RU2674403C1 - Система спутниковой навигации передвижного ракетного комплекса - Google Patents
Система спутниковой навигации передвижного ракетного комплекса Download PDFInfo
- Publication number
- RU2674403C1 RU2674403C1 RU2017135804A RU2017135804A RU2674403C1 RU 2674403 C1 RU2674403 C1 RU 2674403C1 RU 2017135804 A RU2017135804 A RU 2017135804A RU 2017135804 A RU2017135804 A RU 2017135804A RU 2674403 C1 RU2674403 C1 RU 2674403C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- antenna
- satellite navigation
- satellite
- navigation system
- information processing
- Prior art date
Links
- 230000010365 information processing Effects 0.000 claims abstract description 16
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000036039 immunity Effects 0.000 abstract description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 5
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 2
- 102100036683 Growth arrest-specific protein 1 Human genes 0.000 description 1
- 101710135446 Growth arrest-specific protein 1 Proteins 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/40—Radiating elements coated with or embedded in protective material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Details Of Aerials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к помехозащищенным системам спутниковой навигации, предлагаемым к использованию в составе передвижных ракетных комплексов. Система спутниковой навигации передвижного ракетного комплекса содержит аппаратуру спутниковой навигации и антенную систему, выполненную помехозащищенной в виде независимых блоков: антенны системы спутниковой навигации и блока обработки информации, при этом антенна выполнена в виде отдельных, в количестве не менее четырех, антенных элементов приема спутниковых сигналов, предназначенных для обеспечения работы одного канала спутниковой связи, каждый антенный элемент независимо соединен с блоком обработки информации, причем антенна размещена в верхней части элементов комплекса под радиопрозрачным защитным кожухом. Блок обработки информации размещают под радиопрозрачным защитным кожухом или в отсеке бортовой аппаратуры комплекса. Изобретение позволяет повысить помехозащищенность системы спутниковой навигации. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Техническое решение относится к области помехозащищенных систем спутниковой навигации, предлагаемых к использованию в составе передвижных ракетных комплексов.
В настоящее время глобальная навигационная спутниковая система (ГНСС) ГЛОНАСС становится основным средством определения навигационных параметров. Особенно пристальное внимание к ГНСС уделяется при создании и использовании вооружения военной и специальной техники (ВВСТ). Применение ГНСС в значительной степени позволяет повысить эффективность управления, мониторинга и использования военной техники. Однако с применением спутниковых технологий создается зависимость эффективности применения ВВСТ от качества функционирования системы ГЛОНАСС в целом и качества функционирования навигационной аппаратуры пользователей. Приемники ГЛОНАСС обладают крайне низкой устойчивостью к помехам и в реальных боевых условиях будут являться объектом радиоэлектронного подавления со стороны противника.
Нарушение навигационного поля может осуществляться посредством воздействия помех: преднамеренных и непреднамеренных. Преднамеренные помехи разделяют на маскирующие (подавляющие) и имитирующие (дезинформирующие).
Подавление аппаратуры ГНСС приведет к существенному снижению их эффективности.
Известно использование навигационной системы, содержащей первую и вторую антенные системы в самоходных огневых установках обнаружения, сопровождения и подсвета целей наведения и пуска ракет зенитного ракетного комплекса средней дальности (патент РФ №2518389).
Известна многофункциональная навигационная система для подвижных наземных объектов (патент РФ №2603821), включающая антенну спутниковой навигационной системы, обеспечивающей получение навигационной информации по спутниковому каналу связи (ГЛОНАС, GPS) и ее передачу в систему управления.
Таким образом, использование систем спутниковой навигации в передвижных комплексах достаточно широко распространено. Однако приведенные аналоги обладают существенным недостатком, заключающимся в невозможности работы используемых систем спутниковой навигации в условиях радиоэлектронных помех.
