RU2825035C1 - System for communication of ground control station with unmanned aerial vehicle - Google Patents
System for communication of ground control station with unmanned aerial vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2825035C1 RU2825035C1 RU2024102337A RU2024102337A RU2825035C1 RU 2825035 C1 RU2825035 C1 RU 2825035C1 RU 2024102337 A RU2024102337 A RU 2024102337A RU 2024102337 A RU2024102337 A RU 2024102337A RU 2825035 C1 RU2825035 C1 RU 2825035C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- unit
- pseudo
- uav
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области управления беспилотным летательным аппаратом (БПЛА) и может быть использовано для повышения помехоустойчивости радиоканала при обмене телеметрической и командной информацией между БПЛА или аналогично удаленно управляемыми аппаратами и наземным пунктом управления.The invention relates to the field of control of unmanned aerial vehicles (UAVs) and can be used to increase the noise immunity of a radio channel during the exchange of telemetry and command information between UAVs or similarly remotely controlled devices and a ground control station.
Известен «Автоматический беспилотный диагностический комплекс» (патент РФ №2 200 900, F17D 5/02, 2000), содержащий дистанционно-пилотируемый летательный аппарат с планером, силовой установкой, системой автоматического управления и блоком управления бортовыми системами. В систему автоматического управления входят инерциальная навигационная система, приемная аппаратура спутниковой навигационной системы, радиовысотомер малых высот. Предусмотрены также система автоматического дистанционного управления полетом летательного аппарата и работой его систем, включающая системы командного радиоуправления, обзорную телевизионную систему, систему автоконтроля работы бортовых систем, систему обеспечения посадки, мобильный наземный пункт управления.Known is the "Automatic Unmanned Diagnostic Complex" (RU Patent No. 2 200 900, F17D 5/02, 2000), comprising a remotely piloted aircraft with a glider, a power plant, an automatic control system and an on-board systems control unit. The automatic control system includes an inertial navigation system, receiving equipment for a satellite navigation system, and a low-altitude radio altimeter. Also provided is an automatic remote control system for the flight of the aircraft and the operation of its systems, including command radio control systems, a surveillance television system, an automatic control system for the operation of on-board systems, a landing support system, and a mobile ground control station.
Недостатками данного технического решения являются низкая помехоустойчивость радиоканала для обмена телеметрической и командной информацией между БПЛА и наземным пунктом управления (НПУ) в условиях воздействия непреднамеренных и преднамеренных помех.The disadvantages of this technical solution are the low noise immunity of the radio channel for exchanging telemetry and command information between the UAV and the ground control station (GCS) under conditions of exposure to unintentional and intentional interference.
Известен «Автоматический беспилотный диагностический комплекс» (патент РФ №2256894, G01M 3/00, F17D 5/02, G01V 3/165 2000.01), содержащий дистанционно-пилотируемый летательный аппарат, включающий планер, силовую установку с поршневым двигателем, систему автоматического управления с блоком управления бортовыми системами, содержащую инерциальную навигационную систему, приемную аппаратуру спутниковой навигационной системы, систему воздушно-скоростных сигналов, радиовысотомер малых высот и вычислитель действительных координат, систему автоматического дистанционного управления полетом летательного аппарата и работой его систем, включающую приемную аппаратуру командного радиоуправления и обзорную телевизионную систему, радиоретрансляционную систему, систему автоконтроля работы бортовых систем, радиотелеметрическую систему, систему посадки и выпуска парашюта, систему управления двигателем, вычислитель системы автоматического управления, радиомаяк, систему диагностики состояния магистральных трубопроводов и блок управления системой диагностики, размещенные в фюзеляже летательного аппарата, а также мобильный наземный пункт управления, содержащий радиотелеметрическую систему, телевизионную систему, стартовую катапульту и пульт управления, при этом радиотелеметрическая система выполнена в виде двух радиостанций, размещенных на дистанционно-пилотируемом летательном аппарате и наземном пункте управления соответственно, каждая из которых содержит последовательно включенные генератор высокой частоты, фазовый манипулятор, второй вход которого соединен с источником дискретных сообщений и команд, первый смеситель, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, усилитель первой промежуточной частоты, первый усилитель мощности, дуплексер, вход-выход которого связан с приемо-передающей антенной, второй усилитель мощности, второй смеситель, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, усилитель второй промежуточной частоты, перемножитель, второй вход которого соединен с выходом первого гетеродина, полосовой фильтр и фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом второго гетеродина, а выход является выходом радиостанции, причем частоты ωг1 и ωг2 гетеродинов разнесены на вторую промежуточную частоту ωг2-ωг1=ωпр2, радиостанция, размещенная на дистанционно-пилотируемом летательном аппарате, излучает сложные сигналы с фазовой манипуляцией на частоте ω1=ωпр1=ωг2, а принимает - на частоте ω2=ωг1, а радиостанция, размещенная на наземном пункте управления, наоборот, излучает сложные сигналы с фазовой манипуляцией на частоте ω2, а принимает - на частоте ω1.Known is the "Automatic unmanned diagnostic complex" (RU Patent No. 2256894, G01M 3/00, F17D 5/02, G01V 3/165 2000.01), comprising a remotely piloted aircraft, including a glider, a power plant with a piston engine, an automatic control system with an on-board systems control unit, containing an inertial navigation system, receiving equipment for a satellite navigation system, an airspeed signal system, a low-altitude radio altimeter and a real coordinates computer, an automatic remote control system for the flight of the aircraft and the operation of its systems, including receiving equipment for command radio control and a surveillance television system, a radio relay system, an automatic control system for the operation of on-board systems, a radio telemetry system, a landing and parachute release system, an engine control system, an automatic control system computer, a radio beacon, a system for diagnosing the condition of trunk lines pipelines and a diagnostic system control unit located in the fuselage of the aircraft, as well as a mobile ground control station containing a radio telemetry system, a television system, a launch catapult and a control panel, wherein the radio telemetry system is made in the form of two radio stations located on the remotely piloted aircraft and the ground control station, respectively, each of which contains a series-connected high-frequency generator, a phase manipulator, the second input of which is connected to a source of discrete messages and commands, a first mixer, the second input of which is connected to the output of the first local oscillator, an amplifier of the first intermediate frequency, a first power amplifier, a duplexer, the input-output of which is connected to a transmitting and receiving antenna, a second power amplifier, a second mixer, the second input of which is connected to the output of the second local oscillator, an amplifier of the second intermediate frequency, a multiplier, the second input of which is connected to the output of the first local oscillator, a bandpass filter and a phase detector, the second input of which is connected to the output of the second local oscillator, and the output is the output of the radio station, wherein the frequencies ω r1 and ω r2 heterodynes are spaced by a second intermediate frequency ω r2 -ω r1 =ω pr2 , a radio station located on a remotely piloted aircraft emits complex signals with phase manipulation at a frequency ω 1 =ω pr1 =ω r2 , and receives at a frequency ω 2 =ω r1 , and a radio station located at a ground control point, on the contrary, emits complex signals with phase manipulation at a frequency ω 2 , and receives at a frequency ω 1 .
Недостатками данного технического решения являются низкая помехоустойчивость радиоканала для обмена телеметрической и командной информацией между БПЛА и НПУ в условиях воздействия непреднамеренных и преднамеренных помех, так как наличие помех одновременно на частотах ω1 и ω2 или на одной из них делает невозможным обмен телеметрической и командной информацией.The disadvantages of this technical solution are the low noise immunity of the radio channel for exchanging telemetry and command information between the UAV and the NPC under conditions of unintentional and intentional interference, since the presence of interference simultaneously on frequencies ω 1 and ω 2 or on one of them makes it impossible to exchange telemetry and command information.
