CC BY
6
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ, УПРАВЛЕНИЕ И ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ
УДК 628.7.05
Б01: 10.24412/2071-6168-2024-6-3-8
СИСТЕМА ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ НАЗЕМНЫХ ОБЪЕКТОВ
В.В. Щербинин, Г.А. Кветкин, Е.Д. Ефанов, С.А. Рябов, Е.В. Шевцова
Приводятся описание системы позиционирования наземных объектов, созданной на основе РТСЛН АО «ЦНИИАГ», а также постановки задачи экспериментальной проверки точности определения координат с помощью РТСЛН (в сравнении с ГНСС).
Ключевые слова: система позиционирования, локальная навигация, радиотехническая система.
В последние десятилетия задача позиционирования наземных объектов решается преимущественно с помощью приемников глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС), а различные точности обеспечиваются варьированием классов таких приемников. Однако в последнее время в условиях участившихся сбоев в работе приёмников ГНСС становится актуальной задача разработки альтернативных методов позиционирования объектов. Одним из способов решения такой задачи является применение технологии искусственных навигационных полей, одной из реализации которой является радиотехническая система локальной навигации (РТСЛН), демонстрационный образец РТСЛН разработан и изготовлен в АО «ЦНИИАГ» [1-5].
В состав РТСЛН входят набор из шести опорных приемопередающих устройств (ППУ) и мобильный блок, размещаемый на объекте. Определение навигационных параметров в РТСЛН осуществляется методами триангуляции с целью установления местоположения объекта (рис. 1).
Триангуляция основана на использовании нескольких измерений расстояния от объекта до нескольких источников сигналов. Определение искомых координат объекта может быть выполнено при помощи метода наименьших квадратов: зная координаты ППУ и измеряя расстояния до них, возможно определить местоположение объекта. К достоинствам дан-
ной системы относится то, что она определяет местоположение объекта в той же системе координат, в которой привязаны ППУ. Измерение дальности происходит между парой радиоэлектронных модулей (РЭМ).
1) демонстрационный образец РТСЛН:
а) набор из шести приемопередающих устройств (ППУ):
- РЭМ-ответчик;
- антенно-фидерное устройство;
- аккумуляторная батарея;
- штатив геодезический;
б) мобильный блок с РЭМ-запросчиком и антенной;
2) наборы геодезического оборудования:
а) набор геодезического оборудования (гиротеодолит, дальномер и пр.) для привязки ППУ без использования сигналов ГНСС;
б) набор геодезических ГНСС приемников Javad:
- базовый приемник Javad Triumph со встроенной антенной;
- мобильный приемник Javad Alpha с антенной GrAnt;
3) комплект пусконаладочной аппаратуры, комплект монтажных
частей.
Рис. 1. Определение координат объекта по измеренным дальностям до точечных ориентиров (хт, ут - координаты точки; хЬ1-3, ум_з - координаты маяков; — й3 - дальности от маяков до точки)
4
РТСЛН функционирует без использования сигналов ГНСС при условии топогеодезической привязки ППУ автономным оборудованием. При планировании эксперимента предполагается, что показания приемника ГНСС в реальном времени будут выводиться на индикатор для оперативного контроля и сравнения с показаниями РТСЛН.
При этом высокоточные спутниковые навигационные приемники при проведении эксперимента предлагается использовать в качестве аппаратуры эталонирования эксперимента для камеральной обработки их измерений с учетом фазы навигационного сигнала.
Шесть ППУ должны быть установлены таким образом, чтобы минимизировать возможные переотражения радиосигналов от естественных препятствий. С учетом того, что номинальная дальность функционирования РЭМ превышает 10 км, для работы на малых расстояниях (до 200 м) на РЭМ будут установлены внешние аттенюаторы (10 дБ) между антенной и фидером.
Для проведения экспериментов в образце РТСЛН (рис. 2) будут применяться всенаправленные по азимуту антенны с ограничением диаграммы направленности в угломестной плоскости (± 10° от горизонтальной плоскости).
Рис. 2. Вариант размещения ППУ
Такое размещение РЭМ-ответчиков и рельеф местности позволят провести измерения при прямой радиовидимости.
5
Мобильный блок РТСЛН совместно с мобильным приемником ГНСС предлагается разместить на столике, а соответствующие антенны -на штативах (рис. 3). На экране (рис. 4) будут отображаться координаты ППУ, дальности до каждого из них и навигационное решение РТСЛН и ГНСС (справочно).