В качестве прототипа может быть выбрана навигационная аппаратура, используемая в составе оборудования автомобильной и бронетанковой техники, потребителей КНС ГЛОНАСС/GPS с функцией определения дирекционного угла 14Ц823 - «Грот-У», описанная в рекламном буклете ФГУП НИИ КП [Рекламный буклет ФГУП НИИ КП. НАЛ КНС ГЛОНАСС/GPS с функцией определения дирекционного угла 14Ц823 («Грот-У») - URL: http://www.ooo-pribor.ru/descriptions/33217/], включающая вычислительный блок, комплект кабелей и антенную систему, содержащую антенну, состоящую из четырех элементов, соединенных между собой.
Недостатком наиболее близкого технического решения является низкая помехозащищенность системы спутниковой навигации, в результате чего для расчета траектории полета ракеты (в случае наличия помехи) будут использоваться неверные координаты старта ракеты.
Формирование имитирующих помех и связанное с ними искажение навигационного поля вблизи комплекса будет полностью подавлять навигационную аппаратуру ГЛОНАСС. При этом попытки подавить аппаратуру противника будут мало эффективны, так как радиус подавления при той же мощности постановщика помех не будет превышать нескольких километров.
В сложившихся условиях, в обеспечение инновационного внедрения развития ГНСС, одним из главных направлений должно быть повышение устойчивости аппаратуры ГНСС к воздействию помех.
Таким образом, задачей предлагаемого решения является создание устойчивой к воздействию радиоэлектронных средств противника системы спутниковой навигации передвижного ракетного комплекса.
Универсальным способом повышения помехоустойчивости приема спутниковых сигналов ГЛОНАСС является метод пространственного подавления помех, связанный с пространственной обработкой сигнала.
Применительно к этой области имеется достаточное количество публикаций. Теоретически вопрос изучен. Однако практическая реализация схемных и конструктивных решений и алгоритмов влияет как на конечный результат (уровень помехозащищенности ГНСС), так и возможность применения помехозащищенных систем в образцах техники.
Наиболее целесообразным способом обеспечить защиту от помех является применение специализированного антенного модуля, который можно рассматривать как «приставку-антенну» к типовому навигационному приемнику. Например, при использовании в качестве «приставки» изделия «Комета» производства ОАО «ВНИИР Прогресс» для подавления приемника ГЛОНАСС с дальности 30 км потребуется мощность передатчика порядка 1-3 квт, что предполагает создание специализированного комплекса радиоэлектронного подавления.
Известны разработки и зарубежного производства, такие, как GAS-1 (компания Raytheon Systems Limited), GAJT (совместно компании NovAtel и QinetiQ) и другие.
Особенностью представленных аналогов является их исполнение как единого устройства, где адаптивная антенна и предполагаемый блок обработки сигнала выполнены не только в одном корпусе, но и на одной плате. Подобное исполнение рационально с точки зрения улучшения работоспособности антенной системы, экономичности изготовления и универсальности применения.
Данный подход уместен для использования в универсальных видах техники, которые отличаются распространенностью, производятся крупными партиями, не требуют особых технических условий при эксплуатации. К таковым можно отнести, например, автомобили, железнодорожный транспорт, стационарные объекты, располагающие достаточным объемом свободного места, и другие.
Использование перечисленных антенных систем в таких изделиях, как, например, передвижной ракетный комплекс, возможно, но недостаточно эффективно.
Для улучшения характеристик системы спутниковой навигации, а вместе с этим и для улучшения характеристик передвижного ракетного комплекса (в части точности, преодоления средств радиоэлектронной борьбы, возможностей наведения на цель и др.) предложено техническое решение, заключающееся в следующем.
В систему спутниковой навигации (ССН) передвижного ракетного комплекса, содержащую антенную систему и аппаратуру спутниковой навигации, вводят антенную систему, выполненную помехозащищенной в виде независимых блоков: антенны системы спутниковой навигации и блока обработки информации, при этом антенна выполнена в виде отдельных, в количестве не менее четырех, антенных элементов приема спутниковых сигналов, предназначенных для обеспечения работы одного канала спутниковой связи, каждый антенный элемент независимо соединен с блоком обработки информации, причем антенна размещена в верхней части элементов комплекса под радиопрозрачным защитным кожухом, при этом блок обработки информации может быть размещен под радиопрозрачным защитным кожухом, так и в отсеке бортовой аппаратуры комплекса.
Кроме того, в предлагаемом решении (системе спутниковой навигации передвижного ракетного комплекса) для обеспечения приема спутниковых сигналов по дополнительному каналу спутниковой связи антенна системы спутниковой навигации может содержать не менее одного дополнительного антенного элемента приема спутниковых сигналов, соединенного с блоком обработки информации независимым кабелем, причем количество независимых кабелей соответствует количеству дополнительных антенных элементов.
Антенные элементы могут быть выполнены на одной печатной плате (технически это проще), но их размещение на отдельных платах, установленных в определенных местах верхней части элементов комплекса, может дать выигрыш в результативности - повышении помехозащищенности.
Кроме того, в предлагаемой системе спутниковой навигации передвижного ракетного комплекса для упрощения процесса, связанного с заменой плат, возможно применение антенной системы, совмещенной с комплексом. Для этого в крыше комплекса могут быть предусмотрены углубления («посадочные места») для установки антенных элементов. Таким образом, в случае, когда требуется изменить количество антенных элементов, производится не замена одной платы на другую, а добавляется необходимое количество антенных элементов и соответствующее им количество кабелей для соединения с блоком обработки информации (Фигура 1).
На представленных иллюстрированных материалах обозначено следующее.
Фигуры 1, 2 - Передвижной ракетный комплекс с совмещенной антенной системой.
Фигура 3 - вариант исполнения антенны на печатной плате.
На представленных фигурах обозначены элементы.
1 - блок обработки информации;
2 - независимые кабели;
3 - антенный элемент;
4 - аппаратура спутниковой навигации;
5 - радиопрозрачный защитный кожух;
6 - антенный блок;
7 - печатная плата антенны;
8 - адаптивная антенная решетка;
9 - антенна из отдельных элементов в составе антенного блока.
На фигурах 1, 2 схематично представлен вариант реализации решения, в котором антенная система совмещена с комплексом. В крыше кабины передвижного ракетного комплекса под радиопрозрачным защитным кожухом (не показан на чертеже) сформированы посадочные места (углубления в крыше комплекса) для размещения антенных элементов 3. Спутниковые сигналы, воспринимаемые антенными элементами, передаются через независимые кабели 2 в блок обработки информации 1, размещенный в отсеке бортовой аппаратуры комплекса. Полезный спутниковый сигнал, отделенный от помех в блоке обработки информации, поступает в приемник спутниковой навигации и далее в аппаратуру спутниковой навигации 4 (в заявке не рассматриваются).
На фигуре 3 показаны варианты исполнения антенны. Стрелкой 8 обозначен вариант исполнения антенны в виде адаптивной антенной решетки, где на печатной плате 7 размещены антенные элементы 3. Стрелкой 9 обозначен вариант исполнения антенны из отдельных антенных элементов в составе антенного блока 6. Под радиопрозрачным защитным кожухом 5 размещены антенные элементы 3
Теоретически, расстояние между антенными элементами может быть намного больше, чем технологический («разумный», возможный к компоновке) размер печатной платы. Так как помехозащищенность антенной системы напрямую зависит от расстояния между антенными элементами, то такое расположение может дать существенный выигрыш в помехоустойчивости.
Размещение блока обработки информации в отсеке бортовой аппаратуры позволяет обеспечить «комфортный» (приемлемый по техническим требованиям) режим работы, а также защитить его от внешних, в том числе, механических воздействий и исключить повреждения.
Размещение помехозащищенной антенны под радиопрозрачным защитным кожухом позволяет принимать спутниковые сигналы без потери их свойств. Проведенные эксперименты с использованием существующих материалов, из которых изготовлен кожух, позволяют сделать вывод, что ослаблением сигнала и искажением диаграмм направленности антенны можно пренебречь.
Соединение каждого антенного элемента независимым кабелем -вызванная техническая необходимость, связанная с особенностями работы помехозащищенной антенной системы. Расчеты и эксперименты показывают, что передача сигнала через грамотно спроектированный кабель, даже с учетом его большой длины (порядка 10 м), не влияет на качество сигнала.
Количество помех (Nпом), которые возможно исключить (нейтрализовать) будет определяться по зависимости:
Nпом=Nант – 1, где
Nант - количество антенных элементов.
Т.е., чем больше количество антенных элементов, тем большее количество помех возможно нейтрализовать. Тем выше будет помехозащищенность системы спутниковой навигации.
Из источников литературы, а также из опыта, известно, что реальной является ситуация, когда для подавления аппаратуры потребителей системы спутниковой навигации одновременно используются до трех постановщиков помех. Таким образом, для их нейтрализации необходимо наличие не менее четырех антенных элементов.
При изменении модели помеховых угроз имеется возможность заблаговременно нарастить количество антенных элементов (например, 5-9 элементов и более на предусмотренные для них посадочные места в крыше комплекса) без переоборудования системы и лишних затрат. В результате можно повысить помехозащищенность системы спутниковой навигации в минимальное время с минимальными затратами.
Также из литературы известно, что рациональное размещение антенных элементов, т.е. наличие расстояния между ними, определяется длиной волны принимаемого сигнала (в идеале должно быть кратным длине волны). Таким образом, исходя из допустимого пространства, определяется количество антенных элементов и возможности помехоустойчивости ССН.
Однако, из некоторых требований, предъявляемых к ССН, следует наличие дополнительного канала спутниковой связи, который может быть как защищенным (при этом применяется изложенное выше решение), так и незащищенным. В этом случае достаточно установки одного антенного элемента, соединенного с блоком обработки информации независимым кабелем.
В случае обнаружения помехи на незащищенном канале связи он может быть выключен, а работа ССН будет переведена на защищенный канал связи.
Изготовленные образцы помехозащищенных антенных систем подтвердили возможность практической реализации заявляемого решения, что и согласуется с правильностью сделанных расчетов.
Таким образом, предлагаемое решение позволяет решить главную задачу - повысить помехозащищенность ССН, а вместе с этим и ракетного комплекса.
Claims (3)
1. Система спутниковой навигации передвижного ракетного комплекса, содержащая антенную систему и аппаратуру спутниковой навигации, отличающаяся тем, что антенная система выполнена помехозащищенной в виде независимых блоков: антенны системы спутниковой навигации и блока обработки информации, при этом антенна выполнена в виде отдельных, в количестве не менее четырех, антенных элементов приема спутниковых сигналов, предназначенных для обеспечения работы одного канала спутниковой связи, каждый антенный элемент независимо соединен с блоком обработки информации, причем антенна размещена в верхней части элементов комплекса под радиопрозрачным защитным кожухом, блок обработки информации размещен под радиопрозрачным защитным кожухом или в отсеке бортовой аппаратуры комплекса.
2. Система спутниковой навигации передвижного ракетного комплекса по п. 1, отличающаяся тем, что для обеспечения приема спутниковых сигналов по дополнительному каналу спутниковой связи антенна системы спутниковой навигации содержит не менее одного дополнительного антенного элемента приема спутниковых сигналов, соединенного с блоком обработки информации независимым кабелем, причем количество независимых кабелей соответствует количеству дополнительных антенных элементов.
