Е.И. Минаков1, А.В. Зюзин2, В.Б. Тихонов3, С.В. Богдановский4

1 ФГБОУ ВО «Тульский государственный университет» (г. Тула, Россия)

2,3 Ярославское высшее военное училище противовоздушной обороны имени Маршала Советского Союза Л.А. Говорова (г. Ярославль, Россия)

4 Военный ордена Жукова университет радиоэлектроники (г. Череповец, Вологодская область, Россия)

1 eminakov@bk.ru, 2 aleksey.zyuzin@mail.ru, 3 kaktus38@yandex.ru, 4 bogdan141@mail.ru

Постановка проблемы. В настоящее время актуальной является задача надежного позиционирования комплекса пассивной радиолокации (КПРЛ) воздушного базирования (ВБ) в условиях воздействия помех и ограниченного числа опорных станций. Для решения этой задачи необходим алгоритм на основе кластерного анализа угловых измерений, расширяющий возможности определения собственной позиции по трем опорным точкам.

Цель. Представить алгоритм определения координат и углов ориентации КПРЛ ВБ по угловым измерениям с использованием кластерного анализа, провести исследование его эффективности в сравнении с существующими методами.

Результаты. Рассмотрена методика аналитического решения задачи Perspective-3-Point (P3P) для формирования массива возможных позиций КПРЛ ВБ с последующей фильтрацией ложных решений по критерию физической допустимости. Разработан модифицированный алгоритм кластерного анализа для группировки геометрически согласованных позиций, вычисления итоговых координат и углов ориентации по критерию минимальной внутренней дисперсии. Эффективность предложенного алгоритма подтверждена результатами моделирования, в рамках которого проанализировано эллиптически поляризованное радиоизлучение от наземных станций при различных параметрах радиосигнала и взаимном расположении объектов. Установлено, что выигрыш в точности определения позиции составляет 5−20 % по сравнению с традиционными методами и варьируется в зависимости от числа опорных станций, топологии их размещения, поляризационных параметров и отношения сигнал/шум (ОСШ). Показано, что добавление в предлагаемый алгоритм параметра доверительного радиуса решения предоставляет системам управления в автоматическом режиме возможность оценивать надежность полученного позиционного решения.

Практическая значимость. Представленный алгоритм может быть использован при проектировании навигационных комплексов беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), оснащенных средствами пассивной радиолокации.

Минаков Е.И., Зюзин А.В., Тихонов В.Б., Богдановский С.В. Алгоритм определения координат и углов ориентации комплекса пассивной радиолокации воздушного базирования по угловым измерениям с использованием кластерного анализа // Радиотехника. 2026. Т. 90. № 9. С. 96−107. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202609-10

1. Тяпкин В.Н., Гарин Е.Н. Методы определения навигационных параметров подвижных средств с использованием спутниковой радионавигационной системы ГЛОНАСС. Красноярск: Сиб. федер. ун-т. 2012. 260 с.
2. Дятлов А.П., Дятлов П.А., Кульбикаян Б.Х. Радиоэлектронная борьба со спутниковыми радионавигационными системами. М.: Радио и связь, 2004. 226 с.
3. Сагдеев К.М., Линец Г.И., Мельников С.В. и др. Способ определения факта искажения навигационного поля и идентификации помехового воздействия на приемник РБЛА // Инфокоммуникационные технологии. 2020. Т. 18. № 2. С. 166–177.
4. Филиппов А.А., Бажин Д.А., Хлобыстов А.Н. Повышение эффективности управления беспилотного летательного аппарата в условиях помех // Информационно-управляющие системы. 2014. № 6(73). С. 45–50.
5. Андреев С.В., Ильиных В.В., Ильиных О.А., Чертков М.С., Ключников А.В. Оценка влияния погрешностей инерциальных датчиков на точность бесплатформенной инерциальной навигационной системы // Вестник Концерна ВКО «Алмаз-Антей». 2018. № 2. С. 29–34.
6. Mathematical Problems in Engineering // Hindawi Publishing Corporation. 2015. V. 2015. Article ID 147397. 6 p.
7. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2019614758. Первичная обработка пеленговой информации на борту беспилотного летательного аппарата. / Черепаха И.Н., Богдановский С.В., Антипов Н.С., Маренков И.А.; заявл. 01.04.2019 г.; опубл. 11.04.2019 г.
8. Богдановский С.В., Симонов А.Н., Теслевич С.Ф., Махетов А.Б. Способ определения координат беспилотного летательного аппарата на основе поляризационной обработки радиоизлучений реперных станций // Наукоемкие технологии. 2017. Т. 18. № 11. С. 16–21.
9. Тяпкин В.Н., Виноградов А.Д. Детерминированный подход к решению задачи определения координат и угловой ориентации бортовой пеленгаторной антенны по результатам радиопеленгования радиоориентиров // Радиотехника. 2019. № 6. С. 112–120.
10. Богдановский С.В., Симонов А.Н., Севидов В.В.Поляризационный способ определения ориентации беспилотного летательного аппарата // Успехи современной радиоэлектроники. 2017. № 10. С. 15–19.
11. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2018660515, Модель поляризационного пеленгатора на борту беспилотного летательного аппарата. / Антипов Н.С., Симонов А.Н., Богдановский С.В. и др.; заявл. 08.08.2018 г.; опубл. 23.08.2018 г.
12. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2025619175, Программный модуль формирования пространственно-поляризационных параметров радиосигнала. / Антипов Н.С.; заявл. 30.03.2025 г.; опубл. 14.04.2025 г.
13. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2025662464, Программный модуль приема и обработки пространственно-поляризационных параметров радиосигналов. / Антипов Н.С.; заявл. 12.05.2025 г.; опубл. 21.05.2025 г.
14. Дворников С.В., Симонов А.Н., Богдановский С.В. Способ позиционирования беспилотного летательного аппарата на основе поляризационно-адаптивной обработки радиосигналов от реперных станций // Телекоммуникации. 2017. № 8. С. 36–42.
15. Патент № 2827103 (РФ), МПК G01C 21/08 (2006.01), G01R 29/08 (2006.01), G01S 1/08 (2006.01), G01S 13/06 (2006.01). Способ определения собственного местоположения объекта в пространстве: № 2023134072: заявл. 18.12.2023: опубл. 23.09.2024. / Богдановский С.В., Севидов В.В., Иванов В.А.; заявитель ВАС им. С.М. Буденного. 12 с.
16. Патент № 2821640 (РФ), МПК G01C 21/04 (2006.01), G01S 5/02 (2010.01), G01R 29/08 (2006.01). Способ определения угловой ориентации летательного аппарата: № 2024103172: заявл. 08.02.2024: опубл. 25.06.2024. / Богдановский С.В., Зюзин А.В., Севидов В.В. и др.; заявитель ЯВВУ ПВО. 16 с.
17. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2023680128, Программный модуль расчета собственных координат радиотехнического объекта в пространстве на основе поляризационных измерений. / Богдановский С.В.; заявл. 12.09.2023 г.; опубл. 26.09.2023 г.
18. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2023684577, Программный модуль расчета углов ориентации летательного аппарата в пространстве на основе поляризационных измерений. / Богдановский С.В.; заявл. 14.11.2023 г.; опубл. 16.11.2023 г.