Многофункциональный компенсатор для навигационной аппаратуры потребителей глобальной навигационной спутниковой системы с возможностью локальной навигации по сигналам отечественных средств радиоподавления

Изобретение относится к области радиотехники. Технический результат заключается в повышении качества координатно-навигационного обеспечения (КНО) объекта - носителя навигационной аппаратуры потребителя (НАП) ГНСС в условиях деструктивного воздействия радиопомех. Технический результат достигается за счет применения многофункционального компенсатора (МФК), подключаемого к НАП ГНСС, состоящего из K-элементной антенной решетки, K-канального радиоприемного устройства, K-канального аналого-цифрового преобразователя, пеленгатора, блока пространственного разделения сигналов, пространственного компенсатора, структурно-временного компенсатора, вычислителя компенсатора, модуля переноса спектра сигнала на рабочую частоту, вычислителя локальной навигационной системы, блока управления и подключаемого защищенного машинного носителя информации. 1 ил.

 

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для улучшения приема навигационного сигнала на фоне преднамеренных радиопомех, а также для обеспечения альтернативной навигации по сигналам отечественных средств радиоподавления, и может быть использовано в качестве функциональной приставки к навигационной аппаратуре потребителя (НАП) глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС).

Навигационная аппаратура потребителя ГНСС предназначена для координатно-навигационного обеспечения (КНО) объекта, на котором размещается НАП ГНСС, т.е. объекта – носителя НАП ГНСС.

Однако в условиях деструктивного воздействия радиопомех точность определения координат в НАП ГНСС ухудшается или определение координат становится совсем невозможным, что приводит к ухудшению качества КНО объекта – носителя НАП ГНСС.

Для повышения качества КНО объекта – носителя НАП ГНСС в условиях воздействия радиопомех применяются различные компенсаторы радиопомех для НАП ГНСС.

Известна система радиоподавления навигационной аппаратуры потребителей ГНСС противника, совместимая с отечественной НАП ГНСС [1], состоящая из нескольких передатчиков преднамеренных помех с известной, но скрытой от противника структурой излучаемого помехового сигнала, предназначенного для радиоподавления НАП ГНСС противника, и отечественной НАП ГНСС, содержащей между приемной антенной и отечественной НАП ГНСС блок компенсаторов с последовательно установленными компенсаторами, состоящими из генератора копии помехового сигнала, излучаемого постановщиком помех, коррелятора, решающего устройства, управляемого элемента задержки, управляемого аттенюатора, вычитающего устройства.

Известен компенсатор радиопомех для обеспечения электромагнитной совместимости отечественной НАП ГНСС с отечественным средством радиоподавления НАП ГНСС противника при работе на совпадающих частотах [2], размещенный между выходом антенного усилителя и входом приемника навигационной аппаратуры потребителя, состоящий из понижающего смесителя, усилителя промежуточной частоты, смесителя гармонического сигнала, местного гетеродина, умножителя, генератора копии компенсируемого напряжения, вычитающего устройства, восстанавливающего смесителя, контура фазовой автоматической подстройки частоты, содержащего управляемый генератор промежуточной частоты, усилитель низкой частоты, контурный фильтр, фазовый дискриминатор, контура автоматического слежения за задержкой, содержащего контурный фильтр, дискриминатор задержки, синхронный детектор, усилитель низкой частоты, управляемый генератор псевдослучайной последовательности, контура выделения и хранения огибающих импульсов компенсируемого напряжения, содержащего динамическое запоминающее устройство, амплитудный детектор, согласованный фильтр, контура автоматического сопровождения амплитуды сигнала, содержащего контурный фильтр, амплитудный дискриминатор, амплитудный детектор выходного сигнала УПЧ, усилитель низкой частоты, управляемый аттенюатор, амплитудный детектор синтезированного сигнала.

Однако вышеописанные компенсаторы радиопомех предназначены для компенсации только радиопомех отечественных средств радиоэлектронного подавления (РЭП) ГНСС, структура которых известна санкционированному потребителю, и не обеспечивают компенсации радиопомех противника, структура которых санкционированному потребителю неизвестна.

