RU2783257C1 - Method and system for determining the relative position of aerial vehicles - Google Patents

Method and system for determining the relative position of aerial vehicles Download PDF

Info

Publication number
RU2783257C1
RU2783257C1 RU2021114557A RU2021114557A RU2783257C1 RU 2783257 C1 RU2783257 C1 RU 2783257C1 RU 2021114557 A RU2021114557 A RU 2021114557A RU 2021114557 A RU2021114557 A RU 2021114557A RU 2783257 C1 RU2783257 C1 RU 2783257C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aircraft
information
synchronization
input
srns
Prior art date
Application number
RU2021114557A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Иванович Бабуров
Алексей Геннадьевич Вострецов
Владимир Юрьевич Зубарев
Илья Николаевич Козлов
Борис Викторович Пономаренко
Евгений Геннадьевич Шанин
Original Assignee
Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет"
Акционерное Общество "Институт Авиационного Приборостроения "Навигатор"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет", Акционерное Общество "Институт Авиационного Приборостроения "Навигатор" filed Critical Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Образования "Новосибирский Государственный Технический Университет"
Application granted granted Critical
Publication of RU2783257C1 publication Critical patent/RU2783257C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: aircraft.
SUBSTANCE: invention relates to the field of navigation of aerial vehicles (AVs) and is intended for ensuring the safety of flight of a group of aerial vehicles acting jointly in difficult navigation conditions, including when the satellite radio navigation system (SRNS) fails. For this purpose, while the SRNS is in operation, navigation information is determined by each AV, transmitted and received via the information exchange channels of the AV by generating synchronisation signals in order to perform time division of the transmission and reception of the navigation information, and when the SRNS is not in operation, the time division of the transmission and reception of the navigation information are autonomously synchronised in the group of AVs, followed by transmitting and receiving signals in order to determine the relative distances between the AVs.
EFFECT: increase in the reliability of generating synchronisation signals when determining the relative position of the AV.
6 cl, 22 dwg

Description

Изобретение относится к области навигации летательных аппаратов (ЛА) и предназначено для обеспечения безопасности полета группы ЛА, выполняющих совместные действия в сложных навигационных условиях, в том числе, при выходе из строя спутниковой радионавигационной системы (СРНС). Известные способы определения относительного положения ЛА предполагают определение положения каждого из группы ЛА, по крайней мере, одним из навигационных способов и передачу данных о положении через каналы информационного обмена между всеми ЛА и, дополнительно, например, локационным способом путем излучения и приема зондирующих сигналов каждым ЛА с целью определения положения соседнего ЛА [1-5]. Необходимость дополнительного определения положения в этих патентах объясняется недостаточной точностью и надежностью определения взаимного положения навигационным способом.The invention relates to the field of navigation of aircraft (LA) and is intended to ensure the safety of the flight of a group of aircraft performing joint actions in difficult navigation conditions, including when the satellite radio navigation system (SRNS) fails. Known methods for determining the relative position of an aircraft involve determining the position of each of the group of aircraft by at least one of the navigation methods and transmitting position data through information exchange channels between all aircraft and, additionally, for example, by a location method by emitting and receiving probing signals by each aircraft in order to determine the position of a neighboring aircraft [1-5]. The need for additional position determination in these patents is explained by the insufficient accuracy and reliability of determining the relative position using the navigational method.

В упомянутых патентах для повышения точности навигационного способа определения относительного положения используется спутниковая радионавигационная система и передача данных о положении между ЛА и, дополнительно, из-за низкой надежности спутниковых данных, определение относительного положения соседних ЛА с помощью датчика относительного положения, построенного, например, на локационном способе.In the mentioned patents, in order to improve the accuracy of the navigation method for determining the relative position, a satellite radio navigation system and the transmission of position data between aircraft and, additionally, due to the low reliability of satellite data, determine the relative position of neighboring aircraft using a relative position sensor built, for example, on location method.

В патенте [1] в качестве такого датчика используется радиолокационная станция межсамолетной навигации РЛС-МСН, в [2] - измеритель интенсивности высокочастотного сигнала, передаваемого соседним ЛА, в [3] и [4] - миллиметровый радар, в [5] - дальномерная система.In the patent [1], as such a sensor, a radar station for inter-aircraft navigation RLS-MSN is used, in [2] - a meter of the intensity of the high-frequency signal transmitted by a neighboring aircraft, in [3] and [4] - a millimeter radar, in [5] - a rangefinder system.

Если бы СРНС и передача данных обладали достаточной надежностью, требуемой для управления ЛА, дополнительные датчики относительного положения не потребовались. Существующие СРНС типа GPS и ГЛОНАСС имеют вероятность выдачи ошибочных данных 10-4 в час [6], что не удовлетворяет современным требованиям безопасности полета ЛА. По этой причине в существующих способах относительной навигации и управления полетом группы ЛА используют дополнительные системы определения относительного положения.If the SRNS and data transmission had sufficient reliability required for aircraft control, additional relative position sensors would not be required. Existing SRNS such as GPS and GLONASS have the probability of issuing erroneous data 10 -4 per hour [6], which does not meet modern aircraft flight safety requirements. For this reason, in existing methods of relative navigation and flight control, aircraft groups use additional systems for determining relative position.

Во всех упомянутых патентах предполагается наличие работоспособной СРНС. Если СРНС становится неработоспособной, например, из-за уничтожения навигационных спутников или в связи с постановкой помех в зоне действия группы ЛА, то определение относительного положения ЛА становится возможным только благодаря функционированию дополнительной системы определения относительного положения.All of the patents cited assume a working SRNS. If the SRNS becomes inoperable, for example, due to the destruction of navigation satellites or due to interference in the coverage area of the aircraft group, then determining the relative position of the aircraft becomes possible only due to the operation of an additional system for determining the relative position.

Наиболее распространенным предложением построения дополнительной системы определения относительного положения в патентах [1-4] является использование радиолокационного способа, позволяющего определить дальность и угловое положение соседних ЛА. Основным недостатком такого способа (и, вообще, первичной радио, тепловой и оптической локации) по отраженному от цели сигналу является отсутствие опознавания цели. Для опознавания цели в авиационной практике управления воздушным движением находит применение способ вторичной радиолокации, при котором на ЛА устанавливаются ответчики радиолокационных сигналов, передающие, кроме ответного дальномерного сигнала, также информационный сигнал [7]. Использование ответчиков также повышает точность и надежность радиолокационного способа. Недостатком радиолокационного способа является сложность реализации. Например, в [3] для обзора пространства вокруг ЛА предлагается применить шесть локаторов.The most common proposal to build an additional system for determining the relative position in patents [1-4] is the use of a radar method that allows you to determine the range and angular position of neighboring aircraft. The main disadvantage of this method (and, in general, primary radio, thermal and optical location) by the signal reflected from the target is the lack of target identification. To identify the target in aviation practice of air traffic control, the method of secondary radar is used, in which transponders of radar signals are installed on the aircraft, transmitting, in addition to the response rangefinding signal, also an information signal [7]. The use of transponders also improves the accuracy and reliability of the radar method. The disadvantage of the radar method is the complexity of implementation. For example, in [3] it is proposed to use six locators to survey the space around the aircraft.

Более простым в реализации является дальномерный метод [5] с использованием ответчиков, который решает задачу измерения дальности между ЛА и задачу опознавания. При этом предполагается наличие системы синхронизации работы аппаратуры ЛА, работающей в режиме с временным разделением доступа к общему частотному каналу связи [8].More simple to implement is the rangefinding method [5] using transponders, which solves the problem of measuring the distance between the aircraft and the problem of identification. In this case, it is assumed that there is a system for synchronizing the operation of the aircraft equipment operating in the mode with time division of access to a common frequency communication channel [8].

Согласно [5, 8], обмен информацией между ЛА в группе из небольшого числа ЛА (до 12) осуществляется в режиме TDMA (Time-Division Multiple Access - множественный доступ с временным разделением). С этой целью в [5] предложена операция формирования сигналов синхронизации, обеспечивающая разделение времени приема и передачи навигационной информации. Для этого формируется интервальная временная сетка с периодом Тц, состоящая из n интервалов информационного обмена. Сигнал начала кадра информационного обмена всех ЛА синхронизируется меткой времени СРНС (например, секундной меткой). Период Тц равен Тц=nτио, где n - число интервалов информационного обмена в Тц, τио - длительность интервала информационного обмена. Интервалы информационного обмена закреплены за каждым ЛА (число интервалов информационного обмена соответствует числу ЛА).According to [5, 8], the exchange of information between aircraft in a group of a small number of aircraft (up to 12) is carried out in the TDMA (Time-Division Multiple Access) mode. For this purpose, in [5], the operation of generating synchronization signals is proposed, which ensures the separation of the time of reception and transmission of navigation information. To do this, an interval time grid with a period T c is formed, consisting of n intervals of information exchange. The signal of the beginning of the information exchange frame of all aircraft is synchronized with the SRNS time stamp (for example, a second mark). The period T c is equal to T c =nτ io , where n is the number of information exchange intervals in T c , τ io is the duration of the information exchange interval. Information exchange intervals are assigned to each aircraft (the number of information exchange intervals corresponds to the number of aircraft).

В [9, 10] предложен обмен информацией между ЛА в группе из произвольного числа ЛА, который осуществляется в режиме STDMA (Self-Organized Time-Division Multiple Access -самоорганизующийся множественный доступ с временным разделением). В этом случае интервалы информационного обмена не закреплены за каждым ЛА и для выбора интервала применяется метод уведомлений «интервал занят/свободен», реализуемый в три этапа: запрос на получение рабочего интервала, прием списка доступных интервалов, случайный выбор рабочего интервала (рабочих интервалов) из списка доступных интервалов.In [9, 10], the exchange of information between aircraft in a group of an arbitrary number of aircraft is proposed, which is carried out in the STDMA (Self-Organized Time-Division Multiple Access) mode. In this case, the intervals of information exchange are not assigned to each aircraft, and to select the interval, the “interval busy/free” notification method is used, which is implemented in three stages: a request for a working interval, receiving a list of available intervals, random selection of a working interval (working intervals) from list of available intervals.

Недостатком такого способа информационного обмена в режиме STDMA [9, 10] является большая временная задержка в распределении интервалов информационного обмена при изменении числа ЛА, что недопустимо при выполнении групповых действий ЛА.The disadvantage of this method of information exchange in the STDMA mode [9, 10] is a large time delay in the distribution of information exchange intervals when the number of aircraft changes, which is unacceptable when performing group actions of the aircraft.

Общим недостатком упомянутых способов является то, что синхронизация интервальной временной сетки выполняется только по сигналам синхронизации СРНС, отказ которой ведет к неработоспособности операции формирования сигналов синхронизации. При этом точность временного разделения обмена информацией при отказе СРНС зависит исключительно от качества бортовых эталонов времени.A common disadvantage of the mentioned methods is that synchronization of the interval time grid is performed only by the synchronization signals of the SRNS, the failure of which leads to the inoperability of the operation of generating synchronization signals. In this case, the accuracy of the time division of information exchange in case of failure of the SRNS depends solely on the quality of the onboard time standards.

Таким образом, отказ СРНС приводит, во-первых, к нарушению синхронизации при обмене в режиме TDMA и, во-вторых, к невозможности определения относительного положения ЛА из-за отсутствия навигационной информации СРНС.Thus, the failure of the SRNS leads, firstly, to a violation of synchronization during the exchange in the TDMA mode and, secondly, to the impossibility of determining the relative position of the aircraft due to the lack of navigation information from the SRNS.

Способ-прототип [11] состоит в том, что предлагается способ определения относительного положения при межсамолетной навигации в общем случае N летательных аппаратов (ЛА), предусматривающий для каждого ЛА определение относительного положения соседних ЛА по отношению к данному ЛА первым и вторым способами, комплексную обработку информации об относительном положении ЛА, полученной первым и вторым способами. Первый способ предусматривает определение навигационной информации каждого ЛА по спутникам СРНС, передачу упомянутой информации соседним ЛА и прием навигационной информации соседних ЛА через каналы информационного обмена путем формирования сигналов синхронизации для временного разделения передачи и приема навигационной информации. Второй способ предусматривает определение локационной информации с помощью передачи и приема зондирующих сигналов каждым ЛА и определение относительных дальностей соседних ЛА.The prototype method [11] consists in the fact that a method is proposed for determining the relative position during inter-aircraft navigation in the general case of N aircraft (AC), providing for each aircraft determining the relative position of neighboring aircraft with respect to this aircraft by the first and second methods, complex processing information about the relative position of the aircraft obtained by the first and second methods. The first method involves determining the navigation information of each aircraft by SRNS satellites, transmitting said information to neighboring aircraft and receiving navigation information of neighboring aircraft through information exchange channels by generating synchronization signals for time separation of transmission and reception of navigation information. The second method involves determining location information by transmitting and receiving probing signals by each aircraft and determining the relative ranges of neighboring aircraft.

Для обеспечения временного разделения сигналов информационного обмена первого способа и временного разделения зондирующих сигналов второго способа формируют общие сигналы синхронизации для первого и второго способов на основе комплексной обработки временных параметров сигналов синхронизации первого и второго способов.To ensure the time separation of the information exchange signals of the first method and the time separation of the probing signals of the second method, common synchronization signals are formed for the first and second methods based on the complex processing of the time parameters of the synchronization signals of the first and second methods.

При этом для формирования сигналов синхронизации в первом способе измеряют время прихода сигналов от спутников СРНС. Во втором способе при определении локационной информации передают дополнительные сигналы синхронизации соседним ЛА, последовательно производят выделение этих сигналов, измерение времени прихода этих сигналов синхронизации, преобразование упомянутого времени к рабочему временному интервалу, компенсацию временных задержек на основе учета относительных дальностей соседних ЛА.At the same time, to generate synchronization signals in the first method, the time of arrival of signals from SRNS satellites is measured. In the second method, when determining location information, additional synchronization signals are transmitted to neighboring aircraft, these signals are sequentially selected, these synchronization signals are measured, the time of arrival of these synchronization signals is measured, the said time is converted to a working time interval, and time delays are compensated based on the relative distances of neighboring aircraft.

Далее по измеренным в первом и втором способах временам прихода сигналов синхронизации выполняют комплексную обработку временных параметров сигналов синхронизации первого и второго способов, например, с помощью калмановской фильтрации, причем для обеспечения взаимного обмена информацией между ЛА формируют на всех ЛА корректируемую шкалу времени, настройку которой выполняют по выходным сигналам комплексной обработки временных параметров сигналов синхронизации первого и второго способов.Further, according to the times of arrival of the synchronization signals measured in the first and second methods, complex processing of the time parameters of the synchronization signals of the first and second methods is performed, for example, using Kalman filtering, and to ensure the mutual exchange of information between the aircraft, an adjustable time scale is formed on all aircraft, the setting of which is performed according to the output signals of the complex processing of the temporal parameters of the synchronization signals of the first and second methods.

Предлагается вариант способа, в котором зондирующие сигналы при определении локационной информации используются одновременно в качестве сигналов синхронизации второго способа.A variant of the method is proposed, in which probing signals are used simultaneously as synchronization signals of the second method when determining location information.

Недостатком способа является то, что способ работает только при одновременном функционировании первого способа определения относительного положения ЛА и синхронизации по спутниковой информации и второго способа определения относительного положения и синхронизации с помощью зондирующих сигналов. Если СРНС перестает работать, то происходит постепенная потеря точностных характеристик калмановской фильтрации, и синхронизация нарушается. Кроме того, в варианте способа, использующем зондирующие сигналы одновременно в качестве сигналов синхронизации, при отсутствии синхронизации по первому способу может происходить перепутывание сигналов от различных ЛА. Синхронизация обязательно должна предшествовать определению положения с помощью зондирующих сигналов.The disadvantage of this method is that the method works only when the first method for determining the relative position of the aircraft and synchronization using satellite information and the second method for determining the relative position and synchronization using probing signals are operating simultaneously. If the SRNS stops working, then there is a gradual loss of the accuracy characteristics of the Kalman filtering, and the synchronization is broken. In addition, in a variant of the method that uses probing signals simultaneously as synchronization signals, in the absence of synchronization according to the first method, signals from different aircraft may be mixed up. Synchronization must necessarily precede the determination of the position using probing signals.

Общим недостатком прототипа и аналогов изобретения является уменьшение точности синхронизации временного разделения передачи и приема навигационной информации с дальнейшей потерей синхронизации при потере работоспособности СРНС.A common disadvantage of the prototype and analogues of the invention is to reduce the synchronization accuracy of the time division of the transmission and reception of navigation information with a further loss of synchronization in case of loss of SRNS performance.

