RU39319U1 - ENVIRONMENTAL CONTROL SYSTEM - Google Patents

ENVIRONMENTAL CONTROL SYSTEM Download PDF

Info

Publication number
RU39319U1
RU39319U1 RU2004114412/22U RU2004114412U RU39319U1 RU 39319 U1 RU39319 U1 RU 39319U1 RU 2004114412/22 U RU2004114412/22 U RU 2004114412/22U RU 2004114412 U RU2004114412 U RU 2004114412U RU 39319 U1 RU39319 U1 RU 39319U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
board
signals
unmanned aerial
aerial vehicle
digital computer
Prior art date
Application number
RU2004114412/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
К.Б. Ле
С.Н. Шаров
Original Assignee
Ле Ки Биен
Шаров Сергей Николаевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ле Ки Биен, Шаров Сергей Николаевич filed Critical Ле Ки Биен
Priority to RU2004114412/22U priority Critical patent/RU39319U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU39319U1 publication Critical patent/RU39319U1/en

Links

Landscapes

  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к средствам экологического контроля как водной, так и земной поверхности, обнаружения экологических загрязнений, обнаружения источников экологических загрязнений. Сущность полезной модели заключается в том, что система экологического контроля содержит связанные каналом связи беспилотный летательный аппарат и передвижной наземный пульт управления, беспилотный летательный аппарат содержит бортовую систему управления полетом, навигационную систему, бортовую цифровую вычислительную машину, бортовой приемо-передатчик, запоминающее устройство, комплекс обзора поверхности, передвижной пульт управления содержит наземный приемо-передатчик, дистанционный пульт управления беспилотным летательным аппаратом, устройство отображения информации. Технический результат заключается в том, что система обеспечивает обнаружение и классификацию с высокой степенью достоверности как самих экологических загрязнений различных видов, так и источников экологических загрязнений как на водной так и на земной поверхности.The utility model relates to environmental controls of both the water and the earth's surface, the detection of environmental pollution, and the detection of sources of environmental pollution. The essence of the utility model is that the environmental control system contains an unmanned aerial vehicle and a mobile ground control panel connected by a communication channel, an unmanned aerial vehicle contains an onboard flight control system, a navigation system, an onboard digital computer, an onboard transceiver, a storage device, and a complex surface review, the mobile control panel contains a ground-based transceiver, a remote control panel for unmanned aerial vehicles Paraty display apparatus. The technical result consists in the fact that the system provides detection and classification with a high degree of reliability of both environmental pollution of various types and sources of environmental pollution both on the water and on the earth's surface.

Description

Полезная модель относится к средствам экологического контроля как водной, так и земной поверхности, обнаружения экологических загрязнений, обнаружения источников экологических загрязнений.The utility model relates to environmental controls of both the water and the earth's surface, the detection of environmental pollution, and the detection of sources of environmental pollution.

Известна система контроля качества воды [1], которая содержит измерительное оборудование, установленное в море на глубине 1 и 5 м и с помощью датчиков измеряющее температуру, электропроводимость и содержание растворенного в воде кислорода. Данные измерений транслируются на береговой пост для последующей обработки.A known system of water quality control [1], which contains measuring equipment installed in the sea at a depth of 1 and 5 m and using sensors to measure temperature, conductivity and the content of oxygen dissolved in water. Measurement data are transmitted to the coastal post for further processing.

Недостатком системы является локальный характер измерений, не позволяющий контролировать обширные водные пространства естественных водоемов, и ограниченный диапазон контролируемых параметров водной среды.The disadvantage of the system is the local nature of the measurements, which does not allow controlling the vast water spaces of natural water bodies, and the limited range of controlled parameters of the aquatic environment.

Известно также использование подвижных носителей (судов) для определения загрязнения водной среды. Так, оборудование, установленное на борту ледокола SHIRASE [2], содержит погружаемую на глубину до 8 м аппаратуру, насос для отбора проб воды, датчики измерения температуры, солености, количества растворенных в воде органических веществ, содержания в ней хлорофилла, биогенов, а также количественного содержания взвешенных частиц размером 0,5-5 мм. Обработка показаний датчиков осуществляется электронно-вычислительной системой.It is also known the use of mobile carriers (ships) to determine the pollution of the aquatic environment. So, the equipment installed on board the SHIRASE icebreaker [2] contains equipment immersed to a depth of 8 m, a pump for sampling water, sensors for measuring temperature, salinity, the amount of organic substances dissolved in water, the content of chlorophyll, biogenes in it, and quantitative content of suspended particles with a size of 0.5-5 mm Processing of sensor readings is carried out by an electronic computer system.

Недостатком известного аналога являются ограниченные возможности определения загрязнения водной среды ввиду отсутствия средств контроля поверхности воды на наличие нефтяных пятен и средств контроля толщи воды и придонного пространства, что не обеспечивает полноты и достоверности контроля экологического состояния акватории.A disadvantage of the known analogue is the limited ability to determine the pollution of the aquatic environment due to the lack of means of monitoring the water surface for the presence of oil stains and means to control the thickness of the water and the bottom space, which does not ensure the completeness and reliability of monitoring the ecological state of the water area.

В значительной степени недостатки, присущие указанным аналогам, устранены в системе для экологического контроля водной среды [3]. Судно-катамаран оборудовано буксируемой линией с установленными на ее углубителе блоком датчиков гидрохимикофизических параметров и устройством водозабора, подводным осмотровым аппаратом, оснащенном телекамерой для передачи телевизионного изображения на борт судна, устройством водозабора из придонного слоя, пробоотборниками грунта, устройством ультразвукового зондирования толщи воды, дистанционным обнаружителем нефтепродуктов, устройством контроля параметров приповерхностного слоя воды с размещенными на погружаемом блоке датчиками и головкой водозабора. Шланги забортных устройств водозабора подключены к To a large extent, the disadvantages inherent in these analogues have been eliminated in the system for environmental control of the aquatic environment [3]. The catamaran vessel is equipped with a towed line with a unit of sensors for hydrochemical and physical parameters and a water intake device, an underwater inspection device equipped with a television camera for transmitting a television image to the vessel, a bottom water intake device, soil samplers, an ultrasonic probe for the water column, a remote detector petroleum products, a device for monitoring the parameters of the surface water layer with sensors placed on the submersible block iki and water intake head. Outboard hoses connected to

трубопроводам гидромагистрали с непрерывным протоком воды, из которой производится отбор и подача проб к аппаратуре гидрохимического анализа, реализующей экспрессные методы контроля в проточно-инжекционном варианте исполнения. Показания измерительных датчиков после предварительной отработки сопоставляются с результатами измерений аппаратуры гидрохимического анализа и других подсистем комплекса в центральной вычислительной системе (ЦВС).pipelines of a hydraulic main with a continuous flow of water, from which sampling and supply of samples to the hydrochemical analysis equipment is carried out, which implements express control methods in a flow-injection version. The readings of the measuring sensors after preliminary testing are compared with the results of measurements of the equipment for hydrochemical analysis and other subsystems of the complex in the central computing system (CVS).

Комплекс технических средств, установленных на судне, обеспечивает полноту и достоверность контроля в широком диапазоне параметров загрязнения и позволяет произвести комплексное обследование обширной территории водного пространства.The complex of technical equipment installed on the vessel ensures the completeness and reliability of control over a wide range of pollution parameters and allows a comprehensive survey of a vast territory of the water body.

Недостатком судна экологического контроля являются большие временные затраты на обследование акватории, нерациональное использование в поисковом режиме всей аппаратуры комплекса, а также ограниченные возможности ЦВС, которая не обеспечивает обработку информации от всех подсистем комплекса и не обеспечивает формирования архива с привязкой результатов измерений к координатам местоположения судна.The disadvantage of an environmental monitoring vessel is the large time required to survey the water area, the irrational use of all the complex equipment in a search mode, as well as the limited capabilities of the DAC, which does not provide information processing from all subsystems of the complex and does not provide for the formation of an archive with reference to the coordinates of the location of the vessel.

Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели и принятой в качестве прототипа является система для экологического контроля территориальных вод, континентального шельфа и исключительной экономической зоны [4], представляющая собой судно оснащенное подводным осмотровым аппаратом, устройством ультразвукового зондирования толщи воды, дистанционным обнаружителем нефтепродуктов, оптическая головка которого установлена на выносной консоли в носовой оконечности одной из лодок катамарана, устройством водозабора из придонного слоя, пробоотборниками грунта, а также устройством измерения параметров глубинного слоя воды, погружаемый блок которого установлен на углубителе буксируемой линии, и устройством измерения параметров приповерхностного слоя воды, причем погружаемые блоки обоих указанных устройств оснащены преобразователями гидрохимикофизических параметров воды, которые подключены к первому интерфейсному входу центральной вычислительной системы, и головками водозабора, которые посредством заборных шлангов и трубопроводов магистрали непрерывного пробоотбора связаны со входами одного и второго устройств гидрохимического анализа воды, выходы которых подключены ко второму интерфейсному входу центральной вычислительной системы, содержит авиационно-технический комплекс телевизионного наблюдения водной поверхности с дистанционно пилотируемым самолетом, устройство запуска которого размещено на Closest to the proposed utility model and adopted as a prototype is a system for environmental monitoring of territorial waters, the continental shelf and the exclusive economic zone [4], which is a vessel equipped with an underwater inspection apparatus, an ultrasonic sensing device for the water column, a remote oil product detector, whose optical head installed on a remote console in the bow of one of the catamaran boats, a device for water intake from the bottom layer, samples soil samplers, as well as a device for measuring the parameters of the deep water layer, the immersion unit of which is mounted on the tow line deepener, and a device for measuring the parameters of the surface water layer, the immersion units of both of which are equipped with converters of hydrochemical and physical water parameters that are connected to the first interface input of the central computing system , and water intake heads, which, through intake hoses and pipelines of the continuous sampling line connected to the inputs of one and the second device for hydrochemical analysis of water, the outputs of which are connected to the second interface input of the central computing system, contains an aviation-technical complex for television monitoring of the water surface with a remotely piloted aircraft, the launch device of which is located on

крыше кормовой надстройки судна, обзорную телевизионную камеру и приемоиндикатор спутниковой навигационной системы, установленные на рубке судна, а также устройство контроля радиационной обстановки, включающее преобразователи радиоактивности воды, установленные на погружаемых блоках устройств измерения параметров глубинного и приповерхностного слоев воды, и преобразователь радиоактивности воздуха, подключенный к третьему входу центральной вычислительной системы, к четвертому входу которой подключен приемоиндикатор спутниковой навигационной системы, к пятому входу - дистанционный обнаружитель нефтепродуктов, а к шестому и седьмому входам - пульты управления подводным осмотровым аппаратом и дистанционно пилотируемым самолетом, соответственно, при этом подъемно-опускное устройство погружаемого блока устройства измерения параметров приповерхностного слоя воды установлено в носовой оконечности второй лодки катамарана и выполнено в виде Y-образной рамы, два конца которой закреплены на горизонтальном валу, который кинематически связан с электромеханическим приводом, и натяжного устройства, трос которого закреплен на короткой перекладине Y-образной рамы, третий конец которой снабжен осью для установки поворотного кронштейна, на котором закреплен погружаемый блок, а в средней части судна посередине соединительного моста катамарана размещено комбинированное подъемно-опускное устройство буксируемой линии и устройства водозабора из придонного слоя, которое содержит поворотный слип для углубителя буксируемой линии, двухбарабанную лебедку с вертикальным расположением оси барабанов и электромеханический привод с механизмом подключения к одному или другому барабану лебедки, а цифровая вычислительная система выполнена с возможностью определения линии движения подвижного источника экологического загрязнения по положению прямой линии между двумя точками контролируемой акватории с максимальной интенсивностью пульсаций удельной электрической проводимости воды, определенньми с помощью спутниковой навигационной системы при движении в различных направлениях морского патрульного судна для экологического контроля территориальных вод, континентального шельфа и исключительной экономической зоны, при одновременном превышении усредненным значением удельной электрической проводимости воды фонового усредненного значения удельной электрической проводимости воды и заранее установленных, например, предельно допустимых, среднефоновых значений концентрации, по the roof of the stern superstructure of the vessel, a surveillance television camera and a receiver-indicator of the satellite navigation system installed on the wheelhouse, as well as a radiation monitoring device, including water radioactivity transducers installed on submerged units of devices for measuring the parameters of the deep and surface water layers, and an air radioactivity transducer connected to the third input of the central computing system, to the fourth input of which a satellite receiver is connected navigation system, to the fifth entrance - a remote detector of oil products, and to the sixth and seventh inputs - control panels of an underwater inspection apparatus and a remotely piloted aircraft, respectively, while the lifting and lowering device of the submersible block of the device for measuring the surface layer of water is installed in the bow of the second boat catamaran and made in the form of a Y-shaped frame, the two ends of which are mounted on a horizontal shaft, which is kinematically connected with the electromechanical water, and a tensioning device, the cable of which is fixed on a short crossbeam of the Y-shaped frame, the third end of which is equipped with an axis for installing a swivel bracket on which the immersion unit is fixed, and in the middle part of the vessel in the middle of the connecting bridge of the catamaran there is a combined lifting and lowering device of the towed line and a device for water intake from the bottom layer, which contains a rotary slip for the tow line deepener, a double-drum winch with a vertical arrangement of the axis of the drums and the electron an anical drive with a mechanism for connecting to one or another winch drum, and a digital computer system is configured to determine the line of movement of a mobile source of environmental pollution by the position of a straight line between two points of the controlled area with a maximum intensity of ripple of the specific electrical conductivity of the water, determined using a satellite navigation system when navigating in different directions of a sea patrol vessel for environmental control, the territorial water, the continental shelf and the exclusive economic zone, while the average value of the specific electrical conductivity of the water exceeds the background average conductive value of the specific electrical conductivity of water and predetermined, for example, maximum permissible, average background concentration values, according to

