Научная статья на тему 'ОБОСНОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ КОМПОНЕНТНОЙ БАЗЫ ДЛЯ АВТОГЕНЕРАТОРОВ ПРИ НАВИГАЦИОННОМ ОБЕСПЕЧЕНИИ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ'

ОБОСНОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ КОМПОНЕНТНОЙ БАЗЫ ДЛЯ АВТОГЕНЕРАТОРОВ ПРИ НАВИГАЦИОННОМ ОБЕСПЕЧЕНИИ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
273
28
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КРИТЕРИЙ СИНТЕЗА МАРШРУТА / БЕСПИЛОТНЫЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ / АВТОНОМНЫЙ ПОЛЕТ / АВТОГЕНЕРАТОР / ЭЛЕКТРОННАЯ КОМПОНЕНТНАЯ БАЗА / ПОЛЕВОЙ ТРАНЗИСТОР

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Богословский Андрей Вячеславович, Разиньков Сергей Николаевич, Сёмка Элеонора Викторовна

Проведен анализ задач навигационного обеспечения воздушных объектов. Выполнен синтез маршрута полета беспилотного летательного аппарата с выбором курсовых углов полета в поворотных пунктах по результатам пеленгования сигналов неподвижного наземного источника. По результатам летных экспериментов, оценены среднеквадратические ошибки определения местоположения излучателей при многократной оценке угловых координат в пространственно-разнесенных точках приемниками-пеленгаторами, размещенными на беспилотных летательных аппаратах «Орлан-10», «Феникс» и «Грант-М». Исследованы способы коррекции автономного полета при возрастающей и убывающей точности оценки направлений прихода сигналов, позволяющие минимизировать ошибки местоопределения за фиксированное время наблюдения. Предложена схема автогенератора на полевом транзисторе для резервного командного средства управления с автоматическим регулированием курсового угла. Обосновано правило построения модели автогенератора, удовлетворяющего требованиям по минимуму среднеквадратичного отклонения, рассчитанного с помощью электрической схемы и заданного курсового угла при ограничении на физическую реализуемость параметров макета заданной структуры. Сформулированы рекомендации по реализации электронной схемы и определены режимы самовозбуждения автогенератора.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Богословский Андрей Вячеславович, Разиньков Сергей Николаевич, Сёмка Элеонора Викторовна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

VALIDATION OF THE ELECTRONIC COMPONENT BASE FOR SELF-EXCITED OSCILLATORS IN NAVIGATING UNMANNED AERIAL VEHICLES

The study analyzes the tasks of air objects navigation support. The authors conducted a synthesis of a flight route of an unmanned aerial vehicle with the choice of heading angles of flight at turning points using the direction finding signals received from a stationary ground source. The root-mean-square errors are estimated based on the flying tests. These errors determine a location of emitters during multiple estimation of angular coordinates at points separated in space by direction-finding receivers placed on board of unmanned aerial vehicles “Orlan-10”, “Phoenix”, and “Grant-M”. Methods for correcting autonomous flight with increasing and decreasing accuracy in estimating signal arrival directions are studied, which make it possible to minimize positioning errors for a fixed observation time. The study proposes a scheme of a self-excited oscillator on a field-effect transistor for backup command control with automatic heading angle control. A rule is substantiated for constructing a model of a self-excited oscillator that meets the requirements for a minimum standard deviation calculated using an electrical circuit and a given heading angle with a restriction on the physical feasibility of the layout parameters of a given structure. Recommendations for the implementation of the electronic circuit are formulated and the modes of self-excitation of the oscillator are determined.

