Диссертация (Метод тестирования устойчивости телекоммуникационной системы управления беспилотных летательных аппаратов к воздействию сверхкоротких электромагнитных импульсов), страница 5

А также28конструкция планера и бортовая аппаратура с высокой эффективностьюэкранированияпозволяетсделатьвыводовысокойустойчивостифункционирования системы управления к рассматриваемому преднамеренномувоздействию.[85]Анализ показал, что беспилотные летательные аппараты наиболееподверженывоздействиюсверхкороткихэлектромагнитныхимпульсоввпроцессе управления оператором в режиме реального времени и обработкиприемопередающейинформации.Такимобразом,необходимоподробнорассмотреть способы управления БЛА и определить наиболее уязвимые системык преднамеренному излучению.1.3.4 Способ управления беспилотными летательными аппаратамиСуществует несколько способов управления беспилотными летательнымиаппаратами:- дистанционно-пилотируемый способ: ручное управление, осуществляется за счетуправления БЛАоператором в режиме реального времени; автоматизированное управление, осуществляется автономно, но свозможностью внесения оператором изменений полетного задания или егокорректировки.- автоматический способ, управление совершается автопилотом по заранеезаданной траектории на заданной высоте с заданной скоростью и состабилизацией углов ориентации.[88]Наиболее перспективным на сегодняшнее время является дистанционнопилотируемый способ, позволяющий в режиме реального времени проводитьмониторинг необходимой местности и объектов, участвовать в спасательныхоперациях.

Оператор с наземного пункта управления полетами визуально спомощью камер, находящихся на летательном аппарате, в зоне прямой видимостиуправляет судном или вносит корректировки в полетное задание.29Носточкизренияпомехозащищенностиотэлектромагнитноговоздействия он является наиболее уязвимым, в частности к СКИ ЭМИ.Рассмотрим анализ существующих способов управления БЛА в режимереального времени и уровня их помехозащищенности связи с наземным пунктом.Способ 1.

Первый способ включает в себя систему и метод обеспечениябеспроводного управления беспилотным летательным аппаратом и доступа кданным наблюдения, и включают в себя:- наземный пункт управления (НПУ);- БЛА, оборудованный системами управления, системами передачи иприема информации;- беспроводную систему связи между БЛА и НПУ.Метод заключается в том, что беспроводная система связи, ручныеустройства ввода, приема и передачи данных (например, сотовый телефон илиPDA), а также другие аналогичные технологии используют для:- связи БЛА с НПУ;- передачи команд управления параметрами полета беспилотного аппарата;- получения данных наблюдения с БПЛА.Система связи включает в себя беспроводную систему между наземнымпунктом управления и БПЛА.В качестве сети для передачи данных предлагается использоватьcommunications (GSM) network, a general packet radio service (GPRS) network, acode division multiple access (CDMA) network, an evolution – data optimized (EVDO) network, enhanced data rates for GSM evolution (EDGE) network, a thirdgeneration global system for mobile communications (3GSM) network, a digital IS136/time division multiple access (IS-136/TDMA) network, an integrated digitalenhanced network (iDEN).

[126]Для передачи команд управления в режиме реального времени с помощьюэтих систем требуется широкополосная система радиосвязи, для которойхарактерны следующие недостатки:- низкая помехозащищенность и помехоустойчивость;30- сложность сбора и передачи полной информации о воздушнойобстановке, что неизбежно снижает уровень безопасности полетов.Способ 2. В состав системы следующего способа входят: наземная станцияуправления (НСУ), оборудованная устройством визуализации; удаленный пилотоператор на НСУ и система передачи данных между БЛА и НСУ.Метод позволяет пилоту-оператору контролировать полет БЛА с помощьютрехмерного синтезируемого изображения.