меньшей мере, одного из контролируемых загрязняющих веществ по результатам гидрохимического анализа.at least one of the controlled pollutants according to the results of hydrochemical analysis.

Недостатком прототипа является недостаточная информативность данных, получаемых от дистанционно пилотируемого самолета, недостаточная точность определения местоположения дистанционно пилотируемого самолета и невозможность контроля земной поверхности.The disadvantage of the prototype is the lack of information content of data received from a remotely piloted aircraft, the lack of accuracy in determining the location of a remotely piloted aircraft and the inability to control the earth's surface.

Задачей полезной модели является создание системы экологического контроля, позволяющей обнаруживать и классифицировать как экологические загрязнения так и источники экологических загрязнений как водной так и земной поверхности.The objective of the utility model is to create an environmental control system that allows to detect and classify both environmental pollution and sources of environmental pollution of both the water and the earth's surface.

Сущность полезной модели заключается в том, что система экологического контроля содержит связанные каналом связи беспилотный летательный аппарат и передвижной наземный пульт управления, беспилотный летательный аппарат содержит бортовую систему управления полетом, навигационную систему, бортовую цифровую вычислительную машину, бортовой приемо-передатчик, запоминающее устройство, комплекс обзора поверхности, передвижной пульт управления содержит наземный приемо-передатчик, дистанционный пульт управления беспилотным летательным аппаратом, устройство отображения информации, при этом выход навигационной системы соединен со входами бортовой системы управления полетом, бортовой цифровой вычислительной машины, бортового приемо-передатчика, бортовая система управления полетом соединена с бортовой цифровой вычислительной машиной и бортовым приемо-передатчиком, который соединен с бортовой цифровой вычислительной машиной, к бортовой цифровой вычислительной машине также подключены запоминающее устройство и комплекс обзора поверхности, в передвижном пульте управления к наземному приемо-передатчику подключены дистанционный пульт управления беспилотным летательным аппаратом и устройство отображения информации.The essence of the utility model is that the environmental control system contains an unmanned aerial vehicle and a mobile ground control panel connected by a communication channel, an unmanned aerial vehicle contains an onboard flight control system, a navigation system, an onboard digital computer, an onboard transceiver, a storage device, and a complex surface review, the mobile control panel contains a ground-based transceiver, a remote control panel for unmanned aerial vehicles a device, a display device, while the output of the navigation system is connected to the inputs of the on-board flight control system, on-board digital computer, on-board transceiver, the on-board flight control system is connected to on-board digital computer and on-board transceiver, which is connected to the on-board digital a computing machine, a storage device and a complex of a surface survey are also connected to the on-board digital computer in a mobile control panel Ia to terrestrial transceivers connected to a remote control unmanned aerial vehicle and information display device.

Кроме этого в системе экологического контроля беспилотный летательный аппарат может дополнительно содержать подключенную к бортовой цифровой вычислительной машине систему отбора проб воды.In addition, in an environmental control system, an unmanned aerial vehicle may additionally contain a water sampling system connected to the on-board digital computer.

Кроме этого в системе экологического контроля комплекс обзора поверхности может содержать радиолокационную станцию.In addition, in the environmental monitoring system, the surface survey complex may contain a radar station.

Кроме этого в системе экологического контроля комплекс обзора поверхности может содержать лазерный локатор.In addition, in the environmental monitoring system, the surface survey complex may contain a laser locator.

Кроме этого в системе экологического контроля комплекс обзора поверхности может содержать телевизионную систему обзора поверхности.In addition, in the environmental monitoring system, the surface survey complex may include a television surface survey system.

Кроме этого в системе экологического контроля комплекс обзора поверхности может содержать тепловизионную систему обзора поверхности.In addition, in the environmental monitoring system, a surface survey complex may include a thermal imaging system for surface surveys.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, но котором показана функциональная схема системы экологического контроля. На чертеже обозначено:The essence of the utility model is illustrated by the drawing, but which shows a functional diagram of the environmental control system. The drawing indicates:

1 - бортовая система управления полетом;1 - on-board flight control system;

2 - навигационная система;2 - navigation system;

3 - бортовая цифровая вычислительная машина;3 - on-board digital computer;

4 - бортовой приемо-передатчик;4 - airborne transceiver;

5 - запоминающее устройство;5 - storage device;

6 - комплекс обзора поверхности;6 - complex review of the surface;

7 - наземный приемо-передатчик;7 - ground transceiver;

8 - дистанционный пульт управления беспилотным летательным аппаратом;8 - remote control panel for unmanned aerial vehicle;

9 - устройство отображения информации;9 - information display device;

10 - беспилотный летательный аппарат;10 - unmanned aerial vehicle;

11 - передвижной наземный пульт управления;11 - mobile ground control panel;

12 - канал связи;12 - communication channel;

13 - система отбора проб воды.13 is a water sampling system.

Беспилотный летательный аппарат (БПЛА) 10 является летальным аппаратом вертолетного типа.Unmanned aerial vehicle (UAV) 10 is a helicopter-type lethal device.

Бортовая система 1 управления полетом включает в себя систему дистанционного управления полетом, автопилот, систему программного управления, устройства сопряжения с рулевыми машинами и устройствами управления двигателем летательного аппарата. Система дистанционного управления обеспечивает управление беспилотным летательным аппаратом в соответствии с командами, поступающими от передвижного наземного пульта 11 управления. Кроме этого, управление полетом летательного аппарата может производиться при помощи системы программного управления или по командам, поступающим от бортовой цифровой вычислительной машины 3.The on-board flight control system 1 includes a remote flight control system, an autopilot, a program control system, interface devices with steering machines and aircraft engine control devices. The remote control system provides control of the unmanned aerial vehicle in accordance with the commands received from the mobile ground control panel 11. In addition, the flight control of the aircraft can be performed using a program control system or by commands received from the on-board digital computer 3.

Навигационная система 2 может представлять собой инерциальную систему навигации, спутниковую систему навигации или комплексированную систему навигации, содержащую спутниковую систему навигации и инерциальную систему навигации. Например, может использоваться комбинированная система навигации, The navigation system 2 may be an inertial navigation system, a satellite navigation system, or an integrated navigation system comprising a satellite navigation system and an inertial navigation system. For example, a combined navigation system may be used,

содержащая курсовертикаль, систему воздушных сигналов, вычислитель составляющих скорости ветра, запоминающее устройство, навигационный вычислитель, интегратор составляющих скорости и радиолокационный однокомпонентный измеритель скорости, определяющий проекцию скорости летательного аппарата на направление своего луча при его сканировании и выдающий данные о направлении сканирующего луча в азимуте и относительно плоскости горизонта. При этом вычислитель составляющих скорости ветра вычисляет проекцию скорости летательного аппарата на направление луча радиолокационного измерителя скорости по данным об истинной воздушной скорости от системы воздушных сигналов и по данным о курсе и тангаже летательного аппарата от курсовертикали и по вычисленному значению проекции скорости летательного аппарата на направление луча радиолокационного измерителя скорости и по значению проекции скорости летательного аппарата на направление луча радиолокационного измерителя скорости,- полученного от радиолокационного измерителя скорости, определяет, например, методом оптимальной фильтрации Калмана, составляющие скорости ветра и постоянную составляющую погрешности измерения истинной скорости системой воздушных сигналов.containing a vertical line, a system of air signals, a calculator of components of wind speed, a storage device, a navigation calculator, an integrator of components of speed and a radar one-component speed meter that determines the projection of the speed of the aircraft on the direction of its beam when it is scanned and provides data on the direction of the scanning beam in azimuth and relative horizon plane. In this case, the wind speed component calculator calculates the projection of the aircraft’s speed on the beam direction of the radar speed meter from the true airspeed data from the airborne signal system and from the aircraft’s heading and pitch data from the vertical and the calculated projection value of the aircraft’s speed on the radar beam direction speed meter and the value of the projection of the speed of the aircraft on the direction of the beam of the radar speed meter ty, - obtained from a radar speed meter, determines, for example, by the Kalman optimal filtering method, the components of the wind speed and the constant component of the measurement error of the true speed by the system of air signals.

Выход курсовертикали соединен с входом радиолокационного измерителя скорости, с первыми входами вычислителя составляющих скорости ветра и навигационного вычислителя. Выход системы воздушных сигналов соединен со вторыми входами вычислителя составляющих скорости ветра и навигационного вычислителя. Выход радиолокационного измерителя скорости соединен с третьим входом вычислителя составляющих скорости ветра. Выход вычислителя составляющих скорости ветра соединен с входом запоминающего устройства, выход которого соединен с третьим входом навигационного вычислителя, выход которого соединен с входом интегратора составляющих скоростей, выход которого является выходом навигационной информации.The vertical line output is connected to the input of the radar speed meter, with the first inputs of the calculator of the wind speed components and the navigation calculator. The output of the air signal system is connected to the second inputs of the calculator of the components of the wind speed and the navigation calculator. The output of the radar speed meter is connected to the third input of the calculator of the components of the wind speed. The output of the component of the wind speed components is connected to the input of the storage device, the output of which is connected to the third input of the navigation computer, the output of which is connected to the input of the component integrator of speeds, the output of which is the output of navigation information.

При этом вычислитель составляющих скорости ветра выполнен с возможностью вычисления проекции скорости летательного аппарата на направление луча радиолокационного измерителя скорости по данным об истинной воздушной скорости от системы воздушных сигналов и по данным о курсе и тангаже летательного аппарата от курсовертикали и с возможностью по вычисленному значению проекции скорости летательного аппарата на направление луча радиолокационного измерителя скорости и по значению проекции скорости летательного аппарата на направление луча радиолокационного измерителя скорости, полученного от радиолокационного Moreover, the calculator of the components of the wind speed is configured to calculate the projection of the speed of the aircraft on the beam direction of the radar speed meter according to the true airspeed data from the airborne signal system and data on the heading and pitch of the aircraft from the vertical and with the possibility of the calculated projection speed of the aircraft apparatus on the direction of the beam of the radar speed meter and the value of the projection of the speed of the aircraft on the direction l teaching radar speed meter obtained from radar

измерителя скорости, определения, например, методом оптимальной фильтрации Калмана, составляющих скорости ветра и постоянной составляющая погрешности измерения истинной скорости системой воздушных сигналов.speed meter, determination, for example, by the method of optimal Kalman filtering, components of wind speed and a constant component of the measurement error of the true speed by the system of air signals.