Известен также «Автоматический беспилотный диагностический комплекс» (патент РФ №2503038, G01M 3/16, 2006.01), содержащий дистанционно-пилотируемый летательный аппарат, включающий планер, силовую установку с поршневым двигателем, систему автоматического управления с блоком управления бортовыми системами, содержащую инерциальную навигационную систему, приемную аппаратуру спутниковой навигационной системы, систему воздушно-скоростных сигналов, радиовысотомер малых высот и вычислитель действительных координат, систему автоматического дистанционного управления полетом летательного аппарата и работой его систем, включающую приемную аппаратуру командного радиоуправления, радиоретрансляционную систему, систему автоконтроля работы бортовых систем, радиотелеметрическую систему, систему посадки и выпуска парашюта, систему управления двигателем, вычислитель системы автоматического управления, радиомаяк, систему диагностики состояния магистральных трубопроводов и блок управления системой диагностики, размещенные в фюзеляже летательного аппарата, а также мобильный наземный пункт управления, содержащий радиотелеметрическую систему, телевизионную систему, стартовую катапульту и пульт управления, при этом радиотелеметрическая система выполнена в виде двух радиостанций, размещенных на дистанционно-пилотируемом летательном аппарате и наземном пункте управления соответственно, каждая из которых содержит последовательно включенные синхронизатор, генератор псевдослучайного кода, синтезатор несущих частот, фазовый манипулятор, второй вход которого соединен с выходом источника дискретных сообщений и команд, первый смеситель, второй вход которого через синтезатор частот первого гетеродина соединен с выходом генератора псевдослучайного кода, усилитель первой промежуточной частоты, первый усилитель мощности, дуплексер, вход - выход которого связан с приемопередающей антенной, второй усилитель мощности, второй смеситель, второй вход которого через синтезатор частот второго гетеродина соединен с выходом генератора псевдослучайного кода, и первый усилитель второй промежуточной частоты, последовательно подключенные к выходу синтезатора частот первого гетеродина, перемножитель, полосовой фильтр и фазовый детектор, второй вход которого соединен с выходом синтезатора частот второго гетеродина, а выход является выходом радиостанции, частоты ωг1i и ωг2i синтезаторов частот гетеродинов разнесены на значение второй промежуточной частоты ωг2i - ωг1i =ωпр2i, где i=1, 2, …, М, М - число используемых несущих частот, радиостанция, размещенная на дистанционно-пилотируемом летательном аппарате, излучает сложные сигналы с фазовой манипуляцией с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты на частотах ω1i=ωпр1i=ωг2i, а принимает - на частотах ω2i=ωпр3i=ωг1i, где ωпр1i и ωпр3i - первые и третьи промежуточные частоты, а радиостанция, размещенная на наземном пункте управления, наоборот, излучает сложные сигналы с фазовой манипуляцией с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты на частотах ω2i, а принимает - на частотах ω1i, каждая радиостанция снабжена синтезатором частот третьего гетеродина, третьим смесителем, вторым усилителем второй промежуточной частоты, коррелятором, пороговым блоком и ключом, причем к выходу второго усилителя мощности последовательно подключены третий смеситель, второй вход которого через синтезатор частот третьего гетеродина соединен с выходом генератора пседослучайного кода, второй усилитель второй промежуточной частоты, коррелятор, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя второй промежуточной частоты, пороговый блок и ключ, второй вход которого соединен с выходом первого усилителя второй промежуточной частоты, а выход подключен к второму входу перемножителя, на дистанционно-пилотируемом летательном аппарате частоты ωг1i и ωг3i синтезаторов частот первого и третьего гетеродинов разнесены на удвоенное значение второй промежуточной частоты ωг3i-ωг1i=2ωпр2i и выбраны симметричными относительно частоты ω1i принимаемого сигнала ω1i-ωг1i=ωг3i-ω1i=ωпр2i, а на наземном пункте управления частоты ωг2i и ωг3i синтезаторов частот второго и третьего гетеродинов разнесены на удвоенное значение второй промежуточной частоты ωг2i-ωг3i=2ωпр2i и выбраны симметричными относительно частоты ω2i принимаемого сигнала ω2i-ωг3i=ωг2i-ω2i=2ωпр2i который и выбран в качестве прототипа.Also known is the "Automatic Unmanned Diagnostic Complex" (RU Patent No. 2503038, G01M 3/16, 2006.01), comprising a remotely piloted aircraft including a glider, a power plant with a piston engine, an automatic control system with an on-board systems control unit containing an inertial navigation system, receiving equipment for a satellite navigation system, an airspeed signal system, a low-altitude radio altimeter and a real coordinates computer, an automatic remote control system for the flight of the aircraft and the operation of its systems, including receiving equipment for command radio control, a radio relay system, an automatic control system for the operation of on-board systems, a radio telemetry system, a landing and parachute release system, an engine control system, an automatic control system computer, a radio beacon, a system for diagnosing the condition of trunk pipelines and a control unit for the diagnostic system located in the fuselage of the aircraft, as well as a mobile a ground control post comprising a radio telemetry system, a television system, a launch catapult and a control panel, wherein the radio telemetry system is implemented in the form of two radio stations located on the remotely piloted aircraft and the ground control post, respectively, each of which comprises a series-connected synchronizer, a pseudo-random code generator, a carrier frequency synthesizer, a phase manipulator, the second input of which is connected to the output of a source of discrete messages and commands, a first mixer, the second input of which is connected via a frequency synthesizer of the first local oscillator to the output of the pseudo-random code generator, an amplifier of the first intermediate frequency, a first power amplifier, a duplexer, the input-output of which is connected to a transmit-receive antenna, a second power amplifier, a second mixer, the second input of which is connected via a frequency synthesizer of the second local oscillator to the output of the pseudo-random code generator, and the first amplifier of the second intermediate frequency, connected in series to the output of the frequency synthesizer of the first local oscillator, a multiplier, a bandpass filter and a phase detector, the second input of which is connected to the output of the frequency synthesizer of the second local oscillator, and the output is the output of the radio station, the frequencies ω г1i and ω г2i of the heterodyne frequency synthesizers are separated by the value of the second intermediate frequency ω г2i - ω г1i =ω пр2i , where i = 1, 2, …, M, M is the number of carrier frequencies used, the radio station located on the remotely piloted aircraft emits complex signals with phase manipulation with pseudo-random switching of the operating frequency at frequencies ω 1i =ω пр1i =ω г2i , and receives - at frequencies ω 2i =ω пр3i =ω г1i , where ω пр1i and ω пр3i are the first and third intermediate frequencies, and the radio station located at the ground control point, on the contrary, emits complex signals with phase manipulation with pseudo-random switching of the operating frequency at frequencies ω 2i , and receives - at frequencies ω 1i , each radio station is equipped with a frequency synthesizer of the third heterodyne, a third mixer, a second amplifier of the second intermediate frequency, a correlator, a threshold unit and a key, wherein the third mixer, the second input of which is connected through the frequency synthesizer of the third heterodyne to the output of the pseudo-random code generator, the second amplifier of the second intermediate frequency, a correlator, the second input of which is connected to the output of the first amplifier of the second intermediate frequency, a threshold unit and a key, the second input of which is connected to the output of the first amplifier of the second intermediate frequency, and the output is connected to the second input of the multiplier, on a remotely piloted aircraft, the frequencies ω g1i and ω g3i of the frequency synthesizers of the first and third heterodynes are spaced by twice the value of the second intermediate frequency ω g3i -ω g1i = 2ω pr2i and are chosen symmetrical relative to the frequency ω 1i of the received signal ω 1i -ω g1i = ω g3i -ω 1i =ω pr2i , and at the ground control point the frequencies ω g2i and ω g3i of the frequency synthesizers of the second and third heterodynes are spaced by twice the value of the second intermediate frequency ω g2i -ω g3i =2ω pr2i and are chosen to be symmetrical relative to the frequency ω 2i of the received signal ω 2i -ω g3i =ω g2i -ω 2i =2ω pr2i which is chosen as the prototype.