Текст научной работы на тему «ОБОСНОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ КОМПОНЕНТНОЙ БАЗЫ ДЛЯ АВТОГЕНЕРАТОРОВ ПРИ НАВИГАЦИОННОМ ОБЕСПЕЧЕНИИ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ»

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Научная статья УДК 629.7.015.7

DOI 10.35266/1999-7604-2023 -1-6-15

ОБОСНОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ КОМПОНЕНТНОЙ БАЗЫ ДЛЯ АВТОГЕНЕРАТОРОВ ПРИ НАВИГАЦИОННОМ ОБЕСПЕЧЕНИИ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Андрей Вячеславович Богословский1, Сергей Николаевич Разиньков 2, Элеонора Викторовна Сёмка 3м

12 3 Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н. Е. Жуковского и Ю. А. Гагарина», Воронеж, Россия 1 [email protected], https://orcid.org/0000-0002-6469-3366 [email protected], https://orcid.org/0000-0002-3987-0607 3 semka [email protected] https://orcid.org/0000-0002-0194-6979

Аннотация. Проведен анализ задач навигационного обеспечения воздушных объектов. Выполнен синтез маршрута полета беспилотного летательного аппарата с выбором курсовых углов полета в поворотных пунктах по результатам пеленгования сигналов неподвижного наземного источника. По результатам летных экспериментов, оценены среднеквадратические ошибки определения местоположения излучателей при многократной оценке угловых координат в пространственно-разнесенных точках приемниками-пеленгаторами, размещенными на беспилотных летательных аппаратах «Орлан-10», «Феникс» и «Грант-М». Исследованы способы коррекции автономного полета при возрастающей и убывающей точности оценки направлений прихода сигналов, позволяющие минимизировать ошибки местоопределения за фиксированное время наблюдения.

Предложена схема автогенератора на полевом транзисторе для резервного командного средства управления с автоматическим регулированием курсового угла. Обосновано правило построения модели автогенератора, удовлетворяющего требованиям по минимуму среднеквадратичного отклонения, рассчитанного с помощью электрической схемы и заданного курсового угла при ограничении на физическую реализуемость параметров макета заданной структуры. Сформулированы рекомендации по реализации электронной схемы и определены режимы самовозбуждения автогенератора.

Ключевые слова: критерий синтеза маршрута, беспилотный летательный аппарат, автономный полет, автогенератор, электронная компонентная база, полевой транзистор

Для цитирования: Богословский А. В., Разиньков С. Н., Сёмка Э. В. Обоснование электронной компонентной базы для автогенераторов при навигационном обеспечении беспилотных летательных аппаратов //Вестник кибернетики. 2023. Т. 22, № 1. С. 6-15. DOI 10.35266/1999-7604-2023-1-6-15.

Original article

VALIDATION OF THE ELECTRONIC COMPONENT BASE FOR SELF-EXCITED OSCILLATORS IN NAVIGATING UNMANNED AERIAL VEHICLES

Andrey V. Bogoslovsky1, Sergey N. Razinkov 2, Eleonora V. Syomka ш

12 3 Military Educational and Scientific Center of Air Forces "N. E. Zhukovsky and Yu. A. Gagarin Air Force Academy", Voronezh, Russia 1 [email protected], https://orcid.org/0000-0002-6469-3366 [email protected], https://orcid.org/0000-0002-3987-0607 3 semka [email protected] https://orcid.org/0000-0002-0194-6979

Abstract. The study analyzes the tasks of air objects navigation support. The authors conducted a synthesis of a flight route of an unmanned aerial vehicle with the choice of heading angles of flight at turning points using the direction finding signals received from a stationary ground source. The root-mean-square errors are estimated based on the flying tests. These errors determine a location of emitters during multiple estimation of angular coordinates at points separated in space by direction-finding receivers placed on board of unmanned aerial vehicles "0rlan-10", "Phoenix", and "Grant-M". Methods for correcting autonomous flight with increasing and decreasing accuracy in estimating signal arrival directions are studied, which make it possible to minimize positioning errors for a fixed observation time.

The study proposes a scheme of a self-excited oscillator on a field-effect transistor for backup command control with automatic heading angle control. A rule is substantiated for constructing a model of a self-excited oscillator that meets the requirements for a minimum standard deviation calculated using an electrical circuit and a given heading angle with a restriction on the physical feasibility of the layout parameters of a given structure. Recommendations for the implementation of the electronic circuit are formulated and the modes of self-excitation of the oscillator are determined.

