В.Н. Харисов1, В.С. Павлов2, П.И. Бакулина3, А.Ю. Федоров4

1-3 Московский филиал АО «ВНИИР-Прогресс» (Москва, Россия)

4 АО «ВНИИР-Прогресс» (г. Чебоксары, Россия)

1 vkharisov@abselectro.ru; 2 Vpavlov@abselectro.ru; 3 pshivrina@abselectro.ru; 4 ayfedorov@vniir.ru

Постановка проблемы. Для определения местоположения источника радиосигнала (ИР) используются комплексы радиоконтроля, состоящие из нескольких разнесенных в пространстве радиоприемных устройств, в которых реализованы угломерные или разностно-дальномерные методы на базе многопозиционных наблюдений. Альтернативой этим комплексам могут стать подвижные комплексы на базе беспилотных летальных аппаратов (БПЛА), в которых многопозиционность обеспечивается за счет последовательного поступления наблюдений по мере движения летательного аппарата по траектории. Радиоприемным устройством для получения пеленгов на ИР может быть цифровая антенная решетка (ЦАР), размещенная на летальном аппарате.

Цель. Разработать алгоритм определения местоположения ИР для подвижных комплексов радиоконтроля с применением ЦАР и исследовать его характеристики.

Результаты. Показана актуальность и возможность определения местоположения неизвестного ИР с неизвестной временно́й структурой при помощи ЦАР, расположенной на автоматически подвижном комплексе с одним БПЛА. Приведено обоснование, что основным методом для решения представленной задачи является угломерный метод. Синтезирован одноэтапный алгоритм определения местоположения ИР на основе пеленгации, осуществляемой расположенной на БПЛА ЦАР, в котором оценка координат выполняется по максимуму функции правдоподобия. Синтезированный алгоритм использует для вычисления координат функционалы правдоподобия пеленгов, полученных в разных точках. Проведено моделирование разработанного алгоритма, результаты которого показали, что при погрешности пеленга 10° обеспечивается СКП местоположения ИР 75 м при среднем расстоянии между источником и БПЛА 3 км. В ходе натурного эксперимента подтверждена работоспособность системы определения местоположения ИР на базе ЦАР, расположенной на БПЛА: погрешность оценки координат ИР составила 107 м при погрешности пеленгации 20° без учета аномальных измерений.

Практическая значимость. Предложенный алгоритм позволяет в сложных условиях, характеризующихся большой погрешностью оценки пеленгов (порядка десятка градусов), определить координаты ИР с потенциальной погрешностью в десятки метров в условиях при среднем расстоянии между ИР и БПЛА, равном единицам километров.

Харисов В.Н., Павлов В.С., Бакулина П.И., Федоров А.Ю. Определение местоположения источника радиосигнала на базе цифровой антенной решетки // Радиотехника. 2025. Т. 89. № 10. С. 173–183. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202510-21

1. Zhidko E.A., Razinkov S.N. Methods for determining the angular coordinates and locations of radio sources in unmanned monitoring systems and experimental estimates of the accuracy of these parameters // Measurement Techniques. 2020. V. 62. № 11. P. 893-899.
2. Патент № 2764149 (РФ), МПК G01S5/02. Угломерно-корреляционный способ определения местоположения наземных источников радиоизлучения. / Артёмов М.Л., Афанасьев О.В., Сличенко М.П., Дмитриев М.П., Артемова Е.С. Заявл. 24.06.2021. Опубл. 13.01.2022.
3. Соколов С.В., Погорелов В.А., Манин А.А., Ломтатидзе К.Т. Разностно-дальномерный метод определения координат радиомаяка с использованием беспилотных летательных аппаратов // Автометрия. 2022. Т. 58. № 1. С. 91-103.
4. Аль-Одхари А.Х., Фокин Г.А. Позиционирование источников радиоизлучения в условиях высокогорья с использованием беспилотных летательных аппаратов // Труды учебных заведений связи. 2018. Т. 4. № 2. С. 5-17.
5. Патент № 2695321 (РФ), МПК G01S5/02. Способ определения местоположения источника импульсных радиосигналов. / Балдычев М.Т., Пивкин И.Г., Гайчук Ю.Н., Печурин В.В., Лаптев И.В. Заявл. 06.12.2018. Опубл. 23.07.2019.
6. Овчаренко К.Л., Тюстин М.М. Определение местоположения ИРИ с применением однопозиционного подвижного измерителя на основе разностно-дальномерного метода пеленгования // Журнал радиоэлектроники. 2022. № 2. URL: http://jre.cplire.ru/jre/feb22/6/text.pdf (дата обращения: 01.11.2024).
7. Пастухов А.В., Оганесян А.А., Головин П.М., Павлов В.С., Медведев П.В., Гаврилов А.И. Мониторинг помеховой обстановки в диапазоне глобальных навигационных спутниковых систем. Практическая реализация // Радиотехника. 2014. № 9. С. 135-140.
8. Пастухов А.В., Оганесян А.А., Головин П.М., Павлов В.С. Мониторинг помеховой обстановки на базе помехоустойчивой адаптивной антенной решетки // Новости навигации. 2015. № 2. С. 8-11.
9. Тихонов В.И., Харисов В.Н. Статистический анализ и синтез радиотехнических устройств и систем. М.: Радио и связь. 2004. 608 с.
10. Ершов Р.А. Морозов О.А. Определение местоположения источника радиоизлучения на поверхности земли по данным группы из 14 двух космических аппаратов // Московское НТО радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова. 2019. C. 292-297.
11. Лазарев В.О., Фокин Г.А. Оценка точности позиционирования источника радиоизлучения разностно-дальномерными и угломерным методами. Ч. 1 // Труды учебных заведений связи. 2019. Т. 5. № 2. С. 88-100.
12. Cheong J.W., Dempster A., Fleming J., Zhu M., Hooper G. Detecting and geolocating jammers and spoofers: using integrated AOA and TDOA measurements // Inside GNSS. 2019. V. 14. № 3. P. 58-65.
13. Jiang H., Zhang K., Shen C., Zhu J., Xu L. Hybrid location algorithm of TDOA/AOA based on extended Kalman filter // 2021 IEEE 21st International Conference on Communication Technology (ICCT). 2021. P. 413-417. DOI: 10.1109/ICCT52962.2021.9658015.
14. Aernouts M., Bnilam N., Berkvens R., Weyn M. Simulating a combination of TDoA and AoA localization for LoRaWAN // International Conference on P2P, Parallel, Grid, Cloud and Internet Computing Proceedings. 2019. DOI:10.1007/978-3-030-33509-0_71.