Известный автоматический диагностический комплекс обеспечивает подавление ложных каналов и помех, принимаемых по зеркальным каналам приема, расположенных симметрично относительно частот ωг1i и ωг2i гетеродинов или комбинационных дополнительных каналов за счет псевдослучайной перестройки рабочей частоты. Однако при перестройке по частотам не учитывается, что одна или совокупность частот из установленного диапазона могут быть поражены помехами, что приведет к тому что рабочая частота будет попадать единично или постоянно на пораженные помехами частоты, что обусловит низкую помехоустойчивость радиоканала для обмена телеметрической и командной информацией между БПЛА и НПУ в условиях воздействия непреднамеренных и преднамеренных помех. Кроме того, средствами радио мониторинга можно вскрыть структуру передающихся сигналов телеметрической и командной информации, что обусловит низкую криптографическую стойкость радиоканала при обмене телеметрической и командной информацией между БПЛА и НПУ.The known automatic diagnostic complex provides suppression of false channels and interference received via mirror reception channels located symmetrically relative to the frequencies ω g1i and ω g2i of heterodynes or combination additional channels due to pseudo-random tuning of the operating frequency. However, when tuning by frequencies, it is not taken into account that one or a set of frequencies from the established range can be affected by interference, which will lead to the operating frequency falling singly or constantly on frequencies affected by interference, which will cause low noise immunity of the radio channel for exchanging telemetry and command information between the UAV and the NPC under the influence of unintentional and intentional interference. In addition, radio monitoring tools can reveal the structure of transmitted telemetry and command information signals, which will cause low cryptographic resistance of the radio channel when exchanging telemetry and command information between the UAV and the NPC.
Техническим результатом заявляемого изобретения является разработка системы связи НПУ с БПЛА, обеспечивающей повышение помехоустойчивости и криптографической стойкости радиоканала при обмене телеметрической и командной информацией между БПЛА и НПУ.The technical result of the claimed invention is the development of a communication system between a control center and a UAV, which ensures increased noise immunity and cryptographic stability of the radio channel during the exchange of telemetry and command information between the UAV and the control center.
Для достижения сформулированной цели в известной системе связи НПУ с БПЛА, содержащая: бортовое оборудование БПЛА, включающее блок коммутации сигналов, блок кодирования сигналов, блок формирования и декодирования пакетов, генератор псевдослучайной последовательности, схема сравнения, передатчик, приемники, контрольные приемники, первая и вторая антенны. Оборудование НПУ, включающее аналогичное по составу бортовому оборудованию блок коммутации сигналов, блок кодирования сигналов, блок формирования и декодирования пакетов, генератор псевдослучайной последовательности, схема сравнения, передатчик, приемники, контрольные приемники, первая и вторая антенны и дополнительно установленные пульт управления, блок ввода криптографической информации и ключей псевдослучайной последовательности. Блок коммутации сигналов в БПЛА и НПУ подключен первым входом и первым выходом с первым выходом и первым входом блока кодирования сигналов, второй выход и второй вход которого подключен к первому входу и первому выходу блока формирования и декодирования пакетов. Третьи входы блока формирования и декодирования пакетов подключены к советующим выходам приемников, а выход подключен к первому входу передатчика. Выход схемы сравнения подключен к входу блока формирования и декодирования пакетов и входу генератора псевдослучайной последовательности, а его входы подключены к соответствующим выходам контрольных приемников. Выход генератора псевдослучайной последовательности подключен к входу передатчика. Выход передатчика подключен к первой антенне. Третьи и четвертые выходы генератора псевдослучайной последовательности подключены к соответствующим входам приемников и входам контрольных приемников, а их входы подключены ко второй антенне. Блок коммутации сигналов в БПЛА подключен вторым входом и вторым выходом с первым выходом и первым входом устройства автоматического управления с блоком управления бортовыми системами, а третьим входом и третьим выходом с первым выходом и первым входом устройства автоматического дистанционного управления полетом летательного аппарата и работой его систем. Блок коммутации сигналов в НПУ подключен вторым входом и вторым выходом с первым выходом и первым входом пульта управления. Блок ввода криптографической информации и ключей псевдослучайной последовательности непостоянной коммутацией подключен к третьим входам блоков кодирования сигналов БПЛА и НПУ на время ввода криптографической информации и ключей псевдослучайной последовательности.In order to achieve the formulated objective in the known communication system of the NPU with the UAV, comprising: the UAV on-board equipment including a signal switching unit, a signal encoding unit, a packet formation and decoding unit, a pseudo-random sequence generator, a comparison circuit, a transmitter, receivers, control receivers, the first and second antennas. The NPU equipment, including a signal switching unit similar in composition to the on-board equipment, a signal encoding unit, a packet formation and decoding unit, a pseudo-random sequence generator, a comparison circuit, a transmitter, receivers, control receivers, the first and second antennas and additionally installed control panel, a unit for inputting cryptographic information and pseudo-random sequence keys. The signal switching unit in the UAV and the NPU is connected by the first input and the first output to the first output and the first input of the signal encoding unit, the second output and the second input of which are connected to the first input and the first output of the packet formation and decoding unit. The third inputs of the packet formation and decoding unit are connected to the corresponding outputs of the receivers, and the output is connected to the first input of the transmitter. The output of the comparison circuit is connected to the input of the packet formation and decoding unit and to the input of the pseudo-random sequence generator, and its inputs are connected to the corresponding outputs of the control receivers. The output of the pseudo-random sequence generator is connected to the input of the transmitter. The output of the transmitter is connected to the first antenna. The third and fourth outputs of the pseudo-random sequence generator are connected to the corresponding inputs of the receivers and the inputs of the control receivers, and their inputs are connected to the second antenna. The signal switching unit in the UAV is connected by the second input and the second output to the first output and the first input of the automatic control device with the on-board systems control unit, and by the third input and the third output to the first output and the first input of the automatic remote control device for the flight of the aircraft and the operation of its systems. The signal switching unit in the NPU is connected by the second input and the second output to the first output and the first input of the control panel. The block for input of cryptographic information and keys of pseudo-random sequence is connected by non-permanent switching to the third inputs of the UAV and NPU signal encoding blocks for the time of input of cryptographic information and keys of pseudo-random sequence.
Благодаря новой совокупности существенных признаков за счет введения в систему блока коммутации сигналов, блока кодирования сигналов, блока формирования и декодирования пакетов, генератора псевдослучайной последовательности, схемы сравнения, передатчика, приемников, контрольных приемников, первой и второй антенн, и блока ввода криптографической информации и ключей псевдослучайной последовательности устанавливаемый на НПУ, достигается повышение помехоустойчивости и криптографической стойкости радиоканала при обмене телеметрической и командной информацией между БПЛА и НПУ.Thanks to a new set of essential features due to the introduction into the system of a signal switching unit, a signal encoding unit, a packet generation and decoding unit, a pseudo-random sequence generator, a comparison circuit, a transmitter, receivers, control receivers, the first and second antennas, and a unit for inputting cryptographic information and pseudo-random sequence keys installed on the NPU, an increase in the noise immunity and cryptographic stability of the radio channel is achieved during the exchange of telemetry and command information between the UAV and the NPU.