Keywords: route synthesis criterion, unmanned aerial vehicle, autonomous flight, self-excited oscillator, electronic component base, field-effect transistor

For citation: Bogoslovsky A. V., Razinkov S. N., Syomka E. V. Validation of the Electronic Component Base for Self-Excited Oscillators in Navigating Unmanned Aerial Vehicles. Proceedings in Cybernetics. 2023. Vol. 22, No. 1. P. 6-15. DOI 10.35266/1999-7604-2023-1-6-15.

ВВЕДЕНИЕ

Техническую основу навигационного обеспечения беспилотных летательных аппаратов (БЛА), совершающих автономный полет по заданной программе или командам, поступающим с наземного пункта управления (НПУ) по информационно-управляющим каналам, составляют комплекты аппаратуры глобальных систем спутниковой навигации (ГССН). Координатная информация поступает на бортовые приемники от спутниковых группировок ГЛОНАСС (Россия), GPS (США), BEIDOU/ COMPASS (Китай), GALILEO (ЕС), NAVIC (Индия), QZSS (Япония) [1].

Наиболее высокие показатели надежности навигационного обеспечения достигнуты для навигационных систем, в которых передача псевдодиапазонных сигналов со спутников ГССН на борт БЛА выполняется без привлечения наземных ретрансляторов. Улучшение точности ГССН достигается за счет интеграции данных, поступающих от внешних навигационных источников, в процедурах определения местоположения и параметров траекторий полета в системах дифференциальной коррекции [2]. Вместе с тем при потере сигналов ГССН условие автономного полета не выполняется.

Пространственная ориентация БЛА устанавливается в микронавигационных и управляющих модулях, реализующих робастные

алгоритмы рекуррентной линейной фильтрации Калмана и интегрирования кинематических уравнений Эйлера [3].

Задачи автономного пилотирования беспилотных авиационных комплексов эффективно решаются с применением платформ АВАКС-ГеоСервис АП-5 (Россия) на операционной системе QNX c линиями связи на основе интерфейса RS-485, RUAV STA3x c графической средой программирования Simulink, SWIFT AI с FPV (First Person View) трансляцией видеоизображения в режиме реального времени.

В интересах автономной навигации используются:

а) инерциальные измерительные блоки IMU с акселерометрами, магнитометрическими и барометрическими датчиками;

б) интегрированные навигационные системы INS, сочетающие спутниковые данные о местоположении с данными инерциальных измерительных устройств;

в) системы определения курса и пространственного положения AHRS, построенные на базе микроэлектромеханических систем.

Использование инерциальных навигационных систем в БЛА малой и средней дальности ограничивается жесткими массогабаритными требованиями к бортовой радиоэлектронной аппаратуре, а также наличием ошибок определения координат при автономной работе.

Ошибка счисления координат системами высокой точности при прямолинейном полете в течение одного часа составляет порядка двух километров, что не позволяет обеспечить высокоточное определение координат объектов [4].

Возможности повышения точности позиционирования БЛА за счет использования систем оптической коррекции типа «Отблеск-У» по спутниковым снимкам затруднено, поскольку оптико-электронные системы способны эффективно функционировать только в светлое время суток при весьма жестких ограничениях по погодным условиям. Радиотехнические системы коррекции, в основе работы которых лежит сопоставление текущих изображений профиля подстилающей поверхности с эталонными картами, не могут применяться при полетах над равнинной местностью. Зависимости уровней информационных сигналов рельефометрических систем от сезонных флюк-туаций электрофизических параметров радиоканалов также могут являться источниками ошибок навигационного обеспечения.

Таким образом, остаются открытыми вопросы реализации функции автономного полета БЛА при коррекции маршрута с применением комбинированных систем управления [5, 6].

