Библиографическое описание:Определение взаимного местоположения беспилотных воздушных судов действующих в составе группы : научное издание / А. Б. Гладышев [и др.]. - Текст : непосредственный // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии. - 2025. - Т. 18, № 5. - С. 649-659. - Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 25-19- 20070, https://rscf.ru/project/25-19-20070/, гранта Красноярского краевого фонда науки. - ISSN 1999-494X. - ISSN 2313-6057.
Аннотация:В статье рассматриваются вопросы навигационного обеспечения беспилотных воздушных судов (БВС) для их применения в составе организованных групп. Для реализации синергетического эффекта при групповом применении БВС требуется высокая точность позиционирования каждого члена в составе группы. Анализ точностных характеристик существующих бортовых навигационных систем свидетельствует, что ни одна из них в полном объеме не удовлетворяет современным требованиям для организации совместных действий нескольких БВС в составе организованной группы. Целью данной работы является разработка нового подхода к определению местоположения БВС в группе относительно БВС-лидера, основанного на высокоточном измерении расстояний и пеленгов между БВС.Для измерения расстояний между БВС предложен метод симметричного двустороннего двунаправленного измерения, который отличается высокой точностью и не требует синхронизации опорных генераторов аппаратов в группе. Этот метод основан на измерении времени распространения радиосигнала между приемо-передатчиками, которыми оснащены БВС, в ходе симметричной двусторонней передачи сигнала. Определение азимута β и угла места α источника сигнала, излучаемого БВС-лидером, осуществляется при помощи антенной решетки, размещенной на БВС. Достижение требуемых показателей точности измерения угловых координат и разрешающей способности предлагается за счет применения методов сверхразрешения MUSIC. По результатам работы предложен способ совместного использования метода симметричного двустороннего двунаправленного измерения расстояния и метода сверхразрешения MUSIC, который позволяет с высокой точностью определять местоположение одного БВС относительно другого.
The article examines the problems of navigation support for unmanned aerial vehicles (UAV) for their use in organized groups. To realize the synergistic effect from the group use of UAV, high positioning accuracy of each member of the group is required. Analysis of the accuracy characteristics of existing onboard navigation systems shows that none of them fully meets modern requirements for organizing joint actions of several UAVs as part of an organized group. The purpose of this work is to develop a new approach to determining the location of UAVs in a group relative to the leader UAV, based on high-precision measurement of distances and bearings between UAVs.To measure distances between UAVs, a method of symmetrical two-way bidirectional measurement is proposed, which is highly accurate and does not require synchronization of reference generators of devices in a group. This method is based on measuring the propagation time of a radio signal between the transceivers with which the UAVs are equipped, during symmetrical two-way signal transmission. The azimuth β and elevation angle α of the signal source emitted by the leader UAV are measured using an antenna array located on the UAV. It is proposed to achieve the required accuracy of angular coordinates and resolution by using MUSIC super-resolution methods.Based on the results of the work, a method for the combined use of the method of symmetrical two-way bidirectional distance measurement and the MUSIC super-resolution method is proposed, which allows for the location of one UAV relative to another to be determined with high accuracy.
Ключевые слова:unmanned aerial vehicles, organization of group use of UAVs, relative navigation measurements, range-finding navigation method, super-resolution methods, MUSIC method, беспилотные летательные суда, организация группового применения БВС, относительные навигационные измерения, дальномерно-пеленгационный способ навигации, методы сверхразрешения, метод MUSIC