Известен компенсатор помех для навигационной аппаратуры потребителя глобальной навигационной спутниковой системы [3], состоящий из K-элементной антенной решетки, диаграммообразующей схемы, имеющей блоки весовых коэффициентов, сумматора, пеленгатор, блок задания значений диаграммы направленности в направлениях сигналов навигационных космических аппаратов (НКА) и помех, блок расчета весовых коэффициентов, анализатор сигналов НКА и помех, выходы антенных элементов антенной решетки, соединены с соответствующими входами пеленгатора и входами блоков весовых коэффициентов диаграммообразующей схемы, выход пеленгатора соединен с одним из входов блока задания значений диаграммы направленности в направлениях на источники сигналов НКА и помех, выход которого соединен с входом блока расчета весовых коэффициентов, имеющего выходы, соединенные с соответствующими входами блоков весовых коэффициентов диаграммообразующей схемы, выходы блоков весовых коэффициентов диаграммообразующей схемы соединены с соответствующими входами сумматора, выход которого соединен с входом анализатора сигналов НКА и помех, имеющего два выхода, один из которых соединен с другим входом блока задания значений диаграммы направленности в направлениях на источники сигналов НКА и помех, второй соединен с НАП ГНСС, при этом приемные элементы антенной решетки принимают навигационные сигналы и помехи и передают их в блоки весовых коэффициентов диаграммообразующей схемы и в пеленгатор, определяющий направления прихода навигационных сигналов и помех и передающий их в блок задания значений диаграммы направленности в направлениях на источники сигналов НКА и помех, который задает значения диаграммы направленности (ДН) в направлениях прихода сигналов, равными K, а в остальных направлениях - нули, передает эти значения в блок расчета весовых коэффициентов, который рассчитывает вектор весовых коэффициентов и передает значения вектора в соответствующие блоки весовых коэффициентов диаграммообразующей схемы, которые формируют взвешенные сигналы и передают их в сумматор, где происходит их сложение и передача результирующего сигнала в анализатор сигналов НКА и помех, который проводит анализ, выявляющий принадлежность поступившего сигнала к навигационным сигналам или помехам, и передает информацию о принадлежности в блок задания значений ДН в направлениях на источники сигналов НКА и помех, после определения направлений на все источники навигационных сигналов и на источники помех блок задания значений диаграммы направленности в направлениях на источники сигналов НКА и помех выдает в блок расчета весовых коэффициентов значения ДН, равные K в направлениях прихода навигационных сигналов и нулю – в направлениях прихода помех; в результате формируется ДН адаптивной антенной решетки, значения которой в направлениях на источники навигационного сигнала равны K, а в направлениях на источники помех – нули; полученные навигационные сигналы анализатор сигналов НКА и помех пропускает в НАП ГНСС.

Эффективность компенсации радиопомех вышеописанным компенсатором радиопомех, основанным на применении адаптивной K-элементной антенной решетки, формирующей нули диаграммы направленности антенной решетки в направлении на источники помех, ограничивается количеством радиопомех, не превышающим число степеней свободы антенной решетки K-1. В сложной помеховой обстановке при увеличении количества радиопомех эффективность компенсации радиопомех таким компенсатором снижается. В критической помеховой обстановке, когда количество радиопомех превышает число степеней свободы антенной решетки, такой компенсатор перестает выполнять свою функцию.

Компенсатор радиопомех для НАП ГНСС, обеспечивающий работу НАП ГНСС в условиях, когда количество радиопомех превышает число степеней свободы антенной решетки, в открытой и доступной публикации не найдено.

Целью изобретения является повышение качества КНО объекта – носителя НАП ГНСС в условиях деструктивного воздействия радиопомех отечественных средств РЭП ГНСС и средств РЭП ГНСС противника, в том числе когда общее количество радиопомех превышает число степеней свободы антенной решетки компенсатора радиопомех.

Технический результат изобретения достигается применением многофункционального компенсатора (МФК), подключаемого к НАП ГНСС, состоящего из K-элементной антенной решетки, K-канального радиоприемного устройства, K-канального аналого-цифрового преобразователя, пеленгатора, блока пространственного разделения сигналов, пространственного компенсатора, структурно-временного компенсатора, вычислителя компенсатора, модуля переноса спектра сигнала на рабочую частоту, вычислителя локальной навигационной системы, блока управления и подключаемого защищенного машинного носителя информации, и обеспечивающего повышение качества КНО объекта – носителя НАП ГНСС за счет компенсации не более K-1 радиопомех для НАП ГНСС в условиях, когда общее количество радиопомех не превышает число степеней свободы K-элементной антенной решетки компенсатора радиопомех, и за счет альтернативной навигации по сигналам отечественных средств РЭП ГНСС в условиях радиоподавления НАП ГНСС, когда общее количество радиопомех превышает число степеней свободы K-элементной антенной решетки К-1.

