В МАИ разрабатывают альтернативное средство навигации для пилотируемой и беспилотной авиации

В Московском авиационном институте ведётся разработка перспективной навигационной системы для пилотируемой и беспилотной авиации. Суть заключается в создании алгоритма определения местоположения воздушного судна с использованием низкоорбитальных телекоммуникационных спутниковых группировок. Разработка может стать равноправной альтернативой существующей глобальной навигационной спутниковой системе (ГНСС) и будет более устойчива к глушению или искажению сигналов. 

В настоящее время навигация во всём мире осуществляется благодаря спутниковой аппаратуре ГНСС: GPS в США, ГЛОНАСС в России, Galileo в Евросоюзе, Beidou в Китае. Они обеспечивают необходимые параметры на каждом участке движения летательного аппарата: точность следования маршруту, непрерывность сигнала, способность системы вовремя заметить ошибку и предупредить о ней, доступность навигации в нужном месте и в нужное время, а также готовность оборудования к работе и его соответствие нормативам. Однако существует возможность глушения и подмены этих сигналов, что демонстрирует уязвимость этой системы.

Решить эту проблему призван проект производственного аспиранта кафедры 305 «Пилотажно-навигационные и информационно-измерительные комплексы» МАИ, пилота АО «Авиакомпания «Россия» Марии Никитиной. В качестве альтернативы среднеорбитальной ГНСС предлагается использовать низкоорбитальные спутниковые группировки. Они движутся на высоте порядка 500-1500 км, поэтому сигнал от них значительно сильнее.

– Из-за высокой скорости движения таких спутников – 7-8 км/с – происходит сдвиг частоты сигнала: при удалении от приёмника он падает, а при приближении, наоборот, растёт. Анализ сдвига частоты даёт возможность определять местоположение самолёта или другого воздушного судна с точностью до нескольких метров. Именно этот принцип лежит в основе разрабатываемого решения: бортовая антенна транспортного средства будет принимать транслируемые спутниками радиосигналы, а специальный алгоритм – анализировать сдвиг частоты и рассчитывать данные для навигации, – говорит Мария Никитина.

Важная особенность разработки – встроенная проверка достоверности данных: если какие‑то измерения окажутся неточными, система их отбракует, а при серьёзных расхождениях предупредит экипаж самолёта или оператора беспилотного летательного аппарата, что данным доверять нельзя.

Как отмечает Мария Никитина, уже существующие низкоорбитальные спутниковые системы на сегодняшний день не используются в авиации как основной источник навигации, поэтому работа МАИ уникальна. В рамках проекта, который находится на этапе концептуальной проработки, будет создан отдельный аппаратно‑программный узел и специализированное оборудование, по функционалу сопоставимое с приёмниками ГНСС, а также сам алгоритм для определения местоположения воздушного судна. Как отмечает разработчик, хотя проект нацелен на навигацию летательных аппаратов, в перспективе систему можно будет использовать на любом виде транспорта.