Поиск путей создания систем ближней навигации на основе "псевдоспутников", обеспечивающих высокоточное измерение координат и пространственной ориентации движущихся объектов : отчет о НИР
Библиографическое описание:Поиск путей создания систем ближней навигации на основе "псевдоспутников", обеспечивающих высокоточное измерение координат и пространственной ориентации движущихся объектов : отчет о НИР / В. Н. Тяпкин. - , 2018. - (Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами ; 16-19-10089). - Б. ц. - Текст : непосредственный.
Аннотация:Проект посвящен разработке основных методов, позволяющих создать систему ближней навигации на основе псевдоспутников и обеспечивающих высокоточное измерение координат и пространственной ориентации движущихся объектов. В ходе выполнения проекта разработанные методы реализованы в виде математических моделей и макетов.?Особое внимание в 2018 году уделено:?- разработке составных частей макета псевдоспутника, реализации гибкого управления функциональными узлами и их синхронизации;?- разработке эскизной конструкторской документации макета псевдоспутника;?- выработке методики оценки измерения радионавигационных параметров, оценки погрешностей измерений и внесения коррекции в радионавигационные сигналы, передаваемые псевдоспутником; ?- натурным испытаниям макета псевдоспутника;?- оценке полноты решения задачи и достижения поставленных целей, а также сравнению полученных результатов с современным научно-техническим уровнем.?Проведение численного моделирования с использованием разработанных моделей различных вариантов построения системы ближней навигации позволило выбрать оптимальные решения по аппаратному построению и архитектуре псевдоспутника, структуре и конфигурации системы ближней навигации в целом.?Разработанная программа моделирования характеристик радиолиний системы ближней навигации на основе псевдоспутников позволяет быстро оценивать не только ее энергетические характеристики, но и реализует наглядную визуализацию результирующей диаграммы направленности системы псевдоспутников в соответствии с конфигурируемой зоной навигации потребителей и требуемым уровнем мощности навигационных сигналов в условиях распространения сигнала в тропосфере.?Для создания макета псевдоспутника разработана эскизная конструкторская документация в соответствии с ГОСТ 2.125-2008, которая позволила изготовить макет псевдоспутника МВРЕ.464971.001. В состав эскизной конструкторской документации вошли следующие документы:?- Пояснительная записка. МВРЕ.464971.001 ПЗ;?- Схема электрической структурная. МВРЕ.464971.001 Э1;?- Схема электрическая подключений. МВРЕ.464971.001 Э5.?Макет псевдоспутника обеспечивает возможность проверки следующих характеристик:?а) погрешности определения координат;?б) погрешности определения углов пространственной ориентации (курса, тангажа и крена).?Основой макета псевдоспутника является аппаратная платформа PXI фирмы National Instruments, функционирующая под управлением специально разработанного программного обеспечения. Гибкая программная архитектура LabVIEW позволяет запрограммировать в ПЛИС необходимый ансамбль псевдослучайной последовательности навигационных сигналов и далее произвести автоматическую компиляцию кода vi LabVIEW в VHDL для реализации логики программируемой логической интегральной схемы (ПЛИС).?Экспериментальные исследования макета псевдоспутника позволили отработать конструкторские решения по аппаратному построению и программному обеспечению базовых станций псевдоспутников, структуре и конфигурации радиотехнической системы ближней навигации на базе псевдоспутников в целом.?Для натурных испытаний макета ПС был создан стенд испытаний и программа методики испытаний. Целью натурных испытаний являлось:?- экспериментальное подтверждение необходимого динамического диапазона макета ПС для формирования зон пониженного и повышенного уровня мощности навигационного поля;?- экспериментальная оценка достижимой точности фазометрической аппаратуры по радионавигационным сигналам ПС;?- экспериментальная оценка измерения радионавигационных параметров и источников погрешностей макета ПС.?В ходе проведенных испытаний производилась оценка максимального и минимально уровня сигнала, при котором производится захват, слежение и срыв за навигационным сигналом псевдоспутника. Минимальный уровень сигнала, при котором производится захват навигационного сигнала составляет минус 172 дБВт. Максимальный уровень сигнала, при котором производится срыв слежения за навигационным сигналом составляет минус 139 дБВт.?После математической обработки результатов измерения были получены следующие показатели:?- СКО погрешности кодовой псевдодальности по сигналу макета ПС составила 0,275…0,3 м, при условии синхронизации макета ПС от стандарта частоты и времени Ч1-93;?- СКО погрешности кодовой псевдодальности по сигналу макета ПС составила 0,6…0,75 м, при условии синхронизации макета ПС от внутреннего опорного генератора NI;?- СКО погрешности разности фаз принимаемых колебаний ПС между первым и вторым приемными каналами составила 0,004…0,012 град., при условии синхронизации макета ПС от стандарта частоты и времени Ч1-93.?Оценка полноты решения задачи и достижения поставленных целей, а также сравнение полученных результатов с современным научно-техническим уровнем позволила оценить достигнутый уровень в ходе выполнения проекта и наметить пути дальнейшего развития систем ближней навигации на основе псевдоспутников.?Выполнено обобщение результатов трех этапов проекта, в том числе выполнена оценка полноты решения задач, достижения поставленных целей проекта и эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем. Результаты оценки полноты решения задач показали, что задачи проекта, выполнены полностью. Цели, поставленные в проекте, достигнуты, индикаторы и показатели результативности проекта – выполнены, а по ряду показателей и перевыполнены.?Оценка эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем показала, что достигнутый уровень научно-технических разработок сопоставим с мировым уровнем разработок в области радионавигационных систем ближней навигации на основе псевдоспутников и позволит достичь высокой степени автономности функционирования как дополнительная компонента ГНСС.?