Задачей (техническим результатом) - повышение надежности операций формирования сигналов синхронизации при определении относительного положения ЛА.The task (technical result) is to increase the reliability of the operations for generating synchronization signals when determining the relative position of the aircraft.

Поставленная задача решается следующим образом.The problem is solved in the following way.

Предлагается способ определения относительного положения в общем случае группы летательных аппаратов (ЛА), состоящей из ведущего ЛА и соседних ЛА, предусматривающий для каждого ЛА группы определение относительного положения всех других ЛА по отношению к данному ЛА первым и вторым способами, комплексную обработку информации об относительном положении ЛА, полученной первым и вторым способами, при этом первый способ предусматривает определение навигационной информации каждого ЛА по спутникам спутниковой радионавигационной системы (СРНС), передачу упомянутой информации всем другим ЛА и прием навигационной информации всех других ЛА через канал информационного обмена путем формирования сигналов синхронизации для временного разделения передачи и приема навигационной информации, а второй способ предусматривает для каждого ЛА определение относительных дальностей всех других ЛА, отличающийся тем, что определение относительных дальностей ЛА производится путем передачи и приема навигационной информации через канал информационного обмена с временным разделением, первый и второй способы используются совместно при наличии признака «СРНС работоспособна», а при наличии признака «СРНС неработоспособна» используется только второй способ, при этом при наличии признака «СРНС работоспособна» на каждом ЛА сигналы синхронизации формируют на основе определения навигационной информации ЛА по спутникам СРНС, из сигналов синхронизации формируют кадр информационного обмена, передают в упомянутом кадре навигационную информацию СРНС и пилотажно-навигационного комплекса (ПНК) всем другим ЛА и принимают навигационную информацию СРНС и ПНК от всех других ЛА через канал информационного обмена с временным разделением, определяют на основе принятой навигационной информации СРНС и ПНК относительные дальности до всех других ЛА и вычисляют относительные координаты ЛА, а при наличии признака «СРНС неработоспособна» на ведущем ЛА сигналы синхронизации ведущего ЛА формируют автономно, из упомянутых сигналов формируют кадр синхронизации ведущего ЛА, на каждом соседнем ЛА сигналы синхронизации формируют автономно, из упомянутых сигналов синхронизации формируют кадр синхронизации соседнего ЛА, последовательно в кадре синхронизации ведущего ЛА передают запросы синхронизации от ведущего ЛА каждому соседнему ЛА, совпадающие с сигналами синхронизации ведущего ЛА, в кадре синхронизации каждого соседнего ЛА принимают запросы синхронизации ведущего ЛА этому соседнему ЛА и передают ответы синхронизации ведущему ЛА, в кадре синхронизации ведущего ЛА принимают ответы синхронизации от каждого соседнего ЛА, измеряют задержку распространения до каждого соседнего ЛА, передают данные о задержке распространения каждому соседнему ЛА, в кадре синхронизации каждого соседнего ЛА принимают данные о задержке распространения от ведущего ЛА, корректируют временное положение сигналов синхронизации каждого соседнего ЛА, затем из сигналов синхронизации ведущего ЛА формируют на ведущем ЛА кадр информационного обмена со всеми другими ЛА, из корректированных сигналов синхронизации каждого соседнего ЛА формируют на каждом соседнем ЛА кадр информационного обмена со всеми другими ЛА, в упомянутых кадрах передают навигационную информацию ПНК всем другим ЛА и принимают навигационную информацию ПНК от всех других ЛА через канал информационного обмена с временным разделением, определяют на основе принятой навигационной информации ПНК относительные дальности до всех других ЛА и вычисляют относительные координаты ЛА, причем комплексную обработку информации об относительном положении ЛА на всех ЛА производят только на основе вычисленных относительных дальностей.A method is proposed for determining the relative position in the general case of a group of aircraft (AC), consisting of a leading aircraft and neighboring aircraft, providing for each aircraft of the group to determine the relative position of all other aircraft in relation to this aircraft by the first and second methods, complex processing of information about the relative position LA obtained by the first and second methods, while the first method provides for the determination of the navigation information of each aircraft by satellites of the satellite radio navigation system (SRNS), the transmission of the mentioned information to all other aircraft and the reception of navigation information of all other aircraft through the information exchange channel by generating synchronization signals for temporary separation of the transmission and reception of navigation information, and the second method provides for each aircraft to determine the relative ranges of all other aircraft, characterized in that the determination of the relative ranges of the aircraft is carried out by transmitting and receiving navigation information transmission through a time division information exchange channel, the first and second methods are used together if the “SRNS is operable” sign is present, and if the “SRNS is inoperative” sign is present, only the second method is used, while if the “SRNS is operable” sign is present, synchronization signals are used on each aircraft based on the determination of the navigation information of the aircraft by the SRNS satellites, an information exchange frame is formed from the synchronization signals, the navigation information of the SRNS and the flight and navigation complex (PNC) is transmitted in the said frame to all other aircraft and the navigation information of the SRNS and PNC is received from all other aircraft through the channel information exchange with time division, based on the received navigation information of the SRNS and PNK, the relative distances to all other aircraft are determined and the relative coordinates of the aircraft are calculated, and in the presence of the sign "SRNS inoperative" on the leading aircraft, the synchronization signals of the leading aircraft are formed autonomously, from the mentioned signals a synchronization frame of the leading aircraft is formed, synchronization signals are formed autonomously on each adjacent aircraft, a synchronization frame of the neighboring aircraft is formed from the mentioned synchronization signals, synchronization requests from the host aircraft are transmitted sequentially in the synchronization frame of the leading aircraft to each neighboring aircraft, coinciding with the synchronization signals of the leading aircraft, in the frame synchronization of each neighbor aircraft, receive synchronization requests from the master aircraft to this neighbor aircraft, and transmit synchronization responses to the master aircraft, in the synchronization frame of the master aircraft, receive synchronization responses from each neighbor aircraft, measure the propagation delay to each neighbor aircraft, transmit propagation delay data to each neighbor aircraft, in synchronization frame of each neighboring aircraft, data on the propagation delay is received from the leading aircraft, the time position of the synchronization signals of each neighboring aircraft is corrected, then, from the synchronization signals of the leading aircraft, an information exchange frame is formed on the leading aircraft with all other aircraft, from the corrected synchronization signals of each neighboring aircraft, a frame of information exchange with all other aircraft is formed on each neighboring aircraft, in the mentioned frames, navigation information of the PNA is transmitted to all other aircraft and navigation information of the PNA is received from all other aircraft through the information exchange channel with time division , determine relative distances to all other aircraft on the basis of the received FNC navigation information and calculate the relative coordinates of the aircraft, and the complex processing of information about the relative position of the aircraft on all aircraft is carried out only on the basis of the calculated relative distances.

Предлагается вариант способа, в котором в качестве ведущего служит ЛА, который в режиме встречи с ЛА - танкером для дозаправки топливом определяет свое положение относительно танкера и обменивается с ним информацией об относительном положении.A variant of the method is proposed, in which an aircraft serves as the leader, which, in the mode of meeting with an aircraft - a tanker for refueling, determines its position relative to the tanker and exchanges information about the relative position with it.

Предлагается вариант способа, в котором в качестве ведущего служит ЛА, осуществляющий заход на посадку по данным СРНС, которыми он обменивается с наземными одной или несколькими контрольно - корректирующими станциями, получает от них по каналу информационного обмена первого способа информацию, корректирующую измерения на ведущем ЛА по данным СРНС и обеспечивающую вычисление курсовых и глиссадных отклонений от траектории посадки. При этом в случае неработоспособности СРНС данный вариант способа предусматривает построение траектории посадки и вычисление отклонений от нее на основе измерения на заходящем на посадку ЛА своего положения относительно локальных контрольно-корректирующих станций с известными координатами, оборудованных аналогично заходящему на посадку ЛА.A variant of the method is proposed in which an aircraft serves as the leader, carrying out the landing approach according to the SRNS data, which it exchanges with one or more ground control and correction stations, receives from them, via the information exchange channel of the first method, information that corrects measurements on the leading aircraft according to SRNS data and providing calculation of heading and glide path deviations from the landing trajectory. In this case, in the case of inoperability of the SRNS, this variant of the method provides for the construction of the landing trajectory and the calculation of deviations from it based on the measurement on the approaching aircraft of its position relative to local control and correction stations with known coordinates, equipped similarly to the approaching aircraft.

Предлагается вариант способа, в котором в качестве ведущего служит наземный или корабельный пункт, называемый далее ведущим объектом, положение ЛА определяется относительно ведущего объекта и используется для захода на посадку и посадки ЛА на наземный аэродром или палубу корабля.A variant of the method is proposed, in which a ground or ship point, hereinafter referred to as the leading object, serves as the leader, the position of the aircraft is determined relative to the leading object and is used for approach and landing of the aircraft on the ground airfield or the deck of the ship.

Предлагается вариант способа, в котором каждый ЛА и ведущий объект для определения относительных дальностей в кадре информационного обмена передает информационную посылку, фиксирует момент передачи и в той же информационной посылке передает значение момента передачи, а все другие ЛА принимают упомянутую информационную посылку, фиксируют моменты приема упомянутой посылки, вычисляют задержки распространения и смещения временных шкал приема относительно временной шкалы передачи посылки и вычисляют относительную дальность до ЛА или ведущего объекта, передавшего информационную посылку.A variant of the method is proposed in which each aircraft and the leading object transmits an information package to determine the relative distances in the information exchange frame, fixes the moment of transmission and transmits the value of the transmission moment in the same information package, and all other aircraft receive the mentioned information package, fix the moments of reception of the mentioned parcels, calculate the propagation delays and offsets of the time scales of reception relative to the time scale of the transmission of the parcel, and calculate the relative distance to the aircraft or the leading object that transmitted the information parcel.

Предлагается вариант способа, в котором сигнал символьной синхронизации информационной посылки в кадре информационного обмена идентичен сигналу синхронизации.A variant of the method is proposed, in which the symbol synchronization signal of the information package in the data exchange frame is identical to the synchronization signal.

Предлагается система, реализующая любой из предлагаемых способов определения относительного положения, состоящая из бортового оборудования ведущего ЛА (ведущего объекта) и бортового оборудования каждого из соседних ЛА, каждое из которых содержит приемник СРНС, соединенный с приемной антенной СРНС, приемопередающее устройство линии передачи данных, соединенное с приемной и передающей антеннами линии передачи данных, формирователь сигналов синхронизации, устройство информационного обмена, вычислитель относительных координат ЛА и устройство комплексной обработки информации об относительном положении ЛА, при этом дополнительно введены в бортовое оборудование ведущего ЛА (ведущего объекта) последовательно соединенные формирователь запросов синхронизации, измеритель задержки распространения и схема «ИЛИ» ведущего ЛА, а также измеритель относительных дальностей и демодулятор ответов синхронизации, а в бортовое оборудование каждого из соседних ЛА введены последовательно соединенные демодулятор запроса синхронизации и данных о задержке, формирователь ответа синхронизации и схема «ИЛИ» соседнего ЛА, а также измеритель относительных дальностей, при этом в бортовом оборудовании ведущего ЛА (ведущего объекта) на первый вход формирователя сигналов синхронизации и первый вход устройства комплексной обработки информации об относительном положении ЛА подается признак работоспособности СРНС, на второй вход формирователя сигналов синхронизации и первый вход устройства информационного обмена подается номер «своего» ЛА, третий вход формирователя сигналов синхронизации соединен с первым выходом приемника СРНС, второй выход которого соединен с вторым входом устройства информационного обмена, первым входом вычислителя относительных координат и с вторым входом устройства комплексной обработки информации об относительном положении ЛА, первый, второй и третий выходы упомянутого формирователя сигналов синхронизации соединены соответственно с входом формирователя запросов синхронизации, с третьим и четвертым входами устройства информационного обмена, на пятый вход которого подается информация ПНК, шестой вход которого соединен с выходом приемопередающего устройства линии передача данных и входом демодулятора ответов синхронизации, выход которого соединен с вторым входом измерителя задержки распространения, первый, второй, третий и четвертый выходы упомянутого устройства информационного обмена соединены соответственно с вторым входом схемы «ИЛИ» ведущего ЛА, вторым входом вычислителя относительных координат, первым и вторым входами измерителя относительных дальностей, выход которого соединен с третьим входом вычислителя относительных координат, первый и второй выходы которого соединены соответственно с третьим и четвертым входами устройства комплексной обработки информации об относительном положении ЛА, выход которого является выходом относительного положения бортового оборудования ведущего ЛА (ведущего объекта), а второй выход упомянутого формирователя запросов синхронизации соединен с третьим входом схемы «ИЛИ» ведущего ЛА, выход которой соединен с входом приемопередающего устройства линии передачи данных, а в бортовом оборудовании каждого из соседних ЛА на первый вход формирователя сигналов синхронизации и первый вход устройства комплексной обработки информации об относительном положении ЛА подается признак работоспособности СРНС, на второй вход формирователя сигналов синхронизации и первый вход устройства информационного обмена подается номер «своего» ЛА, третий вход формирователя сигналов синхронизации соединен с первым выходом приемника СРНС, второй выход которого соединен с вторым входом устройства информационного обмена, первым входом вычислителя относительных координат и с вторым входом устройства комплексной обработки информации об относительном положении ЛА, первый и второй выходы упомянутого формирователя сигналов синхронизации соединены соответственно с третьим и четвертым входами устройства информационного обмена, на пятый вход которого подается информация ПНК, шестой вход которого соединен с выходом приемопередающего устройства линии передачи данных и с входом демодулятора запроса синхронизации и данных о задержке, первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы упомянутого устройства информационного обмена соединены соответственно с вторым входом схемы «ИЛИ» соседнего ЛА, вторым входом вычислителя относительных координат, четвертым входом формирователя сигналов синхронизации, первым и вторым входами измерителя относительных дальностей, выход которого соединен с третьим входом вычислителя относительных координат ЛА, первый и второй выходы которого соединены соответственно с третьим и четвертым входами устройства комплексной обработки информации об относительном положении ЛА, выход которого является выходом относительного положения бортового оборудования соседнего ЛА, а выход схемы «ИЛИ» соседнего ЛА соединен с входом приемопередающего устройства линии передачи данных.A system is proposed that implements any of the proposed methods for determining the relative position, consisting of the onboard equipment of the leading aircraft (leading object) and the onboard equipment of each of the neighboring aircraft, each of which contains an SRNS receiver connected to the SRNS receiving antenna, a data transmission line transceiver device connected with receiving and transmitting antennas of the data transmission line, a synchronization signal generator, an information exchange device, an aircraft relative coordinates calculator and a device for complex processing of information about the relative position of the aircraft, while additionally introduced into the on-board equipment of the leading aircraft (leading object) are serially connected synchronization request generator, a propagation delay meter and an “OR” circuit of the leading aircraft, as well as a relative range meter and a synchronization response demodulator, and series-connected demodulators are introduced into the on-board equipment of each of the neighboring aircraft request for synchronization and delay data, the generator of the synchronization response and the “OR” circuit of the neighboring aircraft, as well as the relative range meter, while in the on-board equipment of the leading aircraft (leading object) to the first input of the generator of synchronization signals and the first input of the device for complex processing of information about the relative position of the aircraft, a sign of SRNS operability is given, the number of “own” aircraft is supplied to the second input of the synchronization signal generator and the first input of the information exchange device, the third input of the synchronization signal generator is connected to the first output of the SRNS receiver, the second output of which is connected to the second input of the information exchange device, the first the input of the calculator of relative coordinates and with the second input of the device for complex processing of information about the relative position of the aircraft, the first, second and third outputs of the mentioned synchronization signal generator are connected respectively to the input of the synchronization request generator, with a third them and the fourth inputs of the information exchange device, the fifth input of which is supplied with PNK information, the sixth input of which is connected to the output of the transceiver device of the data transmission line and the input of the synchronization response demodulator, the output of which is connected to the second input of the propagation delay meter, the first, second, third and fourth the outputs of the mentioned information exchange device are connected respectively to the second input of the "OR" circuit of the leading aircraft, the second input of the relative coordinate calculator, the first and second inputs of the relative range meter, the output of which is connected to the third input of the relative coordinate calculator, the first and second outputs of which are connected respectively to the third and the fourth inputs of the device for complex processing of information about the relative position of the aircraft, the output of which is the output of the relative position of the onboard equipment of the leading aircraft (leading object), and the second output of the mentioned generator of synchronization requests is connected to the third input of the “OR” circuit of the leading aircraft, the output of which is connected to the input of the transceiver device of the data transmission line, and in the on-board equipment of each of the neighboring aircraft, a sign of operability is supplied to the first input of the generator of synchronization signals and the first input of the device for complex processing of information about the relative position of the aircraft SRNS, the number of "own" aircraft is supplied to the second input of the synchronization signal generator and the first input of the information exchange device, the third input of the synchronization signal generator is connected to the first output of the SRNS receiver, the second output of which is connected to the second input of the information exchange device, the first input of the relative coordinate calculator and with the second input of the device for complex processing of information about the relative position of the aircraft, the first and second outputs of the mentioned synchronization signal generator are connected respectively to the third and fourth inputs of the information exchange device, to the fifth input of which FNC information is received, the sixth input of which is connected to the output of the transceiver device of the data transmission line and to the input of the synchronization request and delay data demodulator, the first, second, third, fourth and fifth outputs of the said information exchange device are connected, respectively, to the second input of the "OR" circuit of the neighboring aircraft, the second input of the calculator of relative coordinates, the fourth input of the synchronization signal generator, the first and second inputs of the relative range meter, the output of which is connected to the third input of the calculator of the relative coordinates of the aircraft, the first and second outputs of which are connected, respectively, to the third and fourth inputs of the device for complex processing of information about the relative position of the aircraft, the output of which is the output of the relative position of the onboard equipment of the neighboring aircraft, and the output of the "OR" circuit of the neighboring aircraft is connected to the input of the transceiver device of the data transmission line.