В качестве радиолокационного измерителя скорости может использоваться бортовая однолучевая радиолокационная станция, работающая в режиме селекции движущихся целей (с механически сканирующей антенной или фазированной антенной решеткой). Направление луча радиолокационного измерителя скорости в азимуте изменяется с периодом от 0.1 до 10 секунд с амплитудой 30-60° (преимущественно около 45°), что обеспечивает определение погрешностей обеих горизонтальных составляющих скорости летательного аппарата (северной и восточной), формируемых по информации курсовертикали и системы воздушных сигналов.An airborne single-beam radar station operating in the mode of selection of moving targets (with a mechanically scanning antenna or a phased antenna array) can be used as a radar speed meter. The direction of the beam of the radar speed meter in azimuth varies with a period from 0.1 to 10 seconds with an amplitude of 30-60 ° (mainly about 45 °), which ensures the determination of the errors of both horizontal components of the speed of the aircraft (north and east), formed according to the vertical and system information air signals.

Вычислитель составляющих скорости ветра и навигационный вычислитель, представляют собой бортовые электронно-вычислительные машины, обрабатывающие цифровые сигналы, поступающие на их входы. Интегратор составляющих скоростей является вычислительным устройством (например, электронно-вычислительной машиной), которое по данным о составляющих скоростей осуществляет вычисление координат. Функции вычислителей и интегратора могут выполняться также одной бортовой электронно-вычислительной машиной, работающей в многозадачном режиме.The calculator of the components of the wind speed and the navigation calculator are on-board electronic computers that process digital signals arriving at their inputs. An integrator of component velocities is a computing device (for example, an electronic computer), which, based on data on component velocities, calculates coordinates. The functions of calculators and integrator can also be performed by one on-board electronic computer operating in multitasking mode.

Курсовертикаль вырабатывает данные об углах истинного курса Ψист, крена γ и тангажа ϑ.The vertical line produces data about the angles of the true heading Ψ East , roll γ and pitch ϑ.

Система воздушных сигналов вырабатывает данные о высоте полета летательного аппарата (Н), его истинной воздушной скорости (Vист) и вертикальной скорости VН.The system of air signals generates data on the flight altitude of the aircraft (N), its true air speed (V East ) and vertical speed V N.

Радиолокационный измеритель скорости измеряет проекцию скорости летательного аппарата на направление своего луча Wpлc. Кроме этого, радиолокационный измеритель скорости вырабатывает данные о направлении своего луча (углах сканирования луча в азимуте Eg и относительно плоскости горизонта Еb).A radar speed meter measures the projection of the speed of an aircraft on the direction of its beam W pls . In addition, the radar speed meter generates data about the direction of its beam (beam scanning angles in azimuth E g and relative to the horizon plane E b ).

Формирование значений углов Eg и Еb, выдаваемых радиолокационным измерителем скорости, производится по выдаваемым на его вход курсовертикалью данным об углах истинного курса Ψист, крена γ и тангажа ϑ летательного аппарата и данным об углах разворота антенны радиолокационного измерителя скорости от датчиков, установленных на осях ее карданова подвеса (или соответствующих углов фазированной решетки).The formation of the values of the angles E g and Е b issued by the radar speed meter is carried out according to the data issued on its input by the vertical line about the angles of the true heading Ψ east , roll γ and pitch ϑ of the aircraft and the data about the rotation angles of the antenna of the radar speed meter from sensors installed on the axes of its cardan suspension (or the corresponding angles of the phased array).

Вычисление составляющих скорости ветра производится вычислителем 4 составляющих скорости ветра следующим образом.The calculation of the components of the wind speed is performed by the computer 4 components of the wind speed as follows.

Вычисляются северная (vnкв) и восточная (VEкв) составляющие скорости летательного аппарата:The northern (v nq ) and eastern (v eq ) components of the aircraft speed are calculated :

VNкв=Vист·cosϑ·cosΨист V Nq = V East · cosϑ · cosΨ East

VEкв=Vист·cosϑ·sinΨист V Eq = V East · cosϑ · sinΨ East

Вычисляется значение проекции скорости летательного аппарата на направление сканирующего луча радиолокационного измерителя скорости:The value of the projection of the aircraft speed on the direction of the scanning beam of the radar speed meter is calculated:

Вычисляется погрешность вычисленной проекции скорости летательного аппарата на направление сканирующего луча радиолокационного измерителя 3 скорости путем сравнения полученного значения W с данными радиолокационного измерителя 3 скорости Wрлс:Calculated error calculated projection speed of the aircraft in the direction of the scanning beam radar velocity meter 3 by comparing the values obtained with the W data of the radar speed meter 3 W radar:

ΔW=Wрлс-W.ΔW = W radar -W.

С другой стороны, можно записать:On the other hand, you can write:

ΔW=ΔWсвс-ΔV·cosp·cosЕb+ΔV·sinp·cosEb ΔW = ΔW SHS -ΔV nin · cosp · cos Eb + ΔV EB · sinp · cosE b

где ΔWсвс - постоянная составляющая погрешности измерения истинной скорости системой воздушных сигналов, ΔV - северная составляющая скорости ветра, ΔV - восточная составляющая скорости ветра.where ΔW SHS is a constant component of the measurement error of the true speed by the system of air signals, ΔV Nv is the northern component of the wind speed, ΔV Ev is the eastern component of the wind speed.

Вычислитель составляющих скорости ветра получает результаты измерений скорости летательного аппарата Vист и VН от системы воздушных сигналов, данные о курсе Ψист и тангаже ϑ летательного аппарата от курсовертикали, значение проекции скорости летательного аппарата на направление луча радиолокационного измерителя 3 скорости Wрлс, углах сканирования антенны в азимуте Eg и относительно плоскости горизонта Еb от радиолокационного измерителя скорости. На основании этих данных вычислитель составляющих скорости ветра рассчитывает погрешность проекции The calculator of the components of the wind speed receives the results of measurements of the speed of the aircraft V ist and V N from the air signal system, data on the heading Ψ ist and pitch ϑ of the aircraft from the vertical direction, the value of the projection of the speed of the aircraft on the beam direction of the radar meter 3 speed W radar , scanning angles antennas in azimuth E g and relative to the horizon plane E b from the radar speed meter. Based on these data, the wind speed component calculator calculates the projection error

скорости летательного аппарата на направление сканирующего луча радиолокационного измерителя скорости.the speed of the aircraft to the direction of the scanning beam of the radar speed meter.

Вычислитель 4 составляющих скорости ветра решая систему алгебраических уравнений находит значения ΔWсвс, ΔV, ΔV. Эти значения записываются в запоминающее устройство и в дальнейшем используются навигационным вычислителем при курсо-воздушном счислении координат летательного аппарата. Для решения системы алгебраических уравнений (нахождения ΔWсвс, ΔV, ΔV) используется метод с применением оптимального фильтра Калмана.The calculator 4 components of wind speed by solving the system of algebraic equations is ΔW values SAF, ΔV NB, ΔV EB. These values are recorded in the storage device and are subsequently used by the navigation computer for the course-air calculation of the coordinates of the aircraft. To solve the system of algebraic equations (ΔW finding SAF, ΔV NB, ΔV EB) method is used with optimal Kalman Filter.

Навигационный вычислитель вычисляет и выдает в интегратор составляющих скорости значения северной и восточной составляющих скорости летательного аппарата. По этим данным интегратор составляющих скорости осуществляет вычисление координат летательного аппарата, и на его выходе формируются сигналы (коды), пропорциональные координатам летательного аппарата. Эти сигналы могут использоваться для управления движением летательного аппарата, управления оружием и для других целей.The navigation computer calculates and outputs to the integrator of the speed components the values of the northern and eastern components of the speed of the aircraft. According to these data, the speed components integrator calculates the coordinates of the aircraft, and signals (codes) are generated at its output, which are proportional to the coordinates of the aircraft. These signals can be used to control the movement of the aircraft, control weapons and for other purposes.

Запоминающее устройство 5 предназначено для хранения эталонных радиолокационных, телевизионных, тепловизионных, лазеролокационных изображений поверхности. В качестве запоминающего устройства 5 может использоваться долговременное запоминающее устройство на основе электроперепрограммируемой памяти (flash-памяти).The storage device 5 is designed to store reference radar, television, thermal imaging, laser radar images of the surface. As the storage device 5, a long-term storage device based on an electro-reprogrammable memory (flash memory) can be used.

В качестве запоминающего устройства 5 может быть использован модуль накопителя, содержащей интерфейсный контроллер и блок энергонезависимой электроперепрограммируемой памяти, внешнюю интерфейсную магистраль адреса, внешнюю интерфейсную магистраль данных, внешнюю интерфейсную магистраль управления, первую внутреннюю интерфейсную магистраль адреса, внутреннюю интерфейсную магистраль данных, в который дополнительно введены вторая внутренняя интерфейсная магистраль адреса, буферное оперативное запоминающее устройство и внутренний контроллер, при этом входы-выходы адреса интерфейсного контроллера соединены с первой внутренней интерфейсной магистралью адреса, входы-выходы данных интерфейсного контроллера соединены с внутренней интерфейсной магистралью данных, входы-выходы управления интерфейсного контроллера соединены с входами-выходами управления внутреннего контроллера, входы-выходы первичного адреса внутреннего контроллера соединены с первой внутренней интерфейсной магистралью адреса, входы-выходы данных внутреннего As the storage device 5, a drive module may be used comprising an interface controller and a non-volatile electro-reprogrammable memory unit, an external address interface highway, an external interface data highway, a first control interface highway, a first internal address interface highway, and an internal data interface highway second internal interface address highway, buffer random access memory and internal the controller, while the inputs / outputs of the address of the interface controller are connected to the first internal interface highway of the address, the inputs and outputs of the data of the interface controller are connected to the internal interface of the data highway, the inputs and outputs of the control of the interface controller are connected to the inputs and outputs of the control of the internal controller, the inputs and outputs of the primary addresses of the internal controller are connected to the first internal interface highway addresses, inputs and outputs of data of the internal

контроллера соединены с внутренней интерфейсной магистралью данных, выходы вторичного адреса внутреннего контроллера соединены со второй внутренней интерфейсной магистралью адреса, выходы управления оперативным запоминающим устройством внутреннего контроллера соединены со входами управления оперативного запоминающего устройства, выходы управления блоком энергонезависимой электроперепрограммируемой памяти внутреннего контроллера соединены со входами управления блока энергонезависимой электроперепрограммируемой памяти, входы адреса блока энергонезависимой электроперепрограммируемой памяти соединены с второй внутренней интерфейсной магистралью адреса, входы адреса оперативного запоминающего устройства соединены с второй внутренней интерфейсной магистралью адреса.the controller is connected to the internal interface data highway, the outputs of the secondary address of the internal controller are connected to the second internal interface highway of the address, the control outputs of the internal memory of the internal controller are connected to the control inputs of the random access memory, the control outputs of the non-volatile electro-reprogrammable memory of the internal controller are connected to the control inputs of the non-volatile unit flash memory input s block address elektropereprogrammiruemoy nonvolatile memory connected to the second internal manifold interface addresses, the address inputs of RAM devices are connected to the second inner trunk interface addresses.

Комплекс б обзора поверхности обеспечивает непрерывный обзор поверхности при помощи радиолокационной станции, лазерного локатора, телевизионной системы, тепловизионной системы. Результаты обзора поверхности поступают в бортовую цифровую вычислительную машину. При этом эти данные могут также выдаваться из бортовой цифровой вычислительной машины 3 в бортовой приемо-передатчик 4 и передаваться по каналу 12 связи в передвижной наземный пульт 11 управления, где отображаются при помощи устройства 9 отображения информации.Complex b surface review provides a continuous view of the surface using a radar station, a laser locator, a television system, a thermal imaging system. The results of the surface survey are sent to the on-board digital computer. Moreover, this data can also be provided from the on-board digital computer 3 to the on-board transceiver 4 and transmitted via the communication channel 12 to the mobile ground control panel 11, where they are displayed using the information display device 9.

