Компания ООО «ЛМП» (Лаборатория Микроприборов) разработала и проверила в реальных условиях алгоритм наведения спутниковых антенн на подвижных носителях на базе инерциальных модулей серии ГКВ.
Решение для разработчиков систем спутниковой связи на транспорте
Решение для разработчиков систем спутниковой связи на транспорте (SOTM) — морских, автомобильных и на спецтехнике, — которым нужно удерживать луч антенны на спутнике при качке, манёврах и на скорости, не теряя связь.
Рисунок 1. Модуль ГКВ
Принцип работы алгоритма наведения спутниковых антенн
Алгоритм работает с двумя системами координат
- Абсолютная - система модуля ГКВ
- Локальная - система энкодеров антенны
Модуль определяет ориентацию по данным инерциальных датчиков и ГНСС, считывает текущие углы энкодеров и расчётное положение спутника, после чего вычисляет требуемые углы поворота осей антенны. Коррекция дрейфа нуля выполняется по уровню сигнала спутника в реальном времени.
Отдельно решена проблема, о которую спотыкается наведение в зените: когда угол места превышает 80–85°, управление парой «азимут + угол места» требует разворота азимута почти на 180° при небольшом крене — это медленно и нестабильно. Алгоритм переключается на пару «угол места + крен» и обратно, с плавным переходом в задаваемой зоне, без рывков в управлении.
Существует поддержка двух режимов:
- С коррекцией по ГНСС — основной режим с абсолютной привязкой координат.
- Автономный режим — при потере ГНСС коррекция дрейфа гироскопа выполняется по уровню сигнала спутника связи.
Рисунок 2. Схема четырехосной морской антенны
Что показали испытания
Отладка выполнялась на двух типах антенн (четырёхосная корабельная и двухосная наземная) с использованием спутника Yamal 402.
Водные испытания
Условия: испытания на водном носителе (катер), наведение на спутник в условиях морской качки, скорости 10, 20, 50 км/ч, сложные траектории движения, проверялась работа механизма коррекции по уровню сигнала
Результат: Система отработала штатно при тестах с заданным СКО азимута = 1° в 71% случаев (25/35 корректировок привели к захвату сигнала).
Решение: На водном мобильном носителе было принято решение использовать СКО азимута равным 0.4° для данной антенны.
Рисунок 3. Антенна на катере
Рисунок 4. Место испытаний и трек теста на скорости 50 км/ч (данные GPS)
Наземные испытания
Условия: установка антенны на крыше автомобиля, наведение на спутник в условиях наземного движения и проверке работы системы коррекции по уровню сигнала при движении со скоростями 10, 20 и 50 км/ч.
Результат: Коррекция ориентации ГКВ-11 по уровню сигнала проходила штатно при тестах с заданным СКО азимута = 0.4° в 100% случаев (12/12 корректировок привели к захвату сигнала).
Рисунок 5. Антенна SOTM, установленная на крыше автомобиля
Рисунок 6. Трек-тест на месте проведения испытаний (данные GPS)
Отдельно был протестирован режим работы без ГНСС: если спутниковая навигация потеряна или подавлена, коррекция дрейфа гироскопа продолжается по уровню сигнала связного спутника. Тот же алгоритм, что отработал 100% на земле, использует его как основной механизм в автономном режиме.
Разработанное программное решение интегрировано в специальный модуль ГКВ по требованию заказчика.
Материал и изображения подгтовлены и размещены на сайте "ИНЕЛСО" с согласия " Лаборатории Миркоприборов"
За подробной информацией по полному ассортименту датчиков и других комплектующих обращайтесь к нашим специалистам:
по тел: +7 (812) 628-00-16
или по электронной почте: sales@inelso.ru.
С подробной информацией о компонентах для БТС, IMU‑системах и датчиках можно ознакомиться в статьях и каталогах ИНЕЛСО на сайте:
Применение инерциальных систем в беспилотных летательных аппаратах
Инерциальные модули ГКВ: борьба со спуфингом и новые возможности
Инерциальные системы в беспилотных летательных аппаратах
Компоненты BLITZSensor, BLITZMotor и BLITZConnect для БТС
Электронные и электромеханические компоненты для автомобильной техники
Каталоги и комплектующие для БПТС