Суть заявляемых способа и системы поясняется с помощью Фиг. 1 - Фиг. 22.The essence of the claimed method and system is explained with the help of Fig. 1 - Fig. 22.

На Фиг. 1 представлена блок-схема основной последовательности операций предложенного способа определения относительного положения ЛА. Операции, используемые в способе-прототипе, выделены прямоугольниками с тонкими линиями, вновь предложенные операции выделены прямоугольниками с толстыми линиями и закругленными углами.On FIG. 1 shows a block diagram of the main sequence of operations of the proposed method for determining the relative position of the aircraft. The operations used in the prototype method are highlighted with rectangles with thin lines, the newly proposed operations are highlighted with rectangles with thick lines and rounded corners.

На Фиг. 2 представлена блок-схема предлагаемой системы, реализующей предлагаемый способ определения относительного положения ЛА. Устройства, используемые в системе-прототипе, на Фиг. 2 выделены прямоугольниками с тонкими линиями, вновь предложенные устройства выделены прямоугольниками с толстыми линиями и закругленными углами.On FIG. 2 shows a block diagram of the proposed system that implements the proposed method for determining the relative position of the aircraft. The devices used in the prototype system in FIG. 2 are marked with thin-lined rectangles, the newly proposed devices are marked with thick-lined rectangles and rounded corners.

На Фиг. 3 приведена блок-схема последовательности действий по способу-прототипу с расшифровкой обозначений.On FIG. 3 shows a block diagram of the sequence of actions according to the prototype method with the decoding of the symbols.

На Фиг. 4 приведена блок-схема системы - прототипа с расшифровкой обозначений.On FIG. 4 shows a block diagram of the prototype system with the decoding of the designations.

На Фиг. 5 приведена кинематическая схема первого определения дистанции и интервала.On FIG. 5 shows the kinematic diagram of the first determination of distance and interval.

На Фиг. 6 приведена кинематическая схема второго определения дистанции и интервала.On FIG. 6 shows a kinematic diagram of the second determination of the distance and interval.

На Фиг. 7 приведена циклограмма обмена JIA1 с ЛАi в кадре синхронизации.On FIG. 7 shows the sequence diagram of JIA 1 exchange with aircraft i in the synchronization frame.

На Фиг. 8 приведена структура алгоритма комплексной обработки информации.On FIG. Figure 8 shows the structure of the algorithm for complex information processing.

На Фиг. 9 приведен пример реализации приемопередающего устройства линии передачи данных ведущего ЛА 24 и приемопередающего устройства линии передачи данных соседнего ЛА 38 в виде супергетеродинного приемопередатчика.On FIG. 9 shows an example of the implementation of the transceiver device of the data transmission line of the leading aircraft 24 and the transceiver of the data transmission line of the neighboring aircraft 38 in the form of a superheterodyne transceiver.

На Фиг. 10 приведен пример реализации приемопередающего устройства линии передачи данных ведущего ЛА 24 и приемопередающего устройства линии передачи данных соседнего ЛА 38 в виде приемопередатчика прямого преобразования.On FIG. 10 shows an example of the implementation of the transceiver of the data line of the leading aircraft 24 and the transceiver of the data line of the neighboring aircraft 38 in the form of a direct conversion transceiver.

На Фиг. 11 приведена структурная схема формирователя сигналов синхронизации 27.On FIG. 11 shows a block diagram of the generator of synchronization signals 27.

На Фиг. 12 приведены временные диаграммы работы формирователя сигналов синхронизации 8.On FIG. 12 shows the timing diagrams for the operation of the generator of synchronization signals 8.

На Фиг. 13 приведена структурная схема формирователя сигналов синхронизации 41.On FIG. 13 shows a block diagram of the synchronization signal generator 41.

На Фиг. 14 приведены Временные диаграммы работы формирователя сигналов синхронизации 41.On FIG. 14 shows the timing diagrams for the operation of the generator of synchronization signals 41.

На Фиг. 15 приведена структурная схема устройства информационного обмена 28.On FIG. 15 shows a block diagram of the information exchange device 28.

На Фиг. 16 приведена структурная схема устройства информационного обмена 42.On FIG. 16 is a block diagram of the communication device 42.

На Фиг. 17 приведены временные диаграммы работы устройства информационного обмена 28 при приеме в i-м слоте кадра информационного обмена, поясняющие формирование сигналов для измерения относительной дальности.On FIG. 17 shows the timing diagrams of the operation of the information exchange device 28 when a data exchange frame is received in the i-th slot, explaining the formation of signals for measuring the relative range.

На Фиг. 18 приведена структурная схема формирователя запросов синхронизации 33.On FIG. 18 shows a block diagram of the synchronization request generator 33.

На Фиг. 19 приведены примеры реализации модулятора сигнала запроса синхронизации в формирователе запросов синхронизации 33 и модулятора сигнала ответа синхронизации в формирователе ответов синхронизации 46: а) реализация модулятора BPSK; б) реализация модулятора QPSK.On FIG. 19 shows examples of the implementation of the synchronization request signal modulator in the synchronization request generator 33 and the synchronization response signal modulator in the synchronization response generator 46: a) implementation of the BPSK modulator; b) QPSK modulator implementation.

На Фиг. 20 приведен пример реализации демодулятора ответов синхронизации 31 и демодулятора запросов синхронизации 45 в виде демодулятора сигналов MPSKOn FIG. 20 shows an example implementation of a sync response demodulator 31 and a sync request demodulator 45 as an MPSK signal demodulator.

На Фиг. 21 приведена структурная схема измерителя задержки распространения 35.On FIG. 21 is a block diagram of a propagation delay meter 35.

На Фиг. 22 приведена структура сигнала при временном способе кодирования: а) структура одного подцикла; б) полный состав информационного сигналаOn FIG. 22 shows the structure of the signal with a temporal coding method: a) the structure of one subframe; b) the complete composition of the information signal

На фиг. 1 и фиг. 3 приняты следующие обозначения:In FIG. 1 and FIG. 3 adopted the following designations:

1. Определение навигационной информации каждого ЛА по спутников СРНС. Выход «с» - временная метка СРНС, выход «d» - навигационная информация ЛА по спутникам СРНС.1. Determination of navigation information for each aircraft from SRNS satellites. Output "c" - SRNS timestamp, output "d" - aircraft navigation information on SRNS satellites.

2. Формирование сигналов синхронизации для временного разделения передачи и приема сигналов ЛА. Выход «е» - сигнал начала кадра информационного обмена, выход «f» - сигнал начала кадра синхронизации при неработоспособной СРНС.2. Generation of synchronization signals for time separation of transmission and reception of aircraft signals. The output "e" is the signal of the start of the information exchange frame, the output "f" is the signal of the start of the synchronization frame when the SRNS is inoperative.

3. Передача навигационной информации всем другим ЛА через каналы информационного обмена с временным разделением.3. Transmission of navigation information to all other aircraft through time division information exchange channels.

4. Прием навигационной информации всех других ЛА через каналы информационного обмена с временным разделением. Выход «g» - навигационная информация для определения относительных дальностей ЛА, выход «h» - навигационная информация для комплексной обработки информации об относительном положении ЛА.4. Reception of navigation information of all other aircraft through the channels of information exchange with time division. Output "g" - navigation information for determining the relative distances of the aircraft, output "h" - navigation information for complex processing of information about the relative position of the aircraft.

5. Определение относительных дальностей всех других ЛА.5. Determining the relative ranges of all other aircraft.

6. Комплексная обработка информации об относительном положении ЛА.6. Complex processing of information about the relative position of the aircraft.

7. Прием признака работоспособности СРНС. Выход «а» - признак «СРНС работоспособна», выход «в» - признак «СРНС неработоспособна».7. Receiving a sign of SRNS performance. Output "a" - the sign "SRNS is operational", output "c" - the sign "SRNS is inoperative".

8. Формирование кадра информационного обмена со всеми другими ЛА.8. Formation of a frame of information exchange with all other aircraft.

9. Вычисление относительных координат ЛА.9. Calculation of the relative coordinates of the aircraft.

10. Формирование кадра синхронизации ведущего ЛА.10. Formation of the synchronization frame of the leading aircraft.

11. Формирование кадра синхронизации каждого соседнего ЛА.11. Formation of a synchronization frame for each neighboring aircraft.

12. Последовательная передача запросов синхронизации от ведущего ЛА каждому соседнему ЛА.12. Sequential transmission of synchronization requests from the master aircraft to each neighboring aircraft.

13. Последовательный прием запросов синхронизации ведущего ЛА каждым соседним ЛА.13. Sequential reception of synchronization requests of the leading aircraft by each neighboring aircraft.

14. Последовательная передача ответов синхронизации ведущему ЛА каждым соседним ЛА.14. Sequential transmission of synchronization responses to the master aircraft by each neighboring aircraft.

15. Последовательный прием ответов синхронизации ведущим ЛА от каждого соседнего ЛА.15. Sequential reception of synchronization responses by the master aircraft from each neighboring aircraft.

16. Последовательное измерение задержек распространения на ведущем ЛА от каждого соседнего ЛА.16. Sequential measurement of propagation delays on the leading aircraft from each neighboring aircraft.

17. Последовательная передача данных о задержках распространения ведущим ЛА каждому соседнему ЛА.17. Serial transmission of data on propagation delays by the master aircraft to each neighboring aircraft.

18. Последовательный прием данных о задержках распространения от ведущего ЛА каждым соседним ЛА.18. Sequential reception of data on propagation delays from the leading LA by each neighboring LA.

19. Корректировка временного положения сигналов синхронизации циклограммы каждого соседнего ЛА. Выход «k» - сигнал корректировки синхронизации циклограммы.19. Correction of the time position of the synchronization signals of the cyclogram of each neighboring aircraft. Output "k" - a signal for adjusting the timing of the cyclogram.

49. Определение локационной информации с помощью передачи и приема зондирующих сигналов.49. Determination of location information by transmitting and receiving probing signals.

На Фиг. 2 приняты следующие обозначения:On FIG. 2, the following designations are adopted:

20. Бортовое оборудование ведущего ЛА (ведущего объекта).20. Onboard equipment of the leading aircraft (leading object).

21. Бортовое оборудование соседнего ЛА.21. Airborne equipment of a neighboring aircraft.

22. Приемник СРНС ведущего ЛА.22. SRNS receiver of the leading aircraft.

23. Антенна СРНС ведущего ЛА.23. SRNS antenna of the leading aircraft.

24. Приемопередающее устройство линии передачи данных ведущего ЛА (ведущего объекта).24. The transceiver of the data transmission line of the leading aircraft (leading object).

25. Приемная антенна линии передачи данных ведущего ЛА (ведущего объекта).25. Receiving antenna of the data transmission line of the leading aircraft (leading object).

26. Передающая антенна линии передачи данных ведущего ЛА (ведущего объекта).26. Transmitting antenna of the data transmission line of the leading aircraft (leading object).

27. Формирователь сигналов синхронизации ведущего ЛА (ведущего объекта).27. Lead aircraft synchronization signal generator (leading object).

28. Устройство информационного обмена ведущего ЛА (ведущего объекта).28. Device for information exchange of the leading aircraft (leading object).

29. Вычислитель относительных координат ЛА ведущего ЛА (ведущего объекта).29. Calculator of the relative coordinates of the aircraft of the leading aircraft (leading object).

30. Устройство комплексной обработки информации об относительном положении ЛА ведущего ЛА (ведущего объекта).30. A device for complex processing of information about the relative position of the aircraft of the leading aircraft (leading object).

31. Демодулятор ответов синхронизации ведущего ЛА (ведущего объекта).31. Demodulator of synchronization responses of the leading aircraft (leading object).

32. Схема «ИЛИ» ведущего ЛА (ведущего объекта).32. Scheme "OR" of the leading aircraft (leading object).

33. Формирователь запросов синхронизации ведущего ЛА (ведущего объекта).33. Synchronization request generator of the leading aircraft (leading object).

34. Измеритель относительных дальностей ведущего ЛА (ведущего объекта).34. Relative range meter of the leading aircraft (leading object).

35. Измеритель задержки распространения.35. Propagation delay meter.

36. Приемник СРНС соседнего ЛА.36. SRNS receiver of a neighboring aircraft.

37. Антенна СРНС соседнего ЛА.37. SRNS antenna of a neighboring aircraft.

38. Приемопередающее устройство линии передачи данных соседнего ЛА.38. The transceiver of the data line of the neighboring aircraft.

39. Приемная антенна линии передачи данных соседнего ЛА.39. Receiving antenna of the data transmission line of the neighboring aircraft.

40. Передающая антенна линии передачи данных соседнего ЛА.40. Transmitting antenna of the data transmission line of the neighboring aircraft.

41. Формирователь сигналов синхронизации соседнего ЛА.41. Synchronization signal generator of neighboring aircraft.

42. Устройство информационного обмена соседнего ЛА.42. Device for information exchange of neighboring aircraft.

43. Вычислитель относительных координат ЛА соседнего ЛА.43. Calculator of the relative coordinates of the aircraft of the neighboring aircraft.

44. Устройство комплексной обработки информации об относительном положении ЛА соседнего ЛА.44. A device for complex processing of information about the relative position of an aircraft of a neighboring aircraft.

45. Демодулятор запроса синхронизации соседнего ЛА.45. Demodulator request synchronization neighboring LA.

46. Формирователь ответа синхронизации соседнего ЛА.46. Neighbor aircraft synchronization response generator.

47. Измеритель относительных дальностей соседнего ЛА.47. Relative range meter of neighboring aircraft.

48. Схема «ИЛИ» соседнего ЛА.48. The "OR" scheme of the neighboring aircraft.

На Фиг. 4 приняты следующие обозначения:On FIG. 4 adopted the following designations:

22. Приемник СРНС.22. SRNS receiver.

23. Антенна СРНС.23. SRNS antenna.

24. Приемопередающее устройство линии передачи данных.24. Data line transceiver.

25. Приемная антенна линии передачи данных.25. Receiving antenna data line.

26. Передающая антенна линии передачи данных.26. Transmitting antenna data line.

27. Формирователь сигналов синхронизации.27. Synchronization signal generator.

28. Устройство информационного обмена.28. Information exchange device.

29. Вычислитель относительных координат.29. Calculator of relative coordinates.

30. Устройство комплексной обработки информации об относительном положении ЛА.30. Device for complex processing of information about the relative position of the aircraft.

50. Приемо-передающая радиолокационная антенна.50. Receiving and transmitting radar antenna.

51. Радиолокационная система.51. Radar system.

Структурная схема формирователя сигналов синхронизации 27 (Фиг. 11) содержит а - признак работоспособности СРНС, б - временные метки от приемника СРНС 22, в - импульсы начала кадров, г - номер «своего» ЛА (слота передачи кадра информационного обмена), д - импульсы кадров синхронизации, е - импульсы кадров информационного обмена, ж - импульсы начала слотов кадра синхронизации, з - импульсы начала слотов передачи кадра информационного обмена, и - импульсы начала слотов приема кадра информационного обмена).The block diagram of the synchronization signal generator 27 (Fig. 11) contains a - a sign of the SRNS operability, b - timestamps from the SRNS receiver 22, c - frame start pulses, d - number of "own" aircraft (transmission slot of the information exchange frame), e - sync frame pulses, e are traffic frame pulses, g are sync frame slot start pulses, h are traffic frame transmit slot start pulses, and are traffic frame receive slot start pulses).

Структурная схема формирователя сигналов синхронизации 41 (Фиг. 13) содержит а - признак работоспособности СРНС, б - временные метки от приемника СРНС 36, в - временные метки от устройства информационного обмена 42, г - номер «своего» ЛА (слота передачи кадра информационного обмена), д - импульсы начала кадров, е - импульсы кадров информационного обмена, ж - импульсы начала слотов передачи кадра информационного обмена, з - импульсы начала слотов приема кадра информационного обмена.The block diagram of the synchronization signal generator 41 (Fig. 13) contains a - a sign of the SRNS operability, b - timestamps from the SRNS receiver 36, c - timestamps from the information exchange device 42, d - the number of "own" aircraft (transmission slot of the information exchange frame ), e - frame start pulses, e - data exchange frame pulses, g - start pulses of the data exchange frame transmission slots, h - start pulses of the data exchange frame reception slots.

Структурная схема устройства информационного обмена 28 (Фиг. 15) содержит а - выходные сигналы приемопередающего устройства 24, б - навигационная информация ведущего ЛА по спутникам СРНС, в - информация ПНК, г - импульсы начала слотов приема кадра информационного обмена, д - импульсы начала слотов передачи кадра информационного обмена, е - номер «своего» ЛА, ж - сигналы на вход схемы «ИЛИ» 32, з - информация, принятая в кадре информационного обмена, и - демодулированный сигнал символьной синхронизации другого ЛА в слоте приема, к - немодулированный сигнал символьной синхронизации «своего» ЛА в слоте передачи, л - модулированный сигнал символьной синхронизации, м - информация о времени излучения сигнала символьной синхронизации.The block diagram of the information exchange device 28 (Fig. 15) contains a - output signals of the transceiver device 24, b - navigation information of the leading aircraft on the SRNS satellites, c - PNK information, d - pulses of the beginning of the slots for receiving the information exchange frame, d - pulses of the beginning of the slots transmission of the data exchange frame, e - the number of "own" aircraft, g - signals to the input of the "OR" circuit 32, h - information received in the data exchange frame, i - demodulated symbol synchronization signal of another aircraft in the receive slot, j - unmodulated signal symbol synchronization of "own" aircraft in the transmission slot, l - modulated symbol synchronization signal, m - information about the time of emission of the symbol synchronization signal.

Структурная схема устройства информационного обмена 42 (Фиг. 16) содержит а - выходные сигналы приемопередающего устройства 38, б - навигационная информация соседнего ЛА по спутникам СРНС, в - информация ПНК, г - импульсы начала слотов приема кадра информационного обмена, д - импульсы начала слотов передачи кадра информационного обмена, е - номер «своего» ЛА, ж - сигналы на вход схемы «ИЛИ» 48, з - информация, принятая в кадре информационного обмена, и - демодулированный сигнал символьной синхронизации другого ЛА в слоте приема, к - немодулированный сигнал символьной синхронизации «своего» ЛА в слоте передачи, л - модулированный сигнал символьной синхронизации, м - информация о времени излучения сигнала символьной синхронизации, н - сигнал коррекции временного положения импульсов начала слотов кадра информационного обмена.The block diagram of the information exchange device 42 (Fig. 16) contains a - output signals of the transceiver device 38, b - navigation information of the neighboring aircraft on the SRNS satellites, c - PNK information, d - pulses of the beginning of the slots for receiving the information exchange frame, d - pulses of the beginning of the slots transmission of the data exchange frame, e - the number of "own" aircraft, g - signals to the input of the "OR" circuit 48, h - information received in the data exchange frame, i - demodulated symbol synchronization signal of another aircraft in the receive slot, k - unmodulated signal symbol synchronization of “own” aircraft in the transmission slot, l is a modulated symbol synchronization signal, m is information about the symbol synchronization signal emission time, n is a signal for correcting the time position of the pulses of the beginning of the information exchange frame slots.

Структурная схема формирователя запросов синхронизации 33 (Фиг. 18) содержит а - импульсы начала слотов кадра синхронизации, б - номер соседнего ЛА (адрес ячейки ПЗУ), в - модулированный сигнал запроса синхронизации, г - немодулированный сигнал запроса синхронизации.The block diagram of the synchronization request generator 33 (Fig. 18) contains a - pulses of the beginning of the synchronization frame slots, b - number of the neighboring aircraft (ROM cell address), c - modulated synchronization request signal, d - unmodulated synchronization request signal.

На Фиг. 19 приняты следующие обозначения di={1, -1}; Tb - период бинарной последовательности; si(t) - модулированный сигнал.On FIG. 19 the following designations are accepted di={1, -1}; Tb is the period of the binary sequence; si(t) - modulated signal.

Рассмотрим действия предлагаемого способа в соответствии с Фиг. 1.Consider the actions of the proposed method in accordance with Fig. one.

Способ включает общие со способом-прототипом действия (см. Фиг. 3): определение навигационной информации каждого ЛА по спутникам СРНС 1, формирование сигналов синхронизации для временного разделения приема и передачи сигналов ЛА 2, передачу навигационной информации СРНС всем другим ЛА через канал информационного обмена с временным разделением 3, прием навигационной информации СРНС соседних ЛА через канал информационного обмена с временным разделением 4, определение локационной информации с помощью передачи и приема зондирующих сигналов 49, определение относительных дальностей всех других ЛА 5, комплексную обработку информации об относительном положении ЛА 6. Операции 1-4 составляют 1-й способ определения относительного положения ЛА, а операции 49 и 5 составляют 2-й способ.The method includes actions common with the prototype method (see Fig. 3): determining the navigation information of each aircraft on the SRNS 1 satellites, generating synchronization signals for time separation of receiving and transmitting signals of the aircraft 2, transmitting the navigation information of the SRNS to all other aircraft through the information exchange channel with time division 3, reception of SRNS navigation information of neighboring aircraft through a time division information exchange channel 4, determination of location information using the transmission and reception of probing signals 49, determination of the relative ranges of all other aircraft 5, complex processing of information about the relative position of the aircraft 6. Operations 1-4 constitute the 1st method for determining the relative position of the aircraft, and operations 49 and 5 constitute the 2nd method.

Предложены новые действия, реализующие заявленный способ. Новизна способа, согласно Фиг. 1, состоит в том, что определение относительных дальностей ЛА по второму способу вместо определения локационной информации с помощью передачи и приема зондирующих импульсов 49 (Фиг. 2) производится путем передачи и приема навигационной информации через канал информационного обмена с временным разделением 3 и 4, первый и второй способы используются совместно при наличии признака «СРНС работоспособна» 7а, а при наличии признака «СРНС неработоспособна» 7b используется только второй способ.New actions are proposed that implement the claimed method. The novelty of the method, according to Fig. 1 is that the determination of the relative ranges of the aircraft according to the second method, instead of determining the location information by transmitting and receiving probing pulses 49 (Fig. 2), is carried out by transmitting and receiving navigation information through the information exchange channel with time division 3 and 4, the first and the second methods are used together in the presence of the sign "SRNS operable" 7a, and in the presence of the sign "SRNS inoperative" 7b, only the second method is used.

При наличии признака «СРНС работоспособна» 7а формирование сигналов синхронизации для временного разделения передачи и приема сигналов ЛА 2 производится (как в прототипе) на основе определения навигационной информации СРНС по сигналам СРНС 1, координаты данного ЛА от приемника СРНС включаются в навигационную информацию для передачи соседним ЛА через канал информационного обмена с временным разделением 3, а также используются для комплексной обработки информации об относительном положении ЛА 6. Также выполняется прием навигационной информации СРНС соседних ЛА через канал информационного обмена с временным разделением 4, которая используется в комплексной обработке информации об относительном положении ЛА 6.In the presence of the sign "SRNS operable" 7a, the formation of synchronization signals for the time separation of transmission and reception of LA 2 signals is carried out (as in the prototype) based on the determination of the SRNS navigation information from the SRNS 1 signals, the coordinates of this aircraft from the SRNS receiver are included in the navigation information for transmission to neighboring Aircraft through the time division information exchange channel 3, and are also used for complex processing of information about the relative position of the aircraft 6. Navigation information from the SRNS of neighboring aircraft is also received through the time division information exchange channel 4, which is used in the complex processing of information about the relative position of the aircraft 6.

При наличии признака «СРНС неработоспособна» 7b на ведущем ЛА сигналы синхронизации для временного разделения передачи и приема навигационной информации 2 формируются автономно, из этих сигналов формируется кадр синхронизации ведущего ЛА 10, на каждом соседнем ЛА упомянутые сигналы синхронизации формируются также автономно, из сигналов синхронизации на соседних ЛА формируется кадр синхронизации 11. В кадре синхронизации ведущего ЛА последовательно производится передача запросов синхронизации 12 от ведущего ЛА каждому соседнему ЛА, совпадающих с сигналами синхронизации ведущего ЛА. В кадре синхронизации каждого соседнего ЛА производится прием запросов синхронизации ведущего ЛА этому соседнему ЛА 13 и передача ответов синхронизации от этого соседнего ЛА ведущему ЛА 14. В кадре синхронизации ведущего ЛА осуществляются прием ответов синхронизации от каждого соседнего ЛА 15, измерение задержек распространения до каждого соседнего ЛА 16 и передача данных о задержке распространения каждому соседнему ЛА 17. В кадре синхронизации каждого соседнего ЛА осуществляются прием данных о задержке распространения от ведущего ЛА 18 и корректировка временного положения сигналов синхронизации 19.In the presence of the sign "SRNS inoperative" 7b on the leading aircraft, synchronization signals for the time separation of transmission and reception of navigation information 2 are formed autonomously, a synchronization frame of the master aircraft 10 is formed from these signals, on each neighboring aircraft, the mentioned synchronization signals are also formed autonomously, from the synchronization signals on neighboring aircraft, a synchronization frame 11 is formed. In the synchronization frame of the master aircraft, synchronization requests 12 are sequentially transmitted from the master aircraft to each neighboring aircraft, which coincide with the synchronization signals of the master aircraft. In the synchronization frame of each neighbor LA, the synchronization requests of the leading LA are received to this neighboring LA 13 and the synchronization responses from this neighboring LA are transmitted to the leading LA 14. In the synchronization frame of the leading LA, synchronization responses are received from each neighboring LA 15, propagation delays are measured to each neighboring LA 16 and transmission of propagation delay data to each neighboring aircraft 17. In the synchronization frame of each neighboring aircraft, propagation delay data is received from the master aircraft 18 and the timing of the synchronization signals 19 is corrected.

По окончании кадра синхронизации на ведущем ЛА производится формирование кадра информационного обмена со всеми другими ЛА 8, на каждом соседнем ЛА из корректированных сигналов синхронизации производится формирование кадра информационного обмена со всеми другими ЛА 8. В упомянутых кадрах информационного обмена производятся (как в прототипе) передача 3 и прием 4 через канал информационного обмена с временным разделением навигационной информации ПНК всех ЛА, определяются относительные дальности до всех других ЛА 5. На основе навигационной информации ПНК и относительных дальностей вычисляются относительные координаты ЛА 9. Комплексная обработка информации об относительном положении ЛА на всех ЛА 6 производится только на основе определения относительных дальностей.At the end of the synchronization frame on the leading LA, an information exchange frame is formed with all other LA 8, on each neighboring LA, an information exchange frame with all other LA 8 is formed from the corrected synchronization signals. and receiving 4 through the information exchange channel with a time division of the navigation information of the NPC of all aircraft, the relative distances to all other aircraft are determined 5. Based on the navigation information of the NCP and the relative distances, the relative coordinates of the aircraft 9 are calculated. Complex processing of information about the relative position of the aircraft on all aircraft 6 is made only on the basis of determining the relative ranges.

Поясним подробнее алгоритмы формирования и обработки информации в способе Фиг. 1.Let us explain in more detail the algorithms for generating and processing information in the method of Fig. one.

Определение относительных координат в неавтономном режиме на всех ЛА на основе информации СРНС, измеренной на данном ЛА и полученной по линии передачи данных, описано в литературе [8].Determination of relative coordinates in offline mode on all aircraft based on SRNS information measured on a given aircraft and received via a data link is described in the literature [8].

Основными измеряемыми параметрами являются абсолютные координаты ЛА и составляющие вектора скорости. Абсолютные координаты ЛА и составляющие скорости передаются по каналу информационного обмена на другие ЛА. На собственном ЛА эти данные могут использоваться для комплексной обработки информации (КОИ) совместно с дальномерными измерениями. Результатом КОИ являются оценки относительных координат взаимодействующих ЛА группы.The main measured parameters are the absolute coordinates of the aircraft and the components of the velocity vector. The absolute coordinates of the aircraft and the speed components are transmitted via the information exchange channel to other aircraft. On your own aircraft, this data can be used for complex information processing (CPI) in conjunction with ranging measurements. The result of the COI are estimates of the relative coordinates of the interacting aircraft of the group.

При групповом вождении ЛА параметры строя ЛА, как правило, задаются значениями трех величин: линейный интервал b (расстояние в направлении траверза), линейная дистанция d (расстояние в направлении полета) и разность высот Δh (превышение, принижение). Эти параметры используются при управлении полетом ЛА в группе, и целью управления является выдерживание их значений в заданных пределах [12].When driving an aircraft in a group, the parameters of the aircraft formation, as a rule, are set by the values of three quantities: linear interval b (distance in the traverse direction), linear distance d (distance in the direction of flight) and height difference Δh (exceeding, underestimating). These parameters are used to control the flight of an aircraft in a group, and the goal of control is to maintain their values within the specified limits [12].

В литературе отсутствует общепринятое однозначное определение величин дистанции и интервала. Приведем два варианта такого определения.There is no generally accepted unambiguous definition of distance and interval in the literature. We present two versions of this definition.

Первое определение основано на кинематической схеме (Фиг. 5), использующей прямоугольную горизонтальную местную систему координат ЛАi, центр О которой расположен в центре масс ЛАi, ось Oxi направлена на Север, ось Oyi расположена по вертикали, ось Ozi дополняет систему координат до правой. В этой системе координат местоположение ЛАj с номером j проецируется на горизонтальную плоскость, вектор

Figure 00000001
расстояния между ЛАi и ЛАj проецируется соответственно в
Figure 00000002
Вектор путевой скорости
Figure 00000003
ЛАi лежащий, по определению [14], в горизонтальной плоскости, продолжается за пределы ЛАi, линейная дистанция d определяется как проекция
Figure 00000004
на это продолжение, линейный интервал b определяется как проекция
Figure 00000005
на перпендикуляр к продолжению вектора
Figure 00000006
[13].The first definition is based on a kinematic scheme (Fig. 5) using a rectangular horizontal local coordinate system of the aircraft i , the center O of which is located at the center of mass of the aircraft i , the axis Ox i is directed to the North, the axis Oy i is located vertically, the axis Oz i complements the system coordinates to the right. In this coordinate system, the location of aircraft j with number j is projected onto the horizontal plane, the vector
Figure 00000001
the distance between aircraft i and aircraft j is projected respectively into
Figure 00000002
Ground speed vector
Figure 00000003
Aircraft i lying, by definition [14], in the horizontal plane, continues beyond the limits of aircraft i , the linear distance d is defined as the projection
Figure 00000004
onto this extension, the linear interval b is defined as the projection
Figure 00000005
perpendicular to the continuation of the vector
Figure 00000006
[13].

Угол между осью Oxi и вектором

Figure 00000007
по определению является путевым углом ЛАi, равным ПУii+УС, где Ψi - угол курса ЛАi, УС - угол сноса.Angle between axis Ox i and vector
Figure 00000007
by definition is the track angle LA i , equal to PU ii + US, where Ψ i - the angle of the course LA i , US - drift angle.

Пусть Δxij, Δyij, Δzij - координаты ЛАj в горизонтальной местной прямоугольной системе координат ЛАi. Поворот системы координат (xi, yi, zi) вокруг оси Oyi характеризуется матрицей направляющих косинусов, равной [15]Let Δx ij , Δy ij , Δz ij be the coordinates of aircraft j in the horizontal local rectangular coordinate system of aircraft i . The rotation of the coordinate system (x i , y i , z i ) around the axis Oy i is characterized by a matrix of direction cosines equal to [15]

Figure 00000008
Figure 00000008

где ПУii+УС,where PU ii + US,

Ψi - угол курса ЛАi,Ψ i - heading angle LA i ,

УС - угол сноса.US - drift angle.

