В.С. Васильев1, А.В. Кашин2, А.С. Раевский3, М.М. Ивойлова4, А.С. Кузяев5

1,2,4,5 ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» (г. Саров, Россия)
3 НГТУ им. Р.Е. Алексеева (г. Нижний-Новгород, Россия)
1 niiis@niiis.nnov.ru, 2 aKashin@niiis.nnov.ru, 3 raevsky_as@mail.ru, 4 maria.ivoilowa@yandex.ru, 5 admiral.2014@yandex.ru

Постановка проблемы. Испытания и применение по целевому назначению объектов ракетно-космической техники сопровождаются контролем их технического состояния и мониторингом различных природных и техногенных процессов, для чего разрабатываются различные радиотелеметрические системы. Важной задачей на современном этапе развития испытательной базы является разработка и реализация подходов к оптимизации структуры и состава радиотелеметрических систем, а также характеристик её составных частей под требования конкретного лётного испытания, включая учёт множества меняющихся характеристик радиоканала, зависящих от типа объекта испытаний, динамических параметров его движения по траектории, условий конкретного полигона и даже времени года. При таких условиях имитационное моделирование – инструмент, необходимый для оценки состояния нестационарного радиоканала радиотелеметрической системы, выбора оптимальных характеристик аппаратуры радиоканала, а также для проведения исследований по эффективности тех или иных технических решений при создании и дальнейшем совершенствовании аппаратуры цифрового радиоканала.

Цель. Рассмотреть существующие модели радиоканалов систем связи и выявить их основные недостатки, определить методы и подходы к реализации имитационной математической модели радиотелеметрической системы нового поколения, обладающую преимуществами по сравнению с существующими моделями и учитывающей особенности объектов контроля.

Результаты. Приведены основные характеристики разработанной имитационной математической модели радиотелеметрической системы (РТС) нового поколения, обладающей такими преимуществами над существующими моделями, как учёт: движения источника и приёмника сигналов, вращения источника излучения сигналов вокруг продольной оси; ослабления сигнала за счёт поляризационного рассогласования передающей и приемной антенн; погрешностей системы синхронизации. При моделировании обеспечиваются возможности: определения структуры телеметрического сигнала, методов его кодирования, алгоритмов цифровой обработки сигналов; оценки мощности диффузно-рассеянной и отраженной от подстилающей поверхности компонент излучения; учёта потерь, обусловленных влиянием плазмы, возникающей при движении высокоскоростных объектов в плотных слоях атмосферы; оценки повышения помехоустойчивости при разнесенном приеме несколькими измерительными пунктами (ИП). Программная реализация модели позволяет рассчитать надежность приёма информации (вероятность битовых и пакетных ошибок) и пропускную способность радиоканала, позволяющие определить оптимальное размещение ИП РТС различного базирования, определить требования к отдельным характеристикам РТС, обеспечивающим достижение требуемой информативности системы и достоверности приема передаваемой с объекта испытаний информации. Дальнейшее совершенствование разработанной имитационной модели видится в более глубоком учёте влияния на прохождение телеметрического сигнала плазменной оболочки, окружающей объект испытаний при вхождении в плотные слои атмосферы.

Практическая значимость. Результаты проведенного исследования могут быть использованы при разработке и определении характеристик радиотелеметрических систем нового поколения для обеспечения летных испытаний объектов ракетно-космической техники, для изучения эффективности тех или иных технических решений.

Васильев В.С., Кашин А.В., Раевский А.С., Ивойлова М.М., Кузяев А.С. Особенности применения имитационного моделирования при разработке радиотелеметрических систем нового поколения для обеспечения летных испытаний объектов ракетно-космической техники // Успехи современной радиоэлектроники. 2026. T. 80. № 1. С. 9–17. DOI: https://doi.org/10.18127/ j20700784-202601-01

