gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»10.17285/0869-7035.0010gyroscopy-266Research ArticleСтатьиСистема микронавигации для поддержки радиолокатора с синтезированной апертурой на борту малогабаритного БПЛАMicronavigation System to Support a Radar with Synthetic Aperture aboard a Small UAVКулаковаВ. И.KulakovaV. I.

Кулакова Вероника Игоревна. Кандидат технических наук, начальник отдела – главный конструктор

НоздринС. А.NozdrinS. A.

Ноздрин Сергей Анатольевич. Инженер-программист

СохаревА. Ю.SokharevA. Yu.

Сохарев Артем Юрьевич. Ведущий научный сотрудник

ЦарикД. В.TsarikD. V.

Царик Дмитрий Владимирович. Кандидат технических наук, начальник отдела

ООО «Специальный технологический центр» (С.-Петербург)РоссияSpecial Technological Center (STC) LLC, St. Petersburg,Russian FederationООО «Специальный технологический центр» (С.-Петербург).РоссияSpecial Technological Center (STC) LLC, St. Petersburg,Russian Federation201918112025274130146Copyright © Кулакова В.И., Ноздрин С.А., Сохарев А.Ю., Царик Д.В., 20252025Кулакова В.И., Ноздрин С.А., Сохарев А.Ю., Царик Д.В.Kulakova V.I., Nozdrin S.A., Sokharev A.Y., Tsarik D.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gyroscopy.ru/jour/article/view/266

Рассматривается задача построения интегрированной инерциально-спутниковой навигационной системы для поддержки радиолокатора с синтезированной апертурой бокового обзора, размещенного на борту малогабаритного беспилотного летательного аппарата (БПЛА). Проанализированы основные особенности и факторы, которые необходимо учесть при разработке навигационной системы, эксплуатируемой в сложных условиях. Приводятся результаты летных испытаний и даны оценки точности системы микронавигации на базе микромеханических датчиков. При анализе использованы радиосигналы, отраженные от уголковых отражателей, а также радиолокационные изображения, полученные путем построения согласованного фильтра по данным системы микронавигации.

The paper describes the experience of constructing an integrated INS/GNSS navigation system for supporting a radar with a synthesized side-view aperture, located aboard a small-sized unmanned aerial vehicle (UAV). Key features and factors that should be taken into account when developing a navigation system operated under severe conditions are studied. Flight test results are presented, including the estimates of MEMS-based micronavigation system accuracy. The analysis is based on the radio signals reflected from angle reflectors, as well as radar images obtained by constructing a matched filter based on the micronavigation system data.