В качестве канала 12 связи может быть использован канал связи выполненный в виде канала RadioEthernet с использованием стандартного открытого протокола TCP/IP (протокол сеансового уровня согласно семиуровневой модели ISO OSI), что позволяет объединить передвижной наземный пульт 11 управления и бортовую вычислительную машину 3 БПЛА в локальную вычислительную беспроводную сеть. Базовым стандартом, определяющим протоколы связи, необходимые для организации локальных беспроводных сетей (Wireless Local Aria Network-WLAN), может являтся IEEE 802.11. Бортовой и наземные приемо-передатчики 4 и 7 могут быть реализованы в виде точки радио-доступа Access Point и таким образом являться конвертором данных из стандартов проводной вычислительной сети в беспроводную и наоборот.As the communication channel 12, a communication channel made in the form of a RadioEthernet channel using the standard open TCP / IP protocol (session protocol according to the seven-level ISO OSI model) can be used, which allows combining the mobile ground control panel 11 and the onboard computer 3 of the UAV into a local computing wireless network. The basic standard that defines the communication protocols necessary for the organization of local wireless networks (Wireless Local Aria Network-WLAN) may be IEEE 802.11. On-board and ground-based transceivers 4 and 7 can be implemented as an Access Point radio access point and thus be a data converter from the standards of a wired computer network to a wireless one and vice versa.

Передвижной наземный пульт 11 может располагаться на судне или автомашине.Mobile ground console 11 may be located on a ship or car.

В качестве радиолокационной станции может быть использована бортовая радиолокационная станция (РЛС), выполненная в виде радиолокатора бокового обзора (предпочтительнее с точки зрения максимальной дальности обнаружения целей) или локатора переднего обзора более удобного с точки зрения компоновки аппаратуры на БПЛА 10.As a radar station, an on-board radar station (RLS) can be used, made in the form of a side-view radar (preferably in terms of the maximum detection range of targets) or a front-view locator that is more convenient from the point of view of the arrangement of the equipment for the UAV 10.

РЛС обладает малой импульсной мощностью излучения и использует сложный фазоманипулированный (ФМ) зондирующий сигнал малой скважности с быстрой перестройкой частотно-временных параметров, две плоские полосковые антенные решетки с коммутацией и электронной стабилизацией луча в пространстве.The radar has a low pulsed radiation power and uses a complex phase-shift (FM) probing signal with a small duty cycle with fast tuning of the time-frequency parameters, two flat strip antenna arrays with switching and electronic beam stabilization in space.

РЛС содержит антенно-волноводное устройство (АВУ), передающее устройство (ПУ), приемное устройство.The radar contains an antenna-waveguide device (AVU), a transmitting device (PU), a receiving device.

АВУ предназначено для формирования, излучения и перемещения в пространстве луча электромагнитной энергии и приема электромагнитных волн с преобразованием их в сигналы промежуточной частоты. Может быть использовано АВУ с механическим и электронным сканированием луча в пространстве.AVU is intended for the formation, emission and movement in space of a beam of electromagnetic energy and the reception of electromagnetic waves with their conversion into intermediate frequency signals. AVU can be used with mechanical and electronic scanning of the beam in space.

ПУ выполнено по схеме с полной когерентностью всех формирующих сигналов. В качестве опорного генератора используется малошумящий стабильный сверхвысокочастотный (СВЧ) генератор с системой вибро- и акустической защиты.PU is made according to the scheme with full coherence of all the forming signals. A low-noise stable microwave (microwave) generator with a system of vibration and acoustic protection is used as a reference generator.

Сигнал опорного генератора делится по частоте в четыре раза монолитным аналоговым делителем частоты. Полученный сигнал используется для формирования частоты, равной половине шага сетки сигналов fг1 и fc. Для этого он подается на делитель частоты с коэффициентом деления 32.The signal of the reference generator is divided in frequency four times by a monolithic analog frequency divider. The received signal is used to form a frequency equal to half the grid spacing of the signals f g1 and f c . To do this, it is fed to a frequency divider with a division ratio of 32.

Полученная частота используется в качестве опоры в четырех петлях фазовой автоподстройки (ФАП), работающих в режиме умножения частоты и формирующих четыре сигнала с частотой вдвое ниже частоты fг1. На выходе схем ФАП последовательно включены управляемые ключи и монолитные удвоители частоты, сигналы с которых поступают на четырехканальный коммутатор. Высокая степень подавления частот на выходе коммутатора достигается за счет пороговых свойств монолитного аналогового удвоителя частоты. Переключение частоты с литеры на литеру производится по команде "код f". Сформированный сигнал fг1 (четыре литеры) поступает на выход и на схему формирования сигнала fn.The obtained frequency is used as a support in four loops of phase-locked loop (PLL) operating in the frequency multiplication mode and generating four signals with a frequency twice as low as f g1 . At the output of the FAP circuits, controlled keys and monolithic frequency doublers are sequentially included, the signals from which are fed to a four-channel switch. A high degree of frequency suppression at the switch output is achieved due to the threshold properties of a monolithic analog frequency doubler. Switching the frequency from letter to letter is performed by the command "code f". The generated signal f g1 (four letters) is output and the signal generation circuit f n .

Сигнал fг1 формируется в цепочке из двух последовательно включенных преобразователей частоты: преобразователя "вверх" и преобразователя "вниз". Сигналы сдвига формируются в двух цепочках. Из одной из которых выводится сигнал fпч. Кроме этого осуществляется амплитудная и фазовая манипуляция The signal fg1 is formed in a chain of two series-connected frequency converters: the up converter and the down converter. Shear signals are formed in two chains. From one of which a signal f pc is output. In addition, amplitude and phase manipulation is carried out.

сигнала fс. Но выходе второго (пониженного) преобразователя частоты включен усилитель мощности.signal f s . But the output of the second (lowered) frequency converter includes a power amplifier.

Возможен вариант построения передающего устройства с использованием в качестве выходного усилителя вакуумного прибора - малогабаритной лампы бегущей волны с высоким коэффициентом полезного действия (до 50-60%).It is possible to build a transmitting device using a vacuum device as a output amplifier - a small traveling wave lamp with a high efficiency (up to 50-60%).

В ПУ возможно использование монолитных интегральных приборов (МИП). Они обладают высоким уровнем параметров и широкими функциональными возможностями. Номенклатура МИП в составе передатчика достаточно широка. Это аналоговые делители частоты, активные смесители, преобразователи частоты, усилители на ПТШ. Использование этих МИП вместе с оригинальной структурной схемой передающего устройства позволит существенно снизить аппаратные затраты, получить высокое качество спектра выходных сигналов, а также минимизировать габариты и вес ПУ (в пределах 5 литров, с учетом объемов источников питания). Питание ПУ производится от двух малогабаритных выпрямителей: один запитывает схему формирования сигналов, второй питает выходной усилитель.In PU it is possible to use monolithic integrated devices (MIP). They have a high level of parameters and wide functionality. The MIP nomenclature in the transmitter is quite wide. These are analog frequency dividers, active mixers, frequency converters, PTS amplifiers. The use of these MIPs together with the original structural diagram of the transmitting device will significantly reduce hardware costs, obtain a high quality spectrum of output signals, and also minimize the dimensions and weight of the launcher (within 5 liters, taking into account the volume of power supplies). The PU is powered by two small-sized rectifiers: one feeds the signal generation circuit, the second feeds the output amplifier.

Для обеспечения нормального температурного режима работы усилителя и его источника питания достаточно обеспечить контактный теплообмен по наружньм поверхностям устройств.To ensure normal temperature operation of the amplifier and its power source, it is sufficient to provide contact heat transfer along the external surfaces of the devices.

Управление режимом работы ПУ производится от БЦВМ 3, которая управляет как перестройкой частоты, так и формированием структуры выходного импульсного сигнала (длительность и частота повторения импульса, внутриимпульсная ФМ).The operation mode of the control unit is controlled by the digital computer 3, which controls both frequency tuning and the formation of the structure of the output pulse signal (pulse duration and frequency, intrapulse FM).

Приемное устройство предназначено для работы в составе РЛС с фазоманипулированным зондирующим сигналом. Устройство обеспечивает работу аппаратуры по надводным целям в режимах обнаружения и сопровождения, выделяет сигналы источников активных шумовых помех и обеспечивает измерение угловых координат этих источников.The receiving device is designed to operate as part of a radar with a phase-shifted probe signal. The device ensures the operation of the equipment on surface targets in the detection and tracking modes, selects the signals of sources of active noise interference and provides a measurement of the angular coordinates of these sources.

Приемное устройство содержит следующие основные узлы:The receiving device contains the following main nodes:

- управляемые устройства защиты (УЗ);- managed protection devices (US);

- усилитель сигналов СВЧ и преобразователь сигналов в промежуточную частоту;- microwave signal amplifier and signal converter into an intermediate frequency;

- разветвитель сигналов гетеродина с фазовращателем;- a signal splitter with a phase shifter;

- многофункциональное устройство промежуточной частоты, которое выполняет функции основного усилителя сигналов, нормирователя сигналов, согласованного фильтра и детектора сигналов цели и помех.- a multifunctional device of intermediate frequency, which performs the functions of the main signal amplifier, signal normalizer, matched filter and detector of target signals and interference.

Устройство защиты (УЗ) блокирует вход приемника в момент излучения зондирующих импульсов, передатчика и также используется в роли "экспандеров" (расширителей) динамического диапазона приемника при работе по помехе. Блоки приемника выполнены на бескорпусной элементной базе по гибридной тонкопленочной технологии. Элементы блоков заключены в герметичные корпуса, которые гарантируют высокую защиту элементов от воздействия внешней среды и их сохранность.The protection device (US) blocks the input of the receiver at the time of emission of the probe pulses, the transmitter, and is also used as the "expander" (expander) of the dynamic range of the receiver when working on interference. The receiver blocks are made on a frameless element base using hybrid thin-film technology. The elements of the blocks are enclosed in sealed enclosures that guarantee high protection of the elements from the effects of the external environment and their safety.

Высокая чувствительность достигается благодаря малым потерям сигналов во входных элементах приемника (-2,5 дБ) и благодаря низкому коэффициенту шума транзисторных усилителей высокой частоты (УВЧ). Подавление "зеркальных" шумов УВЧ осуществляется в двойных балансных смесителях (ДБС) методом фазового подавления. Ограничители сигналов СВЧ, установленные на входах этого блока, защищают транзисторные УВЧ от повреждения их случайными импульсами сторонних РЛС и работают независимо от подачи питания на аппаратуру.High sensitivity is achieved due to the small loss of signals in the input elements of the receiver (-2.5 dB) and due to the low noise figure of high-frequency transistor amplifiers (UHF). UHF “mirror” noise is suppressed in double balanced mixers (DBS) by phase suppression method. Microwave signal limiters installed at the inputs of this unit protect the transistor UHF from damage by their random pulses from third-party radars and operate independently of the power supply to the equipment.

Для стабилизации собственных шумов каналов и поддержания линейного режима усиления ФМ сигналов в приемном устройстве применяется схема быстродействующей автоматической регулировки усиления (БАРУ). Выделение сигналов источников активных шумовых помех на фоне других сигналов достигается путем кратковременного отключения схемы БАРУ стробом "СБ" в конце каждого периода повторения РЛС. Нормировка сигналов помех осуществляется с помощью усилителей промежуточной частоты с ограничителями (УПЧ-ограничителей, УПЧО).To stabilize the intrinsic noise of the channels and maintain the linear amplification mode of the FM signals in the receiver, a high-speed automatic gain control (BAR) circuit is used. The selection of signals of sources of active noise interference against the background of other signals is achieved by short-term shutdown of the BARU circuit with the "SB" strobe at the end of each radar repetition period. Interference signals are normalized using intermediate frequency amplifiers with limiters (UPCH-limiters, UPCHO).

В режиме обнаружения канал приемного устройства обеспечивает прием ФМ сигналов отраженных от надводных целей и выделение сигналов источников активных шумовых помех путем опробирования БАРУ.In the detection mode, the channel of the receiving device provides FM reception of signals reflected from surface targets and the allocation of signals from sources of active noise interference by testing the BAR.

