Разработчики Южно-Уральского госуниверситета создали устройство для определения координат и угловых положений летательного аппарата, которое позволяет осуществлять навигацию ракетоносителей и БПЛА с высокой точностью на этапе посадки. Система, частично основанная на отечественных компонентах, позволяет определять не только высоту и угловые положения относительно зоны посадки, но и координаты летательного аппарата.
Уникальное навигационное устройство позволяет определять высоту и угловое положение летательного аппарата относительно земной поверхности, помогая тем самым обеспечить его автоматизированную посадку без участия человека. Считываемые устройством параметры объекта в воздухе помогут правильно управлять его двигателем, чтобы непосредственно перед приземлением аппарат сохранял скомпенсированное вертикальное положение.
«Одной из ключевых задач современной радионавигации является обеспечение точного позиционирования летательных аппаратов в процессе посадки, – пояснил доцент кафедры радиоэлектроники и системы связи ЮУрГУ Николай Дударев. – Актуальность проблемы обусловлена недостаточной надежностью выполнения посадочных маневров, что во многом связано с влиянием человеческого фактора на управление воздушными судами. Для повышения надежности работы летательных аппаратов на этапе посадки требуется внедрение автономного режима, ключевым компонентом которого выступает навигационная система. При проектировании такой системы необходимо учитывать ряд критически важных требований, включая универсальность, компактность, высокую оперативность развертывания и другие параметры. Одним из перспективных подходов к реализации навигационной системы, соответствующей указанным критериям, являются радиодальномерные системы».
Предлагаемая челябинским учеными радиодальномерная система состоит из бортового радиопередатчика с тремя антеннами, размещенного на летательном аппарате, и наземного радиоприемника. Определение навигационных параметров в данной системе осуществляется с использованием фазового метода. Ранее созданную систему исследователи наземным радиоприемником, переработали алгоритм работы устройства. Это позволило определять не только высоту и угловые положения относительно зоны посадки, но и координаты летательного аппарата.
Изобретение уникально тем, что впервые в основу устройства входят сразу несколько радиодальномеров, которые единовременно определяют несколько значений дальности объекта от поверхности земли и автоматически решают геометрическую задачу при наличии угловых отклонений аппарата, выдавая уже обработанные данные, чтобы специалисты могли вовремя и верно скомпенсировать пространственное положение аппарата для благополучной посадки. Стоит отметить, что ранее разработчики использовали китайские радиодальномеры, теперь это компоненты отечественной разработки.
Среди преимуществ специалисты выделяют не только эффективность устройства, но и его дешевизну. В сравнении с аналогичными по функционалу радиолокационными системами, устройство Челябинских разработчиков обойдется в десять раз бюджетнее.
«Для проверки работоспособности устройства и оценки его точностных характеристик был разработан его макет и проведены его экспериментальные исследования, – уточнил Станислав Лысов. –Очевидным преимуществом разработанного устройства является низкая его стоимость в сравнении с аналогами, с учетом закупки комплектующих и изготовления элементов конструкции, вышла, в сравнении с выполняющими схожие функции навигационными приборами, низкой. Удалось сэкономить за счет необычного подхода: мы применили фазовый метод оценки дальности от антенн бортовой системы до наземного радиоприёмника с последующим расчетом угловых положений».
Установив параметры пространственного положения объекта, новое устройство оперативно передает измеренную и обработанную навигационную информацию в систему управления летательным аппаратом.
Работа над проектом ведется в рамках гранта Министерства образования и науки Челябинской области «Технологии совершенствования демонстраторов беспилотных летательных аппаратов».