vestiftИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Physical-technical series1561-83582524-244XThe Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1561-8358-2023-68-1-60-71vestift-782Research ArticleРАДИОЭЛЕКТРОНИКА, ПРИБОРОСТРОЕНИЕRADIOELECTRONICS, INSTRUMENT-MAKINGУстройство траекторной обработки для индикаторного канала радиотехнической системы ближней навигацииDevice of tracking processing for indicator channel of short-range radio navigation systemshttps://orcid.org/0000-0003-3404-3917ХмарскийП. А.KhmarskiP. A.

Хмарский Петр Александрович – кандидат технических наук, доцент, ведущий научный сотрудник

ул. Академическая, 16, 220072, Минск

Petr A. Khmarski – Ph. D. (Engineering), Associate Professor, Leading Researcher

16, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

pierre2009@mail.ruСолонарА. С.SolonarA. S.

Солонар Андрей Сергеевич – кандидат технических наук, доцент, профессор кафедры автоматики, радиолокации и приемо-передающих устройств

пр. Независимости, 220, 220057, Минск

Andrei S. Solonar – Ph. D. (Engineering), Associate Professor, Professor of the Department of Automation, Radar and Transceiver Devices

220, Nezavisimosti Ave., 220057, Minsk

andssnew@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4624-9261НаумовА. О.NaumovA. O.

Наумов Александр Олегович – кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией радиотомографии

ул. Академическая, 16, 220072, Минск

Alexander O. Naumov – Ph. D. (Physics and Mathematics), Head of the Radiotomography Laboratory

16, Akademicheskaya Str., 220072, Minsk

naumov@iaph.bas-net.byИнститут прикладной физики Национальной академии наук БеларусиInstitute of Applied Physics of the National Academy of Sciences of BelarusВоенная академия Республики БеларусьMilitary Academy of the Republic of Belarus2023010420236816071Copyright © Хмарский П.А., Солонар А.С., Наумов А.О., 20232023Хмарский П.А., Солонар А.С., Наумов А.О.Khmarski P.A., Solonar A.S., Naumov A.O.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestift.belnauka.by/jour/article/view/782

Рассмотрены особенности работы индикаторного канала радиотехнической системы ближней навигации (РСБН, на примере системы РСБН-4). Выявлено, что существенным недостатком индикаторного канала РСБН является низкая точность определения навигационных параметров (азимута и наклонной дальности летательного аппарата) по сравнению с бортовой аппаратурой. Показано, что в качестве одного из способов повышения точности измерения координат летательного аппарата в индикаторном канале можно использовать траекторную обработку радионавигационной информации. Целью данной обработки является оценка параметров движения летательного аппарата, находящегося в зоне наблюдения РСБН, на основе измерений его мгновенного положения для определения траектории на интервале измерений и прогнозирования его последующего движения. Структура устройства траекторной обработки индикаторного канала РСБН в значительной мере может повторять структуры аналогичных устройств, используемых при обработке радиолокационной информации с учетом особенностей работы индикаторного канала. Разработана структура траекторной обработки и отмечены ее особенности на примере отечественной системы РСБН-4. Проведенное математическое моделирование подтвердило возможность значительного повышения точности измерения координат летательного аппарата по сравнению с существующим индикаторным каналом РСБН-4Н.

Features of the indicator channel of the short-range radio navigation systems (for example, the RSBN-4 system) are considered. It was revealed that a significant shortcoming of the indicator channel of the short-range radio navigation is the low accuracy of determining the navigation parameters (azimuth and inclined range of the aircraft) in comparison with on-board equipment. It is shown that one of the possible ways to increase the accuracy of measuring the coordinates of the aircraft in the indicator channel is the use of trajectory processing of radionavigation information whose purpose is to estimate the parameters of the motion of an aircraft in the short-range radio navigation observation zone on the basis of measurements of its instant position for determining the trajectory in the measurement interval and predicting his subsequent movement. The structure of the device for trajectory processing of the indicator channel RSBN can to a great extent repeat the structures of similar devices used in the processing of radar information, taking into account the features of the operation of the indicator channel. The structure of trajectory processing is developed and its features are noted on the example of the system RSBN-4. The performed mathematical modeling confirmed the possibility of a significant increase in the accuracy of the measurement of the coordinates of the aircraft in comparison with the existing indicator channel RSBN-4N.

