетах. Вольт-амперная характеристика солнечной батареи представлена на рисунке.
Вольт-амперная характеристика солнечного элемента
Переходные процессы в схеме описываются следующим уравнением:
U1(t) =
R 2 • R1
• i + R1i • eT
R 2 •
t = -
• С.
R2 + R1 J R2 + R1
Решая обратную задачу нахождения емкости из множества точек, находим функцию емкости от напряжения. Программная реализация данного алгоритма выполнена в среде MATHCAD.
Библиографический список
1. Раушенбах, Г. Справочник по проектированию солнечных батарей / Г. Раушенбах ; под ред. М. Колтуна. М. : Энергоатомиздат, 1983.