Сущность изобретения поясняется рисунком Фиг. 1, на котором приведена структурная схема МФК, подключенного к НАП ГНСС и вычислительной системе объекта – носителя НАП ГНСС.

Многофункциональный компенсатор для НАП ГНСС с возможностью локальной навигации по сигналам отечественных средств радиоподавления состоит из K-элементной антенной решетки 1, K-канального радиоприемного устройства 2, K-канального аналого-цифрового преобразователя 3, пеленгатора 4, блока пространственного разделения сигналов 5, пространственного компенсатора 6, структурно-временного компенсатора 7, вычислителя компенсатора 8, модуля переноса спектра сигнала на рабочую частоту 9, вычислителя локальной навигационной системы 10, блока управления 11 и подключаемого защищенного машинного носителя информации 12.

Все элементы МФК соединены между собой следующим образом. Выходы K-элементов антенной решетки 1 соединены с K входами K-канального радиоприемного устройства 2, K выходы которого соединены с K входами K-канального аналого-цифрового преобразователя 3. K выходов K-канального аналого-цифрового преобразователя 3 соединены с K входами пеленгатора 4, с K входами блока пространственного разделения сигналов и с K входами пространственного компенсатора 6. М выходов пеленгатора 4 соединены с M входами блока пространственного разделения сигналов 5, у которого М выходов соединены с M входами вычислителя компенсатора 8. У вычислителя компенсатора 8 еще один вход соединен с одним из выходов блока управления 11, а один из выходов соединен с одним из входов пространственного компенсатора 6, один из выходов соединен с одним из входов структурно-временного компенсатора 7, и еще один из выходов соединен с одним из входов вычислителя локальной навигационной системы 10. Выход пространственного компенсатора 6 соединен с одним из входов структурно-временного компенсатора 7, у которого один из выходов соединен с входом модуля переноса спектра на рабочую частоту 9 и с одним из входов вычислителя локальной навигационной системы 10. Модуль переноса спектра на рабочую частоту 9 имеет выход в виде разъема, который соединяется с антенным входом НАП ГНСС 13, выполненным в виде разъема. Выход вычислителя локальной навигационной системы 10 соединен с одним из входов блока управления 11. У блока управления 11 один из выходов соединен с одним из входов вычислителя локальной навигационной системы 10, один из выходов соединен с одним из входов пространственного компенсатора 6, один из выходов, выполненный в виде разъема, соединен с входом в виде разъема вычислительной системы 14 объекта – носителя НАП ГНСС, один из входов, выполненный в виде разъема, соединен с выходом, выполненным в виде разъема, защищенного машинного носителя информации 12, один из входов, выполненный в виде разъема, соединен с выходом, выполненным в виде разъема, НАП ГНСС 13.

Работа многофункционального компенсатора для НАП ГНСС с возможностью локальной навигации по сигналам отечественных средств радиоподавления осуществляется следующим образом.

На вход МФК наряду с навигационными сигналами ГНСС на рабочей частоте ω с M<K направлений поступают М радиопомех , где m=1…M.

Среди этих радиопомех N радиопомех , где m=1…N, N<M, излучаются передатчиками отечественных средств РЭП ГНСС, структура сигналов которых известна санкционированному потребителю, но скрыта от противника. Известная структура сигнала передатчика определяется псевдослучайной последовательностью (ПСП), по закону которой осуществляется фазовая манипуляция фазокодоманипулированного (ФКМ) сигнала этого передатчика.

Остальные радиопомехи , где m=(N+1)…M, излучаются передатчиками средств РЭП ГНСС противника, структура сигналов которых неизвестна санкционированному потребителю.

При этом мощность радиопомех на входе МФК значительно превышает мощность навигационных сигналов.