Цель предлагаемой работы - разработка способов автономного поддержания траектории движения БЛА самолетного типа при высокоточном выходе в позиционный район.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

В [6-9] представлены алгоритмы коррекции траектории полета БЛА при приеме и обработке излучений наземных источников и сборе данных о позиционировании в динамике движения. На основе линейной фильтрации параметров траекторий [5, 7, 8] в системе координат, связанной с излучающим объектом, реализованы процедуры определения направлений движения БЛА в поворотных пунктах маршрута. Построен алгоритм оптимизации маршрута полета БЛА самолетного типа по критерию минимума дисперсии местоопределения наземного источника радиоизлучений (ИРИ) по результатам пеленгования в пространственно-разнесенных точках.

1. Алгоритм коррекции полета беспилотного летательного аппарата при пеленговании источника радиоизлучения в поворотных пунктах маршрута.

Критерий оптимизации маршрута БЛА для достижения наилучшей точности местоопре-деления ИРИ имеет вид:

Y п = argmmo^;

Yn

Yп *

n = 1, 2, 3..., m = 0, 1, 2.,

(1)

где уп - направления движения с лучшей точ-

ностью местоопределения, уп

курсовой

угол в текущий момент времени, од - дисперсия оценки местоположения излучателя. Второе уравнение в (1) исключает полет БЛА непосредственно на ИРИ [9].

Дисперсия оценки местоположения излучателя имеет вид [8]:

о» =

(o^R + оф(n+i)(2R2n + L2 - 2RnL cosYn)) x x (R2n + L2 - 2RnL cos Yn )

(2)

T2 • 2 L sin Yn

где и Яп+Х - наклонные дальности, Ь -дистанция между точками пеленгования, о и оф(и+1) - среднеквадратические ошибки

(СКО) пеленгования сигналов.

Согласно уравнению, при обращении первой производной (2) в нуль получим минимальную дисперсию местоопределения объекта для курсового угла уи:

cos2 Yn -en cosYn +1 = 0, n = 1,2,3...,

(3)

где

P n =

(0cpn + 02 (n+1)

+ (2оФп + 5оФ (n+1))a2n + 0

X +

2

Ф(п+1)

(оФп + 2оФ( n+i)K + 2оф^па. n = 1, 2, 3. .

(4)

Решение (3) получим в виде:

Yn = + arccos

Pn -У^2

- 4

Л

+ 2жгп,

n = 1, 2,3..., m = 0,1,2....

На рис. 1а, 1б сплошной линией приведены пунктиром обозначены траектории для маршруты БЛА, рассчитанные при о^, = 1°, о^, - 3°.

а)

б)

Рис. 1. Траектории полета БЛА в заданное положение:

а) Ь = 1 км; б) Ь = 2 км Примечание: составлено авторами на основании данных, полученных в исследовании.

Анализ траекторий движения БЛА позволяет сделать вывод, что повышение СКО пеленгования с 1 до 3° приводит к увеличению длины маршрута полета не менее чем в 6 раз. Рост дистанции между точками пеленгования с 1 до 3 км повышает точность оценки угловых координат и сокращает дальность полета в 2 раза.

Результаты расчетов подтверждены экспериментальными данными, полученными в серии летных экспериментов с обнаружителями-пеленгаторами, применяемыми в качестве целевых нагрузок БЛА «Орлан-10» (ООО «СТЦ», г. Санкт-Петербург). На рис. 2а изображены БЛА на этапе запуска, на рис. 2б

показаны автоматизированные рабочие места (АРМ) их операторов на НПУ.

Пеленгование ИРИ осуществлялось в режиме сканирования диапазона частот от 30 до 3 000 МГц при полете БЛА по траекториям, заданным критерием (1), на высотах 400 м и 1 000 м. Курсовая скорость составляла порядка 100 км/ч.

В качестве ИРИ использовались имитаторы источников непрерывного излучения (ИНИ) с фиксированной частотой (ФЧ), радиостанции Р-845, Midland CT-400. Продолжительность сеансов связи радиостанции составляла 90 секунд с паузой до 7 минут.

а)

6)1

Рис. 2. Летный эксперимент запуска БЛА «Орлан-10»:

а) БЛА «Орлан-10» на этапе запуска; б) АРМ оператора на НПУ Примечание: составлено авторами.

