А.Р. Бестугин1, И.А. Киршина2, О.И. Саута3

1-3 Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (ГУАП) (Санкт-Петербург, Россия)

Постановка проблемы. Низкая помехоустойчивость глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) обуславливает необходимость поиска эффективных способов разработки систем навигации и посадки с использованием сигналов ГНСС как для пилотируемых воздушных судов (ВС), так и беспилотных авиационных систем (БАС). Одним из способов решения данной проблемы является применение наземных псевдоспутников (ПС), работающих в диапазонах радиочастного спектра, выделенного для сигналов ГНСС, с использованием стандартных форматов сигналов ГНСС. Однако создание сети ПС требует обоснованного выбора основных принципов их функционирования и, кроме того, решения вопросов, связанных с размещением ПС на Земле (в том числе, в районе аэродрома), определением рабочего частотного диапазона и области действия, а также взаимодействием ПС с навигационной аппаратурой потребителей (НАП) ГНСС.

Цель. Определить альтернативные направления построения систем навигации и посадки на основе использования формата и частотного диапазона сигналов ГЛОНАСС в аппаратуре наземных ПС для повышения точности и надежности навигационного обеспечения полетов пилотируемых ВС и БАС, использующих в качестве основного средства навигации ГНСС.

Результаты. Рассмотрена концепция построения сети навигационных наземных ПС, излучающих радиосигналы в диапазоне частот и формате сигналов ГЛОНАСС. Показано, что использование таких ПС, совмещенных с существующей сетью авиационных наземных дальномерных радиомаяков (DME), позволяет не только существенно повысить точностные и надежностные характеристики навигационного поля, но и обеспечить навигацию пилотируемых ВС и БАС при возникновении различного вида помех работе ГНСС.

Практическая значимость. Построение сети наземных ПС, совмещенных, например, с существующими наземными радиомаяками авиационных дальномеров, эффективно решает задачу поддержания точностных и надежностных характеристик навигационных определений ВС и БАС. При использовании сети ПС навигация ВС и БАС может быть обеспечена как при совместной работе НАП с сигналами навигационных космических аппаратов ГНСС, так и при полном их отсутствии. Аппаратурная реализации данной сети ПС требует существенно меньших затрат по сравнению с другими вариантами реализации альтернативной ГНСС навигации.

Бестугин А.Р., Киршина И.А., Саута О.И. Использование псевдоспутников для повышения точности и надежности спутниковой навигации // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 12. С. 69−78. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202212-06

1. Глобальный аэронавигационный план на 2016–2030 гг. // Международная организация гражданской авиации. Изд. 5-е. 2016.
2. Locata R.C. A Positioning System for Indoor and Outdoor Applications Where GNSS Does Not Work // APAS2013. Canberra, Australia. 2013.
3. Руководство по навигации, основанной на характеристиках (PBN) // ИКАО. 2013.
4. Документ ИКАО: NSP WGW/IP_13 // Alternative Positioning, Navigation and Timing (PNT) study. ИКАО. 2011.
5. Бабуров В.И., Васильева Н.В., Иванцевич Н.В., Панов Э.А. Совместное использование навигационных полей спутниковых радионавигационных систем и сетей псевдоспутников. СПБ: РДК-принт. 2005. 264 с.
6. Шебшаевич В.С., Дмитриев П.П., Иванцевич Н.В и др. Сетевые спутниковые радионавигационные системы. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Радио и связь. 1993. 415 с.
7. Бабуров В.И., Иванцевич Н.В., Васильева Н.В. Исследование метода коррекции координат при местоопределениях по двум спутниковым системам // Труды XXIX Санкт-Петербургской Междунар. конф. по интегрированным навигационным системам (30 мая – 1 июня 2022 г.). СПб: Общество информатики, вычислительной техники, систем связи и управления. 2022. С. 329-333.
8. Антохина Ю.А., Бабуров С.В., Бестугин А.Р., Переломов В.Н., Саута О.И. Развитие навигационных технологий для повышения безопасности полетов / Под. ред. Ю.Г. Шатракова. СПб: ГУАП. 2016. 298 с.
9. Приложение 10 к Конвенции о международной гражданской авиации. Авиационная электросвязь. Радионавигационные средства. Изд. 6-е. Июль 2006 г. Т. I. WAAS
10. Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС // Интерфейсный контрольный документ. Ред. 5.1. 2008.
11. Заседание Государственной комиссии по радиочастотам, протокол № 1-8 от 24 июля 2000 г.
12. Казаринов Ю.М. и др. Радиотехнические системы: монография. М.: Изд. центр «Академия». 2008. 592 с.
13. RTCA/DO-229C // Minimum Operational Performance Standards for Global Positioning System/Wide Area Augmentation System Airborne Equipment. Рrepared by SC 159, RTCA, Inc. Washington. 2006. 564 p.
14. Бестугин А.Р., Киршина И.А., Саута О.И. Повышение точности и надежности навигационной информации для системы автоматического управления БЛА // Наукоемкие технологии. 2021. Т. 22. № 8. С. 8-15.