Основные функции МФК заключаются в:

- обеспечении функционирования НАП ГНСС в условиях применения отечественных средств РЭП ГНСС и средств РЭП ГНСС противника за счет компенсации радиопомех, общее количество которых не превышает число степеней свободы антенной решетки компенсатора радиопомех;

- обеспечении альтернативной локальной навигации по сигналам отечественных средств РЭП ГНСС в условиях невозможности функционирования НАП ГНСС, когда общее количество радиопомех превышает число степеней свободы антенной решетки компенсатора радиопомех.

При компенсации радиопомех K-элементная антенная решетка 1 принимает вектор S радиопомех на рабочей частоте ω, приходящих с различных направлений , где m=1…M, и формирует из них вектор Z сигналов K-элементной антенной решетки 1 [4]

, (1)

где – матрица направленности антенной решетки размерности K×M, состоящая из M векторов направленности, соответствующих направлениям прихода M радиопомех

, ; (2)

- длина волны; - расстояние от k-го () антенного элемента до фазового центра антенной решетки; - направление на k-й () антенный элемент из фазового центра антенной решетки; ^Т - оператор транспонирования.

K-канальное радиоприемное устройство 2 обеспечивает прием, обработку, селекцию по частоте, а также преобразование принятых сигналов K-элементной антенной решетки 1 на нулевую частоту с формированием вектора комплексных входных сигналов

.(3)

K-канальный аналого-цифрового преобразователь 3 обеспечивает преобразование вектора аналоговых сигналов в вектор цифровых отсчетов комплексных сигналов на нулевой частоте

, (4)

где Δt - интервал дискретизации цифровых отчетов, i - номер цифрового отсчета.

Вектор цифровых отсчетов комплексных сигналов с выхода K-канального аналогово-цифрового преобразователя 3 поступает параллельно на пеленгатор 4, блок пространственного разделения сигналов 5 и пространственный компенсатор 6.

Пеленгатор 4 формирует оценки направлений прихода радиопомех по максимумам пространственного спектра с использованием одного из алгоритмов пространственного сверхразрешения, например алгоритма Кейпона [5] (не устраняет общности):

, (5)

где ^Н - оператор транспонирования и комплексного сопряжения; - корреляционная матрица сигналов ; - вектор направленности, соответствующий направлению θ.

Полученные оценки направлений прихода радиопомех с выходов пеленгатора 4 выдаются на блок пространственного распределения сигналов 5, который с использованием этой информации осуществляет выделение радиопомех из вектора цифровых отсчетов комплексных сигналов , поступающих с выходов
K-канального аналого-цифрового преобразователя 3 [6]

, (6)

где - псевдообратная матрица направленности [6], соответствующая оценкам направлений прихода M радиопомех.

Таким образом, в блоке пространственного разделения сигналов 5 обеспечивается разделение радиопомех, поступающих на K-элементную антенную решетку 1 от различных пространственно-разнесенных источников.

Полученный вектор цифровых отсчетов выделенных радиопомех подается на вычислитель компенсатора 8, где осуществляется отождествление каждой выделенной радиопомехи , приходящей с направления , где m=1…M, с радиопомехами передатчиков отечественных средств РЭП ГНСС. Отождествление осуществляется путем вычисления корреляционной функции фрагмента каждой выделенной радиопомехи , m=1…M, i=1…I, с псевдослучайной последовательностью , n=1…N, i=1…I, каждого передатчика отечественных средств РЭП ГНСС, поступающей из блока управления 11 в составе вектора G,

, (7)

где d= -(I-1) …. +(I-1) - сдвиг опорной модулирующей ПСП.

В результате отождествления для N выделенных радиопомех , m=1…N, в вычислителе компенсатора по критерию максимума максимальных значений корреляционных функций будут поставлены в соответствие вектор G_сп псевдослучайных последовательностей , n=1…N, обнаруженных радиопомех отечественных средств РЭП ГНСС, и вектор оценок направлений прихода этих радиопомех , m=1…N.

Вектор G всех возможных псевдослучайных последовательностей, из которых формируется вектор G_сп, поступает на вычислитель компенсатора 8 из блока управления 11, куда в свою очередь, вводится с помощью подключаемого защищенного машинного носителя информации 12 совместно с векторами X и Y координат передатчиков отечественных средств РЭП ГНСС и направлением прихода навигационных сигналов .

Из оставшихся оценок , m=(N+1)…M, в вычислителе компенсатора 8 формируется вектор направлений прихода радиопомех противника, который подается на пространственный компенсатор 6.