траекторная обработкавторичная обработка радионавигационной информациисопровождение целейрадиотехническая система ближней навигациииндикаторный каналрадиомаякфильтр Калманаtrajectory processingsecondary processing of radionavigation informationtarget trackingshort-range navi gation radio systemindicator channelradio beaconKalman filterИсследования построения обобщенной структуры устройства траекторной обработки для индикаторного канала радиотехнической системы ближней навигации, приведенные в данной работе, выполнены при поддержке гранта Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований (проект № Т21-071).Research on the construction of a generalized structure of a trajectory processing device for the indicator channel of a short-range radio engineering system, presented in this work, was carried out with the support of a grant from the Belarusian Republican Foundation for Fundamental Research (project no. T21-071).ReferencesИванюк, В. С. Всенаправленный азимутально-дальномерный радиомаяк РСБН-4 / В. С. Иванюк, А. С. Ткаченко, П. А. Хмарский. – Минск: Воен. акад. Респ. Беларусь, 2021. – 325 с.Ivanyuk V. S., Tkachenko A. S., Khmarski P. A. Omnidirectional Azimuth-Rangefinder Radio Beacon RSBN-4. Minsk, Military Academy of the Republic of Belarus, 2021. 325 p. (in Russian).Бакулев, П. А. Радионавигационные системы / П. А. Бакулев. – Изд. 2-е, испр. и доп. – М.: Радиотехника, 2011. – 272 с.Bakulev P. A. Radio Navigation Systems. 2nd ed. Moscow, Radiotekhnika Publ., 2011. 272 p. (in Russian).Хмарский, П. А. Траекторный измеритель для индикаторного канала радиотехнической системы ближней навигации / П. А. Хмарский, А. Е. Бондаренко, А. С. Горбатко // Навигация и управление движением: материалы ХXI конф. молодых ученых (ХXI КМУ 2019), г. Санкт-Петербург, 19–22 марта 2019 г. / науч. ред. О. А. Степанов; под общ. ред. В. Г. Пешехонова. – СПб.: ГНЦ РФ АО «ЦНИИ «Электроприбор», 2019. – С. 300–302.Khmarskii P. A., Bondarenko A. E., Gorbatko A. S. Trajectory meter for the indicator channel of the short-range navigation radio system. Navigatsiya i upravlenie dvizheniem: materialy ХXI konferentsii molodykh uchenykh (XXI KMU 2019), g. Sankt-Peterburg, 19–22 marta 2019 g. [Navigation and Traffic Control: Materials of the 21st Conference of Young Scientists (21st CYS 2019), St. Petersburg, March 19–22, 2019]. St. Petersburg, Concern CSRI Elektropribor, JSC, 2019, pp. 300–302 (in Russian).Радиоэлектронные системы: основы построения и теория / под ред. Я. Д. Ширмана. – М.: Радиотехника, 2007. – 510 c.Shirman Ya. D. (ed.). Radio-Electronic Systems: Fundamentals of Construction and Theory. Moscow, Ra diotekhnika Publ., 2007. 510 p. (in Russian).Bar-Shalom, Y. Estimation with Applications to Tracking and Navigation / Y. Bar-Shalom, X.-Rong Li, T. Kirubarajan. – New York: A Wiley-Interscience Publication, 2001. – 558 p. https://doi.org/10.1002/0471221279Bar-Shalom Y., Li X.-Rong, Kirubarajan T. Estimation with Applications to Tracking and Navigation. New York, A Wiley-Interscience Publication, 2001. 558 p. https://doi.org/10.1002/0471221279Solonar, A. S. Main problems of trajectory processing and approaches to their solution within the framework of multitarget tracking / A. S. Solonar, P. A. Khmarski // J. Phys.: Conf. Ser. – 2021. – Vol. 1864. – Art. ID 012004. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1864/1/012004Solonar A. S., Khmarski P. A. Main problems of trajectory processing and approaches to their solution within the framework of multitarget tracking. Journal of Physics: Conference Series, 2021, vol. 1864, art. ID 012004. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1864/1/012004Solonar, A. S. General construction principles and performance features of trajectory processing by data from one radar data source / A. S. Solonar, P. A. Khmarski // J. Phys.: Conf. Ser. – 2021. – Vol. 1864. – Art. ID 012138. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1864/1/012138Solonar A. S., Khmarski P. A. General construction principles and performance features of trajectory processing by data from one radar data source. Journal of Physics: Conference Series, 2021, vol. 1864, art. ID 012138. https://doi.org/10.1088/1742-6596/1864/1/012138Li, X. R. Survey of maneuvering target tracking. Part III: Measurement models / X. R. Li, V. P. Jilkov // International Symposium on Optical Science and Technology: SPIE Proceedings. – San Diego, CA, United States, 2001. – Vol. 4473: Signal and Data Processing of Small Targets. – P. 423–446. https://doi.org/10.1117/12.492752Li X. R., Jilkov V. P. Survey of maneuvering target tracking. Part III: Measurement models. International Symposium on Optical Science and Technology: SPIE Proceedings. San Diego, CA, United States, 2001, vol. 4473, 423–446. https://doi.org/10.1117/12.492752Zhao, Z. L. Best linear unbiased filtering with nonlinear measurements for target tracking / Z. L. Zhao, X. R. Li, V. P. Jilkov // IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst. – 2004. – Vol. 40, № 4. – P. 1324–1336. https://doi.org/10.1109/TAES.2004.1386884Zhao, Z. L. Best linear unbiased filtering with nonlinear measurements for target tracking / Z. L. Zhao, X. R. Li, V. P. Jilkov // IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst. – 2004. – Vol. 40, № 4. – P. 1324–1336. https://doi.org/10.1109/TAES.2004.1386884Li, X. R. Survey of maneuvering target tracking. Part V: Multiple-model methods / X. R. Li, V. P. Jilkov // IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst. – 2005. – Vol. 41, № 4. – P. 1255–1321. https://doi.org/10.1109/TAES.2005.1561886Li, X. R. Survey of maneuvering target tracking. Part V: Multiple-model methods / X. R. Li, V. P. Jilkov // IEEE Trans. Aerosp. Electron. Syst. – 2005. – Vol. 41, № 4. – P. 1255–1321. https://doi.org/10.1109/TAES.2005.1561886Artemiev, V. M. Detection of signals of moving objects based on the time selection method / V. M. Artemiev, S. M. Kost romitsky, A. O. Naumov // Proc. of the National Acad. of Sci. of Belarus. Phys.-techn. ser. – 2021. – Vol. 66, № 3. – P. 335–342. https://doi.org/10.29235/1561-8358-2021-66-3-335-342Artemiev, V. M. Detection of signals of moving objects based on the time selection method / V. M. Artemiev, S. M. Kost romitsky, A. O. Naumov // Proc. of the National Acad. of Sci. of Belarus. Phys.-techn. ser. – 2021. – Vol. 66, № 3. – P. 335–342. https://doi.org/10.29235/1561-8358-2021-66-3-335-342

The authors declare that there are no conflicts of interest present.