CC BY
6
ПОМЕХОЗАЩИЩЕННОСТЬ НАВИГАЦИОННОЙ АППАРАТУРЫ СПУТНИКОВЫХ РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ
B.К. Снежко, канд. техн. наук, доцент
C.А. Якушенко, д-р техн. наук, доцент С.О. Бурлаков, д-р техн. наук, профессор
B.Е. Егрушев, канд. техн. наук
C.С. Веркин, канд. техн. наук Е.В. Чеканова, преподаватель
Военная академия связи им. Маршала Советского Союза С.М. Буденного (Россия, г. Санкт-Петербург)
DOI:10.24412/2500-1000-2024-5-4-61-64
Аннотация. В работе проводится анализ помехозащищённости навигационных приёмников. На основе полученных результатов предлагается методика, которая позволяет осуществлять оценку помехозащищённости навигационных приемников в зависимости от количества задействованных каналов приема радионавигационных сигналов.
Ключевые слова: помехозащищённость навигационных приёмников, навигационная аппаратура потребителя, радиоэлектронное подавление, радиомониторинг.
Использование навигационного поля спутниковой радионавигационной системы (СРНС) ГЛОНАСС в сфере силовых структур позволило обеспечить глобальность и высокую точность определения местоположения подвижных объектов (ПО). Вместе с тем сами СРНС ГЛОНАСС и GPS имеют и серьезные недостатки, которые сказываются в данной сфере. Так, существует ряд недостатков и проблем, связанных с обеспечение помехозащищённости (ПМЗ) навигационных приёмников, доступности и непрерывности измерений координат, невысокая живучесть системы в целом и потеря сигналов навигационных космических аппаратов (НКА) при «закрытии» неба, что характерно для сухопутных объектов силовых структур. Это приводит к снижению устойчивости функционирования навигационной аппаратуры потребителя (НАП), точности определения местоположения (ОМП) и в конечном итоге, к снижению эффективности применения СРНС для решения прикладной задачи в сфере данных ведомств.
Особенности организации радиоэлектронного подавления (РЭП) СРНС поясняются на рисунке 1. Комплекс РЭБ представляет собой совокупность подсистемы радиомониторинга, в простейшем случае приемника (ПРМ) и передатчика помех (1111), расположенных на лётно-подъёмном средстве (ЛПС). Радиоизлучения 1111 обеспечивают РЭП всех комплектов НАП, находящихся в зоне подавления комплекса. Помехи формируются на основе внешних целеуказаний от подсистемы радиомониторинга.
Расчёты помехозащищённости НАП ГЛОНАСС проводились по методике, изложенной в [1, 2], при следующих исходных данных: мощность сигнала на входе НАП Рс, равна минус 161 дБ Вт; дальность до передатчика помех (ПП) Rп изменялась от 50 до 800 км; эффективная изотропно излучаемая мощность ЭИИМп - от 5 до 35 дБВт; коэффициент помехозащиты (ПМЗ) навигационного приемника Кпз 28, 38 и 48 дБ.
Рис. 1. Особенности радиоэлектронного подавления НАП
ность нормальной работы НАП в процентах H = р100.
Вероятность нормального функционирования одного канала определяется выражением:
усиления антенны - от 3 (всенаправленная антенна) до 15 и более дБ.
Результаты расчётов надёжности нормальной работы НАП (рис. 2) показывает, что требуемая надёжность (95%) существующих НАП (^з =28 дБ) не обеспечивается при расстояниях до передатчика помех 800 км при ЭИММ 35 дБВт, а требуемая надёжность (95%) перспективных НАП (^3 =48 дБ) обеспечивается при расстояниях до передатчика помех начиная с 275 км.
p
0,95 0,8
0,6 0,4 0,2 0
0 100 200 300 400 500
В качестве параметра помехозащищённости (ПМЗ) выбрана вероятность нормального функционирования НАП в условиях воздействия помехи р или надёж-
(R) f
Р (x (R)) = "7= i exP
_PC -P (R)-K
2 у
dt
где 1 - параметр
интегрирования; Рс — уровень сигнала на входе канала НАП, Р
п — уровень помехи на входе канала НАП; ^з —коэффициент ПМЗ; ап — среднеквадратическое отклонение уровня помехи. ЭИИМ
п передатчика помех складывается из мощности передатчика Рпп и коэффициента передающей антенны Gп. Мощность передатчика реально может меняться от 1 Вт до 200 и более Вт; коэффициент
Рис. 2. Оценка Расчёты подтверждают низкую ПМЗ существующих НАП. Это значит, в условиях РЭП военные потребители лишаются возможности использовать ГЛОНАСС для решения навигационных задач.