Для детектирования отраженных сигналов используются фазовые детекторы (ФД), которые питаются когерентным опорным напряжением fПЧО, поступающим из передающего устройства. На выходах фазовых-детекторов выделяются видеокоды, которые после согласованной фильтрации поступают на амплитудные квантователи и цифровые фильтры сжатия прибора агрегат обработки сигналов и управления (АОСУ). Для исключения энергетических потерь слабых отраженных сигналов, вызванных незнанием начальной фазы приходящего сигнала, а также доплеровским сдвигом частоты, каждый канал приемного устройства снабжен четырьмя ФД, характеристики которых сдвинуты по опорному напряжению на 45°. Полосы фильтров To detect the reflected signals, phase detectors (PD) are used, which are fed by the coherent reference voltage f of the frequency converter coming from the transmitting device. At the outputs of the phase detectors, video codes are allocated that, after matched filtering, are supplied to the amplitude quantizers and digital compression filters of the device, the signal processing and control unit (AOSU). To exclude energy losses of weak reflected signals caused by ignorance of the initial phase of the incoming signal, as well as the Doppler frequency shift, each channel of the receiving device is equipped with four PDs whose characteristics are shifted by a 45 ° reference voltage. Filter bands

ФД переключаются по внешней команде одновременно с изменением длительностей "дискретов" зондирующих импульсов.PDs are switched by an external command simultaneously with a change in the duration of the “discrete” probe pulses.

В режиме сопровождения используются суммарный и разностный каналы приемного устройства. Для измерения угловых координат цели (или источника активной шумовой помехи) приемное устройство вырабатывает нормированные разностные сигналы, амплитуда которых пропорциональна угловому положению цели (или помехи) и не зависит от абсолютного уровня входных сигналов.In tracking mode, the total and difference channels of the receiving device are used. To measure the angular coordinates of the target (or source of active noise interference), the receiving device generates normalized differential signals whose amplitude is proportional to the angular position of the target (or interference) and does not depend on the absolute level of the input signals.

Для нормирования ФМ сигналов, отраженных от целей, в приемном устройстве используется БАРУ, а для нормирования помех - принцип квадратурной нормировки с помощью УПЧО. Величина углового отклонения источника помехи передается через ограничители благодаря использованию в приемном устройстве 90-градусного симметричного сумматора промежуточной частоты (ПЧ), образующего квадратурно-суммированные сигналы на входах обоих УПЧО. Угловая информация, содержащаяся в амплитудах сигналов, преобразуется с помощью названного сумматора в фазовую информацию, а после ограничения сигналов в УПЧО и устранения их амплитудной зависимости от входных сигналов, угловая информация восстанавливается обратно посредством второго 90-градусного симметричного сумматора. Сигналы цели и помех находятся на разных участках дальности, поэтому их одноимпульсная нормировка, как было показано, может осуществляться разными способами и независимо друг от друга.To normalize the FM signals reflected from the targets, the BARU is used in the receiving device, and to normalize the interference, the principle of quadrature normalization with the help of the control amplifier is used. The magnitude of the angular deviation of the interference source is transmitted through the limiters due to the use of a 90-degree symmetric intermediate frequency (IF) adder in the receiving device, which generates quadrature-summed signals at the inputs of both of the control amplifiers. The angular information contained in the amplitudes of the signals is converted using the above-mentioned adder into phase information, and after limiting the signals in the PCR and eliminating their amplitude dependence on the input signals, the angular information is restored back by means of a second 90-degree symmetric adder. The signals of the target and interference are located in different parts of the range, so their single-pulse normalization, as has been shown, can be carried out in different ways and independently of each other.

Для детектирования сигналов цели и помех в режиме сопровождения используются одни и те же фазовые детекторы ФДЕ и ФДД. Дальнейшее разделение сигналов цели и источника помехи происходит в приборе АОСУ, благодаря временному разносу сигналов. Решение о том, какую угловую информацию использовать в дальнейшем, принимает БЦВМ 3 в соответствии с алгоритмами работы головки самонаведения (ГСН).The same phase detectors PDE and PDD are used to detect target signals and interference in the tracking mode. Further separation of the target signals and the source of interference occurs in the AOSU device, due to the temporary separation of the signals. The decision about which angular information to use in the future is made by the digital computer 3 in accordance with the algorithms of the homing head (GOS).

Уровни сигналов цели и источника активной шумовой помехи могут различаться на 20 дБ.The signal levels of the target and the source of active noise interference can vary by 20 dB.

В случае сопровождения цели по отраженному сигналу, полный динамический диапазон входных сигналов не превышает 55 дБ относительно минимального порогового сигнала -136 дБ/Вт. Управление динамическим диапазоном в этом случае осуществляют устройства сопровождающие цель. Измеритель дальности вырабатывает команду "ДУ1" и выдает ее в предварительный усилитель промежуточной частоты (ПУПЧ) приемного устройства на заданной дистанции до цели.In the case of tracking the target on the reflected signal, the full dynamic range of the input signals does not exceed 55 dB relative to the minimum threshold signal of -136 dB / W. Dynamic range control in this case is carried out by devices accompanying the target. The range meter generates the command "ДУ1" and gives it to the preliminary amplifier of the intermediate frequency (PCB) of the receiving device at a given distance to the target.

Динамический диапазон работы каналов промежуточной частоты при этом расширяется на 15 дБ, что в совокупности с динамическим диапазоном работы БАРУ (не менее 40-дБ) является достаточным.The dynamic range of operation of the intermediate frequency channels is expanded by 15 dB, which, in combination with the dynamic range of operation of the BAR (at least 40 dB), is sufficient.

Агрегат обработки сигналов и управления (АОСУ) предназначен для работы в составе БПЛА 10 и решает следующие задачи:The signal processing and control unit (AOSU) is designed to operate as part of an UAV 10 and solves the following tasks:

- встроенный контроль БПЛА 10 в режиме предстартовой подготовки (ПП);- built-in control of UAV 10 in the prelaunch mode (PP);

- обнаружение целей;- target detection;

- сопровождение цели, указанной оператором или выбранной автономно в соответствии с полетным заданием;- tracking the target specified by the operator or selected autonomously in accordance with the flight mission;

- выдача в рулевые приводы сигналов косвенной стабилизации БПЛА по углам Ψ, υ и γ;- the issuance of steering signals for indirect stabilization of UAVs at angles Ψ, υ and γ;

- управление программным движением БПЛА 10;- control of the software movement of the UAV 10;

- формирование телеметрической информации БПЛА 10 и выдача ее в канал линии связи.- the formation of telemetric information of the UAV 10 and its issuance in the channel of the communication line.

АОСУ образовам БЦВМ 3 и бортовой системой 1 управления полетом.AOSU images BCVM 3 and on-board system 1 flight control.

В качестве входных сигналов АОСУ использует сигналы, формируемые фазовыми детекторами суммарного и разностного каналов.As input signals, AOSU uses signals generated by phase detectors of the sum and difference channels.

Кроме того, АОСУ принимает следующую информацию:In addition, AOSU accepts the following information:

- координаты БПЛА 10 х, z;- UAV coordinates 10 x, z;

- координаты приоритетной (заданной оператором с наземного пульта 11 управления) точки xпт. zпт;- coordinates of the priority (set by the operator from the ground control panel 11) point x Fri z pt ;

- углы рыскания, тангажа и крена;- yaw, pitch and roll angles;

- величина сектора обнаружения;- size of the detection sector;

- высота полета;- flight altitude;

- составляющие скорости БПЛА 10.- components of the speed of the UAV 10.

В процессе работы АОСУ формирует и выдает в интегрированную систему управления (ИСУ) следующую информацию: координаты БПЛА 10 Хt, Zt,yt; признак исправности БПЛА 10; признак режима работы БПЛА 10. Кроме того, АОСУ формирует сигналы управления приводами антенны, коды управления фазоманипулятором (ФМ), коды несущей частоты, сигналы синхронизации.In the process, AOSU forms and issues the following information to the integrated control system (IMS): UAV coordinates 10 X t , Z t , y t ; sign of serviceability of the UAV 10; a sign of the UAV operation mode 10. In addition, AOSU generates antenna drive control signals, phase manipulator control codes (FM), carrier frequency codes, synchronization signals.

Конструктивно АОСУ представляет собой набор электронных блоков (модулей) в конструктиве "Евромеханика-3U" с кондуктивным отводом тепловой энергии; размещаемых в приборной раме. Связь между блоками осуществляется посредством объединительной платы (кроссплаты). Вывод сигналов на объединительную Structurally, AOSU is a set of electronic units (modules) in the construct "Euromechanics-3U" with conductive heat removal; placed in the instrument frame. Communication between blocks is carried out by means of a backplane (cross-payment). Signal output to the backplane

плату осуществляется с помощью разъемов. Внешние соединения через лицевые части блоков не выполняются, что обеспечивает повышение вибро- и ударопрочности конструкции.the board is carried out using connectors. External connections through the front parts of the blocks are not performed, which provides increased vibration and shock resistance of the structure.

Блок генераторов и синхронизаторов выполняет следующие функции:The block of generators and synchronizers performs the following functions:

- формирование сигналов оперативного управления: импульсы модуляции с периодом Тп и длительностью Тн для управления импульсным модулятором, входящего в состав передающего устройства; сигналы коммутации разностных каналов с периодом 2Тп и длительностью Тп, используемые внутри АОСУ, а также для управления блоком коммутации в БУ1; бланкирующие импульсы и стробы БАРУ для управления приемником; тактовые импульсы для синхронизации работы устройств, входящих в состав АОСУ.- generation of operational control signals: modulation pulses with a period of T p and a duration of T n for controlling a pulse modulator, which is part of the transmitting device; differential channel switching signals with a period of 2T p and a duration of T p used inside AOSU, as well as to control the switching unit in BU1; blanking pulses and strobes of BARU for receiver control; clock pulses to synchronize the operation of devices that are part of AOSU.

- формирование параллельных двоичных кодов, служащих для управления несущей частотой передающего устройства и дешифратором фазовращателей, входящих - the formation of parallel binary codes used to control the carrier frequency of the transmitting device and the decoder of the phase shifters included

в состав приемного устройства.in the composition of the receiving device.

- формирование двоичных кодов номера несущей частоты передающего устройства для использования внутри АОСУ.- the formation of binary codes of the number of the carrier frequency of the transmitting device for use inside AOSU.

- формирование двоичных кодов, используемых внутри АОСУ, а также для управления фазоманипулятором, входящим в состав передающего устройства.- the formation of binary codes used inside AOSU, as well as to control the phase manipulator, which is part of the transmitting device.

- согласование уровнен выходных сигналов, используемых в АОСУ, с уровнями аналоговых сигналов, поступающих на другие узлы БПЛА 10.- coordination of the level of output signals used in AOSU, with the levels of analog signals received at other nodes of the UAV 10.

Кварцевые резонаторы (КР) предназначены для выработки импульсов с тактовой частоты fт. Эти импульсы используются для тактирования узлов и блоков, входящих в состав АОСУ, а также для получения импульсов малой длительности.Quartz resonators (CRs) are designed to generate pulses from a clock frequency f t . These pulses are used to clock the nodes and blocks that make up the AOSU, as well as to obtain pulses of short duration.

Устройство согласования (УС) преобразует цифровые сигналы в цифро-аналоговые сигналы (аналоговые сигналы с двумя возможными значениями) и состоит из нескольких идентичных преобразователей (компараторов).The coordination device (CSS) converts digital signals into digital-to-analog signals (analog signals with two possible values) and consists of several identical converters (comparators).

Генератор кодов (ГК) предназначен для формирования двоичных кодов, служащих для управления фазоманипулятором, входящим в состав передающего устройства, а также для настройки цифровых согласованных фильтров (ЦСФ), входящих в состав блока сжатия сигналов, в начале каждого периода повторения Тп. Коды представляют собой М-последовательность, начальное значение которой фиксировано. Коды изменяются циклически от периода к периоду Тп по правилу циклического сдвига. В зависимости от режима работы БПЛА 10 (код режима поступает в ГК из The code generator (GC) is designed to generate binary codes used to control the phase manipulator, which is part of the transmitting device, as well as to configure digital matched filters (CSF), which are part of the signal compression unit, at the beginning of each repetition period Tp. Codes are an M-sequence whose initial value is fixed. Codes change cyclically from period to period Tn according to the cyclic shift rule. Depending on the operating mode of the UAV 10 (the mode code comes to the main aircraft from

вычислительного блока) меняется разрядность кодов (от 63 до 31), длительность дискрета и посылки, а также среднее значение Тп.computing unit) changes the bit depth of the codes (from 63 to 31), the duration of the sample and send, as well as the average value of T p .