Значения СКО определения местополо- «Орлан-10» (в процентах от дальности) при-жения передатчиков сигналов с борта БЛА ведены в табл. 1.

Таблица 1

СКО местоопределения ИРИ

Тип ИРИ Диапазон, МГц СКО (% от дальности)

400 м 1 000 м

Имитатор ИНИ на ФЧ 68 МГц 30 ... 100 7,9 8,2

Имитатор радиостанции на ФЧ 68 МГц 8,9 9,3

Имитатор ИНИ на ФЧ 160 МГц 100 ... 200 5,5 5,7

Имитатор ИНИ на ФЧ 301 МГц 200 ... 400 2,5 2,8

Радиостанция Р-845 на частоте 254,3 МГц 8,7 9,0

Имитатор ИНИ на ФЧ 440 МГц 400 ... 700 2,4 2,8

Две радиостанции Midland CT-400 на ФЧ 459 МГц 9,3 9,4

Имитатор ИНИ на ФЧ 870 МГц 700 ... 3 000 2,2 3,6

Примечание: составлено авторами по [6].

Установлено, что точность местоопре- нии на БЛА «Феникс» (ООО «НПП «НТТ»,

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

деления передатчиков сигналов составляет г. Санкт-Петербург), БЛА «Грант-М» (ООО

до 9,4 % от дальности [6]. «НПКЦ «НОВИК-91», г. Егорьевск).

В целях оценки эксплуатационных харак- На рис. 3-4 представлены: а) указанные

теристик аппаратуры были проведены тож- образцы БЛА на стартовых позициях, б) АРМ

дественные эксперименты при ее размеще- их операторов на НПУ.

Рис. 3. Летный эксперимент запуска БЛА «Феникс»:

а) БЛА «Феникс» на этапе запуска; б) АРМ оператора на НПУ Примечание: составлено авторами.

Рис. 4. Летный эксперимент запуска БЛА «Грант-М»:

а) БЛА «Грант-М» на этапе запуска; б) АРМ оператора на НПУ Примечание: составлено авторами.

По результатам летных экспериментов установлено, что БЛА «Орлан-10» обладает наиболее высокими показателями надежности. При этом целевые нагрузки наибольшей массы способны нести БЛА «Феникс» и «Грант-М». Минимальное время дости-жения (набора) рабочего эшелона высоты зафиксировано для БЛА «Грант-М», что способствует успешному выполнению задач в условиях пересеченной местности и высотной городской застройки.

Вместе с тем при наличии активных преднамеренных помех регистрировались отказы основных и резервных систем навигации для всех образцов БЛА. Наиболее благоприятным вариантом возвращения носителя становилось немедленное снижение планированием. Продолжение полета до выработки топлива с ожиданием восстановления приема сигналов ГССН существенно усложняло процесс своевременного обнаружения и эвакуации из-за большой длины маршрута неконтролируемого полета, который мог составлять сотни километров. Поэтому для повышения надежности функционирования беспилотных комплексов, наряду с повышением помехоустойчивости навигационной аппаратуры ГССН, необходимо применять альтернативные способы навигационного обеспечения БЛА.

2. Обоснование принципов применения и электронной компонентной базы для построения автогенератора при обеспечении автономного полета беспилотного летательного аппарата.

Обеспечить автономное движение по определенным траекториям предлагается с применением системы управления на основе автогенератора. Номиналы управляющих токов и напряжений могут быть рассчитаны с применением электрической схемы на полевом транзисторе (рис. 5) [10].

Источник питания тока Ес и источник

смещения затвора Е3 определяют режим работы схемы. Индуктивно связанные — и —

образуют положительную обратную связь в цепи затвора. Через Як обозначено внутреннее сопротивление катушки индуктивности -сопротивление потерь. Тогда основные выражения для автогенератора будут иметь вид:

О Л Г ^т

гСТ = ЬиЗ, и3 = М——, йг

СТ = , Щ = + ,

ш йг

АС = Ск

ШиС V г- .Т & \

—— = ДА + —

йг

(6)

к к к йг2

АСТ iL + iC

—+^+^ ш—=

где и - напряжение на конденсаторе контура, 1С - ток в конденсаторе и ¡ст - ток стока -зависят от времени, £ - крутизна полевого транзистора, М - взаимная индуктивность.

