gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»10.17285/0869-7035.2018.26.4.043-057gyroscopy-294Research ArticleСтатьиСпособ экспериментальной проверки точности определения навигационной системой параметров движения фазового центра антенны на борту БПЛАMethod of Experimental Verification of Accuracy of UAV Antenna Phase Center Motion Parameters Determined by Navigation SystemКулаковаВ. И.KulakovaV. I.

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

ООО «СТЦ» (С.-Петербург)РоссияSpecial Technological Center LLC, Saint PetersburgRussian Federation2018211120252644357Copyright © Кулакова В.И., 20252025Кулакова В.И.Kulakova V.I.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/294

Рассматривается задача проверки пригодности системы микронавигации для определения параметров движения фазового центра антенны в целях синтезирования ее апертуры на борту беспилотного летательного аппарата (БПЛА). Предлагается способ анализа точности позиционирования фазового центра антенны в реальных условиях летной эксплуатации. В качестве эталонных измерений используется траекторный сигнал от монохроматического неподвижного источника радиоизлучения. Оценивается точность измерения системой микронавигации дальности до источника, при этом акцент делается на анализе высокочастотной составляющей огрешности измерений. Описываются технические средства для реализации предложенного способа и приводятся результаты летных испытаний. Показано, что точности позиционирования фазового центра антенны в направлении на источник радиоизлучения определяются на уровне погрешностей, вносимых в измерения нестабильностями фаз опорных генераторов в составе приемных модулей.

The paper addresses the problem of verification of a micronavigation system appropriateness for determining the parameters of antenna phase center (APC) motion in order to synthesize its aperture onboard an unmanned aerial vehicle (UAV). A method is proposed for the analysis of the accuracy of APC positioning in real flight conditions. Trajectory signal from a monochromatic stationary source of radiofrequency (RF) emission is used as reference measurements. The accuracy of the range to the source measured by the micronavigation system is estimated, with an emphasis on the analysis of high-frequency component of measurement error. Hardware for the proposed method implementation is described, and the results of in-flight tests are presented. It is demonstrated that the accuracy of APC positioning towards the RF emission source is determined at the level of measurement errors caused by the phase instability of reference oscillators within the receiver modules.

Синтезирование апертурысопровождение фазового центра антеннытраекторные нестабильностимикронавигация.Aperture synthesisantenna phase center trackingtrajectory instabilitymicronavigation.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.Кулакова В.И., Царик О.В. Пассивный синтез апертуры в метровом диапазоне с сопровождением траектории фазового центра антенны // Успехи современной радиоэлектроники. 2016. № 5. С. 15–22.Kulakova, V.I. and Tsarik, O.V., Passive aperture synthesis in VHF band with antenna position estimation, Uspekhi sovremennoi radioelektroniki, 2016, no. 5, pp. 15–22.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, Giroskopiya i navigatsiya, 2013, no. 2, pp. 14–30.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.Cao Fuxiang, 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, 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.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.Doerry, A.W., Motion Measurement for Synthetic Aperture Radar, Sandia National Laboratories Report SAND2015-20818, Unlimited Release, 2015.Doerry, A.W., Motion Measurement for Synthetic Aperture Radar, Sandia National Laboratories Report SAND2015-20818, Unlimited Release, 2015.Rutman, J., Characterization of frequency stability in precision frequency sources, Proceedings of the IEEE, 1991, vol. 79, no. 6, pp. 952–960.Rutman, J., Characterization of frequency stability in precision frequency sources, Proceedings of the IEEE, 1991, vol. 79, no. 6, pp. 952–960.Wang, W.Q., Multi-Antenna Synthetic Aperture Radar. Boca Raton, FL: CRC Press, Taylor & Francis, cop., 2013, 438 р.Wang, W.Q., Multi-Antenna Synthetic Aperture Radar, Boca Raton, FL: CRC Press, Taylor & Francis, cop., 2013.https://ru.wikipedia.org/wiki/Орлан-10.https://ru.wikipedia.org/wiki/Орлан-10.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.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.

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