Блок перестройки частоты (БПЧ) предназначен для формирования параллельных двоичных кодов, служащих для управления несущей частотой передающего устройства и дешифратора фазовращателей в составе приемного устройства. Так же БПЧ формирует 2-х разрядный код номера несущей частоты передающего устройства, который поступает на другие блоки АОСУ, в частности в вычислительный блок. Управление несущей частотой передающего устройства осуществляется 4-х разрядным параллельным кодом с одним ненулевым разрядом. Перестройка частоты осуществляется двумя способами: либо по квазислучайному закону с периодом синхроимпульсов Тп, либо по командам, поступающим от вычислительного блока. Синхронизатор предназначен для формирования сигналов оперативного управления, которые поступают на другие блоки и узлы АОСУ, а также на узлы, не входящие в состав АОСУ. Временные характеристики сигналов зависят от блока, для которого они формируются, а также от режима работы БПЛА 10.The frequency tuning block (BPC) is designed to generate parallel binary codes used to control the carrier frequency of the transmitting device and the phase shifter decoder as part of the receiving device. Also, the BPC generates a 2-bit code of the carrier frequency number of the transmitting device, which is transmitted to other AOSU units, in particular, to the computing unit. The carrier frequency of the transmitting device is controlled by a 4-bit parallel code with one non-zero bit. Frequency tuning is carried out in two ways: either according to a quasi-random law with a period of synchronization pulses Tn, or by commands received from a computing unit. The synchronizer is designed to generate operational control signals that are sent to other blocks and nodes of the AOSU, as well as to nodes that are not part of the AOSU. The temporal characteristics of the signals depend on the unit for which they are formed, as well as on the operating mode of the UAV 10.

Синхронизатор управляется командами, поступающими из вычислительного блока, которые задают значения 1и, Тп и другие. Все сигналы синхронизации "привязаны" к периоду повторения Тп, среднее значение которого зависит от режима работы БПЛА 10. В каждом режиме производится вобуляция Тп по случайному закону в пределах ±20% от среднего значения.The synchronizer is controlled by commands coming from the computing unit, which set the values 1i, Tn and others. All synchronization signals are “tied” to the repetition period Tp, the average value of which depends on the operating mode of the UAV 10. In each mode, T p is randomly wobbled within ± 20% of the average value.

Блок хранения коэффициентов настройки (БХКН) предназначен для хранения коэффициентов настройки фазовращателей, записываемых при изготовлении БПЛА 10 в процессе фазовой калибровки приемного тракта. БХКН представляет собой совокупность блока управления и запоминающего устройства. Запоминающее устройство содержит коэффициенты настройки, которые необходимы для подстройки фазы сигналов в зависимости от текущей несущей частоты в узле фазовращателей.The storage unit for tuning factors (BHKN) is designed to store the tuning factors of the phase shifters recorded during the manufacture of the UAV 10 during the phase calibration of the receiving path. BHKN is a combination of a control unit and a storage device. The storage device contains tuning factors that are necessary to adjust the phase of the signals depending on the current carrier frequency in the phase shifter assembly.

Блок компенсации допплеровской частоты осуществляет преобразование аналоговых сигналов, поступающих из блока фазовых детекторов, в цифровые сигналы с периодом квантования tH, компенсацию допплеровской частоты и выдачу значений полученных сигналов на ЦСФ (в блок сжатия сигналов). Коммутация сигналов производится с частотой 8*Fд (Fд - частота Допплера). Для получения указанной частоты внутри блока выполняется преобразование двоичного кода значения частоты Допплера Рд, поступающего из вычислительного блока, в синхроимпульсы, следующие с частотой 8*Fд.The Doppler frequency compensation unit converts the analog signals from the phase detector unit into digital signals with a quantization period t H , compensates for the Doppler frequency and outputs the values of the received signals to the DSP (to the signal compression unit). Signal switching is performed with a frequency of 8 * Fd (Fd - Doppler frequency). To obtain the indicated frequency inside the block, a binary code is converted of the Doppler frequency value Рд coming from the computing unit into clock pulses following with a frequency of 8 * Fd.

Блок обнаружителя помехи осуществляет обнаружение помехи в конце каждого периода повторения на основе видеосигналов (ВС), поступающих из приемного устройства. Для обнаружения помехи используются четыре синхроимпульса длительностью 40 микросекунд каждый, следующие в конце каждого периода повторения Тп.The interference detector unit detects interference at the end of each repetition period based on video signals (BC) coming from the receiver. To detect interference, four clock pulses of 40 microseconds each are used, followed at the end of each repetition period T p .

Блок сжатия сигналов предназначен для сжатия принимаемых сигналов в режимах поиска и сопровождения цели, формирования порога бинарного квантования и сравнения с ним полученных сигналов при некогерентной обработке. В режиме сопровождения цели блок сжатия сигналов формирует также сигналы квадратур ξу(с), ξд(с), ξy(s) и ξД(s), которые поступают в блок управления положением антенны.The signal compression unit is designed to compress the received signals in the search and target tracking modes, form the threshold of binary quantization and compare the received signals with it during incoherent processing. In the target tracking mode, the signal compression unit also generates quadrature signals ξy (s), ξd (s), ξy (s) and ξY (s), which enter the antenna position control unit.

Блок некогерентной (первичной) обработки предназначен для накопления импульсов за время пачки в режиме обзора, первичного обнаружения и определения координат целей и "осколков" (дальности Ru и азимута Ψu) в процессе обзора, а также хранение полученных координат и их выдачу в вычислительный блок по шине VME. Объединение "осколков" и определение координат целей производится в вычислительном блоке. Кроме того, блок некогерентной обработки содержит дальномер, предназначенный для автоматического сопровождения цели по дальности.The incoherent (primary) processing unit is intended for the accumulation of pulses during the burst in the viewing mode, for the primary detection and determination of the coordinates of targets and “fragments” (ranges R u and azimuth Ψu) during the review, as well as storage of the received coordinates and their delivery to the computing unit on the VME bus. Combining the "fragments" and determining the coordinates of the targets is performed in the computing unit. In addition, the incoherent processing unit contains a range finder designed to automatically track the target in range.

Блок управления положением БПЛА 10 предназначен для управления его положением во всех режимах, для выдачи сигналов управления в блок приводов. Сигналы углового рассогласования образуются внутри блока по сигналам, которые поступают из ЦСФ (блок сжатия сигналов) и вычислительного модуля.The UAV position control unit 10 is designed to control its position in all modes, for issuing control signals to the drive unit. Angular mismatch signals are generated inside the block by signals that come from the CSF (signal compression block) and the computational module.

Вычислительный блок является главной функциональной частью АО СУ.The computing unit is the main functional part of AO SU.

Задача обнаружения целей и источников помех решается на основе данных, полученных из блока первичной обработки: в вычислительном блоке производится объединение "осколков", нахождение координат цеди по определенным алгоритмам и вторичная (межобзорная) обработка, в результате которой принимается решение "цель обнаружена". Задача выбора цели или помехи решается программным путем, в результате чего принимается решение о сопровождении цели или помехи. В режиме сопровождения осуществляется сопровождение цели по дальности и угловому положению. Для решения этой задачи используются оба канала приемного устройства (суммарный и разностный), формируются сигналы управления, поступающие в блок управления положением антенны, вырабатывается подвижная сетка тактовых импульсов, служащая для управления блоком сжатия сигналов. При этом учитывается собственная скорость The task of detecting targets and sources of interference is solved on the basis of data obtained from the primary processing unit: the fragments are combined in the computing unit, the coordinates of the cedi are determined by certain algorithms and the secondary (inter-review) processing is made, as a result of which the “target detected” decision is made. The task of choosing a target or interference is solved programmatically, as a result of which a decision is made on tracking the target or interference. In tracking mode, the target is tracked by range and angular position. To solve this problem, both channels of the receiving device (total and difference) are used, control signals are generated that enter the control unit for the position of the antenna, a mobile grid of clock pulses is generated, which serves to control the signal compression unit. This takes into account the own speed

носителя, значения которой поступают от бортовой навигационной системы 2 или по полетному заданию.carrier, the values of which come from the on-board navigation system 2 or according to the flight task.

Вычислительный блок создастся на базе микро-ЭВМ.The computing unit will be created on the basis of micro-computers.

Блок управляющих команд и сигналов предназначен для формирования управляющих команд и сигналов, используемых для управления работой РЛС, а также внутренних команд и сигналов АОСУ. Кроме того данный блок осуществляет прием внешних и внутренних сигналов, характеризующих состояние АОСУ и БПЛА 10 в целом. Взаимодействие между блоком управляющих команд и вычислительным блоком осуществляется по шине VME.The block of control commands and signals is intended for the formation of control commands and signals used to control the operation of the radar, as well as internal commands and signals of AOSU. In addition, this unit receives external and internal signals characterizing the state of AOSU and UAV 10 as a whole. The interaction between the control command block and the computing block is carried out via the VME bus.

Телевизионная система обзора поверхности обеспечивает обнаружение, распознавание, определение угловых координат и по косвенным признакам скорость и направление движения корабля или наземного объекта с передачей полученной информации по каналу 12 связи и с получением по нему команд управления режимами работы.The television surface survey system provides for the detection, recognition, determination of angular coordinates and, by indirect signs, the speed and direction of movement of a ship or a ground object, transmitting the received information via communication channel 12 and receiving operation mode control commands through it.

Кроме того телевизионная система обзора поверхности используется для обеспечения посадки БПЛА 10 на палубу корабля или на заранее выбранную площадку.In addition, a television surface viewing system is used to provide UAV 10 landing on the deck of a ship or on a pre-selected site.

Тепловизионная система обзора поверхности обладает соизмеримой с телевизионной угловой разрешающей способностью и большей дальностью обнаружения целей по тепловому контрасту. Поле зрения в продольной и поперечной плоскостях регулируется дистанционно и стабилизируется в пространстве автоматически).The thermal imaging system of the surface survey has a commensurate with the television angular resolution and a greater range of target detection by thermal contrast. The field of view in the longitudinal and transverse planes is controlled remotely and automatically stabilizes in space).

Лазерный локатор (ЛК) используется для решения следующих, основных задач:Laser locator (LC) is used to solve the following main tasks:

- повышение помехозащищенности (ЛК позволяет с высокой вероятностью селектировать цель на фоне радиотехнических и оптико-электронных помех) и избирательности (ЛК позволяет с высокой вероятностью определять класс наблюдаемой цели по геометрическим размерам и конфигурации) ракетного оружия в условиях радиоэлектронного противодействия противника;- increased noise immunity (LC allows you to select a target with high probability against the background of radio and optical electronic interference) and selectivity (LC allows you to determine the class of the observed target with a high probability by the geometrical dimensions and configuration) of missile weapons in the conditions of electronic countermeasures of the enemy;

- повышение точности наведения беспилотных летательных аппаратов на морские надводные цели (при этом впервые решалась задача наведения в заданные области цели под заданными, наиболее эффективными, углами подхода к цели).- improving the accuracy of guidance of unmanned aerial vehicles to marine surface targets (in this case, for the first time, the task of aiming at specified areas of a target at given, most effective, angles of approach to the target was solved).

Однако ЛК обладает существенным недостатком, присущим всем оптическим каналам. Его дальность действия существенно зависит от погодных условий, а именно от метеорологической дальности видимости (МДВ). ЛК в процессе работы на борту БПЛА 10 сразу после его включения по результатам анализа сигнала обратного However, LC has a significant drawback inherent in all optical channels. Its range significantly depends on weather conditions, namely on the meteorological range of visibility (MDV). The aircraft during operation on board the UAV 10 immediately after its inclusion according to the analysis of the return signal

рассеяния от атмосферы определяет дистанцию, на которой ему можно доверять с заданной высокой вероятностью при обнаружении, селекции и классификации цели.scattering from the atmosphere determines the distance at which it can be trusted with a given high probability when detecting, selecting and classifying a target.