Рис. 5. Схема автогенератора

Примечание: составлено авторами по [10].

После несложных алгебраических преобразований, с учетом обозначений для резонанс- 1- и коэффициента

ной частоты ю0 —

LkCk

1

затухания контура а — — жение для iCT примет вид:

R SM

Л

V L

Т C

LkCk у

выра-

d ir _ dij о, _

—Т- + 2а—- + a?0lL = 0. dt dt

виде z¿ =

Решение (7) получим в

— ImLeat sin где ® — 4юо + а2 - частота

колебаний, оно найдено с использованием метода Рунге - Кутта.

При расчете маршрута значения Rn и L в выражении (2) заменялись на значения rAn и автогенератора с учетом перехода из декартовых координат в полярные, описываемые выражениями:

di

Li„

dt

+12

lAn

diL1 di

L2,

dt dt

+ (г'т2п iLln ^ '

где текущему значению токов на фазовой кривой ставятся в соответствие положения поворотных пунктов маршрута /^ на траектории полета БЛА.

Критерий построения схемы автогенератора задается системой уравнений:

(Rk ,Ck ,Lk ,L( ,M,S) = arg min5; R e R;C ke C;LLc e L;M e M;S e S,

(8)

где 8 =

- /

Yjiyn-Улп) N - среднеквадра-

n=1 /

(7)

тическое отклонение курсового угла,

А я Л

у 4п =/ —,7 - значения курсового угла, ^ Л )

полученные с помощью автогенератора.

Первое уравнение является целевой функцией, обеспечивающей минимум средне-квадратического отклонения, рассчитанного с использованием автогенератора курсового угла, второе - является внешне системным ограничением как условие физической реализуемости автогенератора. Расчет траекторий по критерию (7) достигается решением системы уравнений относительно множества физически реализуемых параметров автогенератора заданной структуры.

В результате расчетов получено временное распределение тока в индуктивности, отображающее процесс возникновения колебаний (рис. 6а). Гармоническим колебаниям в системе соответствует замкнутая фазовая траектория на фазовой плоскости. На рис. 6б приведен фазовый портрет автогенератора, который соответствует траектории полета БЛА (рис. 6в) при возрастающей точности оценки направления прихода сигналов.

а)

б)

в)

Рис. 6. Распределение тока в индуктивности в процессе возникновения колебаний:

а) возрастающее временное распределение тока в индуктивности; б) фазовый портрет, возникающих колебаний в автогенераторе; в) траектория движения БЛА при высокоточном пеленговании Примечание: составлено авторами на основании данных, полученных в исследовании.

2

rAn

2

На рис. 7 приведены: а) временное распре- раторе, в) маршрут полета БЛА при убываю-деление тока в индуктивности, б) фазовый щей точности оценки направления прихода портрет при затухании колебаний в автогене- сигналов.

<Иь 2

а)

/ \

( / \ \

J )

/

0,мА

б)

50 100 150

В)

Рис. 7. Распределение тока в индуктивности при затухании колебаний в автогенераторе колебаний:

а) убывающее временное распределение тока в индуктивности; б) фазовый портрет при затухании колебаний в автогенераторе; в) траектория движения БЛА при низкой точности пеленгования Примечание: составлено авторами на основании данных, полученных в исследовании.

Для разработки рекомендаций по применению автогенераторов в качестве датчиков движения по спирали проведены лабораторные исследования схем их реализации.

На рис. 8 изображены: а) временная развертка переходного процесса установления колебаний в автогенераторе, б) фазовый портрет.

Рис. 8. Лабораторные исследования по реализации схемы автогенератора:

а) временная развертка переходного процесса установления колебаний в автогенераторе; б) фазовый портрет Примечание: составлено авторами на основании данных, полученных в исследовании.

