Противодействие беспилотным летательным аппаратам - [44]
В работе[301] исследуется функционирование интегрированных навигационных систем в режимах «ИНС — СРНС» и «ИНС — СРНС — АЗН-В», где наземные опорные станции (НОС) АЗН-В формируют своеобразную локальную РСБН. Показано, что в режиме «ИНС — СРНС» при полном созвездии навигационных спутников (4-е и более) обеспечивается погрешность местоопределения БПЛА на уровне 6–8 м. В случае, когда количество видимых навигационных спутников снижается до 2–3, погрешность квазилинейно растет (рис. 4.5) при этом ИНС способна без сигналов СРНС поддерживать приемлемую точность полета на уровне 30 м в течении не более 2–4 мин, на уровне 60 м — в течении 4–6 мин[302].
В режиме «ИНС — СРНС — АЗН-В» интегрированная инерциальная система корректирует показания ИНС как по сигналам СРНС, так и по сигналам наземных опорных станций системы АЗН-В с точно известными координатами. Использование подобного режима позволяет значительно снизить погрешность местоопределения БПЛА. Так, при видимости 2 навигационных спутников и 2 станций АЗН-В погрешность местоопределения снижается до 18–20 м (рис. 4.6). Фактически станции АЗН-В создают избыточность псевдодальномерных наблюдений и компенсируют отсутствие видимости полного созвездия спутников СРНС. В целом интегральные навигационные системы БПЛА в режиме «ИНС — СРНС — АЗН-В» обеспечивают точность навигации 16–18 м[303]. Такой подход к повышению точности интегрированных навигационных систем БПЛА за счет внешних источников псевдодальномерных сигналов схож с предложениями по созданию локальных РСБН, представленных в работах[304].
Рис. 4.5. Ошибка оценки координат в режиме «ИНС — СРНС» при видимости 2, 3 навигационных спутников СРНС[305]
Рис. 4.6. Ошибка оценки координат в режиме «ИНС — СРНС — АЗН-В» при видимости 2, 3, 4 навигационных спутников СРНС и 2 НОС АЗН-В[306]
В работе[307] исследуется функционирование интегрированной навигационной системы «ИНС — СРНС» в зависимости от ОСШ сигналов СРНС на приемнике АП. Результаты этого исследования приведены на рис. 4.7.
а.
б.
Рис. 4.7. Точность интегрированной навигационной системы «ИНС — СРНС» по параметрам СКО местоопределения координат (а) и скорости (б) в зависимости от ОСШ сигналов СРНС на приемнике АП в различных режимах[308]
Обозначения цифрами на рис. 4.7 соответствуют следующим режимам комплексирования данных в навигационной системе:
1) режим, при котором данные от ИНС комплексируются с сигналами АП СРНС, после чего осуществляется их одноэтапная обработка без разделения на первичную и вторичную;
2) режим, при котором в АП СРНС производится разделение обработки на первичную и вторичную, а комплексирование с данными ИНС осуществляется на уровне вторичной обработки;
3) режим с одноэтапной обработкой сигналов в АП СРНС без комплексирования ее с ИНС;
4) режим с двухэтапной обработкой сигналов в АП СРНС без комплексирования ее с ИНС.
Результаты данных исследований показывают, что снижение ОСШ на входе АП СРНС отражаются на текущей точности интегрированных навигационных систем БПЛА. Причем наибольшую точность и устойчивость к снижению ОСШ на входе АП СРНС демонстрирует режим, при котором данные от ИНС комплексируются с сигналами СРНС, после чего осуществляется их одноэтапная обработка без разделения на первичную и вторичную обработку[309].
Подробные теоритические исследования помехозащищенности навигационной системы в режиме «ИНС — СРНС» представлены в работе[310]. Результаты этих исследований относительно АП СРНС GPS обобщены в таблице 4.3.
Таблица 4.3. Результаты исследований подавления каналов АП СРНС при использовании различных типов помех для ситуаций, когда АП СРНС GPS функционирует интегрированно с ИНС[311]
| Канал АП СРНС | Тип помехи | Вероятность успешного подавления канала АП | Требуемый энергопотенциал станции РЭП, P>ППG>ПП, дБВт |
|---|---|---|---|
| Канал обнаружения | Шумовая | 0,745 | 16,5 |
| Гармоническая | 0,745 | 16,5 | |
| Заградительная имитирующая | 0,67 | — 3,6…–9,5 | |
| Канал слежения за частотой | Шумовая | 0,32 | 36,5 |
| Гармоническая | 0,32 | 41,4 | |
| Канал слежения за задержкой сигнала | Шумовая | 0,5 | 50,4 |
| Гармоническая | 0,5 | 94 | |
| Заградительная имитирующая | 0,67 | — 3,6…–9,5 | |
| Квадратичный детектор | Шумовая | 0,1 | 28,7 |
| Гармоническая | 0,1 | 28,7 |
Примечание: дальность между АП СРНС и станцией РЭП — 10 км.
Из приведённых в таблице 4.3 результатов следует, что из всех рассматриваемых помех наименьший энергетический потенциал требуется при постановке заградительной имитирующей помехи. При постановке шумовой и гармонической помех в случае использования комплексирования АП СРНС с ИНС требуется дополнительное увеличение энергетического потенциала станции РЭП для обеспечения вероятности подавления до Р>п=0,5 на 8 дБВт, а для Р>п→1 на 15–20 дБВт[312].
Сравнительный анализ вероятности подавления АП СРНС интегрированного с ИНС с использованием шумовых, гармонических и заградительной имитационной помех позволяет однозначный вывод о целесообразности перехода от «силовых» помех (шумовых и гармонических) к имитационным помехам, навязывающим навигационной системе ложный режим работы по определению местоположения БПЛА и траектории его полета.
В работе[313] исследовались различные варианты реакции интегрированных навигационных систем «ИНС — СРНС» на постановку имитационных помех. Показано, что для обеспечения наилучшего навязывания БПЛА ложной траектории параметры имитационных помех, навязываемое ложное местоположение, а также ложная траектория должны быть согласованны с такими параметрами как: текущее местоположение БПЛА, скорость его полета, дальность до цели, величина требуемого отклонения от цели, и самое главное — функция дрейфа датчиков микромеханических ИНС, при отсутствии сигналов СРНС. Формирование такого индивидуального режима подавления для каждого БПЛА требует, чтобы в формируемых имитационных помехах для АП СРНС учитывалась нарастающая ошибка ИНС. Это позволяет «мягко» перевести БПЛА на нужную траекторию, при этом на начальном этапе постановки таких интеллектуальных имитационных помех, между данными ложных сигналов СРНС и ИНС не будет наблюдаться критического рассогласования, что исключит переход навигационной системы в режимы навигации без использования СРНС (например, в режим «ИНС — ОЭС — барометр — радиовысотомер»). Это позволит «привязать» БПЛА к ложным сигналам СРНС, а затем сформировать ложную траекторию с учетом дрейфа показаний ИНС во времени. Вместе с тем, практическая реализация такого многопараметрического индивидуального режима помех для каждого БПЛА, представляет собой сложнейшую научно-техническую задачу, которая до сих пор не решена.