Поле зрения ЛК в продольной и поперечной плоскостях регулируется дистанционно и стабилизируется в пространстве автоматически.The field of view of the LC in the longitudinal and transverse planes is controlled remotely and automatically stabilizes in space.

Система экологического контроля работает следующим образом. Беспилотный летательный аппарат 10 осуществляет полет по заданной траектории в заданном районе (патрулирование района). Системы комплекса 6 обзора поверхности (радиолокационная станция, лазерный локатор, телевизионная система, тепловизионная система) осуществляют обзор водной и/или земной поверхности под беспилотным летательным аппаратом 10; Из комплекса 6 обзора поверхности данные передаются в бортовую цифровую вычислительную машину 3. Также в бортовую цифровую вычислительную машину 3 из запоминающего устройства 5 передаются данные эталонной лазеролокационной карты местности. По данным лазерного локатора в бортовой цифровой вычислительной машине 3 и по данньм эталонной лазеролокационной карты местности на основании признаков отраженных сигналов осуществляется принятие решений о наличии или отсутствии различных объектов (лодки моторные, лодки весельные, бочки, плавающий мусор и т.д.) на водной поверхности и аномалии на земной поверхности (насекомые, выжженные и обгорелые места, залитые водой участки, разливные нефтепродукты, дым, изменение растительности покрова). По данным лазерного локатора принимается решение о наличии или отсутствии на водной и земной поверхности посторонних предметов, объектов или других аномалий.The environmental control system operates as follows. An unmanned aerial vehicle 10 flies along a given path in a given area (patrolling the area). The systems of the complex 6 surface review (radar station, laser locator, television system, thermal imaging system) provide an overview of the water and / or earth surface under the unmanned aerial vehicle 10; From the surface survey complex 6, the data is transmitted to the on-board digital computer 3. Also, the data from the reference laser radar map are transmitted to the on-board digital computer 3 from the storage device 5. According to the laser locator data in the on-board digital computer 3 and according to the reference laser radar map of the area, based on the signs of the reflected signals, decisions are made on the presence or absence of various objects (motor boats, row boats, barrels, floating garbage, etc.) on the water surfaces and anomalies on the earth's surface (insects, scorched and charred places, water-flooded areas, oil spills, smoke, changes in vegetation of the cover). According to the laser locator, a decision is made on the presence or absence of foreign objects, objects or other anomalies on the water and earth surfaces.

В качестве основных признаков отраженных сигналов используются следующие:The following are used as the main signs of reflected signals:

1. Амплитудные признаки, характеризующие интенсивность отраженного сигнала: среднее значение Аср, среднеквадратичное отклонение σA изменение во времени A(t).1. Amplitude features characterizing the intensity of the reflected signal: average value A sr , standard deviation σ A change in time A (t).

2. Временные признаки, характеризующие: длительность отраженного сигнала Ти, длительность переднего и заднего фронта Тфп и Тфз, отношение фронтов Ктфпфз, их дисперсии DTu, DKm и изменение во времени Tu(t).2. Temporary signs characterizing: the duration of the reflected signal T and , the duration of the leading and trailing edges T fp and T fz , the ratio of the fronts K t = T fp / T fz , their dispersion DT u , DK m and the change in time T u (t )

3. Поляризационные признаки: амплитуда отраженного сигнала с поляризацией зондирующего сигнала А" и с перпендикулярной А, поляризационное отношение Кп/А", его дисперсия DKn и изменение во времени Kn(t).3. Polarization signs: the amplitude of the reflected signal with the polarization of the probe signal A "and perpendicular A , the polarization ratio K p = A / A", its dispersion DK n and the change in time K n (t).

5. Геометрические признаки распределения отраженного сигнала в пространстве: изменение дистанции Д(υ, Ψ), в частном случае, длина L, высота H и площадь S наблюдаемого объекта.5. Geometric signs of the distribution of the reflected signal in space: a change in the distance D (υ, Ψ), in a particular case, the length L, height H and area S of the observed object.

Эффективность обнаружения заданного объекта на окружающем фоне может быть оценена с помощью двух показателей: вероятность селекции (Рсел) и вероятность ложной тревоги (Рселл.т). При использовании критерия Неймана-Пирсона пороги (a1, a2) селекции определяются исходя из заданной вероятности ложной тревоги:The efficiency of detection of the specified object with the background can be evaluated using two indices: the probability of selection (P sat) and the probability of false alarm (P sat l.t). When using the Neumann-Pearson test, the thresholds (a 1 , a 2 ) for selection are determined based on the given probability of false alarm:

- плотность вероятности распределения признака а фона. is the probability density of the distribution of the sign of the background.

Соответственно вероятность селекции распознаваемого объекта на фонеAccordingly, the probability of selection of a recognized object on the background

- плотность вероятности распределения признака а распознаваемого объекта. - the probability density of the distribution of the sign of a recognized object.

Преимущественно используются поляризационные признаки. Для обнаружения лодок моторных, лодок весельных, бочек на фоне водной поверхности также используются амплитудные признаки. Для обнаружения дыма на фоне леса также используются временные признаки.Preferably, polarization features are used. To detect motor boats, rowing boats, barrels against the background of the water surface, amplitude signs are also used. Temporary signs are also used to detect smoke in the forest.

Для определения длины L используются геометрические соотношения. Пусть визир расположен на дальности до центра наблюдаемого объекта D. Угол ориентации объекта относительно линии визирования равен а. Так как длина объекта L для реальных условий всегда много меньше дальности D, на которой необходима классификация объекта, она определяется следующим образом:To determine the length L, geometric relationships are used. Let the sight be located at a distance to the center of the observed object D. The angle of orientation of the object relative to the line of sight is a. Since the length of the object L for real conditions is always much less than the range D at which classification of the object is necessary, it is determined as follows:

, где ΔΨ - угловой размер объекта, D1 и D2 -дистанции до правой и левой оконечности объекта. Обозначим далее протяженность объекта по линии визирования ΔD=|D2-D1|. where ΔΨ is the angular size of the object, D1 and D2 are the distances to the right and left ends of the object. Further, we denote the length of the object along the line of sight ΔD = | D2-D1 |.

Ошибка σL, определения длины в этом случаеError σ L , determining the length in this case

где σD- среднеквадратическая ошибка измерения дистанции до объекта. Приведенное выражение показывает, что ошибка измерения длины таким способом существенно зависит от ошибки измерения σ(ΔΨ) углового размера. Таким where σ D is the standard error of measuring the distance to the object. The above expression shows that the error in measuring the length in this way substantially depends on the measurement error σ (ΔΨ) of the angular size. So

образом возможно использование геометрических признаков при достаточной разрешающей способности по длине L.Thus, it is possible to use geometric features with sufficient resolution along the length L.

В случае обнаружения на водной или земной поверхности посторонних предметов, объектов или других аномалий в зависимости от полетного задания и команд, получаемых с передвижного наземного пульта 11 управления осуществляется передача всех данных об обнаруженном объекте при помощи бортового приемопередатчика 4 по каналу 12 связи на передвижной наземный пульт 11 управления, где они в различных видах отображаются на экране устройства 9 отображения информации, а также бортовой цифровой вычислительной машиной 3 выдаются команды в бортовую систему 1 управления полетом на изменение траектории полета беспилотного летательного аппарата 10 для сближения с обнаруженным объектом. При сближении с объектом комплекс б обзора поверхности продолжает обзор места, в котором обнаружен объект, передает данные в бортовую цифровую вычислительную машину 3, которая осуществляет более точную опознавание и классификацию обнаруженного объекта.In the event that foreign objects, objects, or other anomalies are detected on the water or earth’s surface, depending on the flight task and commands received from the mobile ground control panel 11, all data about the detected object is transmitted using the onboard transceiver 4 via communication channel 12 to the mobile ground control panel 11 controls, where they are displayed in various forms on the screen of the information display device 9, as well as on-board digital computer 3 commands are issued to the on-board system mu 1 flight control to change the flight path of the unmanned aerial vehicle 10 to approach the detected object. When approaching an object, the surface survey complex b continues to survey the place where the object is detected, transfers data to the on-board digital computer 3, which provides more accurate identification and classification of the detected object.

В случае необходимости беспилотный летательный аппарат 10 осуществляет снижение до высоты, на которой возможно взятие пробы воды системой 13 отбора пробы воды. При этом бортовой цифровой вычислительной машиной 3 выдаются команды в бортовую систему 1 управления полетом, обеспечивающие зависание беспилотного летательного аппарата 10 над водной поверхностью, а в систему 13 отбора проб воды выдаются команды на начало работы этой системы. После забора проб воды полет беспилотного летательного аппарата 10 продолжается в соответствии с полетным заданием и командами, поступающими от передвижного наземного пульта 11 управления. Забор проб воды осуществляется или в соответствии с полетным заданием, или при поступлении соответствующих команд от передвижного наземного пульта 11 управления по каналу 12 связи, или при обнаружении объектов определенного вида (например, при обнаружении нефтяных пятен на поверхности воды).If necessary, the unmanned aerial vehicle 10 reduces to a height at which water sampling by the water sampling system 13 is possible. In this case, the on-board digital computer 3 issues commands to the on-board flight control system 1, which ensures that the unmanned aerial vehicle 10 hangs above the water surface, and commands are issued to the water sampling system 13 to start the operation of this system. After sampling water, the flight of the unmanned aerial vehicle 10 continues in accordance with the flight mission and the commands received from the mobile ground control panel 11. Water sampling is carried out either in accordance with the flight task, or upon receipt of appropriate commands from the mobile ground control panel 11 through the communication channel 12, or upon detection of objects of a certain type (for example, when oil spots are detected on the surface of the water).

Для уточнения местоположения беспилотного летательного аппарата 10 измеряется расстояние до береговой черты. Для вычисления расстояния до береговой черты радиолокационная станция комплекса 6 обзора поверхности выдает в бортовую цифровую вычислительную машину 3 радиолокационную картину местности, а из запоминающего устройства 5 в бортовую цифровую вычислительную машину 3 передается эталонная радиолокационная карта местности. Бортовая цифровая To clarify the location of the unmanned aerial vehicle 10, the distance to the coastline is measured. To calculate the distance to the coastline, the radar station of the surface survey complex 6 provides a radar image of the area to the on-board digital computer 3, and a reference radar map of the area is transmitted from the storage device 5 to the on-board digital computer 3. On-board digital

вычислительная машина 3 вычисляет максимум нормированной корреляционной функции R центрированных массивов измерений изменения дистанции АИ(х, у), измеренной радиолокационной станцией, и изменения дистанции Аэi,j(х, у) определяемые по эталонной радиолокационной карте.computer 3 calculates the maximum of the normalized correlation function R of the centered arrays of measurements of the change in distance A AND (x, y) measured by the radar station and the change in distance Ae i, j (x, y) determined by the reference radar map.

где i, j - перемешаю по координатам х и z для перебора эталонной карты; DИ, DЭi,j-. дисперсии измеренного и эталонного (той же размерности) массива; S - площадь элемента разрешения локатора на поверхности Земли; ds - площадь элемента разрешения карты.where i, j - mix in x and z coordinates to iterate over the reference map; D And , D Ei, j -. variance of the measured and reference (same dimension) array; S is the area of the resolution element of the locator on the Earth's surface; ds is the area of the map resolution element.

В качестве признака идентификации может использоваться также невязка измеренного и эталонного массива или сумма Сm модулей разницы этих массивов:As a sign of identification, the residual of the measured and reference array or the sum of C m modules of the difference of these arrays can also be used:

где N - меньшее из общего числа элементов, имеющих определенное значение измеряемой величины сигнала (дистанции, интенсивности), измеренного и эталонного массивов.where N is the smallest of the total number of elements having a certain value of the measured value of the signal (distance, intensity), measured and reference arrays.