В случае, если N=M, т.е. все радиопомехи принадлежат отечественным средствам РЭП ГНСС, вектор приравнивается к вектору , в результате чего повышается эффективность компенсации радиопомех отечественных средств РЭП ГНСС, поскольку их компенсация будет осуществляться как в пространственном компенсаторе 6 так и в структурно-временном компенсаторе 7.

Сформированный в вычислителе компенсатора 8 вектор G_сп псевдослучайных последовательностей обнаруженных радиопомех отечественных средств РЭП ГНСС подается на структурно-временной компенсатор 7 для структурно-временной компенсации радиопомех, имеющих такую структуру, а сформированный вектор оценок направлений прихода радиопомех отечественных средств РЭП ГНСС подается на вход вычислителя локальной навигационной системы 10, где используется для определения координат объекта – носителя МФК.

Пространственный компенсатор 6 обеспечивает пространственную компенсацию радиопомех противника путем формирования нулей цифровой диаграммы направленности K-элементной антенной решетки 1 в известных направлениях прихода радиопомех противника. Цифровое диаграммобразование осуществляется в результате взвешенного суммирования цифровых отсчетов комплексных сигналов на нулевой частоте , поступающих с K-канального аналого-цифрового преобразователя 3. При этом вектор весовых коэффициентов формируется на основе информации о направлении прихода радиопомех противника , m=(N+1)…M, содержащейся в векторе , поступающем от вычислителя компенсатора 8, и информации о сохраняемом направлении прихода полезных навигационных сигналов , поступающей из блока управления 11, одним из известных способов [7].

Сформированный на выходе пространственного компенсатора 6 суммарный комплексный цифровой сигнал K-элементной антенной решетки 1 , очищенный от радиопомех противника, но содержащий радиопомехи отечественных средств РЭП ГНСС, подается на структурно-временной компенсатор 7.

В структурно-временном компенсаторе 7 в соответствии с патентом [8] осуществляется обнаружение, оценка параметров (амплитуды, задержки, частоты и фазы) радиопомех отечественных средств РЭП ГНСС, содержащихся в суммарном сигнале . Информация о структуре радиопомех (ПСП , n=1…N, i=1…I), необходимая для их обнаружения содержится в векторе , поступающем от вычислителя компенсатора 8. На основании полученных оценок параметров обнаруженных радиопомех формируются точные копии обнаруженных радиопомех. Компенсация радиопомех отечественных средств РЭП ГНСС осуществляется в ходе вычитания совокупности сформированных копий из входного суммарного сигнала .

Сформированный таким образом на одном из выходов структурно-временного компенсатора 7 комплексный цифровой выходной сигнал на нулевой частоте , очищенный как от радиопомех противника, так и от радиопомех отечественных средств РЭП ГНСС, и содержащий, в основном, только спектр полезных навигационных сигналов, подается на вход модуля переноса спектра сигнала на рабочую частоту 9.

Полученные в ходе оценки параметров значения задержек , n=1…N, обнаруженных радиопомех формируются в вектор и с другого выхода структурно-временного компенсатора 7 выдаются на вычислитель локальной навигационной системы 10, где используется для определения координат объекта – носителя НАП ГНСС.

Модуль переноса спектра сигнала на рабочую частоту 9 преобразует комплексный цифровой выходной сигнал на нулевой частоте в вещественный аналоговый сигнал на рабочей частоте с использованием квадратурного модулятора и цифро-аналогового преобразователя [9].

Сформированный на выходе модуля переноса спектра на рабочую частоту 9 вещественный аналоговый сигнал на рабочей частоте, примерно соответствующий совокупности полезных навигационных сигналов , подается на антенный вход НАП ГНСС 13, подключаемой к модулю переноса спектра на рабочую частоту 9 МФК с использованием высокочастотного кабельного соединения, где используется для оценки координат объекта – носителя НАП ГНСС, а также для оценки точности решения этой навигационной задачи .

Полученные в НАП ГНСС 13 значения и через низкочастотное кабельное соединение выдаются в блок управления 11 МФК.

