Противодействие беспилотным летательным аппаратам - страница 12
Система навигации 1-го типа устанавливается, на подавляющем числе малых БПЛА-квадрокоптеров. Такая навигационная система содержит АП одной или нескольких СРНС. К наиболее распространенным СРНС относятся системы: ГЛОНАСС (Россия), GPS/NAVSTAR (США), Beidou (Китай), Galileo (ЕС). Сигналы СРНС формируются на литерных частотах в диапазоне 1,1–1,6 ГГц. Как правило, простые навигационные системы, устанавливаемые на малые БПЛА, используют интегрированный режим обработки сигналов от нескольких СРНС, что обеспечивает точность навигации 1–2,5 м как в горизонтальной плоскости, так и по высоте.
Более сложные БПЛА для профессионального использования, как правило имеют навигационную систему 2-го или 3-го типа, в состав которой помимо АП СРНС дополнительно входят элементы автономной навигационной системы — микромеханические акселерометры и гироскопы. Однако, такая автономная ИНС, без ее коррекции по сигналам СРНС, не в состоянии осуществлять автономное счисление пройденного пути ввиду высоких скоростей дрейфа гироскопических датчиков. Накапливаемая ошибка микромеханических ИНС, в условиях отсутствия корректирующих сигналов СРНС, за 1 мин составляет до 3 м по горизонтали и 2 м по вертикали. Таким образом эти ИНС способны без сигналов СРНС поддерживать приемлемую точность полета на уровне 100–150 м в течении не более 10 мин. При этом, как правило, имеется ввиду поддержание режима прямолинейного полета без ускорений и маневров[50]. Примерами таких образцов микромеханических ИНС могут являться устройства Geo-iNAV (масса порядка 3 кг) — рис. 1.9.
Рис. 1.9. Навигационная система Geo-iNAV для БПЛА на основе СРНС и микромеханических ИНС
Таким образом на современном этапе развития навигационных систем малых БПЛА для счисления пути с приемлемой точностью требуется использование сигналов СРНС. Дополнительными способами повышения автономности и точности навигационных систем БПЛА является установка барометра и лазерного высотомера. Это оборудование позволяет повысить точность определения координат за счет использования дополнительных каналов комплексирования навигационных данных, а также формировать профили автономного полета БПЛА по электронным картам местности содержащим барометрические данные или высотные профили[51].
В средних и тяжелых БПЛА, в подавляющем числе случаев, используются навигационные системы 4-го типа — авиационные ИНС на основе лазерных или волоконно-оптических гироскопов. Однако масса таких ИНС составляет от 8 кг, что делает проблематичным их использование на малых (и даже на средних) БПЛА. Подробно тактико-технические характеристики (ТТХ) таких ИНС рассмотрены в работе[52]. Данные ИНС в среднем обеспечивают ошибку счисления пути порядка 1,85 км за 1 ч полета. При этом информация, поступающая по другим каналам: от АП СРНС, от высотомеров, сигналы от РСБН и от АЗН-В, является вторичной и после верификации и комплексирования она используются только для коррекции показаний ИНС[53].
Отметим, что быстрое развитие БПЛА приводит к усовершенствованию их навигационного обеспечения. К таким направлениям усовершенствования относятся следующие:
1) использование для повышения точности навигации многостанционных локальных РСБН или систем — имитаторов сигналов СРНС[54], при этом станции этих систем могут быть мобильными, находясь на автомобилях, и заблаговременно развертываться в зоне планируемого применения БПЛА;
2) использование для навигации электронных карт местности, полет по которым осуществляется в соответствии с данными радио- или лазерного высотомера, РЛС или ОЭС видимого диапазона[55];
3) использование для навигации различных автономных систем технического зрения[56], а также технологии SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) — технологии автоматического одновременного построения карты местности в неизвестном пространстве, контроля текущего местоположения БПЛА и пройденного пути[57];
4) автономный прямолинейный полет БПЛА в направлении цели, подсвечиваемой внешним источником излучения.
Характеристики навигационной системы БПЛА являются важным фактором, при организации его радиоэлектронного подавления, поэтому более подробно возможности воздействия РЭП на навигационную систему БПЛА будут рассмотрены в подразделе 4.3.