Для тех случаев, когда используется бинарная радиолокационная карта, в качестве критерия идентификации принимается сумма совпадений знаков интенсивности сигналов, отраженных от элементов измеренного и эталонного массивов. Этот метод принято называть методом исключения «ИЛИ». Решение об идентификации определяется по минимуму исключенных «ИЛИ» или по максимуму числа совпадений Сс:For those cases when a binary radar map is used, the sum of the coincidence of the signs of the intensity of the signals reflected from the elements of the measured and reference arrays is taken as an identification criterion. This method is called the method of exclusion "OR". The decision on identification is determined by the minimum of excluded "OR" or by the maximum number of matches C with :

При использовании береговой черты в качестве ориентира целесообразно при сканировании локатором охватить характерные особенности береговой черты, например, участок с резким перепадом дистанций. В этом случае коэффициент корреляции и невязка дают наилучшие результаты как признаки распознавания местонахождения беспилотного летательного аппарата 10 относительно береговой черты. При отсутствии ярко выраженных характерных особенностей береговой черты предпочтение отдается невязке.When using the coastline as a guideline, it is advisable when scanning with a locator to cover the characteristic features of the coastline, for example, a section with a sharp difference in distances. In this case, the correlation coefficient and the residual give the best results as signs of recognition of the location of the unmanned aerial vehicle 10 relative to the coastline. In the absence of pronounced coastal features, preference is given to residuals.

Для улучшения показателей качества определения местоположения беспилотного летательного аппарата 10 при существенно различной изрезанности береговой линии в алгоритм ориентации беспилотного летательного аппарата 10 введена фильтрация показаний измерителя, постоянная фильтра адаптируется к характеру изрезанной береговой линии. Для фильтрации «высокочастотных» флуктуации используется двойной фильтр первого порядка, который практически не дает фазового сдвига за счет последовательного интегрирования в прямом и обратном направлении:To improve the quality indicators of determining the location of an unmanned aerial vehicle 10 with significantly different ruggedness of the coastline, the meter readings are introduced into the orientation algorithm of the unmanned aerial vehicle 10, the filter constant adapts to the nature of the rugged coastline. To filter the "high-frequency" fluctuations, a first-order double filter is used, which practically does not give a phase shift due to sequential integration in the forward and reverse directions:

xф(j+1)=xф(j)+(xИ(j+1)-xф(j))/Tф при изменении j от 1 до n-1,x f (j + 1) = x f (j) + (x AND (j + 1) -x f (j)) / T f when j changes from 1 to n-1,

xф(j)=xф(j-1)+(xИ(j)-xф(j-1))/Tф при изменении j от n-1 до 1.x f (j) = x f (j-1) + (x AND (j) -x f (j-1)) / T f when j changes from n-1 to 1.

Значение тф выберется автоматически в процессе вычисления значений критерия сравнения по координате Z, адаптируя величину Тф к характеру анализируемой береговой черты.The value of t f will be selected automatically in the process of calculating the values of the comparison criterion for the Z coordinate, adapting the value of T f to the nature of the analyzed coastline.

Технический результат заключается в том, что система экологического контроля обеспечивает обнаружение и классификацию с высокой степенью достоверности как самих экологических загрязнений различных видов, так и источников экологических загрязнений как на водной так и на земной поверхности.The technical result consists in the fact that the environmental control system provides detection and classification with a high degree of certainty of both environmental pollution of various types and sources of environmental pollution both on water and on the earth's surface.

Представленные чертежи и описание позволяют, используя существующие технические средства изготовить предлагаемую систему экологического контроля и использовать ее для экологического мониторинга водоемов, а также земной поверхности, например, территории заповедников что характеризует полезную модель как промышленно применимую.The presented drawings and description make it possible, using existing technical means, to manufacture the proposed environmental control system and use it for environmental monitoring of water bodies and the earth’s surface, for example, the territory of reserves, which characterizes the utility model as industrially applicable.

Источники информацииSources of information

1. Система мониторинга качества воды. GRE Rev. -1988, 26. - С. 14-201. Water quality monitoring system. GRE Rev. -1988, 26.- S. 14-20

2. Система для мониторинга приповерхностных вод. Fukuchi Mitsuo, Hottori Hitoshi. - Proc. NIPR Symp. Polar Biol. -1987, 1.- С. 47-55.2. System for monitoring surface waters. Fukuchi Mitsuo, Hottori Hitoshi. - Proc. NIPR Symp. Polar Biol. -1987, 1.- S. 47-55.

3. Свидетельство РФ №301 на полезную модель. МПК В 63 В 38/00 - Публикация 25.04.95 г.3. Certificate of the Russian Federation No. 301 for a utility model. IPC B 63 V 38/00 - Publication 04.25.95

4. Патент РФ на ПМ №31557, МПК В 63 В 35/00. 2003. (прототип)4. RF patent for ПМ №31557, IPC В 63 В 35/00. 2003. (prototype)

Claims (6)

1. Система экологического контроля, содержащая связанные каналом связи беспилотный летательный аппарат и передвижной наземный пульт управления, беспилотный летательный аппарат содержит бортовую систему управления полетом, навигационную систему, бортовую цифровую вычислительную машину, бортовой приемопередатчик, запоминающее устройство, комплекс обзора поверхности, передвижной пульт управления содержит наземный приемопередатчик, дистанционный пульт управления беспилотным летательным аппаратом, устройство отображения информации, при этом выход навигационной системы соединен со входами бортовой системы управления полетом, бортовой цифровой вычислительной машины, бортового приемопередатчика, бортовая система управления полетом соединена с бортовой цифровой вычислительной машиной и бортовым приемопередатчиком, который соединен с бортовой цифровой вычислительной машиной, к бортовой цифровой вычислительной машине также подключены запоминающее устройство и комплекс обзора поверхности, в передвижном пульте управления к наземному приемопередатчику подключены дистанционный пульт управления беспилотным летательным аппаратом и устройство отображения информации.1. An environmental control system comprising an unmanned aerial vehicle and a mobile ground control panel connected by a communication channel, an unmanned aerial vehicle contains an on-board flight control system, a navigation system, an on-board digital computer, an on-board transceiver, a storage device, a surface viewing complex, and a mobile control panel ground transceiver, remote control panel for unmanned aerial vehicle, information display device, wherein the output of the navigation system is connected to the inputs of the on-board flight control system, on-board digital computer, on-board transceiver, the on-board flight control system is connected to the on-board digital computer and on-board transceiver that is connected to the on-board digital computer, are also connected to the on-board digital computer a storage device and a complex of a surface survey, in a mobile control panel, are connected to a ground-based transceiver remote control panel for unmanned aerial vehicle and information display device. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что беспилотный летательный аппарат дополнительно содержит подключенную к бортовой цифровой вычислительной машине систему отбора проб воды.2. The system according to claim 1, characterized in that the unmanned aerial vehicle further comprises a water sampling system connected to the on-board digital computer. 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что комплекс обзора поверхности содержит радиолокационную станцию.3. The system according to claim 1, characterized in that the complex of the surface survey contains a radar station. 4. Система по п.1, отличающаяся тем, что комплекс обзора поверхности содержит лазерный локатор.4. The system according to claim 1, characterized in that the complex of the surface survey contains a laser locator. 5. Система по п.1, отличающаяся тем, что комплекс обзора поверхности содержит телевизионную систему обзора поверхности.5. The system according to claim 1, characterized in that the surface review complex comprises a television surface review system. 6. Система экологического контроля по п.1, отличающаяся тем, что комплекс обзора поверхности содержит тепловизионную систему обзора поверхности.6. The environmental monitoring system according to claim 1, characterized in that the surface review complex comprises a thermal imaging surface review system.
Figure 00000001
Figure 00000001
RU2004114412/22U 2004-05-13 2004-05-13 ENVIRONMENTAL CONTROL SYSTEM RU39319U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004114412/22U RU39319U1 (en) 2004-05-13 2004-05-13 ENVIRONMENTAL CONTROL SYSTEM

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004114412/22U RU39319U1 (en) 2004-05-13 2004-05-13 ENVIRONMENTAL CONTROL SYSTEM

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU39319U1 true RU39319U1 (en) 2004-07-27

Family

ID=38311135

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004114412/22U RU39319U1 (en) 2004-05-13 2004-05-13 ENVIRONMENTAL CONTROL SYSTEM

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU39319U1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2501031C2 (en) * 2011-08-05 2013-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) Method for flight inspection of ground-based radio flight support equipment and apparatus for realising said method
RU2610156C1 (en) * 2015-11-16 2017-02-08 Владимир Васильевич Чернявец Marine patrol vessel for environmental control of territorial waters, continental shelf and exclusive economic zone
CN107678066A (en) * 2017-11-16 2018-02-09 北京桔灯地球物理勘探股份有限公司 A kind of soil being mounted on unmanned vehicle and road surface conductivity measurement system
RU2702235C1 (en) * 2019-01-14 2019-10-07 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук Receiving device for radio communication with underwater object
RU2756332C1 (en) * 2021-01-11 2021-09-29 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" Method for sampling water with a bathometer using a helicopter-type unmanned aerial vehicle
RU212196U1 (en) * 2022-05-13 2022-07-11 Сергей Александрович Мосиенко RADAR PAINT UNMANNED HELICOPTER

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2501031C2 (en) * 2011-08-05 2013-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) Method for flight inspection of ground-based radio flight support equipment and apparatus for realising said method
RU2610156C1 (en) * 2015-11-16 2017-02-08 Владимир Васильевич Чернявец Marine patrol vessel for environmental control of territorial waters, continental shelf and exclusive economic zone
CN107678066A (en) * 2017-11-16 2018-02-09 北京桔灯地球物理勘探股份有限公司 A kind of soil being mounted on unmanned vehicle and road surface conductivity measurement system
RU2702235C1 (en) * 2019-01-14 2019-10-07 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук Receiving device for radio communication with underwater object
RU2756332C1 (en) * 2021-01-11 2021-09-29 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулёва" Method for sampling water with a bathometer using a helicopter-type unmanned aerial vehicle
RU212196U1 (en) * 2022-05-13 2022-07-11 Сергей Александрович Мосиенко RADAR PAINT UNMANNED HELICOPTER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108398677B (en) Three-coordinate continuous wave one-dimensional phase scanning unmanned aerial vehicle low-altitude target detection system
US5894450A (en) Mobile underwater arrays
CN105717504A (en) Unmanned aerial vehicle 360-degree electronic scanning obstacle avoidance radar
US7375675B2 (en) Method and system for multiple target class data recording, processing and display for over-the-horizon radar
EP3447530B1 (en) Determining a location of a runway based on radar signals
US8374054B1 (en) Apparatus and method for grazing angle independent signal detection
RU2456634C1 (en) Method of navigating submarine object using hydroacoustic navigation system
JPH06174835A (en) Millimeter-wave radar system for guiding ground mobile robot
RU2483326C2 (en) Hydroacoustic synchronous range-finding navigation system for positioning underwater objects in navigation field of randomly arranged hydroacoustic transponder beacons
CN109975815A (en) A kind of submarine target multi-beam sonar detection system and method
US20230176209A1 (en) Synthetic aperture radar imaging apparatus and methods for moving targets
US20230341507A1 (en) Single-receiver Doppler-based Sound Source Localization To Track Underwater Target
JP2009536329A (en) A method for simultaneous ship detection and radar mapping of pollutant oil slicks using rotating airborne radar
Mullane et al. X-band radar based SLAM in Singapore's off-shore environment
RU39319U1 (en) ENVIRONMENTAL CONTROL SYSTEM
RU2760828C1 (en) Radar location method for detecting unmanned aerial vehicles
Yongtan Target detection and tracking with a high frequency ground wave over-the-horizon radar
US11874368B2 (en) Charting and surveillance radar
Badjou et al. Low-Cost, Lightweight UWB Antenna Design for Humanitarian Drone-Launched GPR Surveys
RU2295742C1 (en) Aviation meteorological complex of active influencing on clouds
Fernandez et al. Synthetic aperture sonar on AUV
Zhang et al. Acoustic Doppler velocimeter flow measurement from an autonomous underwater vehicle with applications to deep ocean convection
JP3055526B2 (en) Laser guided synthetic aperture seafloor monitoring sonar system.
Slămnoiu et al. Efficient Use of AUVs in the Maritime Environment
KR102593466B1 (en) Multi-angle synthetic aperture radar image processing method and apparatus therefor

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20050514