Год издания: 2025
Ключевые слова: антенная решетка, антенны, цифровое диаграммоформирование, пространственно-временная обработка, адаптивные алгоритмы, навигация, связь
Аннотация: Системы высокоточного позиционирования по сигналам ГНСС с каждым годом находят все большее количество применений для решения разнообразных задач. Сегодня трудно найти сферу социально-экономического развития, в которой не могли бы использоваться услуги спутниковой навигации. Наиболее актуальным остаётся применение ГЛОНАСС-технологийПоказать полностьюпри поиске и спасании, в авиации, водном и наземном транспорте, геодезии и картографии, при строительстве и мониторинге потенциально опасных сооружений, в научных исследованиях и др. Во всех вышеперечисленных сферах важна скорость, оперативность и эффективность выполнения отдельных задач, что в свою очередь напрямую зависит от точности определения местоположения по сигналам ГНСС. Системы спутниковой радионавигации постоянно развиваются и совершенствуются в связи с постоянно растущими требованиями к точности позиционирования, которую во многом определяет антенная система с требуемой характеристикой направленности. Антенная система сильно подвержена влиянию случайных (многолучевое распространение) и преднамеренных помех. Поэтому в настоящее время все большее внимание уделяется разработке адаптивных антенных систем компактного исполнения. Такие адаптивные системы способны работать в сложной помеховой обстановке как на мобильных (подвижных), так и стационарных объектах. Технические требования, предъявляемые к адаптивным системам очень высоки. Наряду с компактностью, малым весом и профилем необходимо обеспечить высокую развязку между антенными элементами, идентичность пространственных характеристик и характеристик фидерного тракта усиления и фильтрации полезного сигнала, а также их высокую избирательность. Разработки адаптивных систем навигации ведутся как отечественными, так и зарубежными институтами, и организациями. За последние 5 лет значительно увеличился спрос на такие системы. Среди разработчиков лидирующие позиции занимают в основном зарубежные производители, например, NovAtel, Tualcom, Leica, Trimble и др. Эффективность работы существующих систем соответствует общемировому уровню, тем не менее можно выделить перспективные направления исследований (разработка новых типов антенн нерезонансного характера, методов на основе пространственно-поляризационной селекции и алгоритмов на основе blind beamforming, sparse recovery и др.), которые позволят значительно улучшить характеристики пространственно-временной фильтрации. Таким образом, Проект посвящен разработке и технической реализации помехоустойчивых цифровых систем пространственно-временной обработки сигналов. В Проекте предполагается создание цифровой и аналоговой частей цифровых антенных решеток. На основе модернизации методов и алгоритмов цифровой обработки сигналов в антенных решетках и создания новых антенно-фидерных устройств с низким уровнем взаимного влияния будут получены новые результаты, которые найдут применение в области навигации и связи, а также будут соответствовать мировому уровню. Применение комплексного подхода к проектированию цифровых антенных решеток позволит повысить характеристики новых устройств, так как качество работы алгоритмов пространственно-временной обработки сигналов во многом зависит от используемых антенных элементов и аналоговых радиотрактов. Поэтому крайне важно развивать как сами методы цифровой обработки сигналов, так и совершенствовать конструкцию аналоговой части. Важность и значимость результатов Проекта заключается в повышении надежности мониторинговых систем ГТС, обеспечении бесперебойной работы аэропортов, повышении точности геодезических и транспортных систем, которые используют инфо-навигационные технологии. Кроме того, применение помехозащищенных приемников актуально в военной сфере при работе в сложной помеховой обстановке. Результаты выполнения Проекта помогут в разработке высокоточных и технологичных помехозащищенных систем для различных сфер использования отечественной системы спутниковой навигации ГЛОНАСС.