1. Назаров А.В. и др. Современная телеметрия в теории и на практике. СПб.: Наука и техника. 2007. 672 с. ил.
2. Деникеев А.Б. Основные типы и особенности применения современных телеметрических систем для ракетных комплексов различного назначения // Научный электронный журнал «Матрица научного познания». 2022. № 3-2. С. 38–42.
3. Победоносцев В.А. Краткий очерк развития отечественной ракетной радиотелеметрии в 1946–2006 гг. на фоне организации и развития отрасли отечественного ракетостроения // Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы. 2016. Т. 3. Вып. 2. С. 89–99.
4. Панкин Д.С. Анализ применения телеметрических средств на камчатском полигоне // Научный электронный журнал «Матрица научного познания». 2022. № 4-2. С. 124–129.
5. Системы, комплексы, датчико-преобразующая аппаратура. НПО ИТ. Каталог продукции. [Электронный ресурс]: официальный сайт АО «Российские космические системы». URL: https://russianspacesystems.ru/wp-content/uploads/2020/07/Katalog_NPOIT.pdf.
6. Прокофьев В.К., Куликов С.П. Бортовая радиотелеметрическая система «Барракуда-М» / Датчики и системы: методы, средства и технологии получения и обработки измерительной информации (Датчики и системы – 2012): Междунар. научно-техн. конф. с элементами научной школы для молодых ученых / Под ред. Е.А. Ломтева, А.Г. Дмитриенко. Пенза: Изд-во ПГУ. 2012. 330 с.
7. Додонов А.Г., Путятин В.Г. Радиотехнические средства внешнетраекторных измерений // Математические машины и системы. 2018. № 1. С. 3–30.
8. Васильев В.С. Развитие телеметрических систем передачи информации для летных испытаний высокоскоростных летательных аппаратов // Антенны. 2025. № 2(294). С. 49–56.
9. Савищенко Н.В., Остроумов О.А., Лебеда Е.В. Применение разнесенного приёма в каналах связи с замираниями для повышения помехоустойчивости / Сб. тр. XXIV Междунар. научно-техн. конф. «Радиолокация, навигация, связь». Т. 1. Воронеж: ООО «Вэлборн». 2018. С. 279–283.
10. Малышев И.И., Шестопалов В.И., Мордовин А.И. Разнесенный приём в каналах связи с райсовскими замираниями сигналов // Теория и техника радиосвязи. 2021. № 1. С. 19–23.
11. Фокин Г.А. Моделирование многолучевого радиоканала // Информационные технологии и телекоммуникации. 2012. Т. 9. № 1. С. 59–78.
12. Стругов Ю.Ф., Семенов А.М., Добровольский С.М., Батырев И.А. Разработка имитатора многолучевого канала связи с аддитивными и мультипликативными помехами // Техника радиосвязи. 2019. Вып. 4(43). С. 27–38.
13. Дуников А.С. Аналитическая программно-временная модель радиоканала передачи телеметрической информации с борта летательного аппарата // Вопросы электромеханики Труды ВНИИЭМ. 2022. Т. 190. № 5. С. 21–30.
14. Анненков А.М. Модель радиоканала с частотной модуляцией и непрерывной фазой // Журнал радиоэлектроники. 2011. № 7. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/koi/iul11/8/text.pdf.
15. Harada H., Prasad R. Simulation and software radio for mobile communications. Artech House. 2002. 448 p.
16. Radio Mobile. Radio Propagation and Radio Coverage Computer Simulation Program. Program Operating Guide. Brian J. Henderson P. Eng VE6ZG, Calgary, Alberta, Canada, December 30, 2011. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://softdeluxe.com/Radio-Mobile-228884.
17. Модели распространения радиоволн. [Электронный ресурс]: сайт ТелекомПроект. Режим доступа: http://telecomproject.tripod.com/mod.html.
18. Связь с подвижными объектами в диапазоне СВЧ / Под ред. У.К. Джейкса, пер. с англ. под ред. М.С. Ярлыкова, М.В. Чернякова. М.: Связь. 1979 520 с.
19. Фетисов С. RadioMobile Иллюстрированное руководство пользователя. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://disk.yandex.ru/d/K0XxJPMMVfNxc.
20. Программный комплекс «Территория» (Версия 5.2). Руководство пользователя. СПб.: ЗАО «Информационный космический центр «Северная корона». 2013. 84 с. [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://spactctnter.ru/Rtsurses/Terraindoc.pdf.
21. Васильев В.С., Ивлев Д.Н., Орлов И.Я., Семенов В.Ю. Моделирование телеметрической системы передачи информации с учётом сложного характера движения объекта контроля // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2024. № 1 (61). С. 6–22.
22. Бугров В.Н., Васильев В.С., Ивлев Д.Н. Оптимизация расположения приёмных пунктов радиотелеметрической системы контроля воздушных объектов // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Сер.: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. 2024. № 2 (62). С. 32–43.
23. Васильев В.С. Исследование влияния поляризационного рассогласования в телеметрическом канале связи в условиях сложного характера движения объекта контроля // Успехи современной радиоэлектроники. 2025. Т. 79. № 9. С. 5–14.
24. Shi Lei, Zhao Lei, Yao Bo, Li Xiaoping. Telemetry Channel Capacity Assessment for Reentry Vehicles in Plasma Sheath Environment. Plasma Sci. Technol. 2015. V. 17. P. 1006.
25. Sha Y.X., Zhang H.L., Guo X.Y., Xia M.Y. Analyses of Electromagnetic Properties of a Hypersonic Object With Plasma Sheath. IEEE Transactions On Antennas And Propagation. 2019. V. 67. № 4. P. 2470.
26. Терешонок М.В., Кленов Н.В., Лобов Е.М., Шубин Д.Н., Кандауров Н.А., Липаткин В.И. Сигнальные конструкции для командно-телеметрической радиолинии связи со спускаемыми космическими аппаратами // Радиотехника и электроника. 2022. Т. 67. № 3. C. 294.
27. Korotkevich A.O., Newell A.C., Zakharov V.E. Communication through plasma sheaths. J. Appl. Phys. 2007. V. 102. № 8. P. 083305.
28. Shi L., Guo B.L., Liu Y.M., Li J.T. Characteristic of plasma sheath channel and its effect on communication. Prog. Electromagn. Res. 2015. V. 123. P. 321.
29. Zhao L., Bai B.W., Bao W.M., Li X.P. Effects of Reentry Plasma Sheath on GPS Patch Antenna Polarization Property. International Journal of Antennas and Propagation. 2013. 8 p.
30. Linjing Guo, Lixin Guo. Effect of Plasma Sheath Velocity on Propagation of Electromagnetic Waves. IEEE Access. 2020. V. 8. P. 76158.