Заявленная система поясняется чертежами:The declared system is explained by drawings:
фиг. 1 - структурная схема системы связи НПУ с БПЛА;Fig. 1 - structural diagram of the communication system of the NPU with the UAV;
фиг. 2 - структурная схема приемопередающего тракта;Fig. 2 - structural diagram of the transmitting and receiving path;
фиг. 3 - структурная схема блока кодирования сигналов;Fig. 3 - structural diagram of the signal encoding block;
фиг. 4 - структурная схема блока ввода криптографической информации и ключей псевдослучайной последовательности.Fig. 4 - structural diagram of the block for inputting cryptographic information and keys of a pseudo-random sequence.
На фиг. 1 изображена структурная схема системы связи НПУ с БПЛА, включающая: БПЛА (1), НПУ (2), устройство автоматического управления с блоком управления бортовыми системами (3), устройство автоматического дистанционного управления полетом летательного аппарата и работой его систем (4), пульт управления (5), блок коммутации сигналов (6), блок кодирования сигналов (7), блок формирования и декодирования пакетов (8), генератор псевдослучайной последовательности (9), схема сравнения (10), передатчик (11), приемники (12.1), …, (12.k), контрольные приемники (13,1), …, (13,k), блок ввода криптографической информации и ключей псевдослучайной последовательности (14), первая (15) и вторая (16) антенны.Fig. 1 shows a structural diagram of the communication system of the NPU with the UAV, including: the UAV (1), the NPU (2), an automatic control device with an on-board systems control unit (3), an automatic remote control device for the flight of the aircraft and the operation of its systems (4), a control panel (5), a signal switching unit (6), a signal encoding unit (7), a packet formation and decoding unit (8), a pseudo-random sequence generator (9), a comparison circuit (10), a transmitter (11), receivers (12.1), ..., (12.k), control receivers (13.1), ..., (13.k), a unit for inputting cryptographic information and pseudo-random sequence keys (14), the first (15) and second (16) antennas.
Схемы устройств автоматического управления с блоком управления бортовыми системами (3) и схемы устройства автоматического дистанционного управления полетом летательного аппарата и работой его систем (4) известны и приведены, например, в патенте на изобретение: Автоматический беспилотный диагностический комплекс, 2503038 С1, опубликовано 27.12.2013.Schemes of automatic control devices with a control unit for onboard systems (3) and schemes of a device for automatic remote control of the flight of an aircraft and the operation of its systems (4) are known and are given, for example, in the patent for an invention: Automatic unmanned diagnostic complex, 2503038 C1, published 12/27/2013.
На фиг. 2 представлена структурная схема приемопередающего тракта, функционирующего на БПЛА (1) и НПУ (2), и реализующего радиолинию с ППРЧ автоматически адаптирующуюся к текущей помеховой обстановке.Fig. 2 shows a structural diagram of the transmit-receive path operating on the UAV (1) and the NPU (2), and implementing a radio link with frequency hopping that automatically adapts to the current interference environment.
Схемы приемопередающего тракта известны и описаны, например, в патенте на изобретение: Способ передачи информации в радиолинии с псевдослучайной перестройкой рабочих частот и устройство его реализующее, 2099886 С1, опубликовано 20.12.1997.The schemes of the transmitting-receiving path are known and described, for example, in the patent for invention: Method of transmitting information in a radio line with pseudo-random frequency hopping and a device implementing it, 2099886 C1, published 20.12.1997.
Приемопередающий тракт состоит из: генератора псевдослучайной последовательности (ГПСП) ГПСП 9, передатчика 11, устройства формирования и декодирования пакетов (УФДП) УФДП 8, первого приемника 12.1, второго приемника 12.2, схемы сравнения (СС) 10, первого контрольного приемника 13.1, второго контрольного приемника 13.2, первой антенны (А1) 15, второй антенны (А2) 16, синхрогенератора (СГ) 17. В свою очередь блок ГПСП 9 состоит из генератора первой ПСП (ГПСП1) 9.01 с выходами n и n+1 такта, генератора второй ПСП (ГПСП2) 9.03 с выходами n и n+1 такта, коммутатора 9.02. Передатчик 11 состоит из первого синтезатора частот (СЧ1) 11.01 и модулятора (М) 11.02. Первый приемник 12.1 состоит из первого демодулятора (Д1) 12.1.1, первого усилителя промежуточной частоты (УПЧ1) 12.1.2, первого преобразователя частоты (ПЧ1) 12.1.3, второго синтезатора частоты (СЧ2) 12.1.4. Второй приемник состоит из второго демодулятора (Д2) 12.2.1, второго усилителя промежуточной частоты (УПЧ2) 12.2.2, второго преобразователя частоты (ПЧ2) 12.2.3, третьего синтезатора частоты (СЧ3) 12.2.4. Первый контрольный приемник состоит из первого порогового устройства (ПУ1) 13.1.1, первого амплитудного детектора (АД1) 13.1.2, третьего преобразователя частоты (ПЧ3) 13.1.3. четвертого синтезатора частоты (СЧ4) 13.1.4. Второй контрольный приемник состоит из второго порогового устройства (ПУ2) 13.2.1, второго амплитудного детектора (АД) 13.2.2, четвертого преобразователя частоты (ПЧ4) 13.2.3, пятого синтезатора частоты (СЧ3) 13.2.4. Причем выход блока кодирования сигналов 7 подключен к первому входу УФДП 8, первый выход которого соединен с вторым входом М 11.02 передатчика 11, первый выход блока ГПСП 9 с выхода коммутатора (К) 9.02 подключен к первому входу передатчика 11 (входу СЧ1 11.01). Второй выход блока ГПСП 9 (выход текущего такта ГПСП1 9.01) подключен к второму входу первого приемника 12.1 (входу СЧ2 12.1.4) и первому входу К 9.02. Третий выход блока ГПСП 9 (выход следующего такта ГПСП1 9.01) соединен с вторым входом первого контрольного приемника 13.1 (входом СЧ4 13.1.4). Четвертый выход блока ГПСП 9 (выход текущего такта ГПСП2 9.03) подключен к второму входу К 9.02 и второму входу второго приемника 12.2 (входу СЧ3 12.2.4). Пятый выход блока ГПСП 9 (выход следующего такта ГПСП2 9.03) соединен со вторым входом второго контрольного приемника 13.2 (входом СЧ3 13.2.4). Выход передатчика 11 (выход М 11.02) подключен к входу А1 15. Выход А2 16 подключен к первым входом приемников 12.1, 12.2 и контрольных приемников 13.1, 13.2 (к первым входам соответственно ПЧ1 12.1.3, ПЧ2 12.2.3, ПЧ3 13.1.3, ПЧ4 13.2.3). Выход первого приемника 12.1 (выход Д1 12.1.1) соединен с вторым входом УФДП 8 и первым входом СГ 17. Выход второго приемника 12.2 (выход Д2 12.2.1) соединен с третьим входом УФДП 8 и вторым входом СГ 17. Выход первого контрольного приемника 13.1 (выход ПУ1 13.1.1) и выход второго контрольного приемника 13.2 (выход ПУ2 13.2.1) соединены соответственно с первым и вторым входами СС 10, выход которого соединен с первым входом блока ГПСП 9 (управляющим входом К 9.02). Выход СГ 17 подключен к входам СС 10, блока ГПСП 9 (входам ГПСП1 9.01 и ГПСП2 9.02). Второй выход УФДП 8 соединен с входом блока кодирования сигналов 7. Выход СЧ2 12.1.4 первого приемника 12.1 подключен к второму входу ПЧ1 12.1.3. Выход ПЧ1 12.1.3 первого приемника 12.1 соединен