Установлено, что Е3 может использоваться в качестве управляющего напряжения, которым изменяются условия самовозбуждения и вид фазовых диаграмм. При сборке электронной схемы необходимо как можно ближе располагать С6я к истоку для исключения прохождения высокочастотных токов через источник питания. В работе использовались керамические конденсаторы емкостью 0,22 мкФ.

Для преодоления температурной зависимости частоты генерируемых колебаний, прогнозируемых сложностей перестройки одновременно двух и более контуров в многоконтур-

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

ных схемах, выборе и стабилизации рабочей точки рекомендуется использовать емкостную трехточечную схему Клаппа. Из-за уменьшения коэффициента включения коллекторной цепи в колебательный контур в ней используется контур с высокой добротностью и возможна раздельная регулировка коэффициентов положительной обратной связи и включения. Высокую стабильность первой гармоники схема показала в диапазоне 1 ... 10 МГц. На частотах не более 900 МГц в целях минимизации компонентов целесообразно использовать схему Хартли [10].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

В качестве активного элемента предложено использовать МОП-транзисторы отечественного производства типа 2П301А, 2П301Б, 2П301В (АО «НПП «Завод Искра», г. Ульяновск). При расчете схем следует учитывать, что максимально допустимая постоянная рассеиваемая мощность в электрических режимах эксплуатации указанных транзисторов не превышает 200 мВт. Факт генерации без использования осциллографа можно определить по измерениям тока стока.

Установлено, что фазовые свойства автогенератора с заданной точностью могут использоваться для восстановления траекторий движения БЛА. В зависимости от дисперсии ошибки оценки угловых координат ИРИ выбирается режим возбуждения автогенератора.

При уменьшении дисперсии ошибки оценки угловых координат ИРИ выбирается мягкий режим возбуждения автогенератора с расчетом управляющих токов, а с увеличением ошибок рекомендован жесткий режим.

Список источников

1. Кинкулин И. Е. Глобальные навигационные спутниковые системы // Алгоритмы функционирования аппаратуры потребителя. М. : Радиотехника, 2018. 325 с.

2. Карпик П. А., Сернов В. Г., Вдовин В. С. Система дифференциальной коррекции и мониторинга как основа перспективной национальной инфраструктуры навигации и позиционирования с повышенной точностью // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2019. Т. 9, № 2. С. 3-9.

3. Кузнецов А. Г., Измайлов Е. А., Портнов Б. И. Современные бесплатформенные инерциальные навигационные системы двух классов точности // Труды МИЭА. Навигация и управление летательными аппаратами. 2014. № 8. С. 24-32.

4. Бромберг П. В. Теория инерциальных систем навигации. М. : Наука, 1979. 291 с.

5. Коренной А. В. Методы анализа и синтеза в прикладных задачах навигации, связи и управления. М. : Радиотехника, 2015. 162 с.

6. Разиньков С. Н., Богословский А. В., Гордиенко С. А. Экспериментальное определение местоположения источников радиоизлучений с применением высоко мобильного цифрового обнаружителя-пеленгатора // Вестник Рязанского радиотехнического университета. 2022. № 81. С. 21-31.

7. Осипов Е. Б. Способ вывода летательного аппарата на радиоизлучающий объект с использованием оптимальной обработки результатов много-

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследованы основные задачи навигационного обеспечения воздушных объектов и проведен анализ принципиальных сложностей их решения в интересах автономного полета малогабаритных беспилотных летательных аппаратов самолетного типа.

Построен алгоритм коррекции траектории полета беспилотных летательных аппаратов по результатам многократного пеленгования источника радиоизлучений в поворотных пунктах маршрута. На основе летных экспериментов с комплексами на БЛА «Орлан-10», «Феникс» и «Грант-М» оценены значения среднеквадратической ошибки местоопреде-ления.

Проведен анализ схем автогенераторов, которые могут использоваться в качестве резервных средств автономного полета в условиях отсутствия радиокомандной коррекции маршрута. По результатам лабораторных испытаний обоснованы параметры схем автогенераторов.