В ходе альтернативной локальной навигации в вычислителе локальной навигационной системы 10 на основании вектора оценок направлений прихода радиопомех отечественных средств РЭП ГНСС, поступающего из вычислителя компенсатора 8, вектора значений задержек радиопомех отечественных средств РЭП ГНСС, поступающего с одного из выходов структурно-временного компенсатора 7, а также векторов координат передатчиков радиопомех отечественных средств РЭП ГНСС, поступающих из блока управления 11, формируются оценки координат объекта - носителя НАП ГНСС, а также оценка точности решения этой навигационной задачи с использованием одного из известных методов определения координат: дальномерного, разностно-дальномерного, угломерного, угломерно-дальномерного, или возможной комбинации этих методов.

Полученные значения и с выхода вычислителя локальной навигационной системы 10 выдаются в блок управления 11.

В блоке управления 11 на основании значений ,, полученных от вычислителя локальной навигационной системы 10, и значений , , полученных от НАП ГНСС 13, по критерию определяются итоговые оценки координат объекта - носителя НАП ГНСС и точность решения навигационной задачи , которые с выхода блока управления 11 выдаются в вычислительную систему 14 объекта - носителя НАП ГНСС.

Многофункциональный компенсатор для НАП ГНСС с возможностью локальной навигации по сигналам отечественных средств радиоподавления имеет особенности функционирования в различной помеховой обстановке.

В простой помеховой обстановке, когда количество радиопомех мало М=1-2 и не превышает число степеней свободы антенной решетки K-1, пространственный компенсатор 6 и структурно-временной компенсаторы 7 обеспечивают высокую эффективность компенсации радиопомех, при этом полезные навигационные сигналы искажаются незначительно и НАП ГНСС обеспечивает определение координат с высокой точностью ( м) [10]. В этих условиях точность определения координат локальной навигационной системой значительно хуже ( м), что связано с большим значением геометрического фактора в наземной локальной навигационной системе, образованной пространственно-разнесенными передатчиками помех отечественных средств РЭП ГНСС и объектом - носителем НАП ГНСС [11]. Поэтому в качестве итоговых оценок координат объекта - носителя НАП ГНСС в блоке управления 11 выбираются оценки, полученные в НАП ГНСС 13.

В сложной помеховой обстановке, обусловленной воздействием только радиопомех отечественных средств РЭП ГНСС, когда N=M и не превышает число степеней свободы K-элементной антенной решетки 1 K-1, эффективность компенсации радиопомех отечественных средств РЭП ГНСС повышается за счет того, что их компенсация будет осуществляться как в пространственном компенсаторе 6, так и в структурно-временном компенсаторе 7, для чего в вычислителе компенсатора 8 вектор приравнивается к вектору . В этих условиях точность определения координат НАП ГНСС 13 также окажется лучше, чем точность определения координат локальной навигационной системой, и в качестве итоговых оценок координат объекта - носителя НАП ГНСС в блоке управления 11 выбираются оценки, полученные в НАП ГНСС 13.

В сложной помеховой обстановке, обусловленной воздействием как отечественных средств РЭП ГНСС, так и средств РЭП ГНСС противника, когда количество радиопомех велико М=К-1 и равно числу степеней свободы K-элементной антенной решетки 1 К-1, а источники радиопомех расположены близко к носителю (что обусловливает высокую мощность принятых радиопомех), эффективность компенсации радиопомех в пространственном компенсаторе 6 и структурно-временном компенсаторах 7 будет снижена. В этих условиях полезные навигационные сигналы будут подвергаться значительным искажениям и точность определения координат НАП ГНСС 13 будет или значительно ухудшена ( м) или навигационная задача в НАП ГНСС 13 вообще не будет решена. При этом точность определения координат локальной навигационной системой останется на прежнем уровне ( м), поэтому в качестве итоговых оценок координат объекта - носителя НАП ГНСС в блоке управления 11 будут выбраны оценки, полученные локальной навигационной системой.