с входом УПЧ1 12.1.2. Выход УПЧ1 12.1.2 подключен ко входу Д1 12.1.1. Выход СЧ3 12.2.4 второго приемника 12.2 подключен к второму входу ПЧ2 12.2.3, выход которого соединен с входом УПЧ2 12.2.2. Выход УПЧ2 12.2.2 подключен к входу Д2 12.2.1. Выход СЧ4 13.1.4 первого контрольного приемника 13.1 подключен ко второму входу ПЧ3 13.1.3, выход которого соединен с входом АД1 13.1.2. Выход АД1 13.1.2 соединен с входом ПУ1 13.1.1. Выход СЧ3 13.2.4 второго контрольного приемника 13.1 соединен со вторым входом ПЧ4 13.2.3, выход которого соединен с входом АД2 13.2.2, выход которого подключен к входу ПУ2 13.2.1.The transmit-receive path consists of: a pseudo-random sequence generator (PRSG) PRSG 9, a transmitter 11, a packet formation and decoding device (PFDD) PRSG 8, a first receiver 12.1, a second receiver 12.2, a comparison circuit (CC) 10, a first control receiver 13.1, a second control receiver 13.2, a first antenna (A1) 15, a second antenna (A2) 16, a synchronization generator (SG) 17. In turn, the PRSG block 9 consists of a first PSS generator (PRSG1) 9.01 with outputs of the n and n+1 clock cycles, a second PSS generator (PRSG2) 9.03 with outputs of the n and n+1 clock cycles, a switch 9.02. The transmitter 11 consists of the first frequency synthesizer (SF1) 11.01 and the modulator (M) 11.02. The first receiver 12.1 consists of the first demodulator (D1) 12.1.1, the first intermediate frequency amplifier (IF1) 12.1.2, the first frequency converter (IF1) 12.1.3, the second frequency synthesizer (SF2) 12.1.4. The second receiver consists of the second demodulator (D2) 12.2.1, the second intermediate frequency amplifier (IF2) 12.2.2, the second frequency converter (IF2) 12.2.3, the third frequency synthesizer (SF3) 12.2.4. The first control receiver consists of the first threshold device (PU1) 13.1.1, the first amplitude detector (AD1) 13.1.2, the third frequency converter (FC3) 13.1.3, the fourth frequency synthesizer (FSS4) 13.1.4. The second control receiver consists of the second threshold device (PU2) 13.2.1, the second amplitude detector (AD) 13.2.2, the fourth frequency converter (FC4) 13.2.3, the fifth frequency synthesizer (FSS3) 13.2.4. Moreover, the output of the signal encoding unit 7 is connected to the first input of the UFDP 8, the first output of which is connected to the second input M 11.02 of the transmitter 11, the first output of the GPSP unit 9 from the output of the switch (K) 9.02 is connected to the first input of the transmitter 11 (input FSS1 11.01). The second output of the GPSP block 9 (the output of the current clock cycle GPSP1 9.01) is connected to the second input of the first receiver 12.1 (the input of the SC2 12.1.4) and the first input K 9.02. The third output of the GPSP block 9 (the output of the next clock cycle GPSP1 9.01) is connected to the second input of the first control receiver 13.1 (the input of the SC4 13.1.4). The fourth output of the GPSP block 9 (the output of the current clock cycle GPSP2 9.03) is connected to the second input K 9.02 and the second input of the second receiver 12.2 (the input of the SC3 12.2.4). The fifth output of the GPSP block 9 (the output of the next clock cycle GPSP2 9.03) is connected to the second input of the second control receiver 13.2 (the input of the SC3 13.2.4). The output of transmitter 11 (output M 11.02) is connected to input A1 15. Output A2 16 is connected to the first input of receivers 12.1, 12.2 and control receivers 13.1, 13.2 (to the first inputs, respectively, of FC1 12.1.3, FC2 12.2.3, FC3 13.1.3, FC4 13.2.3). The output of the first receiver 12.1 (output D1 12.1.1) is connected to the second input of the UFDP 8 and the first input of the SG 17. The output of the second receiver 12.2 (output D2 12.2.1) is connected to the third input of the UFDP 8 and the second input of the SG 17. The output of the first control receiver 13.1 (output PU1 13.1.1) and the output of the second control receiver 13.2 (output PU2 13.2.1) are connected respectively to the first and second inputs of the SS 10, the output of which is connected to the first input of the GPS unit 9 (control input K 9.02). The output of the SG 17 is connected to the inputs of the SS 10, the GPS unit 9 (inputs GPS1 9.01 and GPS2 9.02). The second output of the UFDP 8 is connected to the input of the signal encoding unit 7. The output of the frequency converter 2 12.1.4 of the first receiver 12.1 is connected to the second input of the frequency converter 12.1.3. The output of the frequency converter 12.1.3 of the first receiver 12.1 is connected to the input of the IF amplifier 12.1.2. The output of the IF amplifier 12.1.2 is connected to the input of the D1 amplifier 12.1.1. The output of the frequency converter 3 12.2.4 of the second receiver 12.2 is connected to the second input of the IF2 12.2.3, the output of which is connected to the input of the IF amplifier 2 12.2.2. The output of the IF amplifier 12.2.2 is connected to the input of the D2 amplifier 12.2.1. The output of SC4 13.1.4 of the first control receiver 13.1 is connected to the second input of PC3 13.1.3, the output of which is connected to the input of AD1 13.1.2. The output of AD1 13.1.2 is connected to the input of PU1 13.1.1. The output of SC3 13.2.4 of the second control receiver 13.1 is connected to the second input of PC4 13.2.3, the output of which is connected to the input of AD2 13.2.2, the output of which is connected to the input of PU2 13.2.1.
Пороговые устройства (ПУ1 13.1.1, ПУ2 13.2.1) и СС 10 могут быть построены по известным схемам, представленные в: Способ передачи информации в радиолинии с псевдослучайной перестройкой рабочих частот и устройство его реализующее, 2 099 886 С1, опубликовано 20.12.1997.Threshold devices (PU1 13.1.1, PU2 13.2.1) and SS 10 can be constructed according to known schemes presented in: Method of transmitting information in a radio line with pseudo-random frequency hopping and a device implementing it, 2 099 886 C1, published 20.12.1997.
Коммутатор К 9.02 может быть реализован с использованием реле, либо на микросхемах, выполняющих функции коммутаторов, с необходимым числом коммутируемых каналов соответственно разрядности кода ПСП (см. справочник Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы. М: Радио и связь, 1989, с. 47-139).The K 9.02 switch can be implemented using a relay or on microcircuits that perform the functions of switches, with the required number of switched channels in accordance with the bit depth of the PSP code (see the reference book Digital and analog integrated circuits. Moscow: Radio and Communications, 1989, pp. 47-139).
УФДП 8 наиболее целесообразно строить с использованием микропроцессорной техники. Один из вариантов его построения рассмотрен в книге Вычислительные сети с пакетной радиосвязью. Киев: Техника, 1989, с. 192-206.It is most expedient to build UFDP 8 using microprocessor technology. One of the options for its construction is discussed in the book Computer Networks with Packet Radio Communications. Kyiv: Tekhnika, 1989, pp. 192-206.
