Метод тестирования устойчивости телекоммуникационной системы управления беспилотных летательных аппаратов к воздействию сверхкоротких электромагнитных импульсов

• Автор: Фомина, Ирина Андреевна
• Шифр специальности: 05.12.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 139 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ ОЦЕНКИ УСТОЙЧИВОГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОНЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ БПЛА ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ СКИ ЭМИ

1.1 Анализ существующих видов электромагнитных воздействий

на беспилотные летательные аппараты

1.2 Анализ сверхкоротких электромагнитных импульсов и средств их генерации

1.3 Обзор существующих беспилотных летательных аппаратов, как объекта подверженного воздействию СКИ ЭМИ

1.3.1 Типы выполняемых задач

1.3.2 Группы БПЛА по назначению

1.3.3 Типы и классификация БПЛА гражданского назначения, как объекта подверженного воздействию СКИ ЭМИ
1.3.4 Способ управления беспилотными летательными аппаратами
1.3.5 Анализ телекоммуникационной системы управления современных летательных аппаратов
1.4 Анализ стандартов по испытаниям на воздействие ПД ЭМВ в России и
за рубежом
1.5 Выводы по главе
ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА КРИТЕРИАЛЬНЫХ УРОВНЕЙ СВЕРХКОРОТКИХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ ОЦЕНКИ УСТОЙЧИВОГО ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ
БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА
2.1 Обоснование выбора объекта исследования
2.2 Критерии оценки устойчивого функционирования телекоммуникационной системы управления БПЛА при условии воздействия СКИ ЭМИ

2.3 Оценка критериев отказа устойчивого функционирования беспилотного летательного аппарата в условиях воздействия СКИ ЭМИ
2.4 Исследования особенностей воздействия СКИ ЭМИ
на телекоммуникационные системы управления БПЛА
2.5 Определение минимально допустимых уровней СКИ ЭМИ, влияющих
на устойчивость телекоммуникационных устройств системы управления
2.6 Анализ характеристик средства воздействия СКИ ЭМИ с целью использования его для тестирования устойчивости системы
2.7 Выводы по главе
ГЛАВА 3 РАЗРАБОТКА МЕТОДА ТЕСТИРОВАНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БПЛА К ВОЗДЕЙСТВИЮ СКИ ЭМИ
3.1 Разработка универсального метода тестирования устойчивости функционирования системы управления БПЛА к воздействию СКИ ЭМИ
3.2 Разработка алгоритма тестирования устойчивости БПЛА для реализации
в специальном программном обеспечении
3.3 Алгоритм визуализации тестовой системы
3.4 Интерфейс пользователя специального программного обеспечения
на основе разработанного алгоритма визуализации
3.5 Выводы по главе
ГЛАВА 4 РАСЧЕТНО-ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА РАЗРАБОТАННОГО АЛГОРИТМА ТЕСТИРОВАНИЯ
4.1 Разработка программ и методик проведения экспериментальных исследований
4.2 Методики измерений
4.3 Обработка, анализ и оценка результатов испытаний
4.4 Выводы по главе
Заключение
Список сокращений и условных обозначений
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Последнее десятилетие отмечено увеличением темпов роста развития беспилотных летательных аппаратов за счет использования их в различных целях не только в гражданской области, но и для военного назначения.
Вопросы применения БПЛА для обеспечения безопасности объектов на сегодняшний день выходят на первые роли, и заставляет все больше обращать внимание на новые методы контроля и мониторинга земной поверхности. Больше всего это беспокоит такие организации, которые имеют протяженные объекты, контроль за которыми организовать довольно сложно. В первую очередь - это владельцы различных трубопроводов, Пограничные войска ФСБ России, ОАО РАО «ЕЭС России», ОАО «Российские железные дороги». Все эти организации могут ощутить экономический эффект от применения беспилотных систем через очень короткий период времени, за счет применения беспилотных летательных аппаратов (БЛА) для дистанционного наблюдения и контроля окружающей среды и объектов в режиме реального времени. Также это позволит снизить себестоимость услуг на порядок по сравнению с традиционными космическими или авиационными системами [124].
Кроме того, современные БЛА используются в качестве одного из важнейших средств повышения боевых возможностей вооруженных сил. Их боевое применение предпочтительно при выполнении задач, характеризующихся большой продолжительностью полета (временем патрулирования в заданном районе), повышенной опасностью и сложностью (например, в районах интенсивного огневого противодействия средств ПВО и авиации противника).
В связи с разнообразием задач, выполняемых БЛА в различных климатических условиях и местах базирования, во время боевого дежурства и на траектории полета по условиям эксплуатации БЛА могут подвергаться прямому электромагнитному воздействию [43].Существенный вклад в изучение данной

каналов связи. В настоящее время ведутся работы для обеспечения помехоустойчивого сигнала в условиях воздействия ЭМВ[75,90,93].
1.3.5 Анализ телекоммуникационной системы управления современных летательных аппаратов
Далее рассмотрим случай при непосредственном облучении БЛА средствами генерации СКИ ЭМИ.
При излучении БЛА преднамеренными электромагнитными воздействиями, помехи, достигая корпуса летательного аппарата, проникают в его внутреннее пространство, через апертуры конструкции корпуса и через кабели, соединяющее бортовое радиоэлектронное оборудование. Таким образом, необходимо детально рассмотреть состав БРЭО и режимы его работы. Процесс проникновения и распространения СКИ ЭМИ в БЛА рассмотрен на рисунке 1.4[34].
В качестве управляющей аппаратуры, как правило, используются специализированные вычислители на базе цифровых сигнальных процессоров или компьютеры формата РС/104, М1сгоРС под управлением операционных систем реального времени (СД4Х, УМЕ, УхУогк8, ХОЬегоп). Программное обеспечение пишется обычно на языках высокого уровня, таких как Си, Си++, Модула-2, Оберон БА или Ада95[58].
Для передачи на пункт управления видеоданных, полученных с бортовых сенсоров, в составе БЛА имеется радиопередатчик, обеспечивающий радиосвязь с приемным оборудованием. В зависимости от формата изображений и степени их сжатия пропускная способность цифровых радиолиний передачи данных может составлять единицы-сотни Мбит/с. Кроме того, в состав бортовых радиосредств БПЛА должны входить приемник команд управления, а также передатчик служебной (телеметрической) информации[119].