Откуда в системе координат, связанной с путевой скоростьюFrom where in the coordinate system associated with the ground speed

Figure 00000009
Figure 00000009

где Δxij, Δyij, Δzij - координаты ЛАj where Δx ij , Δy ij , Δz ij are the coordinates of aircraft j

Второй вариант определения линейной дистанции и линейного интервала основаны на кинематической схеме двух ЛА (Фиг. 6), в которой используется связанная система координат ЛАi. Начало системы О находится в центре масс ЛАi, ось Oyi св лежит в плоскости симметрии ЛАi и направлена вверх (от пола кабины к фонарю), ось Oxi св параллельна оси фюзеляжа (или хорде крыла, или главной продольной оси инерции) и лежит в плоскости симметрии ЛАi, ось Ozi св дополняет систему до правой [14].The second option for determining the linear distance and linear interval is based on the kinematic scheme of two aircraft (Fig. 6), which uses the associated coordinate system of the aircraft i . The beginning of the O system is located in the center of mass of the aircraft i , the axis Oy i sv lies in the plane of symmetry of the aircraft i and is directed upwards (from the cockpit floor to the canopy), the axis Ox i sv is parallel to the fuselage axis (or the chord of the wing, or the main longitudinal axis of inertia) and lies in the symmetry plane of LA i , the Oz i axis completes the system to the right one [14].

Пусть в связанной системе координат ЛАi координаты ЛАj равны хiсв j, yiсв j, ziсв j. Линейная дистанция, линейный интервал и разность высот могут быть определены следующим образом:Let the coordinates of aircraft j be equal to x icv j , y icv j , z icv j in the associated coordinate system of LA i . Linear distance, line interval and height difference can be defined as follows:

Figure 00000010
Figure 00000010

Бортовое оборудование ЛА не позволяет определить эти параметры непосредственным измерением. Их можно вычислить, зная абсолютные координаты ЛА и угловые параметры.The onboard equipment of the aircraft does not allow determining these parameters by direct measurement. They can be calculated knowing the absolute coordinates of the aircraft and the angular parameters.

В качестве источника информации об абсолютных координатах ЛА в системе МСН рассмотрим приемоизмеритель ГЛОНАСС, способный выдавать данные (абсолютные координаты) в двух системах координат:As a source of information about the absolute coordinates of the aircraft in the SIT system, we consider the GLONASS transceiver capable of providing data (absolute coordinates) in two coordinate systems:

- геодезическая система координат (ГСК) ПЗ-90: В (геодезическая широта); L (геодезическая долгота); Н (высота) и составляющие вектора скорости - νN (северная), νE (восточная), νH (вертикальная);- geodetic coordinate system (GCS) PZ-90: B (geodetic latitude); L (geodetic longitude); H (height) and components of the velocity vector - ν N (northern), ν E (eastern), ν H (vertical);

- декартова геоцентрическая система координат OXYZ, центр которой совмещен с центром масс Земли, ось OY направлена по оси вращения Земли в сторону Северного полюса, ось OZ лежит в плоскости земного экватора и связана с Гринвичским меридианом, ось ОХ дополняет систему координат до правой.- Cartesian geocentric coordinate system OXYZ, the center of which is aligned with the center of mass of the Earth, the OY axis is directed along the axis of rotation of the Earth towards the North Pole, the OZ axis lies in the plane of the Earth's equator and is connected with the Greenwich meridian, the OX axis complements the coordinate system to the right.

Непосредственно пересчитать абсолютные координаты двух ЛА в требуемые относительные координаты весьма затруднительно. Поэтому используется последовательный пересчет:It is very difficult to directly recalculate the absolute coordinates of two aircraft into the required relative coordinates. Therefore, sequential recalculation is used:

1. Преобразование геодезических координат в геоцентрические (ГЦСК):1. Converting geodetic coordinates to geocentric (GCSC):

Figure 00000011
Figure 00000011

2. Преобразование геоцентрических координат ЛАi и ЛАj в относительные координаты в горизонтальной местной прямоугольной системе координат каждого из ЛАi и ЛАj:2. Transformation of geocentric coordinates of aircraft i and aircraft j into relative coordinates in the horizontal local rectangular coordinate system of each of aircraft i and aircraft j :

Figure 00000012
Figure 00000012

Радиус в точке расположения ЛАi:Radius at the point of location of the aircraft i :

Figure 00000013
Figure 00000013

В формуле (7) а=6378245 м - большая полуось земного эллипсоида, е2=0,0066934 - эксцентриситет земного эллипсоида.In formula (7) a=6378245 m is the major semi-axis of the earth ellipsoid, e 2 =0.0066934 is the eccentricity of the earth ellipsoid.

При малых изменениях абсолютных координат выражения (6) можно упростить:With small changes in the absolute coordinates, expression (6) can be simplified:

Figure 00000014
Figure 00000014

3. Интервал, дистанция и разность высот на каждом из ЛАi, ЛАj относительно другого ЛА определяются выражениями (1)-(3).3. The interval, distance and height difference on each of the aircraft i , aircraft j relative to the other aircraft are determined by expressions (1)-(3).

Таким образом, в неавтономном режиме для вычисления на ЛАi линейной дистанции, линейного интервала и разности высот между ЛАi и ЛАj последний должен передавать по каналу информационного обмена на ЛАi:Thus, in offline mode, to calculate on aircraft i the linear distance, linear interval and height difference between aircraft i and aircraft j , the latter must transmit via the information exchange channel to aircraft i :

при первом определении d, b, Δh - свои геоцентрические координаты ϕi, λi, hi и истинный путевой угол ПУi;at the first definition d, b, Δh - their geocentric coordinates ϕ i , λ i , h i and the true track angle PU i ;

при втором определении d, b, Δh - свои геоцентрические координаты ϕi, λi, hi.in the second definition, d, b, Δh are their geocentric coordinates ϕ i , λ i , h i .

Для реализации автономного режима при полном отсутствии сигналов СРНС осуществляется автономная синхронизация циклограммы работы системы (Фиг. 6). Для этого всем ЛА до работы в группе из М ЛА присваиваются номера слотов i=1, …, М (они же - номера ЛА). Ведущему ЛА присваивается номер 1. Номерам i соответствуют конкретные сигналы из ансамбля сигналов автономной синхронизации Si(t) со слабой взаимной корреляцией. Слабая взаимная корреляция необходима для выделения конкретным ЛА «своего» сигнала с большими вероятностями правильного обнаружения и различения.To implement the autonomous mode in the complete absence of SRNS signals, autonomous synchronization of the cyclogram of the system operation is carried out (Fig. 6). To do this, all aircraft before working in a group of M aircraft are assigned slot numbers i=1, ..., M (they are also aircraft numbers). The leading aircraft is assigned the number 1. The numbers i correspond to specific signals from the ensemble of autonomous synchronization signals S i (t) with a weak cross-correlation. Weak cross-correlation is necessary for a particular aircraft to isolate “its own” signal with high probabilities of correct detection and discrimination.

Если из строя выходит СРНС, о чем все ЛА должны уведомляться по другим каналам связи, то начинается процедура автономной синхронизации циклограммы системы, описанная выше.If the SRNS fails, which all aircraft must be notified via other communication channels, then the procedure for autonomous synchronization of the system cyclogram, described above, begins.

В конце кадра синхронизации у ведущего ЛА1 будут оценки дальностей

Figure 00000015
, где i=2, …, М. У ЛАi будет оценка дальности
Figure 00000016
.At the end of the synchronization frame, lead aircraft 1 will have range estimates
Figure 00000015
, where i=2, …, M. The aircraft i will have a range estimate
Figure 00000016
.

Синхронизацию можно повторять через несколько кадров. Период повторения определяется нестабильностью опорных генераторов на ЛА, используемых для создания циклограмм.Synchronization can be repeated after several frames. The repetition period is determined by the instability of the reference oscillators on the aircraft used to create the sequence diagrams.

В кадре информационного обмена, который следует за кадром синхронизации, каждый ЛАi (i=1,...,М) в своем i-м слоте передает в вещательном режиме («всем») пакет, состоящий из сигнала символьной синхронизации CCi и информационного сигнала ИСi. Остальные ЛА принимают информационные пакеты. В каждом пакете передаются, прежде всего, векторы оценок дальностей и скоростей. После кадра информационного обмена на всех ЛА будет матрица оценок дальностей

Figure 00000017
размером МхМ (i, j=1, …, М) и матрица оценок скоростей.In the traffic frame that follows the synchronization frame, each LA i (i=1,...,M) in its i-th slot transmits in the broadcast mode ("all") a packet consisting of a symbol synchronization signal CC i and information signal IS i . The rest of the aircraft receive information packets. In each packet, first of all, vectors of range and speed estimates are transmitted. After the information exchange frame, all aircraft will have a matrix of range estimates
Figure 00000017
size MxM (i, j=1, ..., M) and a matrix of speed estimates.

На ЛА могут быть созданы фильтры слежения для оценок радиальных дальностей

Figure 00000018
.Tracking filters can be created on the aircraft for radial range estimates
Figure 00000018
.

Измерение относительных дальностей и скоростей их изменения совмещается с информационным обменом. Реализуется циклограмма с кадром синхронизации и кадром информационного обмена, которые изменяется следующим образом.The measurement of relative ranges and their rates of change is combined with information exchange. A sequence diagram is implemented with a synchronization frame and an information exchange frame, which are changed as follows.

В слоте i ЛАi посылает сигнал символьной синхронизации (CCi), который воспринимается другим ЛАj как запрос дальности. В этом же слоте ЛАi передает информационный сигнал (ИСi) со значением момента времени по своей шкале, в который передается сигнал символьной синхронизации. Все другие ЛА принимают CCi, ИСi и фиксируют моменты приема CCi. По ним вычисляются оценки всех задержек

Figure 00000019
.In slot i, LA i sends a symbol sync signal (CC i ), which is perceived by another LA j as a range request. In the same slot, LA i transmits an information signal (IS i ) with the value of the time point on its scale, in which the symbol synchronization signal is transmitted. All other aircraft receive CC i , IS i and fix the moments of reception of CC i . Estimates of all delays are calculated from them
Figure 00000019
.

Алгоритм формирования оценок

Figure 00000020
на примере взаимодействия двух ЛА приведен ниже.Algorithm for generating estimates
Figure 00000020
on the example of the interaction of two aircraft is given below.

Кадр информационного обмена состоит из двух слотов 1 и 2.The traffic frame consists of two slots 1 and 2.

ЛА1 излучает в слоте 1 кадра 1 сигнал CC1 в момент Ти1 своей шкалы времени. Это число ЛА1 передает в этом слоте в информационном сообщении ИС1.LA 1 emits in slot 1 of frame 1 signal CC 1 at time T u1 of its time scale. This number LA 1 transmits in this slot in the information message IP 1 .

На ЛА2 принимают сигнал CC1 в слоте 1 кадра 1 в момент Тпр12и1+Δt212, где Δt2 - сдвиг шкалы ЛА2 относительно шкалы ЛА1, τ12 - задержка распространения сигнала от ЛА1 до ЛА2. Число Ти1 принимается в сообщении ИС1.On LA 2 receive signal CC 1 in slot 1 of frame 1 at the time T pr12 =T and1 +Δt 212 , where Δt 2 - scale shift LA 2 relative to the scale LA 1 , τ 12 - signal propagation delay from LA 1 to LA 2 . The number T u1 is received in the message IP 1 .

ЛА2 излучает в слоте 2 кадра 1 сигнал СС2 в момент Ти2и1сл+Δt2, где Тсл - длительность слота. Это число ЛА2 передает в информационном сообщении ИС2.LA 2 emits in slot 2 frame 1 signal CC 2 at the time T U2 =T U1 +T SL +Δt 2 , where T SL is the duration of the slot. This number LA 2 transmits in the information message IP 2 .

На ЛА1 принимают сигнал СС2 в слоте 2 кадра 1 в момент Тпр21и1сл21, где τ21 - задержка распространения от ЛА2 до ЛА1.On LA 1 receive signal SS 2 in slot 2 of frame 1 at the time T PR21 =T U1 +T SL21 where τ 21 is the propagation delay from LA 2 to LA 1 .

В итоге на ЛА1 получаем систему уравнений с двумя неизвестными τ21 и Δt2:As a result, on LA 1 we obtain a system of equations with two unknowns τ 21 and Δt 2 :

Ти2и1сл+Δt2,T u2 \u003d T u1 + T sl + Δt 2 ,

Тпр21и1сл21,T pr21 \ u003d T i1 + T sl + τ 21 ,

решение которой имеет вид:whose solution looks like:

Figure 00000021
Figure 00000021

Figure 00000022
Figure 00000022

Отсюда видно, что получена оценка

Figure 00000023
с экстраполяцией назад на Тсл на момент излучения первым ЛА и оценка сдвига шкалы ЛА2 относительно шкалы ЛА1.This shows that we have obtained the estimate
Figure 00000023
with extrapolation back to T sl at the time of emission of the first LA and estimate the shift of the scale LA 2 relative to the scale LA 1 .

На ЛА2 получаем систему уравнений с двумя неизвестными τ12 и Δt2:On LA 2 we obtain a system of equations with two unknowns τ 12 and Δt 2 :

Ти2и1сл+Δt2,T u2 \u003d T u1 + T sl + Δt 2 ,

Тпр12и1сл12,T pr12 \ u003d T i1 + T sl + τ 12 ,

решение которой имеет вид:whose solution looks like:

Figure 00000024
Figure 00000024

Figure 00000025
Figure 00000025

Поскольку Ти2 - Тсли1+Δt2, имеем

Figure 00000026
Отсюда видно, что полученная оценка
Figure 00000027
относится к моменту излучения первым ЛА с учетом смещения шкал.Since T u2 - T sl \u003d T u1 + Δt 2 , we have
Figure 00000026
This shows that the resulting estimate
Figure 00000027
refers to the moment of emission by the first aircraft, taking into account the shift of the scales.

Далее в слоте 1 кадра 2 ЛА1 передает на ЛА2 сообщение с оценкой

Figure 00000028
На ЛА2 принимают это сообщение и вычисляют оценку скорости с задержкой на слот относительно оценки дальности ЛА2:Further, in slot 1 of frame 2, LA 1 sends to LA 2 a message with an estimate
Figure 00000028
LA 2 receives this message and calculates a speed estimate with a delay per slot relative to the LA 2 range estimate:

Figure 00000029
Figure 00000029

В слоте 2 кадра 2 ЛА2 передает на ЛА1 оценку

Figure 00000030
. На ЛА1 вычисляется та же оценка
Figure 00000031
. Далее процесс повторяется.In slot 2 of frame 2, LA 2 sends an estimate to LA 1
Figure 00000030
. On LA1, the same estimate is calculated
Figure 00000031
. Then the process is repeated.

Описанный процесс представим для наглядности в виде таблицы.The described process is presented for clarity in the form of a table.

Figure 00000032
Figure 00000032

Далее на всех ЛА вычисляются оценки дальностей:

Figure 00000033
Further, on all aircraft, the range estimates are calculated:
Figure 00000033

Процесс повторяется в следующих кадрах.The process is repeated in the following frames.

Описанная методика распространяется на М ЛА.The described technique applies to MLA.

Достоинства данного метода измерения радиальных дальностей:Advantages of this method of measuring radial distances:

1) можно реже проводить синхронизацию, т.к. за один кадр все ЛА вычисляют оценки дальности

Figure 00000034
с компенсацией всех временных сдвигов шкал за время кадра;1) you can synchronize less often, because in one frame, all aircraft calculate range estimates
Figure 00000034
with compensation of all time shifts of the scales during the frame;

2) не нужен кадр измерения дальностей методом «запрос - ответ»;2) a frame for measuring ranges by the “request-response” method is not needed;

3) отсутствуют внутрисистемные помехи, свойственные методу «запрос - ответ», т.е. ансамбль слабо коррелированных сигналов нужен только для автономной синхронизации и информационного обмена;3) there are no intra-system interference inherent in the "request - response" method, i.e. an ensemble of weakly correlated signals is needed only for autonomous synchronization and information exchange;

4) слежение за оценками дальностей

Figure 00000035
на всех ЛА можно организовать с постоянным периодом Тк.4) tracking range estimates
Figure 00000035
on all aircraft can be organized with a constant period T to .

Рассмотрим вычисление линейной дистанции d, линейного интервала b и разности высот Δh в автономном режиме.Let's consider calculation of linear distance d, linear interval b and height difference Δh offline.

Для кинематической схемы Фиг. 6 из геометрических построений в местной горизонтальной системе координат ЛАi следует, что при измерении горизонтальной дальности rs между ЛАi и ЛАj For the kinematic diagram of Fig. 6 from the geometric constructions in the local horizontal coordinate system of aircraft i it follows that when measuring the horizontal distance r s between aircraft i and aircraft j

d=rг cos ε;d=r g cos ε;

b=rг sin ε,b \u003d r g sin ε,

где ε=Ψij+КУi+УС;where ε=Ψ ij + KU i + US;

Ψi - истинный курс ЛАi;Ψ i - true heading LA i ;

Ψj - истинный курс ЛАj;Ψ j - true course of aircraft j ;

КУi - курсовой угол ЛАi, измеренный на ЛАj;KU i - heading angle LA i , measured on LA j ;

УС - угол сноса, одинаковый для ЛАi и ЛАj.US - drift angle, the same for LA i and LA j .