Остальные элементы устройства могут быть построены по известным схемам, рассмотренным в литературе: Цифровые радиоприемные системы. Под ред. М.И. Жодзинского. М. Радио и связь, 1990, с 53-54, 68-80, 173-182; К.М. Павлов. Радиоприемные устройства магистральной KB связи. М. Связь, 1980, с. 54-57; Б.П. Серков. Распространение радиоволн и антенные устройства. Л. ВАС, 1981, с. 280-312; Р.К. Диксон. Широкополосные системы. Пер. с англ. Л.Ф. Жигулина. Под ред. В.И. Журавлева. М. Связь, 1979, с. 60-82.The remaining elements of the device can be constructed using known circuits discussed in the literature: Digital Radio Receiving Systems. Ed. by M.I. Zhodzinsky. M. Radio and Communications, 1990, pp. 53-54, 68-80, 173-182; K.M. Pavlov. Radio Receiving Devices for Trunk HF Communications. M. Svyaz, 1980, pp. 54-57; B.P. Serkov. Radio Wave Propagation and Antenna Devices. L. VAS, 1981, pp. 280-312; R.K. Dixon. Broadband Systems. Translated from English by L.F. Zhigulin. Ed. by V.I. Zhuravlev. M. Svyaz, 1979, pp. 60-82.
На фиг. 3 представлена структурная схема блока кодирования сигналов 7. Блок 7 содержит соединенные между собой соответствующим образом генератор тактовых импульсов 25, формирователь сигнала «сброс» 24, контроллер 23, блок памяти 26, цифровой сигнальный процессор 22, узел сопряжения 27 с блоком ввода криптографической информации и ключей псевдослучайной последовательности 14. В состав цифрового сигнального процессора 22 входят соединенные интерфейсом канальный кодер 18, канальный декодер 19, шифратор 20 и дешифратор 21. Блок памяти 26 выполнен в виде несъемного элемента, подключенного входом через контроллер 23 к формирователю сигнала «сброс» 24, который подключен контактом концевого выключателя к корпусу БПЛА 1.Fig. 3 shows a structural diagram of the signal encoding unit 7. Unit 7 contains a clock pulse generator 25, a "reset" signal generator 24, a controller 23, a memory unit 26, a digital signal processor 22, an interface unit 27 with a unit for inputting cryptographic information and pseudo-random sequence keys 14, all connected to each other in an appropriate manner. The digital signal processor 22 includes a channel encoder 18, a channel decoder 19, an encoder 20 and a decoder 21 connected by an interface. The memory unit 26 is made in the form of a non-removable element connected by an input through the controller 23 to the "reset" signal generator 24, which is connected by a contact of a limit switch to the body of the UAV 1.
Блок кодирования сигналов 7 предназначен для кодирования передаваемой информации по радиолинии с ППРЧ между БПЛА 1 и мобильным наземным пунктом управления 2.The signal encoding unit 7 is designed to encode the information transmitted via the radio link with frequency hopping between the UAV 1 and the mobile ground control point 2.
Цифровой сигнальный процессор 22 предназначен для выполнения функций канального кодера 18, канального декодера 19, шифратора 20, дешифратора 21 с помощью программного обеспечения.The digital signal processor 22 is designed to perform the functions of the channel encoder 18, channel decoder 19, encoder 20, decoder 21 using software.
Контроллер 23 предназначен для программного управления цифровым сигналим процессором 22 для переключения различных режимов работы блока и при выборе ключей кодирования.Controller 23 is intended for software control of digital signal processor 22 for switching various operating modes of the unit and when selecting coding keys.
Цифровой сигнальный процессор 22 и его контроллер 23 могут быть реализованы, например, на базе микросхем типа TMS320VC5470.The digital signal processor 22 and its controller 23 can be implemented, for example, on the basis of microcircuits of the TMS320VC5470 type.
Генератор тактовых импульсов 25 предназначен для обеспечения синхронизации цифровых устройств блока. Генератор тактовых импульсов может быть реализован, например, на основе программируемого генератора AD2S99BPZ.The clock pulse generator 25 is designed to ensure synchronization of the digital devices of the block. The clock pulse generator can be implemented, for example, on the basis of the programmable generator AD2S99BPZ.
Блок памяти 26 предназначен для хранения микропрограммного обеспечения цифрового сигнального процессора 22 и контроллера 23. Блок памяти 26 может быть реализован, например, на основе микросхем типа AM29DL800BB.Memory block 26 is intended for storing the firmware of digital signal processor 22 and controller 23. Memory block 26 can be implemented, for example, on the basis of AM29DL800BB type microcircuits.
Формирователь сигнала «сброс» 24, который управляется механическим концевым выключателем предназначен удаления микропрограммного обеспечения блока памяти 26 цифрового сигнального процессора 22 и контроллера 23 в случае несанкционированного вскрытия БПЛА 1. В качестве формирователя сигнала «сброс» 24 может быть использована одна из известных схем, например, приведенная в изобретении «Формирователь сигналов сброса для блоков памяти» SU 1108504 А от 15.08.1984 г.The "reset" signal generator 24, which is controlled by a mechanical limit switch, is intended to delete the firmware of the memory unit 26 of the digital signal processor 22 and the controller 23 in the event of unauthorized opening of the UAV 1. One of the known circuits can be used as the "reset" signal generator 24, for example, the one given in the invention "Reset signal generator for memory units" SU 1108504 A dated 15.08.1984.
На фиг. 4 представлена структурная схема блока ввода криптографической информации и ключей псевдослучайной последовательности.Fig. 4 shows the structural diagram of the block for inputting cryptographic information and keys of a pseudo-random sequence.
Блок ввода криптографической информации и ключей псевдослучайной последовательности 14 содержит блок памяти 30, цифровой процессор 28, средство световой индикации 31, узел сопряжения 29 с блоком кодирования сигналов 7, узел сопряжения с внешними источниками электропитания 34, узел сопряжения с персональным компьютером 36, узел электропитания в составе аккумулятора 35, контроллера зарядки от внешних источников электропитания 33, контроллера электропитания 32. Цифровой процессор 28 соединен интерфейсом с средством световой индикации 31, узлом сопряжения 29 с блоком кодирования сигналов 7, узлом сопряжения с персональным компьютером 36, контроллером электропитания 32 и блоком памяти 30.The cryptographic information and pseudo-random sequence key input unit 14 contains a memory unit 30, a digital processor 28, a light indication means 31, a coupling unit 29 with a signal encoding unit 7, a coupling unit with external power sources 34, a coupling unit with a personal computer 36, a power supply unit consisting of a battery 35, a controller for charging from external power sources 33, a power supply controller 32. The digital processor 28 is connected by an interface to the light indication means 31, the coupling unit 29 with the signal encoding unit 7, the coupling unit with a personal computer 36, the power supply controller 32 and the memory unit 30.
Блок ввода криптографической информации и ключей псевдослучайной последовательности 14 предназначен для взаимодействия с блоком кодирования сигналов 7 при записи в его память 26 криптографической информации и ключей псевдослучайной последовательности. Криптографическая информация и ключи псевдослучайной последовательности записываются в блок памяти 30, откуда затем по проводному интерфейсу записываются как в блок кодирования сигналов 7, установленному на БПЛА 1, так и установленному на мобильном наземном пункте управления 2.The cryptographic information and pseudo-random sequence key input unit 14 is intended for interaction with the signal encoding unit 7 when cryptographic information and pseudo-random sequence keys are recorded in its memory 26. The cryptographic information and pseudo-random sequence keys are recorded in the memory unit 30, from where they are then recorded via a wire interface both in the signal encoding unit 7 installed on the UAV 1 and installed on the mobile ground control point 2.