Во время полета бортовая системапериодически транслирует свой индентификатор, местоположение, высоту иазимут. По полученным от БЛА данным в системе визуализации генерируется иотображается на экране монитора обстановка вокруг текущего местоположенияБЛА. В течение тех фаз полета, когда система визуализации не используется дляуправления, он выполняет полет под управлением автопилота. Дополнительнообеспечивается канал связи с системой управления воздушным движением (УВД)и пилотами другими ЛА, имеющими прямую связь с указанным пилотомоператором.Для передачи управляющих сигналов на борт БЛА от органов управления,на которые воздействует пилот-оператор, требуется широкополосная радиолиния.Недостатками данного способа управления является:- по сравнению с узкополосной линией передачи данных (ЛПД) она имеетпри той же мощности передатчика меньшую дальность действия, а также низкуюпомехозащищенность, что затрудняет управление полетом в пилотируемомрежиме на дальние расстояния и обеспечения требуемого качества сигнала.- необходимость использования дополнительных каналов передачи данныхо воздушной обстановке для связи с системой УВД и пилотами другихлетательных аппаратов, что снижает уровень надежности и безопасности полетовв воздушном пространстве.Способ 3.

Следующий способ предназначен для управления одним илинесколькими беспилотными летательными аппаратами, каждый из которыхоборудованбортовойавтоматическойсистемойуправления,спутниковойнавигационной системой, бортовым вычислителем и приемо-передающей31станцией, с помощью которой осуществляется цифровая радиосвязь с базовойрадиостанцией, со стационарным или подвижным пунктом управления (ПУ). ПУоборудован автоматизированным рабочим местом оператора.Сигналы управления формируют в виде макрокоманд и передают в общийрадиоканал. В радиоканал также поступают сообщения от всех участниковвоздушного движения, содержащие данные об их местоположении, высоте,скорости и направлении полета, а также дополнительная информация.Для определенных фаз полета беспилотного летательного аппарата план ипрограмму его движения закладывают в память бортового вычислителя заранее,при этом полет выполняется в автономном режиме с помощью бортовойавтономной системы.

В реальных условиях требуется корректировать параметрыдвижения беспилотного летательного аппарата и перестраивать программу взависимости от известной обстановки возникновения новых задач. С учетомповышения точности и надежности измерения координат и параметров движения,которые обеспечиваются спутниковыми системами наблюдения, реальнымстановится получение достоверного и точного прогноза движения БЛА нанекотором интервале времени с учетом его динамики и влияния внешней среды.Это позволяет использовать дискретный способ управления, при которомуправляющая информация подается на бортовую аппаратуру в сжатой форме, аименно в виде микрокоманд.

Указанные команды содержат необходимые данныеоб изменении программы движения и выполняются в соответствии с заранееалгоритмами.Указанный способ передачи команд в сжатой закодированной формепозволяет снизить скорость передачи данных и, как следствие, полосу частот, чтоприводит к увеличению дальности передачи и помехоустойчивости по сравнениюс широкополосной линией при той же мощности передатчика.Использованиеразделением,общегопозволяетузкополосногосущественнорадиоканала,повыситьсравнению с широкополосной линией передачи данных.свременнымпомехоустойчивостьпо32Использование узкополосного канала связи позволяет достичь высокойпомехоустойчивости, но обладает рядом недостатков для обеспечения связи приуправлении БЛА в режиме реального времени, например, сложность передачибольшого объема информации.

[86]Рассмотрим подробнее передачу командно-телеметрических данных порадиоканалу для разных классов БЛА и его особенности.Помимо обмена данными процесса управления между наземным пунктомуправления и БЛА, также существует и является актуальной задачей – передачаданных полезной нагрузки ЛА на НПУ. В этом случае требуется обеспечитьпередачу большого объема данных в полосе пропускания, вероятности битовойошибки и др.1. При рассмотрении обеспечения радиоканала малых БЛА (взлетная массадо5кг),необходимоприемопередающегоиспользованиюучестьограниченияоборудования,единогорадиоканалачтопоприводитсвязидлягабаритамкимассерациональномупередачикомандно-телеметрических данных и данных полезной нагрузки. Посадка таких ЛАосуществляется, как правило, при помощи парашюта, что не требуетдополнительной линии передачи данных для изображения с видеокамер ЛА.Дополнительным радиоканалом связи является только линия передачи данныхсистемы автоматического спасения.При выборе частного диапазона для передачи данных по радиоканалу длясистем связи малых БЛА решающими факторами являются масса и габаритыбортового приемопередатчика и антенно-фидерного устройства (АФУ).