Если ЛАi передает на ЛАj оценку своей высоты

Figure 00000036
, то измеряя наклонную дальность
Figure 00000037
, на ЛАj оценка горизонтальной дальности будет равнаIf aircraft i sends an estimate of its height to aircraft j
Figure 00000036
, then measuring the slant range
Figure 00000037
, on aircraft j the estimate of the horizontal range will be equal to

Figure 00000038
Figure 00000038

где

Figure 00000039
.where
Figure 00000039
.

В кинематической схеме Фиг. 6 в связанной системе координат обозначим угол между осью Oxi св и вектором r через ε. Этот угол не может быть определен на основе измерения дальности r, и поэтому следует привлечь другие навигационные средства либо размещать на ЛАj пеленгатор. Одним из возможных решений является измерение на ЛАi курсового угла КУj на ЛАj и передача оценки этого угла по линии информационного обмена на ЛАj. Измерение курсового угла КУj можно осуществить, например, с помощью бортовой РЛС ЛАi.In the kinematic diagram of Fig. 6 in the associated coordinate system, we denote the angle between the axis Ox i sv and the vector r through ε. This angle cannot be determined from the measurement of the range r, and therefore other navigational aids should be brought in, or a direction finder should be placed on the aircraft j . One of the possible solutions is to measure the heading angle KU j on LA j on LA i and transfer the estimate of this angle through the information exchange line to LA j . The measurement of the heading angle KU j can be carried out, for example, using the airborne radar LA i .

Таким образом, в автономном режиме в кадре информационного обмена ЛАi кроме сигналов для измерения дальности должны передаваться на ЛАj при первом определении d, b, Δh:Thus, in autonomous mode, in the frame of information exchange, aircraft i , in addition to signals for measuring range, must be transmitted to aircraft j at the first determination of d, b, Δh:

- истинный курс ЛАi;- true heading LA i ;

- высота

Figure 00000040
;- height
Figure 00000040
;

При втором определении d, b, Δh на ЛАi должен измеряться курсовой угол на ЛАj.In the second determination of d, b, Δh on aircraft i , the heading angle on aircraft j should be measured.

Оценки дистанции и интервала, как в неавтономном, так и в автономном режиме могут быть использованы для пилотирования ЛА группы. Один из алгоритмов управления ЛА на основе данных о дистанции и интервале до другого ЛА описан в [12].Distance and interval estimates, both online and offline, can be used to pilot the group's aircraft. One of the aircraft control algorithms based on data on the distance and interval to another aircraft is described in [12].

Рассмотрим реализацию комплексной обработки информации об относительном положении ЛА. С точки зрения обеспечения безопасности группового полета определяющим является контроль расстояния между взаимодействующими ЛА, поэтому совместно с данными об относительных координатах, получаемыми по измеренным абсолютным координатам от СРНС, необходимо использовать данные непосредственных измерений относительных дальностей до всех ЛА, взаимодействующих с данным ЛА.Consider the implementation of complex processing of information about the relative position of the aircraft. From the point of view of ensuring the safety of a formation flight, control of the distance between interacting aircraft is decisive, therefore, together with data on relative coordinates obtained from the measured absolute coordinates from the SRNS, it is necessary to use data from direct measurements of relative distances to all aircraft interacting with this aircraft.

Однако относительные координаты взаимодействующих ЛА и относительные дальности измеряются не одновременно, а в соответствии с циклограммами приемника СРНС и информационного обмена между ЛА. Кроме того, объем получаемой каждым ЛА информации даже в небольшой группе будет значительным. Например, в группе из 6 ЛА один абонент получает 15 абсолютных координат, 15 составляющих вектора скорости и 5 относительных дальностей. Таким образом, каждый абонент за один цикл работы системы получает 35 измеренных параметров. Отсюда следует, что совместная обработка всей получаемой информации будет очень трудоемкой.However, the relative coordinates of the interacting aircraft and the relative distances are not measured simultaneously, but in accordance with the cyclograms of the SRNS receiver and the information exchange between the aircraft. In addition, the volume of information received by each aircraft, even in a small group, will be significant. For example, in a group of 6 aircraft, one subscriber receives 15 absolute coordinates, 15 components of the velocity vector and 5 relative ranges. Thus, each subscriber receives 35 measured parameters in one cycle of the system operation. It follows that the joint processing of all received information will be very laborious.

В связи с этим рекомендуются упрощенные алгоритмы оценивания относительных координат [8], которые заключаются в раздельной фильтрации координатной и дальномерной информации. Структура одного из таких алгоритмов комплексной обработки информации показана на Фиг. 8.In this regard, simplified algorithms for estimating relative coordinates [8] are recommended, which consist in separate filtering of coordinate and range information. The structure of one such complex information processing algorithm is shown in Fig. eight.

Рассмотрим работу предлагаемой системы определения относительного положения ЛА, реализующей предлагаемый способ, в соответствии с Фиг. 2.Consider the operation of the proposed system for determining the relative position of the aircraft, which implements the proposed method, in accordance with Fig. 2.

Описание системыSystem Description

Режим работы задается из ПНК прежде всего настройкой бортового оборудования всех ЛА на одну и ту же частоту из рабочих частот системы МСН (ПНК на Фиг. 2 не показан).The operating mode is set from the PNK, first of all, by tuning the on-board equipment of all aircraft to the same frequency from the operating frequencies of the MSN system (PNK is not shown in Fig. 2).

Кроме рабочей частоты задается номер ЛА (слота передачи) и признак работоспособности СРНС, определяющий режим работы - «Неавтономный» либо «Автономный». Номер слота поступает на вход формирователей сигналов синхронизации 27, 41 (на Фиг. 2 не показано). Признак работоспособности СРНС поступает на входы формирователей сигналов синхронизации 27, 41 и устройств комплексной обработки информации об относительном положении ЛА 30, 44. Далее бортовое оборудование всех ЛА работает автоматически без вмешательства ПНК.In addition to the operating frequency, the number of the aircraft (transmission slot) and the sign of the SRNS operability are set, which determines the operating mode - "Online" or "Autonomous". The slot number is input to the synchronization signal generators 27, 41 (not shown in Fig. 2). The SRNS operability sign is fed to the inputs of the synchronization signal generators 27, 41 and devices for complex processing of information about the relative position of the aircraft 30, 44. Further, the on-board equipment of all aircraft operates automatically without the intervention of the FPU.

В неавтономном режиме бортовое оборудование всех ЛА работает одинаково. Метка времени приемников СРНС 22, 36 на каждом ЛА синхронизирует формирователь сигналов синхронизации, который формирует слоты информационного обмена циклограммы системы МСН. Приемники СРНС 22, 36 измеряют координаты и навигационные параметры своих ЛА, передают их в устройства информационного обмена 28, 42 и устройства комплексной обработки информации об относительном положении ЛА 30, 44.In non-autonomous mode, the on-board equipment of all aircraft works the same way. The timestamp of the SRNS receivers 22, 36 on each aircraft synchronizes the synchronization signal generator, which forms the data exchange slots of the MCH system cyclogram. The SRNS receivers 22, 36 measure the coordinates and navigation parameters of their aircraft, transmit them to the information exchange devices 28, 42 and the devices for complex processing of information about the relative position of the aircraft 30, 44.

Каждый ЛА в выделенном для него слоте передачи передает через приемопередающие устройства линии передачи данных 24, 38 остальным ЛА в вещательном режиме пакет данных, содержащий навигационную информацию от собственного приемника СРНС 22, 36 и от пилотажно-навигационного комплекса (ПНК). Кроме того, передается информация о времени излучения сигнала символьной синхронизации информационного сообщения для обеспечения измерения дальности. Принятое информационное сообщение на каждом из остальных ЛА поступает из устройств информационного обмена 28, 42 на входы измерителей относительных дальностей 34, 47 и вычислителей относительных координат ЛА 29, 43. В вычислителях относительных координат ЛА 29, 43 определяются относительные координаты ЛА, поступающие далее в устройства комплексной обработки информации об относительном положении ЛА 30, 44 для координатной фильтрации. Информация о дальностях из измерителей относительных дальностей 34, 47 поступает в устройства комплексной обработки информации об относительном положении ЛА 30, 44 для дальномерной фильтрации.Each LA in the transmission slot allocated for it transmits through the transceiver devices of the data transmission line 24, 38 to the rest of the LA in the broadcast mode a data packet containing navigation information from its own receiver SRNS 22, 36 and from the flight and navigation complex (PNA). In addition, information is transmitted about the emission time of the information message symbol synchronization signal to provide ranging. The received information message on each of the other aircraft comes from the information exchange devices 28, 42 to the inputs of the relative range meters 34, 47 and the calculators of the relative coordinates of the aircraft 29, 43. complex processing of information about the relative position of the aircraft 30, 44 for coordinate filtering. Distance information from the relative range meters 34, 47 enters the device for complex processing of information about the relative position of the aircraft 30, 44 for ranging filtering.

В остальных слотах ЛА принимают пакеты данных от остальных ЛА через приемопередающие устройства линии передачи данных 24, 38. По данным ПНК и данным, полученным от других ЛА, в вычислителях относительных координат ЛА 29, 43 производится вычисление относительных координат, и далее в устройствах комплексной обработки информации об относительном положении ЛА 30, 44 производится комплексная обработка информации с пересчетом координат, например в относительные дальности, интервалы и разности высот ЛА.In the remaining slots, the aircraft receive data packets from the remaining aircraft through the transceiver devices of the data transmission line 24, 38. According to the NCP data and data received from other aircraft, relative coordinates are calculated in the calculators of the relative coordinates of the aircraft 29, 43, and then in the complex processing devices information about the relative position of the aircraft 30, 44 is a complex processing of information with the conversion of coordinates, for example, in relative distances, intervals and height differences of the aircraft.

В автономном режиме в бортовом оборудовании ведущего ЛА формирователь сигналов синхронизации 27 запускает поочередно в последовательных слотах формирователь запросов синхронизации 33. Модулированный запрос синхронизации ЗСi для i-го ЛА поступает через схему "ИЛИ" 32 на вход приемопередающего устройства линии передачи данных 5 и посылается в эфир (Фиг. 7).In offline mode, in the onboard equipment of the leading aircraft, the synchronization signal generator 27 starts the synchronization request generator 33 in turn in successive slots.i for the i-th aircraft enters through the circuit "OR" 32 to the input of the transceiver device of the data line 5 and is sent on the air (Fig. 7).

Принятый приемной антенной линии передачи данных 39 бортового оборудования i-го соседнего ЛА модулированный запрос синхронизации ЗСi через приемопередающее устройство линии передачи данных 38 поступает в демодулятор запроса синхронизации 45 этого бортового оборудования, где фиксируется момент прихода демодулированного ЗСi. Демодулированный ЗСi поступает далее на вход формирователя ответа синхронизации 46, с выхода которого после фиксированной задержки модулированный ответ синхронизации OCi поступает через схему "ИЛИ" 48 в приемопередающее устройство линии передачи данных 38 бортового оборудования i-го ЛА и излучается через передающую антенну 40 в эфир.Received by the receiving antenna of the data transmission line 39 of the onboard equipment of the i-th neighboring aircraft, the modulated synchronization request of the ES i through the transceiver of the data transmission line 38 enters the synchronization request demodulator 45 of this onboard equipment, where the moment of arrival of the demodulated ES i is recorded. The demodulated ES i is then fed to the input of the synchronization response shaper 46, from the output of which, after a fixed delay, the modulated synchronization response OCi is fed through the "OR" circuit 48 to the transceiver of the data transmission line 38 of the onboard equipment of the i-th aircraft and is radiated through the transmitting antenna 40 on the air .

Приемопередающее устройство линии передачи данных 24 ведущего ЛА принимает модулированный ответ синхронизации OCi. С выхода этого приемопередающего устройства станции сигнал OCi поступает в демодулятор ответов синхронизации 31 и далее в измеритель задержки распространения 35, который измеряет интервал времени между немодулированным сигналом ЗСi и демодулированным сигналом OCi, формирует информационную посылку (ИПi) со значением этого интервала, которая поступает на вход приемопередающего устройства линии передачи данных 24 и излучается в эфир.The data link transceiver 24 of the host aircraft receives the modulated timing response OCi. From the output of this transceiver of the station, the OCi signal enters the synchronization response demodulator 31 and then to the propagation delay meter 35, which measures the time interval between the unmodulated signal ES i and the demodulated signal OCi, generates an information package (IP i ) with the value of this interval, which arrives to the input of the transceiver of the data line 24 and is emitted into the air.

Приемопередающее устройство линии передачи данных 38 i-го ЛА принимает информационную посылку ИПi ведущего ЛА, которая поступает на вход демодулятора и декодера данных о задержке в составе устройства информационного обмена 42. В упомянутом устройстве из момента прихода демодулированного ЗСi вычитается значение интервала времени задержки и результат поступает на вход формирователя сигналов синхронизации 41 для формирования начала циклограммы i-го ЛА.The transceiver device of the data transmission line 38 of the i -th aircraft receives the information package IP i of the leading aircraft, which is input to the demodulator and decoder of data about the delay as part of the information exchange device 42. the result is fed to the input of the synchronization signal generator 41 to form the beginning of the sequence diagram of the i-th aircraft.

Формирователь сигналов синхронизации 41 в кадре информационного обмена формирует слоты, поступающие на вход устройства информационного обмена 42, в которых осуществляется информационный обмен i-го ЛА аналогично работе в неавтономном режиме. Отличие заключается в составе принимаемой и передаваемой информации, поскольку приемник СРНС не работает.The synchronization signal generator 41 in the data exchange frame generates slots that are input to the data exchange device 42, in which the information exchange of the i-th aircraft is carried out similarly to working in offline mode. The difference lies in the composition of the received and transmitted information, since the SRNS receiver does not work.

Информационное сообщение поступает из устройства информационного обмена 23 на вход измерителя относительных дальностей 47. Информация о дальностях из измерителя относительных дальностей 47 поступает в устройство комплексной обработки информации об относительном положении ЛА 44 для дальномерной фильтрации. При этом признак работоспособности СРНС отключает координатные фильтры.The information message comes from the information exchange device 23 to the input of the relative range meter 47. Information about the distances from the relative range meter 47 enters the device for complex processing of information about the relative position of the aircraft 44 for ranging filtering. At the same time, the sign of SRNS operability disables coordinate filters.

Приведем примеры реализации устройств, входящих в систему Фиг. 2.Let us give examples of the implementation of the devices included in the system of Fig. 2.

В качестве приемника СРНС 22, 36 может быть использован любой из авиационных приемников СРНС, примеры которых приведены, например, в [16, стр. 173, таблица 13.3; стр. 310-319, табл. П.4.1]. Тип антенны СРНС 23, 37 зависит от типа ЛА.As a receiver SRNS 22, 36 can be used any of the aviation receivers SRNS, examples of which are given, for example, in [16, p. 173, table 13.3; pp. 310-319, tab. P.4.1]. The type of antenna SRNS 23, 37 depends on the type of aircraft.

В современных линиях передачи данных используются широкополосные сигналы и цифровая обработка сигналов. Примеры приемопередатчиков для широкополосных сигналов приведены, например, в [17]. На фиг. 9 приведена блок-схема супергетеродинного дуплексного приемопередатчика [17, стр. 116, рис. 3.1], на фиг. 10 приведена блок-схема приемопередатчика прямого преобразования [17, стр. 144, рис. 3.10]. В упомянутых блок-схемах использована одна антенна для приема и передачи с дуплексером. При отсутствии дуплексера используются две антенны, как в предлагаемой системе. Тип антенны линии передачи данных зависит от диапазона радиочастот и типа ЛА. Примеры антенн линии передачи данных приведены, например, в [18].Modern data lines use broadband signals and digital signal processing. Examples of transceivers for broadband signals are given, for example, in [17]. In FIG. 9 shows a block diagram of a superheterodyne duplex transceiver [17, p. 116, fig. 3.1], in Fig. 10 shows a block diagram of a direct conversion transceiver [17, p. 144, fig. 3.10]. In the mentioned block diagrams, one antenna is used for receiving and transmitting with a duplexer. In the absence of a duplexer, two antennas are used, as in the proposed system. The type of data link antenna depends on the radio frequency band and type of aircraft. Examples of data link antennas are given, for example, in [18].