Цифровой процессор 28 предназначен для обмена данными между средством световой индикации 31 в процессе ввода криптографической информации и контролирует работу узла электропитания устройства путем обмена данными с контроллером управления электропитанием 32. Цифровой процессор 28 выполняет перечисленные функции с помощью программного обеспечения. Цифровой процессор 28 может быть реализован, например, на базе микроконтроллера типа STM32.The digital processor 28 is intended for data exchange between the light indication means 31 during the process of entering cryptographic information and controls the operation of the power supply unit of the device by exchanging data with the power supply control controller 32. The digital processor 28 performs the listed functions using software. The digital processor 28 can be implemented, for example, on the basis of an STM32 microcontroller.
Контроллер зарядки от внешних источников электропитания 33, контроллер электропитания 32 и цифровой процессор 28 могут быть реализованы, например, на основе микросхем серий МАХ и LTC.The external power supply charging controller 33, the power supply controller 32 and the digital processor 28 can be implemented, for example, on the basis of MAX and LTC series microcircuits.
Система работает следующим образом.The system works as follows.
Оператор БПЛА записывает в память 30 блока ввода криптографической информации и ключей псевдослучайной последовательности 14 соответствующие данные. Далее записанные данные вводятся оператором БПЛА в память 26 устройства кодирования сигналов 7 БПЛА 1 и НПУ 2. После включения электропитания БПЛА, информация с системы автоматического управления и блока управления бортовыми системами 3, а также с системы автоматического дистанционного управления полетом летательного аппарата и работой его систем 4 через блок коммутации сигналов 6 поступает в блок кодирования сигналов 7, где шифратор 20 осуществляет кодирование информационного потока с помощью алгоритма, описанного в ГОСТ 28147-89. Далее, полученный кодированный битовый поток преобразуется в канальном кодере 18, который обеспечивает помехоустойчивое кодирование сигналов для передачи в сложной помеховой обстановке. Далее кодированный сигнал поступает на первый вход УФДП 8, где последовательно поступающий информационный сигнал делят на блоки заданной длины. Сформированный таким образом пакет подают на второй вход М 11.02 и переносят на радиочастоту. Радиосигнал через А1 15 излучают в радиоэфир. Каждый пакет переданной информации излучают на частоте, согласно кода ПСП1 либо ПСП2. Переключает последовательности К 9.02 по команде СС 10. Основанием для выбора ПСП является анализ помеховой обстановки на частотах, на которые должны перестроиться ПСП в следующий такт. Выполняют анализ контрольные приемники 13.1 и 13.2. Рассмотрим их работу на примере приемника 13.1.The UAV operator records the corresponding data in the memory 30 of the cryptographic information input unit and the keys of the pseudo-random sequence 14. The recorded data are then entered by the UAV operator into the memory 26 of the signal encoding device 7 of the UAV 1 and the NPU 2. After the UAV power supply is turned on, information from the automatic control system and the on-board systems control unit 3, as well as from the automatic remote control system of the aircraft flight and the operation of its systems 4, is sent through the signal switching unit 6 to the signal encoding unit 7, where the encoder 20 encodes the information flow using the algorithm described in GOST 28147-89. Then, the obtained coded bit flow is converted in the channel encoder 18, which ensures noise-resistant encoding of signals for transmission in a complex noise environment. Then the coded signal is sent to the first input of the UFDP 8, where the sequentially incoming information signal is divided into blocks of a given length. The packet formed in this way is fed to the second input of M 11.02 and transferred to the radio frequency. The radio signal is emitted into the air via A1 15. Each packet of transmitted information is emitted at a frequency according to the code PSP1 or PSP2. The sequences K 9.02 are switched by the command SS 10. The basis for choosing the PSP is the analysis of the interference environment at the frequencies to which the PSP must rebuild in the next cycle. The analysis is performed by control receivers 13.1 and 13.2. Let us consider their operation using the example of receiver 13.1.
Код частоты следующего такта ГПСП1 9.01 с выхода n+1 такта ГПСП 9 подают на вход СЧ4 13.1.4. Синтезатор СЧ4 13.1.4 вырабатывает колебание необходимой частоты, которое подают на второй вход ПЧ3 13.1.3. На первый вход ПЧЗ 13.1.3 поступает помеховый сигнал, принимаемый А2 16. В результате преобразования на выходе ПЧ3 13.1.3 выделяют напряжение помех на соответствующей частоте приема. Его детектируют в АД1 13.1.2, и по величине напряжения на выходе АД1 13.1.2 ПУ1 13.1.1 делает вывод о уровне помех на анализируемой частоте. Результат анализа падают на вход СС 10.The frequency code of the next cycle of the GPSP1 9.01 from the output of the n+1 cycle of the GPSP 9 is fed to the input of the SC4 13.1.4. The synthesizer SC4 13.1.4 generates an oscillation of the required frequency, which is fed to the second input of the IF3 13.1.3. The interference signal received by the A2 16 is fed to the first input of the IFZ 13.1.3. As a result of the conversion, the interference voltage at the output of the IF3 13.1.3 is isolated at the corresponding receiving frequency. It is detected in the AD1 13.1.2, and based on the voltage value at the output of the AD1 13.1.2, the PU1 13.1.1 makes a conclusion about the interference level at the analyzed frequency. The analysis result is dropped to the input of the CC 10.
Аналогично осуществляют анализ помеховой обстановки на последующей частоте ГПСП2 9.03. Схема сравнения выбирает лучшую частоту из двух предложенных по наименьшему уровню помех и дает команду на подключение К 9.02.The interference situation is analyzed in a similar manner at the subsequent frequency of GPSP2 9.03. The comparison circuit selects the best frequency of the two proposed based on the lowest interference level and issues a command to connect to K 9.02.
Прием информационного сигнала, передаваемого с БПЛА 1 в НПУ 2 осуществляют одновременно по обеим программам ПСП приемниками 12.1 и 12.2, так как на приемном конце радиолинии неизвестно, на какой из последовательностей будут производить передачу следующего пакета. А2 16 преобразует электромагнитное колебание в электрическое и подает его на входы обоих приемников 12.1 и 12.2. Работа приемников аналогична. Рассмотрим принцип их действия на примере первого приемника 12.1. Код частоты с выхода текущего такта ГПСП 9 ГПСП1 9.01 подают на вход СЧ2 12.1.4, который вырабатывает колебание необходимой частоты. Колебание поступает на второй вход ПЧ1 12.1.3. Выделенный на промежуточной частоте сигнал усиливают УПЧ1 12.1.2 и демодулируют Д1 12.1.1.Reception of the information signal transmitted from the UAV 1 to the NPU 2 is carried out simultaneously according to both PSP programs by receivers 12.1 and 12.2, since it is unknown at the receiving end of the radio link according to which of the sequences the next packet will be transmitted. A2 16 converts the electromagnetic oscillation into an electrical one and feeds it to the inputs of both receivers 12.1 and 12.2. The operation of the receivers is similar. Let us consider the principle of their operation using the example of the first receiver 12.1. The frequency code from the output of the current cycle of the GPSP 9 GPSP1 9.01 is fed to the input of the SC2 12.1.4, which generates an oscillation of the required frequency. The oscillation is fed to the second input of the IF1 12.1.3. The signal selected at the intermediate frequency is amplified by the IF1 12.1.2 and demodulated by the D1 12.1.1.
Демодулированные сигналы обоих приемников поступают на второй и третий входы УФДП 8. Устройство выделяет тот канал, на котором передавался сигнал по записанному в пакете адресу, декодирует пакет и подает полученный информационный сигнал в блок кодирования сигналов 7. Кроме того, на основе анализа синхроимпульсов СГ 17 управляет работой ГПСП 9.01 и 9.03. С блока кодирования сигналов 7 сигналы поступают через блок коммутации сигналов 6 в пульт управления 5. Оператор БПЛА на основе принятой информации применяет управляющие воздействия. Передача сигналов от НПУ 2 к БПЛА 1 аналогична.The demodulated signals of both receivers are fed to the second and third inputs of UFDP 8. The device selects the channel on which the signal was transmitted at the address recorded in the packet, decodes the packet and feeds the received information signal to the signal encoding unit 7. In addition, based on the analysis of the synchronization pulses, SG 17 controls the operation of GPSP 9.01 and 9.03. From the signal encoding unit 7, the signals are fed through the signal switching unit 6 to the control panel 5. The UAV operator applies control actions based on the received information. The transmission of signals from NPU 2 to UAV 1 is similar.