3. Система спутниковой навигации передвижного ракетного комплекса по п. 1, отличающаяся тем, что антенные элементы размещают в углублениях, выполненных в крыше комплекса.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017135804A RU2674403C1 (ru) | 2017-10-05 | 2017-10-05 | Система спутниковой навигации передвижного ракетного комплекса |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017135804A RU2674403C1 (ru) | 2017-10-05 | 2017-10-05 | Система спутниковой навигации передвижного ракетного комплекса |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2674403C1 true RU2674403C1 (ru) | 2018-12-07 |
Family
ID=64603846
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017135804A RU2674403C1 (ru) | 2017-10-05 | 2017-10-05 | Система спутниковой навигации передвижного ракетного комплекса |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2674403C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2253820C2 (ru) * | 2003-03-28 | 2005-06-10 | ОАО Научно-исследовательский институт приборостроения им. В.В. Тихомирова | Мобильный зенитный ракетный комплекс |
RU2374596C1 (ru) * | 2008-06-16 | 2009-11-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Разнесенная радиолокационная система для обнаружения, сопровождения и подсвета целей |
RU2518389C1 (ru) * | 2012-12-13 | 2014-06-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Самоходная огневая установка обнаружения, сопровождения и подсвета целей, наведения и пуска ракет зенитного ракетного комплекса средней дальности |
EP2871438A1 (en) * | 2013-11-08 | 2015-05-13 | Lonestar Inventions L.P. | Rocket or artillery launched smart reconnaissance pod |
-
2017
- 2017-10-05 RU RU2017135804A patent/RU2674403C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2253820C2 (ru) * | 2003-03-28 | 2005-06-10 | ОАО Научно-исследовательский институт приборостроения им. В.В. Тихомирова | Мобильный зенитный ракетный комплекс |
RU2374596C1 (ru) * | 2008-06-16 | 2009-11-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Разнесенная радиолокационная система для обнаружения, сопровождения и подсвета целей |
RU2518389C1 (ru) * | 2012-12-13 | 2014-06-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт приборостроения имени В.В. Тихомирова" | Самоходная огневая установка обнаружения, сопровождения и подсвета целей, наведения и пуска ракет зенитного ракетного комплекса средней дальности |
EP2871438A1 (en) * | 2013-11-08 | 2015-05-13 | Lonestar Inventions L.P. | Rocket or artillery launched smart reconnaissance pod |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4425800B2 (ja) | 二重冗長gpsを用いて妨害を防止する航空機の航行システム | |
US6300898B1 (en) | Airborne GPS guidance system for defeating multiple jammers | |
US6527222B1 (en) | Mobile ballistic missile detection and defense system | |
Pinker et al. | Vulnerability of the GPS Signal to Jamming | |
Kuusniemi et al. | GNSS jammers: How vulnerable are consumer grade satellite navigation receivers? | |
US7873095B1 (en) | Coordinated frequency hop jamming and GPS anti-jam receiver | |
KR102021381B1 (ko) | Gps 재밍을 방지하기 위해 fss를 도입한 레이돔 | |
Omollo et al. | Determining the electromagnetic environment on board ships for risk-based approach EMC analysis | |
RU2674403C1 (ru) | Система спутниковой навигации передвижного ракетного комплекса | |
US8744395B1 (en) | System and method for mitigating radio frequency interferences | |
Rahman et al. | Unmanned aerial vehicle (UAV) GPS jamming test by using software defined radio (SDR) platform | |
RU2513985C1 (ru) | Способ радиомаскировки стационарных объектов | |
US6424286B1 (en) | In-seeker jamming device | |
RU170644U1 (ru) | Система спутниковой навигации крылатой ракеты | |
WO2013188968A1 (en) | Anti-jamming subsystem employing an antenna with a horizontal reception pattern | |
RU2333450C1 (ru) | Самоходная огневая установка обнаружения, сопровождения и подсвета целей, наведения и пуска ракет зенитного ракетного комплекса средней дальности | |
Alhosban | Electronic Warfare in NAVWAR: Impact of Electronic Attacks on GNSS/GBAS Approach Service Types C and D Landing systems and their proposed Electronic Protection Measures (EPM) | |
Rong et al. | Influence and countermeasures on the ship-borne communication equipment of naval field complex electromagnetic environment | |
Lakshmi et al. | GPS Receiver Protection Requirement for Unmanned Aerial Vehicle | |
KR101301604B1 (ko) | 재밍 및 간섭신호에 대한 차폐기능이 강화된 gps 위성 안테나 및 gps 수신기 | |
Hambling | Hints of a new cyberweapon | |
Dobryakoval et al. | Method, algorithm and implementation of vehicles GNSS information protection with help of anti-jamming and anti-spoofing | |
Dawber et al. | Integrated antenna architecture for high frequency multifunction naval systems | |
WANG et al. | Agni V and China/India Ballistic Missile Defense | |
Clarke | Is Russia rigging GPS?[Censorship Satnav] |