Изложенная методика справедлива для оценки ПМЗ одного канала навигационного приемника. Однако, современная НАП
ПМЗ канала НАП
имеет несколько десятков каналов приема. Причем в системе ГЛОНАСС в отличие от КЛУБТЛЯ используется частотное разделение каналов (рис. 3). Нормальное функционирование приемника обеспечивает при одновременном приеме сигналом минимум от четырех НКА или трех при пла-нарном определении координат.
k=4
Спектр сигнала
1595 1600 1605 1610 f, МГц Рис. 3. Частотный план СРНС
Таким образом, для оценки помехозащищенности системы ГЛОНАСС необходима методика оценки ПМЗ не одного канала, а НАП в целом.
Помехозащищенность НАП в целом зависит от числа используемых НКА и от
ПМЗ отдельного канала. В процессе исследований предложена методика оценки помехозащищенности НАП в целом. В этом случае вероятность нормального функционирования НАП определяется выражением:
m-1
p.,=1 -Ъ с Р (1 - p г
i=1
где pi - вероятность нормальной работы одного канала.
Результаты расчета ПМЗ навигационного приемника в целом приведены на ри-
pm,n
0,95 0,8
0,6
сунке 4. Основным допущением в этой методике принята равновероятность подавления каждого канала.
0,4
0,2
0
0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
Рис. 4. Оценка ПМЗ НАП в целом
Из полученных результатов можно за- путем увеличения коэффициента помехо-ключить, что надёжность связи монока- защиты приемника, а также используя за-нального приемника с частотным разделе- щитные свойства местности. Расчеты по-нием каналов системы ГЛОНАСС значи- казывают, что при отсутствии возможно-тельно выше, чем с кодовым разделением стей использовать защитные свойства системы КАУБТАЯ. местности помехозащищенность НАП не
Заключение обеспечить на расстояниях сотен км. Так,
Таким образом, предлагаемая методика например, при наличии защитных свойств позволяет осуществлять оценку ПМЗ местности равных 28 дБ требуемая надеж-навигационных приемников в зависимости ность обеспечивается при удалении ЛПС от количества задействованных каналов более 96 км. При увеличении защитных приема радионавигационных сигналов. свойств местности до 48 дБ требуемая
Анализ помехозащищенности показы- надежность обеспечивается при расстоя-вает, что её можно существенно повысить ниях до ЛПС более 480 км.
Библиографический список
1. Снежко В.К., Якушенко С.А. Военные интегрированные системы навигации, связи и управления. — Санкт-Петербург.: ВАС, 2014. — 456 с.
2. Якушенко С.А., Снежко В.К. Средства и комплексы навигационного обеспечения систем управления специального назначения: Учебник для вузов связи. — СПб.: ВАС, 2018. — 508 с.
3. Якушенко, С.А. Проблемы навигационного обеспечения систем мониторинга и диспетчеризации подвижных объектов и оценка его безопасности / С.А. Якушенко // Информатика и космос. — 2019. — № 2. — С. 78-81.
4. Радиоэлектронная борьба со спутниковыми радионавигационными системами /
A.П. Дятлов, П.А. Дятлов, Б.Х. Кульбикаян. — М.: Радио и связь, 2004. — 226 с.
5. Дворников, С.В. Навигационное обеспечение подвижных объектов и проблемы его безопасности / С.В. Дворников, С.А. Якушенко, Е.Г. Боленко // Вопросы радиоэлектроники, сер. Техника и телевидение. — 2019. — № 1. — С. 51-60.
6. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования / Под ред. А.И. Перова,
B.Н. Харисова; изд. 4-е, перераб. и доп. Радиотехника. — М., 2010. 800 с.
INTERFERENCE IMMUNITY OF NAVIGATION EQUIPMENT OF SATELLITE
RADIONAVIGATION SYSTEMS
V.C. Snezhko, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor
S.A. Yakushenko, Doctor of Technical Sciences, Associate Professor
S.O. Burlakov, Doctor of Technical Sciences, Professor
V.E. Egrushev, Candidate of Technical Sciences
S.S. Verkin, Candidate of Technical Sciences
E.V. Chekanova, Lecturer
Marshal of the Soviet Union S.M. Budyonny Military Academy of Communications (Russia, St. Petersburg)
Abstract. The work analyzes the noise immunity of navigation receivers. Based on the results obtained, a methodology is proposed that allows assessing the noise immunity of navigation receivers depending on the number of channels involved in receiving radio navigation signals.
Keywords: noise immunity of navigation receivers, consumer navigation equipment, electronic jamming, radio monitoring.