References

1. Kinkulin I. E. Globalnye navigatsionnye sputnikovye sistemy. Algoritmy funktsionirovaniia apparatury potrebitelia. Moscow : Radiotekhnika, 2018. 325 p. (In Russian).

2. Karpik P. A., Sernov V. G., Vdovin V. S. System for Differential Correction and Monitoring as the Base of the Next Generation National Infrastructure for Navigation and High-Precision Positioning. Interexpo Geo-Siberia. 2019. Vol. 9, No. 2. P. 3-9. (In Russian).

3. Kuznetsov A. G., Izmailov E. A., Portnov B. I. Modern Strapdown Inertial Navigation Systems of Two Accuracy Classes. Trudy MIREA. Navigatsiia i upravlenie letatelnymi apparatami. 2014. No. 8. P. 24-32. (In Russian).

4. Bromberg P. V. Theory of Inertial Navigation Systems. Moscow : Nauka, 1979. 291 p. (In Russian).

5. Korennoi A. V. Metody analiza i sinteza v priklad-nykh zadachakh navigatsii, sviazi i upravleniia. Moscow : Radiotekhnika, 2015. 162 p. (In Russian).

6. Razinkov S. N., Bogoslovsky A. V., Gordienko S. A. Experimental Determination of Radio Emission Sources Location Using Highly Mobile Digital Direction Finder Detector. Vestnik of Ryazan State Radio Engineering University. 2022. No. 81. P. 21-31. (In Russian).

7. Osipov E. B. Sposob vyvoda letatelnogo apparata na radioizluchaiushchii obekt s ispolzovaniem opti-malnoi obrabotki rezultatov mnogokratnogo pelen-

кратного пеленгования // Вестник Воронежского государственного технического университета. Серия: Системы автоматизированного проектирования и системы автоматизации производства. 2003. № 3. С. 21-25.

8. Коренной А. В. Обнаружение, распознавание и определение параметров образов объектов. Методы и алгоритмы. М. : Радиотехника, 2012. 112 с.

9. Гулевич С. П., Александровский Б. В., Веселов Ю. Г. Обоснование основных требований к характеристикам движения беспилотных летательных аппаратов двойного назначения // Проблемы безопасности полетов. 2008. № 8. С. 25-39.

10. Змий Б. Ф. Радиотехнические цепи и сигналы. Воронеж : ВУНЦ ВВС «ВВА», 2017. 336 с.

Информация об авторах

А. В. Богословский - кандидат технических наук, доцент, заместитель начальника кафедры радиоэлектроники.

С. Н. Разиньков - доктор физико--математических наук, доцент, профессор.

Э. В. Сёмка - кандидат физико-математических наук, доцент.

govaniia. Vestnik Voronezhskogo gosudarstven-nogo tekhnicheskogo universiteta. Seriia: Sistemy avtomatizirovannogo proektirovaniia i sistemy avtomatizatsii proizvodstva. 2003. No. 3. P. 21-25. (In Russian).

8. Korennoi A. V. Obnaruzhenie, raspoznavanie i opredelenie parametrov obrazov obektov. Metody i algoritmy. Moscow : Radiotekhnika, 2012. 112 p. (In Russian).

9. Gulevich S. P., Aleksandrovsky B. V., Veselov Yu. G. Obosnovanie osnovnykh trebovanii k kharakteristi-kam dvizhenii bespilotnykh letatelnykh apparatov dvoinogo naznacheniia. Problemy bezopasnosti poletov. 2008. No. 8. P. 25-39. (In Russian).

10. Zmiy B. F. Radiotekhnicheskie tsepi i signaly. Voronezh : Military Educational and Scientific Center of Air Forces "N. E. Zhukovsky and Yu. A. Gagarin Air Force Academy", 2017. 336 p. (In Russian).

Information about the authors

A. V. Bogoslovsky - Candidate of Sciences (Engineering), Associate Professor, Deputy Head of the Department of Radioelectronics.

S. N. Razinkov - Doctor of Sciences (Physics and Mathematics), Associate Professor, Professor.

E. V. Syomka - Candidate of Sciences (Physics and Mathematics), Associate Professor.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.