Способ определения координат наземных объектов беспилотным летательным аппаратом с использованием лазерного дальномера


DOI: 10.34759/trd-2023-128-14

Авторы

Коровин А. В.1*, Савин Д. И.2**

1. Концерн «Созвездие», Воронеж, Россия
2. Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», Воронеж, Россия

*e-mail: htotam2005@yandex.ru
**e-mail: denissawi@yandex.ru

Аннотация

В работе предлагается способ определения координат наземных объектов с беспилотного летательного аппарата, который позволяет повысить точность определения местоположения наземных объектов. Предполагается полет воздушного судна по кругу с наблюдением за наземным объектом до достижения значения пространственного геометрического фактора менее 3. Повышение точности происходит за счет увеличения времени наблюдения за разведываемым наземным объектом и накопления измеренных до него дальностей при помощи лазерного дальномера. Собственные абсолютные координаты беспилотного летательного аппарата считаются известными в каждый момент времени определения дальностей. Оценки абсолютных координат носителя получены с использованием навигационной аппаратуры потребителей глобальных навигационных спутниковых систем. Такой подход позволит определять координаты в труднодоступной и непроходимой местности с высокой точностью при решении различных задач.

Беспилотный летательный аппарат оснащается навигационной аппаратурой потребителей глобальных навигационных спутниковых систем, которая является источником навигационной информации. Носитель также оборудуется лазерным дальномером на гиростабилизированной платформе, который служит для определения дальностей до интересующего наземного объекта. Координаты наземного объекта определяются путем совместного использования угломерно-дальномерного и интегрального дальномерного методов определения координат. На начальных этапах координаты наземного объекта оцениваются с применением угломерно-дальномерного метода с некоторой недостаточной точностью. В последующем проводятся накопления измерений и уточнение координат наземного объекта с использованием интегрального дальномерного метода.

В статье проведены исследования влияния высоты полета, скорости беспилотного летательного аппарата и точности навигационной аппаратуры потребителей глобальных навигационных спутниковых систем на достигаемую точность получаемых оценок координат наземного разведываемого объекта. По результатам исследований даются практические рекомендации по пилотированию беспилотного летательного аппарата для достижения наибольшей точности оценок координат наземного разведываемого объекта. Также исследован вопрос необходимой продолжительности наблюдений при различных высотах полета, радиусе облета для достижения наибольшей точности оценивания координат.

Ключевые слова:

интегральный дальномерный метод, угломерно-дальномерный метод, беспилотный летательный аппарат, точность навигации, глобальная навигационная спутниковая система, лазерный дальномер

Библиографический список

  1. Верба В.С. Авиационные комплексы радиолокационного дозора и наведения. Роль и место в составе общегосударственной единой информационно-управляющей системы военного назначения. Системы радиоуправления. Кн.1 Состояние и тенденции развития систем радиоуправления: монография. — М.: Радиотехника, 2013. С. 128-131.
  2. Перов А.И., Харисов В.Н. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования. — М.: Радиотехника, 2010. — 800 с.
  3. Коровин А.В., Савин Д.И. Исследование способов определения координат наземных объектов с БЛА // IV Всероссийская научно-практическая конференция «Авионика» (Воронеж, 12–13 марта 2020): сборник трудов. — Воронеж: ВУНЦ ВВС «ВВА», 2020. C. 44-55.
  4. Ковалев Ф.Н., Кондратьев В.В. Особенности угломерно-дальномерного метода определения местоположения цели в просветных бистатических радиолокаторах // Журнал радиоэлектроники. 2014. № 4. URL: http://jre.cplire.ru/jre/apr14/1/text.pdf
  5. Пикалов С.А. Исследование дальномерного способа оперативного определения координат наземной цели на борту авиационных комплексов // Труды МАИ. 2012. № 51. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=29148
  6. Буслов И.А., Гордеев А.Е., Доррер Г.А., Кобыжакова С.В., Яровой С.В. Система управления борьбой с природными пожарами на базе беспилотных летательных аппаратов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2016. Т. 18. № 2-3. С. 858-863.
  7. Великанов А.В., Шишкин А.В., Кочетова Ж.Ю., Осипов В.С., Дьякова Н.А. Применение беспилотных летательных аппаратов для проведения химической разведки грунта на зараженных территориях // Научный вестник ГОСНИИ ГА. 2022. № 40. С. 154-163.
  8. Левин А.В., Ковальчук В.А. Исследование вопросов применения беспилотных летательных аппаратов для корректирования огня артиллерии // Научный резерв. 2018. № 3 (3). С. 63-69
  9. Шеренков А.Г. Многоцелевой мобильный комплекс для обеспечения радиосвязи и видеомониторинга на местности // Россия молодая: передовые технологии — в промышленность. 2011. № 1. С. 243-246.
  10. Лапиньш В.В., Северов Н.В. Оценка применения дистанционно пилотируемых летательных аппаратов для разведки районов чрезвычайных ситуаций // Транспорт: наука, техника, управление. Научный информационный сборник. 2008. № 7. С. 61-64.
  11. Родионов А.В., Потоцкий М.В. Возможность применения беспилотного летательного аппарата для экологического мониторинга // Научные чтения по авиации, посвященные памяти Н.Е. Жуковского. 2013. № 1. С. 25-29.
  12. Егоров А.А., Сурков Д.А., Васильев Н.М. МАИ представляет мобильный комплекс оперативного мониторинга ЛЭП на базе беспилотного летательного аппарата нового поколения // Автоматизация и IT в энергетике. 2016. № 12 (89). С. 42-47.
  13. Терсин В.В. Измерение дальности и частоты Доплера суммарно-дальномерными станциями разнесённого приёма при воздействии активных и пассивных помех // Радиотехнические и телекоммуникационные системы. 2020. № 4 (40). С. 23-32.
  14. Коровин А.В., Савин Д.И. Определение координат наземных объектов с использованием метода максимального правдоподобия // XXVI Международная научно-техническая конференция «Радиолокация, навигация, связь»: сборник трудов. — Воронеж: ВГУ, 2020. С. 249-253.
  15. Кирюшкин В.В., Коровин А.В., Савин Д.И. Определение координат наземных объектов с использованием группировки беспилотных летательных аппаратов // Радиотехника. 2021. Т. 85. № 6. С. 127-140.
  16. Костин А.А., Костин В.А., Губенко М.Л., Сосновский А.В., Осадчик А.А. Угломерно-дальномерный метод местоопределения источника радиоизлучения в декаметровом диапазоне длин волн на основе измерения параметров фронта радиоволны в точке приема // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 1. С. 5-10.
  17. Степанов О.А. Основы теории оценивания с приложениями к задачам обработки навигационной информации. Ч. 1. Введение в теорию оценивания. — СПб.: ГНЦ РФ ОАО "Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2010. — 509 с.
  18. Савин Д.И., Коровин А.В., Николенко Д.А., Паршуков Н.В. Программа определения координат наземных объектов с БЛА угломерно-дальномерным методом. Cвидетельство о регистрации программы для ЭВМ 2020665604, 27.11.2020.
  19. Савин Д.И., Коровин А.В., Николенко Д.А., Паршуков Н.В. Программа определения координат наземных объектов с БЛА интегральным дальномерным методом. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ 2020665640, 27.11.2020.
  20. Ермаков П.Г., Гоголев А.А. Программный комплекс алгоритмов автономного определения параметров углов ой ориентации беспилотных летательных аппаратов // Труды МАИ. 2022. № 124. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=167100. DOI: 10.34759/trd-2022-124-17

Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход