А. Д. Виноградов – д.т.н., профессор, гл. науч. сотрудник,

Военно-воздушная академия им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина (г. Воронеж) E-mail: mvvad@mail.ru

А. Ю. Востров – ст. конструктор,

АО «Концерн «Созвездие» (г. Воронеж)

E-mail: a.y.vostrov.1988@mail.ru

И. С. Дмитриев – к.т.н., вед. науч. сотрудник,

АО «Концерн «Созвездие» (г. Воронеж)

E-mail: dmiv@mail.ru

Постановка проблемы. Для определения с высокой точностью координат и угловой ориентации подвижных воздушных объектов и размещенной на них аппаратуры (в частности, бортовых пеленгаторных антенн) в настоящее время используются спутниковые радионавигационные системы. В условиях потери сигналов спутниковых радионавигационных систем координаты и угловая ориентация подвижных объектов могут быть определены с использованием бортовых автономных навигационных датчиков и систем (инерциальных, геомагнитных). Однако недостатком бортовых автономных навигационных датчиков и систем является ухудшение точности определения навигационных параметров при увеличении интервала времени с момента калибровки датчиков или систем. В случае размещения на подвижном объекте радиопеленгатора с бортовой пеленгаторной антенной, обеспечивающей возможность определения азимута и угла места источников радиоизлучения с известными координатами, координаты в пространстве и угловая ориентация как бортовой пеленгаторной антенны, так и подвижного объекта, на котором она размещена, могут быть определены угломерным методом на основе использования результатов радиопеленгования реперных источников радиоизлучения (РИРИ) в азимутальной и угломестной плоскостях.

Цель. Исследовать возможность получения оценок координат и угловой ориентации бортовой пеленгаторной антенной решетки (БПАР), размещенной на подвижном объекте, по результатам азимутально-угломестного радиопеленгования РИРИ с использованием и без использования бортовых автономных навигационных датчиков и при различном пространственном расположении БПАР и РИРИ.

Результаты. Приведены таблицы и графики зависимостей ошибок определения координат и угловой ориентации бортовой пеленгаторной антенны от ее пространственного расположения относительно трех РИРИ с различной конфигурацией их размещения и точностей измерений азимута и угла места. Получены выражения для целевых функций метода максимального правдоподобия оценивания координат и угловой ориентации бортовой пеленгаторной антенны при использовании результатов радиопеленгования РИРИ бортовым азимутально-угломестным радиопеленгатором в отдельности, а также при совместном использовании с результатами измерений навигационных параметров бортовыми высотомером и инклинометром. Приведены результаты статистических экспериментов для сравнения целевых функций по величине ошибок оценивания координат и угловой ориентации бортовой пеленгаторной антенны.

Практическая значимость. Определены аналитические соотношения, описывающие взаимосвязь азимута и угла места РИРИ, измеряемые бортовым азимутально-угломестным радиопеленгатором, с параметрами пространственного положения и угловой ориентации бортовой пеленгаторной антенны, и получено соответствующее выражение для функции условной плотности вероятности распределения ошибок измерений азимутально-угломестного радиопеленгатора. Получены выражения для нижней границы ковариационной матрицы ошибок определения координат и угловой ориентации бортовой пеленгаторной антенны, соответствующие неравенству Рао–Крамера. 

1. Яценков В.С. Основы спутниковой навигации. Система GPS NAVSTAR и ГЛОНАСС. М.: Горячая линия – Телеком. 2005.
2. Тяпкин В.Н., Гарин Е.Н. Методы определения навигационных параметров подвижных средств с использованием спутниковой радионавигационной системы ГЛОНАСС. Монография. Красноярск: Сибирский федеральный университет. 2012.
3. Бранец В.Н., Шмыглевский И.П. Введение в теорию бесплатформенных инерциальных навигационных систем. М.: Наука. 1992.
4. Ориентация и навигация подвижных объектов: современные информационные технологии / Под ред. Б.С. Алешина, К.К. Веремеенко, А.И. Черноморского. М.: ФИЗМАТЛИТ. 2006.
5. Белавин О.В. Основы радионавигации. Учеб. пособие для вузов. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Сов. радио. 1977.
6. Беляевский Л.С., Новиков В.С., Олянюк П.В. Основы радионавигации. Учебник для вузов гражд. авиации. М.: Транспорт. 1982.
7. Ярлыков М.С. Статистическая теория радионавигации. М.: Радио и связь. 1985.
8. Сосулин Ю.Г. Теоретические основы радиолокации и радионавигации. Учеб. пособие для вузов. М.: Радио и связь. 1992.
9. Бакулев П.А., Сосновский А.А. Радиолокационные и радионавигационные системы. Учеб. пособие для вузов. М.: Радио и связь. 1994.
10. Кондратьев В.С., Котов А.Ф., Марков Л.Н. Многопозиционные радиотехнические системы / Под ред. В.В. Цветнова. М.: Радио и связь. 1986.
11. Бубнов И.А., Богатов С.Ф., Дубов С.Д., Калинин А.К., Савченко П.Т. Военная топография. М.: Воениздат. 1977.
12. Виноградов А.Д., Востров А.Ю., Дмитриев И.С. Обобщенная структура радиопеленгатора и основные термины, используемые в теории радиопеленгования // Антенны. 2018. № 5 (249). С. 5–20.
13. ГОСТ 20058–80. Динамика летательных аппаратов в атмосфере. Термины, определения и обозначения. M.: Издательство стандартов. 1981.
14. Тихонов В.И. Статистическая радиотехника. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Радио и связь. 1982.
15. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. М.: Наука. 1974.
16. Сейдж Э., Мелс Дж. Теория оценивания и ее применение в связи и управлении. М.: Связь. 1976.
17. Банди Б. Методы оптимизации / Под ред. В.А. Волынского. Пер. с англ. О.В. Шихеевой. М.: Радио и связь. 1988.
18. Документация на функцию MATLAB randn // Официальный сайт MathWorks [Электронный ресурс] / URL: http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/randn.html (дата обращения: 01.10.2018).
19. Документация на функцию MATLAB fminsearch // Официальный сайт MathWorks [Электронный ресурс] / URL: http://www.mathworks.com/help/matlab/ref/fminsearch.html (дата обращения: 01.10.2018).