В еще более сложной (критической) помеховой обстановке, обусловленной воздействием как отечественных средств РЭП ГНСС, так и средств РЭП ГНСС противника, когда общее количество радиопомех превышает число степеней свободы K-элементной антенной решетки 1 М>К-1, пеленгатор 4, реализующий алгоритмы пространственного сверхразрешения, не сможет построить пространственный спектр, и, соответственно, не сможет определить направления прихода радиопомех. В отсутствии информации о направлениях прихода радиопомех блок пространственного разделения сигналов 5 не сможет выделить сигналы радиопомех. В этих условиях вычислитель компенсатора 8 не сможет отождествить радиопомехи отечественных средств РЭП ГНСС, векторы и примут нулевые значения. При нулевом значении вектора в пространственном компенсаторе вектор весовых коэффициентов примет единичное значение и на выходе пространственного компенсатора 6 сформируется простая сумма сигналов K элементов K-элементной антенной решетки 1, содержащая в себе все принятые радиопомехи, которая поступит в структурно-временной компенсатор 7. Для обеспечения работы структурно-временного компенсатора 7 вычислитель компенсатора 8 транслирует на него вектор G всех возможных псевдослучайных последовательностей, поступающий из блока управления 11, т.е. G_сп=G. Структурно-временной компенсатор 7 будет работать в штатном режиме, в ходе которого обнаружит, определит параметры и скомпенсирует все радиопомехи отечественных средств РЭП ГНСС, но его выходной сигнал будет содержать радиопомехи противника, которые будут подавлять работу НАП ГНСС 13 и не позволят ей решить навигационную задачу. Но при этом значения задержек радиопомех отечественных средств РЭП ГНСС будут поступать из структурно-временного компенсатора 7 в вычислитель локальной навигационной системы 10 в составе вектора . Вычислитель локальной навигационной системы 10 на основе вектора задержек и векторов координат передатчиков радиопомех отечественных средств РЭП ГНСС сформирует оценки координат объекта - носителя НАП ГНСС, а также оценку точности с использованием известных дальномерного или разностно-дальномерного методов определения координат и выдаст их в блок управления 11. В отсутствии оценок , от НАП ГНСС 13 в блоке управления 11 оценки , , полученные от вычислителя локальной навигационной системы 10, будут использованы в качестве итоговых оценок координат объекта - носителя НАП ГНСС и точности решения навигационной задачи .

Таким образом, предложенный многофункциональный компенсатор для НАП ГНСС с возможностью локальной навигации по сигналам отечественных средств радиоподавления обеспечивает повышение качества координатно-навигационного обеспечения объекта – носителя НАП ГНСС, обусловленное возможностью определения координат носителя в любых помеховых условиях, связанных с деструктивным воздействием радиопомех отечественных средств РЭП ГНСС и средств РЭП ГНСС противника, даже в критической помеховой обстановке, когда количество радиопомех превышает число степеней свободы K-элементной антенной решетки многофункционального компенсатора.

Источники информации

1. Патент 2539563 Российская Федерация, МПК G01S 7/38, H04B 1/10. Система радиоподавления навигационной аппаратуры потребителей ГНСС противника, совместимая с отечественной аппаратурой потребителей ГНСС / Журавлев А.В., Безмага В.М., Шуваев В.А. (РФ); открытое акционерное общество научно-внедренческое предприятие «ПРОТЕК». - № 2013149667; Заявлено 06.11.2013; Опубл. 20.01.2015, Бюл. 2. – 16 с.: 2 ил.

2. Патент 2563973 РФ, МПК G01S 7/36. Компенсатор радиопомех для обеспечения электромагнитной совместимости отечественной НАП ГНСС с отечественным средством радиоподавления НАП противника при работе на совпадающих частотах / Журавлев А.В., Безмага В.М., Шувает В.А., Красов Е.М., Смолин А.В. (РФ); открытое акционерное общество научно-внедренческое предприятие «ПРОТЕК». - № 2014126320; Заявлено 27.06.2014; Опубл. 27.09.2015, Бюл. 27. – 16 с.: 2 ил.

3. Патент 2660140 РФ, МПК H04B 1/10. Компенсатор помех для навигационной аппаратуры потребителя глобальной навигационной спутниковой системы / Маркин В.Г., Журавлев А.В., Шувает В.А., Красов Е.М., Безмага В.М. (РФ); акционерное общество научно-внедренческое предприятие «ПРОТЕК». - № 2017122281; Заявлено 23.06.2017; Опубл. 05.07.2018, Бюл. 19. – 12 с.: 3 ил.

4. Патент 2722413 РФ, МПК G01S 3/74. Устройство и способ пространственного разделения сигналов / Маркин В.Г., Шуваев В.А., Красов Е.М. (РФ); акционерное общество научно-внедренческое предприятие «ПРОТЕК». - № 20189132703; Заявлено 16.10.2019. Опубл. 29.05.2020, Бюл. №16. – 14 с.: 4 ил.