Синтез апертурымикронавигациясопровождение фазового центра антеннымикромеханические датчики.Аperture synthesismicronavigationantenna phase center track-ingMEMS.ReferencesКондратенков Г.С., Фролов А.Ю. Радиовидение. Радиолокационные системы дистанционного зондирования Земли. М.: Радиотехника, 2005. 368 с.Kondratenkov, G.S. and Frolov, A.Yu., Radiovidenie. Radiolokatsionnye sistemy distantsionnogo zondirovaniya Zemli (Radiovision. Radar systems for remote probing of the Earth), Moscow: Radiotekhnika, 2005.Антипов В.И., Горяинов В.Т., Кулин А.Н. и др. Радиолокационные станции с цифровым синтезированием апертуры антенны / Под ред. В.Т. Горяинова. М.: Радио и связь, 1988.Antipov, V.I., Goryainov, V.T., Kulin, A.N. et al., Radiolokatsionnye stantsii s tsifrovym sintezirovaniem apertury antenny (Radar stations with digital synthesis of antenna aperture), V.T. Goryainov ed., Moscow: Radio i svyaz’, 1988.Carrera, W.G., Goodman, R. S., and Majewski, R.M., Spotlight synthetic aperture radar: signal processing algorithms. Artech House, Boston, 1995.Carrera, W.G., Goodman, R.S., and Majewski, R.M., Spotlight synthetic aperture radar: signal processing algorithms, Boston: Artech House, 1995.Kennedy, Th.A., Strapdown inertial measurement units for motion compensation for synthetic aperture radars, IEEE AES Magazine, 1988, vol. 3, no. 10, pp. 32–35.Kennedy, Th.A., Strapdown inertial measurement units for motion compensation for synthetic aperture radars, IEEE AES Magazine, 1988, vol. 3, no. 10, pp. 32–35.Билик В.В., Коврегин В.Н., Чернодаров А.В., Патрикеев А.П. Пространственно-распределенная система микронавигации для радиолокатора с синтезированной апертурой // XVIII Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам. СПб: ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2011. С. 185–194.Bilik, V.V., Kovregin, V.N., Chernodarov, A.V. and Patrikeev, A.P., A spatially distributed micronavigation system for a synthetic-aperture radar, Proceedings of the 18th St. Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems (ICINS), St. Petersburg, Concern CSRI Elektropribor, 2011, pp. 185–194.Красильщиков М.Н., Козорез Д.А., Сыпало К.И., Самарин О.Ф., Савостьянов В.Ю. К проблеме высокоточного позиционирования фазового центра антенны многофункциональной бортовой РЛС авиационного базирования // Гироскопия и навигация. 2013. № 2. С. 14–30.Krasilshchikov, M.N., Kozorez, D.A., Sypalo, K.I., Samarin, O.F. and Savost’yanov, V.Yu., High-accuracy positioning of phase center of multifunction airborne radar antenna, Gyroskopy and Navigation, 2013, no. 3, pp. 164–173.Булгаков С.Л., Михеенков Ю.П., Крючков В.Н., Федоскин О.И., Хилевич Д.А. Инерциально-спутниковая навигационная система для РЛС с синтезированной апертурой // XIX Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам. СПб: ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2012. С. 163–168.Bulgakov, S.L., Mikheenkov, Yu.P., Kryuchkov, V.N., Fedoskin, O.I. and Khilevich, D.A., Inertial-satellite navigation system for synthetic aperture radar, Proceedings of the 19th St. Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems (ICINS), St. Petersburg, Concern CSRI Elektropribor, 2012, pp. 163–168.Кулакова В. И., Сохарев А.Ю. Навигационная система для сопровождения траектории движения антенны на малогабаритном БЛА // Успехи современной радиоэлектроники. 2017. № 10. С. 5–14.Kulakova, V.I. and Sokharev, A.Yu., Navigation system for antenna tracking onboard a small UAV, Uspekhi sovremennoi elektroniki, 2017, no. 10, pp. 5–14.Cao Fuxiang and Bao Zheng, Analysis and simulation of GPS/SINU integrated system for airborne SAR motion compensation, Proceedings of the 2001 CIE International Conference on Radar, Beijing, China, 2001, pp. 1173–1177.Cao Fuxiang and Bao Zheng, Analysis and simulation of GPS/SINU integrated system for airborne SAR motion compensation, Proceedings of the 2001 CIE International Conference on Radar, Beijing, China, 2001, pp. 1173–1177.Tan, G.W., Motion compensation research based on motion sensors, International Conference on Multimedia Technology, Ningbo, China, 2010, pp. 1–4.Tan, G.W., Motion compensation research based on motion sensors, International Conference on Multimedia Technology, Ningbo, China, 2010, pp. 1–4.Chen, L., Liu, Z., and Fang, J., An accurate motion compensation for SAR imagery based on INS/GPS with dual-filter correction, Journal of Navigation, 2019, pp. 1–18.Chen, L., Liu, Z., and Fang, J., An accurate motion compensation for SAR imagery based on INS/GPS with dual-filter correction, Journal of Navigation, 2019, vol. 72, no. 6, pp. 1399–1416.Fan, B., Ding, Z., Gao, W., and Long, T., An improved motion compensation method for high resolution UAV SAR imaging, Sci. China Inf. Sci., 2014, vol. 57, no. C, pp. 1–13.Fan, B., Ding, Z., Gao, W., and Long, T., An improved motion compensation method for high resolution UAV SAR imaging, Science China Information Sciences, 2014, vol. 57, no. 12, pp. 1–13.Aguasca, A., Acevo-Herrera, R., Broquetas, A., Mallorqui, J. J., and Fabregas, X., ARBRES: light-weight CW/FM SAR sensors for small UAVs, MDPI, 2013, vol. 13, no. 3, pp. 3204–3216.Aguasca, A., Acevo-Herrera, R., Broquetas, A., Mallorqui, J.J., and Fabregas, X., ARBRES: light-weight CW/FM SAR sensors for small UAVs, Sensors, 2013, vol. 13, no. 3, pp. 3204–3216.Zhang, L., Qiao, Z. J., Xing, M., Yang, L., and Bao, Z.A., Robust motion compensation approach for UAV SAR imagery, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 2012, vol. 50, no. 8, pp. 3202–3218.Zhang, L., Qiao, Z. J., Xing, M., Yang, L., and Bao, Z.A., A robust motion compensation approach for UAV SAR imagery, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 2012, vol. 50, no. 8, pp. 3202–3218.https://ru.wikipedia.org/wiki/Орлан-10.https://ru.wikipedia.org/wiki/Orlan-10.Кулакова В.И. Способ экспериментальной проверки точности определения навигационной системой параметров движения фазового центра антенны на борту БПЛА // Гироскопия и навигация. 2018. №4. С. 43–57.Kulakova, V.I., Method of experimental verification of accuracy of UAV antenna phase center motion parameters determined by navigation system, Gyroscopy and Navigation, 2018, vol. 9, no. 4, pp. 334–343.Savage, P.G., Strapdown analytics. Parts 1 and 2, Maple Plain, MN: Strapdown Associates, 2000.Savage, P.G., Strapdown Analytics. Parts 1 and 2, Maple Plain, MN: Strapdown Associates, 2000.Емельянцев Г.И., Степанов А.П. Интегрированные инерциально-спутниковые системы ориентации и навигации. СПб: ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор». 2016.Emel’yantsev, G.I., and Stepanov, A.P., Integrirovannye inertsial’no-sputnikovye sistemy orientatsii i navigatsii (Integrated inertial satellite systems of orientation and navigation), V.G. Peshekhonov, Ed., Concern CSRI Elektropribor, JSC, 2016.Колодежный Л.П., Чернодаров А.В. Надежность и техническая диагностика. М.: ВВА имени проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина, 2010. 452 с.Kolodezhnyi, L.P. and Chernodarov, A.V., Nadezhnost’ i tekhnicheskaya diagnostika (Reliability and technical diagnostics), Moscow: Zhukovskii and Gagarin Military Airforce Academy, 2010.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.