ш
\ - | Рис. 3. Размещение антенн запросчика РТСЛН и ГНСС на штативах
Запустить измерения
Остановить измерения
Выключить блок
П П
5
У
7
8
Группировка НРМ 1
Дальность
Нет связи
Координаты РТСЛН
Нет информации У |Нет информации
Координаты ГНСС
Нет информации У |Нет информации
Рис. 4. Внешний вид индикации РТСЛН
6
В ходе проведения экспериментальных работ планируется подтвердить возможность позиционирования наземных объектов без использования ГНСС, а также оценить достижимую точность определения навигационных параметров.
Список литературы
1. Щербинин В.В., Кветкин Г.А., Ажгиревич И.Л. Исследование точностных характеристик системы ближней радионавигации // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. Вып. 11. Ч. 3. С. 67-74.
2. Щербинин В.В., Свиязов А.В., Кветкин Г.А. Результаты лётных испытаний макета автономного навигационного комплекса ДПЛА // Известия ЮФУ. Технические науки. 2015. №1 (162). С. 6-13.
3. Смирнов С.В., Измайлов-Перкин А.В. Программная реализация алгоритма функционирования автономной системы ближней радионавигации для автоматизированной системы посадки // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. Вып. 6. С. 4555.
4. Автономный навигационный комплекс для роботизированных наземных и летательных аппаратов / В.В. Щербинин, А.В. Свиязов, С.В. Смирнов, Г.А. Кветкин // Известия ЮФУ. Технические науки. 2014. №3. (152). С. 234-243.
5. Кветкин Г.А. Информационно-посадочная система летательных аппаратов // Системы управления беспилотными космическими и атмосферными летательными аппаратами: тезисы докладов всероссийской научно-технической конференции. Москва, 8-10 ноября 2022. М., 2022. С. 80-81.
Щербинин Виктор Викторович, д-р техн. наук, нач. научно-технического отделения, [email protected], Россия, Москва, АО «ЦНИИАГ»,
Кветкин Георгий Алексеевич, канд. техн. наук, нач. отдела, [email protected], Россия, Москва, АО «ЦНИИАГ»,
Ефанов Евгений Дмитриевич, инженер, [email protected], Россия, Москва, АО «ЦНИИАГ»,
Рябов Семён Александрович, инженер-программист, [email protected], Россия, Москва, АО «ЦНИИАГ»,
Шевцова Екатерина Викторовна, канд. техн. наук, вед. научный сотрудник, [email protected], Россия, Москва, АО «ЦНИИАГ»
GROUND OBJECTS POSITIONING SYSTEM
V.V. Scherbinin, G.A. Kvetkin, E.D. Efanov, S.A. Ryabov, E.V. Shevtsova
7
The description of positioning system of ground objects created on the basis of the radio-technical system of local navigation (RTSLN) of JSC «Central Research Institute for Automatics and Hydraulics» as well as setting the problem of experimental verification of the accuracy of determining coordinates using RTSLN (in comparison with global navigation satellite system (GNSS)).
Key words: positioning system, local navigation, radio-technical system.
Scherbinin Vwtor Victorovich, doctor of technical sciences, head of research department, [email protected], Russia, Moscow, JSC «CNIIAG»,
Kvetkin Georgy Alekseevich, candidate of technical sciences, head of laboratory, [email protected], Russia, Moscow, JSC «CNIIAG»,
Efanov Evgenii Dmitrievich, engineer, [email protected], Russia, Moscow, JSC «CNIIAG»,
Ryabov Semyon Alexandrovich, engineer-programmer, [email protected], Russia, Moscow, JSC «CNIIAG»,
Shevtsova Catherine Victorovna, leading researcher, [email protected], Russia, Moscow, JSC «CNIIAG»
УДК 629.7.05:681.786
Б01: 10.24412/2071 -6168-2024-6-8-19
АЛГОРИТМ РАБОТЫ СТЕНДА ИЗМЕРЕНИЯ УПРУГИХ УГЛОВЫХ СМЕЩЕНИЙ ОСЕЙ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ ВЫСОКОТОЧНЫХ БИНС
А.В. Фролов
Представлен экспериментальный стенд измерения упругих угловых смещений осей чувствительных элементов или угловой жёсткости несущей системы БИНС, а также принципиальная электрическая схема прибора угломера. Разработан алгоритм работы стенда по измерению углов отклонения осей чувствительности несущих систем для высокоточных БИНС. Рассмотрены примеры типов деталей, предназначенных для измерения на разработанном стенде. Показаны пути дальнейшего повышения точности работы и создания рабочего прототипа системы измерения угловых смещений осей чувствительных элементов.
Ключевые слова: бесконтактные измерения, угловая жёсткость, упругие угловые смещения.
Введение. Разработанная в работе [1] система измерения упругих угловых силовых смещений осей чувствительных элементов несущей системы высокоточных бесплатформенных инерциальных навигационных
8
