南乌拉尔国立大学的科学家们改进了用于飞机跟踪的无线电导航系统。

南乌拉尔国立大学的研发人员开发了一种用于确定飞机坐标和角度位置的设备,该设备能够实现运载火箭和无人机在着陆过程中的高精度导航。该系统部分采用国产组件,不仅可以确定飞机相对于着陆区的高度和角度位置,还可以确定飞机的坐标。

这种独特的导航设备可以确定飞机相对于地面的高度和角度位置,从而有助于确保飞机在无人干预的情况下自动着陆。该设备读取的飞机空中参数将有助于正确控制其发动机,确保飞机在着陆前保持补偿后的垂直位置。

“现代无线电导航的关键挑战之一是确保飞机在着陆过程中的精确定位,”南乌拉尔国立大学无线电电子与通信系统系副教授尼古拉·杜达列夫解释道。 “该问题的相关性源于着陆机动缺乏可靠性,这主要是由于人为因素对飞机控制的影响。为了提高飞机着陆的可靠性,需要实施自主模式,而导航系统是其关键组成部分。在设计此类系统时,必须考虑诸多关键要求,包括通用性、紧凑性、快速部署以及其他参数。一种满足这些标准的导航系统实现方案是无线电测距系统。”

车里雅宾斯克科学家提出的无线电测距系统由安装在飞机上的机载三天线无线电发射机和地面无线电接收机组成。该系统的导航参数采用相位法确定。研究人员重新设计了先前开发的地面无线电接收机系统的运行算法。这使得不仅可以确定飞机相对于着陆区的高度和角度位置,还可以确定飞机的坐标。

这项发明的独特之处在于,它首次将多个无线电测距仪同时集成到设备中,从而能够同时确定目标与地面之间的多个距离,并在飞机存在角度偏差的情况下自动解决几何问题,提供预处理数据,以便专家能够迅速准确地补偿飞机的空间位置,确保安全着陆。值得一提的是,研发人员此前使用的是中国产无线电测距仪,而现在使用的是国产组件。

专家强调,该设备的优势不仅在于其高效性,还在于其低成本。与功能类似的雷达系统相比,车里雅宾斯克研发人员开发的这款设备价格仅为后者的十分之一。

“为了测试设备的功能并评估其精度,我们开发了一个原型机并进行了实验研究,”斯坦尼斯拉夫·利索夫解释道。 “与同类设备相比,该设备的显著优势在于其低成本。考虑到零部件采购和结构件制造成本,其成本远低于功能类似的导航设备。我们采用了一种独特的方法来实现成本节约:我们利用基于相位的方法来估算机载系统天线到地面无线电接收器的距离,然后进行角度位置计算。”

确定目标空间位置后,该新型设备能够快速将测量和处理后的导航信息传输至飞行器的控制系统。

该项目由车里雅宾斯克州教育和科学部资助,项目名称为“改进无人机演示器的技术”。

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