В случае попадания БПЛА к несанкционированному пользователю и попыткой вскрытия его фюзеляжа механический концевой выключатель срабатывает и дает сигнал на формирователь сигнала «сброс» 24, который удаляет микропрограммное обеспечение блока памяти 26 цифрового сигнального процессора 22 и контроллера 23 на БПЛА 1. Таким образом, несанкционированный пользователь не получит доступ к ключу для кодирования передаваемой информации и ключу псевдослучайной последовательности, что делает невозможным управление остальными БПЛА работающими от данного НПУ 2 на текущем сеансе управления. В памяти 26 в устройстве кодирования сигналов 7 хранятся один ключ для кодирования передаваемой информации и один ключ псевдослучайной последовательности. После невозвращения на НПУ 2 БПЛА 1, попавшего к несанкционированному пользователю, оператор на остальных БПЛА для следующего сеанса управления перезаписывает ключи для кодирования передаваемой информации и псевдослучайной последовательности.In the event that the UAV falls into the hands of an unauthorized user and an attempt is made to open its fuselage, the mechanical limit switch is triggered and sends a signal to the "reset" signal generator 24, which deletes the firmware of the memory unit 26 of the digital signal processor 22 and the controller 23 on the UAV 1. Thus, the unauthorized user will not gain access to the key for encoding the transmitted information and the pseudo-random sequence key, which makes it impossible to control the remaining UAVs operating from this NPC 2 during the current control session. In the memory 26 in the signal encoding device 7, one key for encoding the transmitted information and one key of the pseudo-random sequence are stored. After the UAV 1, which fell into the hands of an unauthorized user, fails to return to NPC 2, the operator on the remaining UAVs rewrites the keys for encoding the transmitted information and the pseudo-random sequence for the next control session.
В память 30 блока ввода криптографической информации и ключей псевдослучайной последовательности 14 вводятся несколько ключей для кодирования передаваемой информации и ключей псевдослучайной последовательности, что позволяет повысить скорость ввода и перезаписи соответствующих данных на несколько БПЛА.Several keys for encoding the transmitted information and keys of the pseudo-random sequence are entered into the memory 30 of the block for inputting cryptographic information and keys of the pseudo-random sequence 14, which makes it possible to increase the speed of inputting and rewriting the corresponding data on several UAVs.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2825035C1 true RU2825035C1 (en) | 2024-08-19 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2854516C1 (en) * | 2024-12-26 | 2026-01-13 | Георгий Евгеньевич Яцук | Conversion device for unmanned aerial vehicle communication channels |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2309543C2 (en) * | 2005-10-03 | 2007-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" | System for radio communication with moving objects |
| RU2356171C1 (en) * | 2008-01-09 | 2009-05-20 | Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Adaptive device for data transfer with pseudorandom tuning of working frequency |
| RU155323U1 (en) * | 2014-12-11 | 2015-09-27 | Закрытое акционерное общество "МНИТИ" (ЗАО "МНИТИ") | UNMANNED AIRCRAFT CONTROL SYSTEM |
| KR101576744B1 (en) * | 2014-08-21 | 2015-12-11 | 한국항공우주연구원 | signal delivery method of unmanned system |
| WO2016154939A1 (en) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Geo-fencing devices with dynamic characteristics |
| RU2794287C1 (en) * | 2021-12-17 | 2023-04-14 | Акционерное общество "Аэронавигационные спутниковые технологии и разработки в авиации" | Unified on-board module for aviation surveillance of unmanned aerial vehicles |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2309543C2 (en) * | 2005-10-03 | 2007-10-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное предприятие "Полет" | System for radio communication with moving objects |
| RU2356171C1 (en) * | 2008-01-09 | 2009-05-20 | Открытое акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Adaptive device for data transfer with pseudorandom tuning of working frequency |
| KR101576744B1 (en) * | 2014-08-21 | 2015-12-11 | 한국항공우주연구원 | signal delivery method of unmanned system |
| RU155323U1 (en) * | 2014-12-11 | 2015-09-27 | Закрытое акционерное общество "МНИТИ" (ЗАО "МНИТИ") | UNMANNED AIRCRAFT CONTROL SYSTEM |
| WO2016154939A1 (en) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | SZ DJI Technology Co., Ltd. | Geo-fencing devices with dynamic characteristics |
| RU2794287C1 (en) * | 2021-12-17 | 2023-04-14 | Акционерное общество "Аэронавигационные спутниковые технологии и разработки в авиации" | Unified on-board module for aviation surveillance of unmanned aerial vehicles |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2854516C1 (en) * | 2024-12-26 | 2026-01-13 | Георгий Евгеньевич Яцук | Conversion device for unmanned aerial vehicle communication channels |
| RU2859570C1 (en) * | 2025-10-01 | 2026-04-07 | Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Полет" | Radio communication system with unmanned aerial vehicles |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US12028095B2 (en) | Machine-learning based analysis and response to electromagnetic waveforms | |
| Ahmed et al. | 433 MHz (Wireless RF) communication between two Arduino UNO | |
| US11150671B2 (en) | Method and system for jamming localization and supporting navigation system | |
| US20230221424A1 (en) | Methods and systems for performing location determination based on sequence of pulses | |
| Goddemeier et al. | Coverage evaluation of wireless networks for unmanned aerial systems | |
| US12267155B2 (en) | Machine-learning based analysis and response based on electromagnetic waveforms and sensor data | |
| ES2680938T3 (en) | Reception and transmission of radio frequency signals | |
| RU2531779C2 (en) | Flight recorder with signalling system | |
| Serkov et al. | Strategy of building a wireless mobile communication system in the conditions of electronic counteraction | |
| Liao et al. | Impact of UAVs equipped with ADS-B on the civil aviation monitoring system | |
| CN116232533A (en) | Technology and equipment for omni-directional fixed-point decoy of unmanned aerial vehicle | |
| RU2389054C1 (en) | Method for collation of time scales and device for its implementation | |
| CN209765694U (en) | equipment integrating unmanned aerial vehicle detection and counter-braking | |
| CN203324472U (en) | All-solid-state X-wave-band portable radar beacon machine | |
| RU2503038C1 (en) | Automatic unmanned diagnostic complex | |
| Samama et al. | A GNSS-based inverted radar for carrier phase absolute indoor positioning purposes first experimental results with GPS signals | |
| Subasu et al. | Robust aeronautical communications enabled by UAV operations and LEO satellites | |
| WO2020226523A1 (en) | Method and system for jamming localization and supporting navigation system | |
| Radivojević et al. | Multichannel Radio-jammer Development Considerations for prevention of Illicit Drone Missions | |
| JP2020021310A (en) | Moving object grasping system | |
| RU2792141C1 (en) | Reconnaissance and scouting relay complex | |
| RU2604355C1 (en) | Remote earth probing systems radio system mounted on spacecrafts | |
| RU2832846C1 (en) | Aircraft navigation communication module | |
| RU2518062C1 (en) | Radar system for monitoring near-earth space | |
| RU2295742C1 (en) | Aviation meteorological complex of active influencing on clouds |