А.М. Агеев1, А.В. Мандрыкин2

1,2 ВУНЦ ВВС «Военно-воздушная академия им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж, Россия)
1 ageev_bbc@mail.ru, 2 alex.mandrykin@yandex.ru

Постановка проблемы. На фоне быстро развивающихся средств радиоэлектронной борьбы (РЭБ) возникает необходимость создания альтернативных систем навигации, обеспечивающих заданные точностные характеристики на этапе посадки беспилотных летательных аппаратов (БПЛА). В качестве таких систем предлагается использование магнитометрических систем локальной навигации (МСЛН). При создании МСЛН необходимо учитывать специфику их применения наБПЛА, а именно: конструкционные параметры и шумы от бортового оборудования. Для учета этих факторов и обеспечения заданных точностных характеристик требуется разработать математическую модель МСЛН.

Цель. Разработать математическую модельМСЛН, обеспечивающей расчет координат с заданными точностными характеристиками на этапе посадки БПЛА.

Результаты. Разработана математическая модель, которая основана на модели идеального диполя, выполненного в виде трехсоленоидной магнитной системы, и расчете координат точек пространства с учетом амплитуд и фаз сигналов разной частоты от трех взаимно-ортогональных сердечников источника переменного магнитного поля. Отмечено, что математическая модель отличается тем, что расчет координат происходит по сигналу одной рабочей частоты магнитного поля и сигналу синхронизации на частоте субгармоники основного навигационного сигнала, при этом расчет погрешностей магнитометрической системы производится, исходя из порога чувствительности датчиков.

Практическая значимость. Полученные результаты способствуют обеспечению заданной точности определения координат БПЛА на этапе посадки, соответствующей I категории по требованиям радиотехнического плана Российской Федерации и II категории по требованиям ICAO.

Агеев А.М., Мандрыкин А.В. Математическая модель магнитометрической системы локальной навигации на основе переменного магнитного поля // Наукоемкие технологии. 2025. Т. 26. № 2. С. 41−52. DOI: https://doi.org/ 10.18127/j19998465-202502-04

1. Джанджгава Г.И., Герасимов Г.И., Августов Л.И. Навигация и наведение по пространственным геофизическим полям // Изв. ЮФУ. 2013. № 3. С. 74–84.
2. Киселев С.К. Корреляционно-экстремальная навигация по полю магнитных аномалий протяженных ориентиров // Изв. РАН. Теория и системы управления. 1997. № 6. С. 56–61.
3. Голев И.М., Сергеев А.В. Локальная система навигации с использованием низкочастотного магнитного поля // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2019. Т. 15. № 5. С. 88–94.
4. Радионавигационный план Российской Федерации / Приказ Минпромторга России № 2123. 2015. 141 с.
5. Голев И.М., Агеев А.М., Угрюмов Р.Б., Мандрыкин А.В., Заенцева Т.И. Возможности локальной навигации на основе искусственных магнитных полей // Научно-технический журнал по проблемам навигации «Новости навигации». 2021. № 1. С. 12–19.
6. Голев И.М., Угрюмов Р.Б., Заенцева Т.И., Мандрыкин А.В. Магнитометрическая система локальной навигации с нейросетевой обработкой информации // Воздушно-космические силы. Теория и практика. 2021. № 18. С. 99–107. [Электронный ресурс]. URL: https://vva.mil.ru/upload/site21/OeVUU0CNQb.pdf (дата обращения 20.11.2024).
7. Shuang Song, Chao Hu, Baopu Li, Xiaoxiao Li, Max Q.-H. Meng An electromagnetic localization and orientation method based on rotating magnetic dipole // IEEE Transactions оn magnetics. 2013. V. 49. № 3. P. 1274–1277.
8. Стародубцев Ю.Н., Белозеров В.Я. Магнитные свойства аморфных и нанокристаллических сплавов. Екатеринбург: Урал. 2002. 384 с.
9. Иродов И.Е. Электромагнетизм. Основные законы. Изд. 9-е. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2014. 319 с. [Электронный ресурс]. URL: https://techlibrary.ru/b/2q1r1p1e1p1c_2q.2m._3l1m1f1l1t1r1p1n1a1d1o1f1t1j1i1n._2w1s1o1p1c1o2c1f_1i1a1l1p1o2c._2014.pdf (дата обращения 20.02.2025).
10. Голев И.М., Никитина Е.А., Заенцева Т.И. Магнитометрические датчики для систем навигации // Датчики и системы. 2019. № 9. С. 22–27.
11. Голев И.М., Заенцева Т.И., Угрюмов Р.Б., Мандрыкин А.В. Системы локальной магнитометрической аэронавигации с различными источниками переменного магнитного поля // Научно-технический журнал по проблемам навигации «Новости навигации». 2023. С. 5–13.
12. Малков Н.А., Пудовкин А.П. Электромагнитная совместимость радиоэлектронных средств. Тамбов: Тамб. гос. техн. ун-та. 2007. 88 с.
13. Патент RU 2789733.Устройство магнитометрической локальной навигации / И.М. Голев, В.В. Беляев, Р.Б. Угрюмов, Т.И. Заенцева, А.В. Мандрыкин. 2023.
14. Бромберг П.В. Матричные методы в теории линейного и импульсного регулирования. М.: Наука. 1967. 324 с.
15. Голев И.М., Агеев А.М., Мандрыкин А.В., Тивиков К.А. Методика настройки источника вращающегося магнитного поля локальных магнитометрических навигационных систем // Воздушно-космические силы. Теория и практика. 2024. № 32.
    С. 240–249. [Электронный ресурс]. URL: https://vva.mil.ru/upload/site21/oJjcjc1SPQ.pdf (дата обращения 13.01.2025).
16. Голев И.М., Заенцева Т.И., Желонкин М.В., Попов А.С., Штанькова Н.В. Анализ погрешностей определения линейных и угловых координат магнитометрической системы навигации беспилотного летательного аппарата // ТРАНСПОРТ: наука, техника, управление. 2020. № 12. С. 3–8.