На Фиг. 11 и 12 приведена структурная схема формирователя сигналов синхронизации 27 и временные диаграммы его работы.On FIG. Figures 11 and 12 show a block diagram of the generator of synchronization signals 27 and timing diagrams of its operation.

На Фиг. 13 и 14 приведена структурная схема формирователя сигналов синхронизации 41 и временные диаграммы его работы.On FIG. 13 and 14 show a block diagram of the synchronization signal generator 41 and timing diagrams of its operation.

На Фиг. 15 и 16 приведены структурные схемы соответственно устройства информационного обмена 28 и 42. при использовании широкополосных сигналов модуляторы и демодуляторы в этих схемах реализуются, например, по схемам Фиг. 19 и 20.On FIG. 15 and 16 are block diagrams of information exchange devices 28 and 42, respectively. When using broadband signals, modulators and demodulators in these circuits are implemented, for example, according to the circuits of FIG. 19 and 20.

Фиг. 17 поясняет работу устройства информационного обмена 28 при приеме в информационном кадре и формировании сигналов для измерения относительной дальности.Fig. 17 explains the operation of the communication device 28 when received in an information frame and generating signals for measuring relative range.

На Фиг. 18 приведена структурная схема формирователя запросов синхронизации 33.On FIG. 18 shows a block diagram of the synchronization request generator 33.

Примеры реализации модуляторов и демодуляторов в формирователе запросов синхронизации 33, формирователе ответов синхронизации 46, устройствах информационного обмена 28 и 42, демодуляторе ответов синхронизации 31 и демодуляторе запросов синхронизации 45 приведены на Фиг. 19 и 20.Examples of implementation of modulators and demodulators in sync request generator 33, sync response generator 46, communication devices 28 and 42, sync response demodulator 31, and sync request demodulator 45 are shown in FIG. 19 and 20.

Структурная схема измерителя задержки распространения 35 приведена на Фиг. 21. Кодирующее устройство, входящее в этот измеритель, может быть реализовано различными способами: с использованием дискретной линии задержки [21, стр. 71, рис. 11], на сдвиговом регистре [21, стр. 72, рис. 12], на счетчике с матрицей [21, стр. 73, рис. 12].A block diagram of the propagation delay meter 35 is shown in FIG. 21. The encoder included in this meter can be implemented in various ways: using a discrete delay line [21, p. 71, fig. 11], on a shift register [21, p. 72, fig. 12], on a counter with a matrix [21, p. 73, fig. 12].

Для передачи информации о задержке распространения принимается временной способ кодирования ("время-импульсная модуляция"), при котором значение информации передается в виде интервала времени между кодами "Старт" и "Стоп". Число дискретных значений информационного интервала составляет N=2z, где z число двоичных разрядов передаваемой информации.To transmit propagation delay information, a temporal coding method ("time-pulse modulation") is adopted in which the information value is transmitted as a time interval between the "Start" and "Stop" codes. The number of discrete values of the information interval is N=2 z , where z is the number of bits of the transmitted information.

На Фиг. 22 представлена структура сигнала при временном способе кодирования [22, стр. 37, рис. 1]. Весь сигнал содержит К подциклов, причем последний подцикл является проверочным: при произвольных xi (i=1, 2,…, K-1) всегда выбирается такое xk, чтобы

Figure 00000041
(mod N), что дает возможность на приемном конце обнаруживать и исправлять одиночную ошибку, возникшую в одном из информационных подциклов. При этом "Старт" передается только в первом подцикле.On FIG. 22 shows the structure of the signal with a temporal coding method [22, p. 37, fig. one]. The whole signal contains K subcycles, and the last subcycle is a test one: for arbitrary x i (i=1, 2,…, K-1) such x k is always chosen so that
Figure 00000041
(mod N), which makes it possible at the receiving end to detect and correct a single error that occurred in one of the information subframes. In this case, "Start" is transmitted only in the first subcycle.

В качестве вычислителей относительных координат 29, 43 и устройств комплексной обработки информации об относительном положении ЛА 30, 44 могут быть использованы любые бортовые авиационные вычислительные устройства.As calculators of relative coordinates 29, 43 and devices for complex processing of information about the relative position of the aircraft 30, 44, any onboard aviation computing devices can be used.

Таким образом, в предложенных способе и системе введены новые операции и новые их сочетания с известными операциями, связанные с синхронизацией приема и передачи информации между ЛА и определения относительного положения каждого ЛА группы как при работе СРНС, так и при возможной потере работоспособности СРНС.Thus, in the proposed method and system, new operations and their new combinations with known operations are introduced, related to the synchronization of the reception and transmission of information between the aircraft and determining the relative position of each aircraft in the group both during the operation of the SRNS and in the event of a possible loss of operability of the SRNS.

При этом существенно, что введение в систему межсамолетной навигации способа автономной синхронизации ее работы повышает надежность и живучесть системы межсамолетной навигации.At the same time, it is essential that the introduction of the method of autonomous synchronization of its operation into the inter-aircraft navigation system increases the reliability and survivability of the inter-aircraft navigation system.

Указанные операции определяют существенную новизну предложенного способа.These operations determine the essential novelty of the proposed method.

Эффективность предложенных способа и системы подтверждены результатами имитационного цифрового и полунатурного моделирования при разработке и отладке опытных образцов бортового оборудования навигации, посадки и межсамолетной навигации перспективных ЛА.The effectiveness of the proposed method and system is confirmed by the results of simulation digital and full-scale modeling in the development and debugging of prototypes of on-board equipment for navigation, landing and inter-aircraft navigation of advanced aircraft.

Заявляемое изобретение является перспективным для решения проблем повышения надежности и живучести перспективных систем межсамолетной навигации, в том числе при решении боевых задач в условиях уничтожения спутников СРНС или постановки помех в районах групповых действий авиации.The claimed invention is promising for solving the problems of improving the reliability and survivability of promising inter-aircraft navigation systems, including when solving combat missions in the conditions of destroying SRNS satellites or jamming in areas of group aviation operations.

Таким образом, из вышеприведенного следует новизна и полезность предложенных способа и системы.Thus, the novelty and usefulness of the proposed method and system follows from the above.

ЛитератураLiterature

1 Информационная система межсамолетной навигации: пат. №2222781, Рос. Федерация. №2002101344/28; заявл. 10.01.00; опубл. 27.01.2004.1 Inter-aircraft navigation information system: Pat. No. 2222781, Ros. Federation. No. 2002101344/28; dec. 10.01.00; publ. 01/27/2004.

2 Method and system for automatic control of the flight formation of unmanned aerial vehicles: UK Patent GB №2476149; Date of Publication 16.07.2014.2 Method and system for automatic control of the flight formation of unmanned aerial vehicles: UK Patent GB No. 2476149; Date of Publication 07/16/2014.

3 Autonomous station keeping system for formation flight: Patent Application Publication №US 2005/0055143; Pub. Data: Mar. 10, 2005.3 Autonomous station keeping system for formation flight: Patent Application Publication No. US 2005/0055143; Pub. Data: Mar. 10, 2005.

4 Automatic formation flight control system (AFFCS) - a system for automatic formation flight control of vehicles not limited to aircraft, helicopters, or space platforms: United States Patent. №US 6,926,23; Date of Patent: Aug. 9, 2005.4 Automatic formation flight control system (AFFCS) - a system for automatic formation flight control of vehicles not limited to aircraft, helicopters, or space platforms: United States Patent. No. US 6,926.23; Date of Patent: Aug. 9, 2005.

5 Дальномерная радиотехническая система ближней навигации летательных аппаратов: пат. №2478979: Рос. Федерация. №2002101344/28; заявл. 11.11.2011; опубл. 10.04.2013.5 Rangefinder radio system for short-range navigation of aircraft: Pat. No. 2478979: Ros. Federation. No. 2002101344/28; dec. 11/11/2011; publ. 04/10/2013.

6 Navstar GPS Space Segment/Navigation User interfaces, ICD-GPS-200C // ARINC Research Corporation, 10 October 1993. Режим доступа http://www.arinc.com/gps.6 Navstar GPS Space Segment/Navigation User interfaces, ICD-GPS-200C // ARINC Research Corporation, 10 October 1993. Access mode http://www.arinc.com/gps.

7 Сосновский А.А. и др. Авиационная радионавигация, справочник. - М.: Транспорт, 1990.7 Sosnovsky A.A. and other Aviation radio navigation, reference book. - M.: Transport, 1990.

8 Орлов В.К., Герчиков А.Г., Чернявский А.Г. Локальные радиотехнические системы межсамолетной навигации: СПб., Изд. СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2011. 123 с.8 Orlov V.K., Gerchikov A.G., Chernyavsky A.G. Local radio engineering systems for inter-aircraft navigation: St. Petersburg, Izd. St. Petersburg Electrotechnical University "LETI", 2011. 123 p.

9 Apparatus and method for generating low latency position information from position signals transmitted in a narrow bandwidth: заявка на пат.США 2013/0069815; опубл. 21.03.2013.9 Apparatus and method for generating low latency position information from position signals transmitted in a narrow bandwidth: US Pat. Application 2013/0069815; publ. 03/21/2013.

10 Apparatus and method for generating low latency position information from position signals transmitted in a narrow bandwidth channel of a radio frequency: пат.8692705 США. №2013/ 0069815; заявл. 21.03.13; опубл. 08.04.2014.10 Apparatus and method for generating low latency position information from position signals transmitted in a narrow bandwidth channel of a radio frequency: US Pat. No. 2013/ 0069815; dec. 03/21/13; publ. 04/08/2014.

11 Способ определения относительного положения при межсамолетной навигации: пат. №2624994, Российская Федерация. №2016124078; заявл. 16.06.2016; опубл. 11.07.2017.11 Method for determining the relative position in inter-aircraft navigation: Pat. No. 2624994, Russian Federation. No. 2016124078; dec. 06/16/2016; publ. 07/11/2017.

12 Тарасов В.Г. Межсамолетная навигация. М.: Машиностроение, 1980. - 184 с.12 Tarasov V.G. Inter-aircraft navigation. M.: Mashinostroenie, 1980. - 184 p.

13 Руководство по воздушной навигации авиации вооруженных сил Российской Федерации. М.: Военное изд-во, 1994. - 149 с.13 Guidelines for Air Navigation of Aviation of the Armed Forces of the Russian Federation. M.: Military publishing house, 1994. - 149 p.

14 Справочник летчика и штурмана // Под ред. В.М. Лавского. - М: Военное изд-во Министерства обороны СССР, 1974. - 504 с.14 Handbook of the pilot and navigator // Ed. V.M. Lavsky. - M: Military publishing house of the Ministry of Defense of the USSR, 1974. - 504 p.

15 Rogers R.M. Applied Mathematics in Integrated Navigation Systems//Third Edition. -AIAA, 2007. - 409 p.15 Rogers R.M. Applied Mathematics in Integrated Navigation Systems//Third Edition. -AIAA, 2007. - 409 p.

16 Соловьев Ю.А. Спутниковая навигация и ее приложения. М.:ЭКО-ТРЕНДЗ, 2003. 326 с.16 Solovyov Yu.A. Satellite navigation and its applications. M.: ECO-TRENDS, 2003. 326 p.

17 Gu О. RF system design of transceivers for wireless communications, Springer Science + Business Media, Inc., 2005.17 Gu O. RF system design of transceivers for wireless communications, Springer Science + Business Media, Inc., 2005.

18 Никольский Б.А. Бортовые радиоэлектронные системы, Самара, 2013. - 417 с.18 Nikolsky B.A. Onboard radio-electronic systems, Samara, 2013. - 417 p.

19 Middlestead R.W. Digital communications with emphasis on data modems. Theory, analysis, design, simulation, testing and applications. John Wiley & Sons, Inc., N.J., 2017. - 792p.19 Middlestead R.W. Digital communications with emphasis on data modes. Theory, analysis, design, simulation, testing and applications. John Wiley & Sons, Inc., N.J., 2017. - 792p.

20 Скляр Б. Цифровая связь. Теоретические основы и практическое применение. Изд. 2-е, испр: Пер. с англ. - М.: Издательский дом "Вильямс", 2003. - 1104 с. 20 Sklyar B. Digital communication. Theoretical foundations and practical application. Ed. 2nd, corrected: Per. from English. - M.: Williams Publishing House, 2003. - 1104 p.

21 Глобус И.А. Двоичное кодирование в асинхронных системах связи. - М.: Связь, 1972. - 108 с. 21 Globus I.A. Binary coding in asynchronous communication systems. - M.: Communication, 1972. - 108 p.

22 Куклев Л.П., Семенович Д.И. Помехоустойчивость временного способа передачи информации // Вопросы радиоэлектроники. Сер. ОТ, 1976, вып. 12, с. 36-45.22 Kuklev L.P., Semenovich D.I. Noise immunity of a temporary method of information transmission // Problems of radio electronics. Ser. OT, 1976, no. 12, p. 36-45.

Claims (6)