5. Петров В.П. Алгоритмы оценки пространственного спектра в адаптивных цифровых антенных решетках // Вестник СибГУТИ. 2014. №4. С. 60-70.

6. Беклемишев Д.В. Дополнительные главы линейной алгебры. М.: Наука. Гл. редакция физ.-мат. литературы. 1983. 336 с.

7. Пространственная компенсация помех, направления прихода которых известны [Текст] / А. В. Журавлев, В. Г. Маркин // Радиотехника. - 2018. - № 7. - С. 105-108. - Библиогр.: с. 107-108 (7 назв.).

8. Патент 2574860 РФ, МПК H04B 1/10. Обнаружитель с компенсатором помех / Журавлев А.В., Коратаев П.Д., Коровин А.В., Миронов В.А., Неровный В.В., Смолин А.В., Шуваев В.А. (РФ); открытое акционерное общество научно-внедренческое предприятие «ПРОТЕК». - № 2014152662; Заявлено 24.12.2014; Опубл. 10.02.2016, Бюл. 4. – 6 с.: 1 ил.

9. Ричард Лайонс. Цифровая обработка сигналов: Второе издание. Пер. с англ. – М.: ООО «Бином-Пресс», 2006 г. – 656 с.

10. Бабусенко С.И., Кирюшкин В.В., Журавлев А.В. Экспериментальная оценка помехоустойчивости модулей глобальных навигационных спутниковых систем Ublox. // М.: Радиотехника, т. 85, № 6, 2021 г., с. 77-85.

11. Смолин А.В. Оценка точности определения координат системой зональной радионавигации, интегрированной в пространственно распределенный комплекс радиоподавления навигационной аппаратуры потребителей глобальных навигационных спутниковых систем. // М.: Радиотехника, т. 84, № 6(12), 2020 г., с. 74-81.

Многофункциональный компенсатор для навигационной аппаратуры потребителей глобальной навигационной спутниковой системы с возможностью локальной навигации по сигналам средств радиоподавления, структура сигналов которых известна санкционированному потребителю, состоящий из K-элементной антенной решетки, K-канального радиоприемного устройства, K-канального аналого-цифрового преобразователя, пеленгатора, блока пространственного разделения сигналов, пространственного компенсатора, структурно-временного компенсатора, вычислителя компенсатора, модуля переноса спектра сигнала на рабочую частоту, вычислителя локальной навигационной системы, блока управления и подключаемого защищенного машинного носителя информации, имеющих связи, где К выходов K-элементной антенной решетки соединены с K входами K-канального радиоприемного устройства, K выходы которого соединены с K входами K-канального аналого-цифрового преобразователя, а K выходов K-канального аналого-цифрового преобразователя соединены с K входами пеленгатора, с K входами блока пространственного разделения сигналов, с K входами пространственного компенсатора, М выходов пеленгатора соединены с M входами блока пространственного разделения сигналов, у которого М выходов соединены с M входами вычислителя компенсатора, имеющего дополнительный вход, соединенный с одним из выходов блока управления, и выходы, один из которых соединен с одним из входов пространственного компенсатора, другой выход соединен с одним из входов структурно-временного компенсатора, а третий выход соединен с одним из входов вычислителя локальной навигационной системы, выход пространственного компенсатора соединен с одним из входов структурно-временного компенсатора, у которого один из выходов соединен с входом модуля переноса спектра на рабочую частоту, а другой выход соединен с одним из входов вычислителя локальной навигационной системы, модуль переноса спектра на рабочую частоту имеет выход в виде разъема, который соединяется с антенным входом навигационной аппаратуры потребителей глобальной навигационной спутниковой системы (НАП ГНСС), выполненным в виде разъема, выход вычислителя локальной навигационной системы соединен с одним из входов блока управления, у блока управления один из выходов соединен с одним из входов вычислителя локальной навигационной системы, другой выход соединен с одним из входов пространственного компенсатора, третий выход соединен с входом вычислителя компенсатора, а четвертый выход, выполненный в виде разъема, соединен с входом вычислительной системы объекта – носителя НАП ГНСС, выполненным в виде разъема, один из входов блока управления, выполненный в виде разъема, соединен с выходом защищенного машинного носителя информации, выполненным в виде разъема, а его другой вход, выполненный в виде разъема, соединен с выходом НАП ГНСС, выполненным в виде разъема.