1. Способ определения относительного положения группы летательных аппаратов (ЛА), состоящей из ведущего ЛА и соседних ЛА, предусматривающий для каждого ЛА группы определение относительного положения всех других ЛА по отношению к данному ЛА первым и вторым способами, комплексную обработку информации об относительном положении ЛА, полученной первым и вторым способами, при этом первый способ предусматривает определение навигационной информации каждого ЛА по спутникам спутниковой радионавигационной системы (СРНС), передачу упомянутой информации всем другим ЛА и прием навигационной информации всех других ЛА через канал информационного обмена путем формирования сигналов синхронизации для временного разделения передачи и приема навигационной информации, а второй способ предусматривает для каждого ЛА определение относительных дальностей всех других ЛА, отличающийся тем, что определение относительных дальностей ЛА производится путем передачи и приема навигационной информации через канал информационного обмена с временным разделением, первый и второй способы используются совместно при наличии признака «СРНС работоспособна», а при наличии признака «СРНС неработоспособна» используется только второй способ, при этом при наличии признака «СРНС работоспособна» на каждом ЛА сигналы синхронизации формируют на основе определения навигационной информации ЛА по спутникам СРНС, из сигналов синхронизации формируют кадр информационного обмена, передают в упомянутом кадре навигационную информацию СРНС и пилотажно-навигационного комплекса (ПНК) всем другим ЛА и принимают навигационную информацию СРНС и ПНК от всех других ЛА через канал информационного обмена с временным разделением, определяют на основе принятой навигационной информации СРНС и ПНК относительные дальности до всех других ЛА и вычисляют относительные координаты ЛА, а при наличии признака «СРНС неработоспособна» на ведущем ЛА сигналы синхронизации ведущего ЛА формируют автономно, из упомянутых сигналов формируют кадр синхронизации ведущего ЛА, на каждом соседнем ЛА сигналы синхронизации формируют автономно, из упомянутых сигналов синхронизации формируют кадр синхронизации соседнего ЛА, последовательно в кадре синхронизации ведущего ЛА передают запросы синхронизации от ведущего ЛА каждому соседнему ЛА, совпадающие с сигналами синхронизации ведущего ЛА, в кадре синхронизации каждого соседнего ЛА принимают запросы синхронизации ведущего ЛА этому соседнему ЛА и передают ответы синхронизации ведущему ЛА, в кадре синхронизации ведущего ЛА принимают ответы синхронизации от каждого соседнего ЛА, измеряют задержку распространения до каждого соседнего ЛА, передают данные о задержке распространения каждому соседнему ЛА, в кадре синхронизации каждого соседнего ЛА принимают данные о задержке распространения от ведущего ЛА, корректируют временное положение сигналов синхронизации каждого соседнего ЛА, затем из сигналов синхронизации ведущего ЛА формируют на ведущем ЛА кадр информационного обмена со всеми другими ЛА, из корректированных сигналов синхронизации каждого соседнего ЛА формируют на каждом соседнем ЛА кадр информационного обмена со всеми другими ЛА, в упомянутых кадрах передают навигационную информацию ПНК всем другим ЛА и принимают навигационную информацию ПНК от всех других ЛА через канал информационного обмена с временным разделением, определяют на основе принятой навигационной информации ПНК относительные дальности до всех других ЛА и вычисляют относительные координаты ЛА, причем комплексную обработку информации об относительном положении ЛА на всех ЛА производят только на основе вычисленных относительных дальностей.1. A method for determining the relative position of a group of aircraft (LA), consisting of a leading aircraft and neighboring aircraft, providing for each aircraft of the group determining the relative position of all other aircraft in relation to this aircraft by the first and second methods, complex processing of information about the relative position of the aircraft, obtained by the first and second methods, while the first method involves determining the navigation information of each aircraft by satellites of the satellite radio navigation system (SRNS), transmitting the said information to all other aircraft and receiving navigation information of all other aircraft through the information exchange channel by generating synchronization signals for time division of the transmission and receiving navigation information, and the second method provides for the determination of the relative ranges of all other aircraft for each aircraft, characterized in that the determination of the relative ranges of the aircraft is carried out by transmitting and receiving navigation information through the information channel time-division exchange, the first and second methods are used together in the presence of the "SRNS operable" sign, and in the presence of the "SRNS inoperative" sign, only the second method is used, while in the presence of the "SRNS operable" sign on each aircraft, synchronization signals are formed based on determination of aircraft navigation information by SRNS satellites, an information exchange frame is formed from the synchronization signals, navigation information of the SRNS and the flight and navigation complex (PNC) is transmitted in the said frame to all other aircraft and navigation information of the SRNS and PNC is received from all other aircraft through the information exchange channel with by time division, based on the received navigation information of the SRNS and PNK, the relative distances to all other aircraft are determined and the relative coordinates of the aircraft are calculated, and in the presence of the sign "SRNS inoperative" on the leading aircraft, the synchronization signals of the leading aircraft are formed autonomously, from the mentioned signals a synchronization frame is formed synchronization signals of the leading aircraft, synchronization signals are generated autonomously on each neighboring aircraft, a synchronization frame of the neighboring aircraft is formed from the mentioned synchronization signals, synchronization requests from the leading aircraft are transmitted sequentially in the synchronization frame of the leading aircraft to each neighboring aircraft, coinciding with the synchronization signals of the leading aircraft, in the synchronization frame of each of the neighbor aircraft receive synchronization requests of the master aircraft to this neighbor aircraft and transmit synchronization responses to the master aircraft, in the synchronization frame of the master aircraft, receive synchronization responses from each neighbor aircraft, measure the propagation delay to each neighbor aircraft, transmit propagation delay data to each neighbor aircraft, in the synchronization frame each neighboring aircraft receive data on the propagation delay from the leading aircraft, correct the time position of the synchronization signals of each neighboring aircraft, then, from the synchronization signals of the leading aircraft, an information exchange frame is formed on the leading aircraft with all other aircraft, from the of the rectified synchronization signals of each neighboring aircraft, a frame of information exchange with all other aircraft is formed on each neighboring aircraft, in the mentioned frames, navigation information of the PNA is transmitted to all other aircraft and navigation information of the PNA is received from all other aircraft through a time division information exchange channel, determined on the basis of the received navigation information PNK relative ranges to all other aircraft and calculate the relative coordinates of the aircraft, and the complex processing of information about the relative position of the aircraft on all aircraft is carried out only on the basis of the calculated relative distances. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве ведущего служит ЛА, который в режиме встречи с ЛА - танкером для дозаправки топливом определяет свое положение относительно танкера и обменивается с ним информацией об относительном положении.2. The method according to claim 1, characterized in that the aircraft serves as the leader, which, in the mode of meeting with the aircraft - tanker for refueling, determines its position relative to the tanker and exchanges information with it about the relative position. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве ведущего служит ЛА, осуществляющий заход на посадку по данным, которыми он обменивается с наземными одной или несколькими локальными контрольно-корректирующими станциями СРНС с известными координатами, оборудованными аналогично соседним ЛА способа п. 1, при этом при работоспособности СРНС заходящий на посадку ЛА вычисляет курсовые и глиссадные отклонения от траектории посадки по данным СРНС, а в случае неработоспособности СРНС - на основе измерения своего положения относительно локальных контрольно-корректирующих станций.3. The method according to p. 1, characterized in that the leader is an aircraft that performs an approach according to the data that it exchanges with ground one or more local control and correction stations of the SRNS with known coordinates, equipped similarly to neighboring aircraft of the method of p. 1, while when the SRNS is operational, the approaching aircraft calculates heading and glide path deviations from the landing trajectory according to the SRNS data, and in the case of the SRNS inoperability, based on measuring its position relative to local control and corrective stations. 4. Способ по пп. 1-3, отличающийся тем, что каждый ЛА для определения относительных дальностей в кадре информационного обмена передает информационную посылку, фиксирует момент передачи и в той же информационной посылке передает значение момента передачи, а все другие ЛА принимают упомянутую информационную посылку, фиксируют моменты приема упомянутой посылки, вычисляют задержки распространения и смещения временных шкал приема относительно временной шкалы передачи посылки и вычисляют относительную дальность до ЛА, передавшего информационную посылку.4. The method according to paragraphs. 1-3, characterized in that each aircraft transmits an information package to determine the relative distances in the information exchange frame, fixes the moment of transmission and transmits the value of the transmission moment in the same information package, and all other aircraft receive the said information package, fix the moments of reception of the mentioned package , calculate the propagation delays and offsets of the time scales of reception relative to the time scale of the transmission of the message, and calculate the relative distance to the aircraft that transmitted the information message. 5. Способ по пп. 1-4, отличающийся тем, что предлагается вариант способа, в котором сигнал символьной синхронизации информационной посылки в кадре информационного обмена идентичен сигналу синхронизации.5. The method according to paragraphs. 1-4, characterized in that a variant of the method is proposed, in which the symbol synchronization signal of the information package in the data exchange frame is identical to the synchronization signal. 6. Система, реализующая способ по любому из пп. 1-5, состоит из бортового оборудования ведущего ЛА и бортового оборудования каждого из соседних ЛА, каждое из которых содержит приемник СРНС, соединенный с приемной антенной СРНС, приемопередающее устройство линии передачи данных, соединенное с приемной и передающей антеннами линии передачи данных, формирователь сигналов синхронизации, устройство информационного обмена, вычислитель относительных координат ЛА и устройство комплексной обработки информации об относительном положении ЛА, при этом дополнительно введены в бортовое оборудование ведущего ЛА последовательно соединенные формирователь запросов синхронизации, измеритель задержки распространения и схема «ИЛИ» ведущего ЛА, а также измеритель относительных дальностей и демодулятор ответов синхронизации, а в бортовое оборудование каждого из соседних ЛА введены последовательно соединенные демодулятор запроса синхронизации и данных о задержке, формирователь ответа синхронизации и схема «ИЛИ» соседнего ЛА, а также измеритель относительных дальностей, при этом в бортовом оборудовании ведущего ЛА на первый вход формирователя сигналов синхронизации и первый вход устройства комплексной обработки информации об относительном положении ЛА подается признак работоспособности СРНС, на второй вход формирователя сигналов синхронизации и первый вход устройства информационного обмена подается номер «своего» ЛА, третий вход формирователя сигналов синхронизации соединен с первым выходом приемника СРНС, второй выход которого соединен со вторым входом устройства информационного обмена, первым входом вычислителя относительных координат и со вторым входом устройства комплексной обработки информации об относительном положении ЛА, первый, второй и третий выходы упомянутого формирователя сигналов синхронизации соединены соответственно с входом формирователя запросов синхронизации, с третьим и четвертым входами устройства информационного обмена, на пятый вход которого подается информация ПНК, шестой вход которого соединен с выходом приемопередающего устройства линии передачи данных и входом демодулятора ответов синхронизации, выход которого соединен со вторым входом измерителя задержки распространения, первый, второй, третий и четвертый выходы упомянутого устройства информационного обмена соединены соответственно со вторым входом схемы «ИЛИ» ведущего ЛА, вторым входом вычислителя относительных координат, первым и вторым входами измерителя относительных дальностей, выход которого соединен с третьим входом вычислителя относительных координат, первый и второй выходы которого соединены соответственно с третьим и четвертым входами устройства комплексной обработки информации об относительном положении ЛА, выход которого является выходом относительного положения бортового оборудования ведущего ЛА, а второй выход упомянутого формирователя запросов синхронизации соединен с третьим входом схемы «ИЛИ» ведущего ЛА, выход которой соединен с входом приемопередающего устройства линии передачи данных, а в бортовом оборудовании каждого из соседних ЛА на первый вход формирователя сигналов синхронизации и первый вход устройства комплексной обработки информации об относительном положении ЛА подается признак работоспособности СРНС, на второй вход формирователя сигналов синхронизации и первый вход устройства информационного обмена подается номер «своего» ЛА, третий вход формирователя сигналов синхронизации соединен с первым выходом приемника СРНС, второй выход которого соединен со вторым входом устройства информационного обмена, первым входом вычислителя относительных координат и со вторым входом устройства комплексной обработки информации об относительном положении ЛА, первый и второй выходы упомянутого формирователя сигналов синхронизации соединены соответственно с третьим и четвертым входами устройства информационного обмена, на пятый вход которого подается информация ПНК, шестой вход которого соединен с выходом приемопередающего устройства линии передачи данных и с входом демодулятора запроса синхронизации и данных о задержке, первый, второй, третий, четвертый и пятый выходы упомянутого устройства информационного обмена соединены соответственно со вторым входом схемы «ИЛИ» соседнего ЛА, вторым входом вычислителя относительных координат, четвертым входом формирователя сигналов синхронизации, первым и вторым входами измерителя относительных дальностей, выход которого соединен с третьим входом вычислителя относительных координат ЛА, первый и второй выходы которого соединены соответственно с третьим и четвертым входами устройства комплексной обработки информации об относительном положении ЛА, выход которого является выходом относительного положения бортового оборудования соседнего ЛА, а выход схемы «ИЛИ» соседнего ЛА соединен с входом приемопередающего устройства линии передачи данных.6. A system that implements the method according to any one of paragraphs. 1-5, consists of the onboard equipment of the leading aircraft and the onboard equipment of each of the neighboring aircraft, each of which contains a SRNS receiver connected to the SRNS receiving antenna, a data line transceiver connected to the receiving and transmitting data line antennas, a synchronization signal generator , an information exchange device, a calculator for the relative coordinates of the aircraft and a device for complex processing of information about the relative position of the aircraft, while additionally connected in series to the on-board equipment of the leading aircraft are a synchronization request generator, a propagation delay meter and an “OR” circuit of the leading aircraft, as well as a relative range meter and a synchronization response demodulator, and serially connected synchronization request and delay data demodulator, a synchronization response generator and an “OR” circuit of the neighboring aircraft, as well as a relative x ranges, while in the on-board equipment of the leading aircraft, the first input of the synchronization signal generator and the first input of the device for complex processing of information about the relative position of the aircraft are given a sign of SRNS operability, the number of “own” aircraft is fed to the second input of the synchronization signal generator and the first input of the information exchange device , the third input of the generator of synchronization signals is connected to the first output of the SRNS receiver, the second output of which is connected to the second input of the information exchange device, the first input of the relative coordinate calculator and the second input of the device for complex processing of information about the relative position of the aircraft, the first, second and third outputs of the mentioned shaper synchronization signals are connected, respectively, to the input of the synchronization request generator, to the third and fourth inputs of the information exchange device, the fifth input of which is supplied with PNK information, the sixth input of which is connected to the output of the receiver-operator of the data transmission line feeder and the input of the synchronization response demodulator, the output of which is connected to the second input of the propagation delay meter, the first, second, third and fourth outputs of the said information exchange device are connected respectively to the second input of the "OR" circuit of the leading aircraft, the second input of the relative coordinate calculator , the first and second inputs of the relative range meter, the output of which is connected to the third input of the relative coordinate calculator, the first and second outputs of which are connected respectively to the third and fourth inputs of the device for complex processing of information about the relative position of the aircraft, the output of which is the output of the relative position of the on-board equipment of the leading aircraft , and the second output of the mentioned synchronization request generator is connected to the third input of the "OR" circuit of the leading aircraft, the output of which is connected to the input of the transceiver device of the data transmission line, and in the onboard equipment of each of neighboring aircraft, the first input of the synchronization signal generator and the first input of the device for complex processing of information about the relative position of the aircraft are given a sign of the SRNS operability, the number of “own” aircraft is supplied to the second input of the synchronization signal generator and the first input of the information exchange device, the third input of the synchronization signal generator is connected to the first output of the SRNS receiver, the second output of which is connected to the second input of the information exchange device, the first input of the relative coordinate calculator and the second input of the device for complex processing of information about the relative position of the aircraft, the first and second outputs of the said synchronization signal generator are connected respectively to the third and fourth inputs of the device information exchange, the fifth input of which is supplied with FNC information, the sixth input of which is connected to the output of the transceiver device of the data transmission line and to the input of the synchronization request demodulator and data about the hold, the first, second, third, fourth and fifth outputs of the mentioned information exchange device are connected respectively to the second input of the "OR" circuit of the neighboring aircraft, the second input of the relative coordinate calculator, the fourth input of the synchronization signal generator, the first and second inputs of the relative range meter, the output of which connected to the third input of the aircraft relative coordinates calculator, the first and second outputs of which are connected respectively to the third and fourth inputs of the device for complex processing of information about the relative position of the aircraft, the output of which is the output of the relative position of the onboard equipment of the neighboring aircraft, and the output of the "OR" circuit of the neighboring aircraft is connected with the input of the transceiver of the data line.
RU2021114557A 2021-05-21 Method and system for determining the relative position of aerial vehicles RU2783257C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2783257C1 true RU2783257C1 (en) 2022-11-10

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU24990U1 (en) * 2001-12-25 2002-09-10 Федеральное государственное унитарное предприятие Летно-исследовательский институт им. М.М.Громова ORBITAL AIRPLANE AIR LANDING SYSTEM
DE69721085T2 (en) * 1996-05-14 2004-04-22 Honeywell International Inc. Autonomous landing system
RU2478979C1 (en) * 2011-11-11 2013-04-10 Закрытое акционерное общество "ВНИИРА-Навигатор" Range radiotechnical system of short-range navigation of aircrafts
RU2598111C9 (en) * 2014-12-30 2016-10-20 Акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" (АО "РПКБ") Method of aircraft control during landing approach
RU2606241C1 (en) * 2015-07-21 2017-01-10 ЗАО "ВНИИРА-Навигатор" Method of aircraft relative position determining during inter-plane navigation
RU2624994C1 (en) * 2016-06-16 2017-07-11 АО "ВНИИРА-Навигатор" Method of determining relative position at enroute air navigation

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69721085T2 (en) * 1996-05-14 2004-04-22 Honeywell International Inc. Autonomous landing system
RU24990U1 (en) * 2001-12-25 2002-09-10 Федеральное государственное унитарное предприятие Летно-исследовательский институт им. М.М.Громова ORBITAL AIRPLANE AIR LANDING SYSTEM
RU2478979C1 (en) * 2011-11-11 2013-04-10 Закрытое акционерное общество "ВНИИРА-Навигатор" Range radiotechnical system of short-range navigation of aircrafts
RU2598111C9 (en) * 2014-12-30 2016-10-20 Акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" (АО "РПКБ") Method of aircraft control during landing approach
RU2606241C1 (en) * 2015-07-21 2017-01-10 ЗАО "ВНИИРА-Навигатор" Method of aircraft relative position determining during inter-plane navigation
RU2624994C1 (en) * 2016-06-16 2017-07-11 АО "ВНИИРА-Навигатор" Method of determining relative position at enroute air navigation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5099245A (en) Vehicle location system accuracy enhancement for airborne vehicles
US20200191529A1 (en) Systems, Methods and Computer-Readable Media for Improving Platform Guidance or Navigation Using Uniquely Coded Signals
US11736946B2 (en) Satellite relaying for geolocation and mitigation of GNSS denial
US5969674A (en) Method and system for determining a position of a target vehicle utilizing two-way ranging
US5126748A (en) Dual satellite navigation system and method
US4839656A (en) Position determination and message transfer system employing satellites and stored terrain map
CN103797727B (en) Use crosslinking ranging and the advanced timing for satellite constellation in correct time source and Time Transmission
Han et al. Future alternative positioning, navigation, and timing techniques: A survey
CA1333197C (en) Vehicle location system accuracy enhancement for airborne vehicles
CA1156339A (en) Satellite-based vehicle position determining system
US9689980B2 (en) Secondary surveillance radar system for air traffic control
EP2556603B1 (en) Geolocation leveraging spot beam overlap
US5736960A (en) Atomic clock augmented global positioning system receivers and global positioning system incorporating same
JPH083522B2 (en) Navigation method using satellite
US3430234A (en) Navigation systems using earth satellites
JPH06186317A (en) Position measurement system using artificial satellite
WO1995017685A1 (en) Vehicle location and collision avoidance system
US11237277B2 (en) Techniques for determining geolocations
NO300248B1 (en) Method and system for dual satellite navigation
AU4595600A (en) Improvements in or relating to object location
Fried Principles and simulation of JTIDS relative navigation
CN104267420A (en) Satellite-borne three-dimensional moving object positioning method, device and system
US6593877B2 (en) Method for determining the position of a transmitting beacon
RU2783257C1 (en) Method and system for determining the relative position of aerial vehicles
JP2000180528A (en) Method for measuring position of mobile object and its system