Бортовой информационно-навигационный комплекс

Авторы патента:

G01S19/00 - Радиопеленгация; радионавигация; измерение расстояния или скорости с использованием радиоволн; определение местоположения или обнаружение объектов с использованием отражения или переизлучения радиоволн; аналогичные системы с использованием других видов волн (обнаружение масс или объектов способами, не использующими отражение или переизлучение радиоволн, звуковых или других волн G01V)

G01C21/24 - приборы для космической навигации

Владельцы патента RU 2706835:

Акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (АО "Российские космические системы") (RU)

Изобретение относится к области бортового информационно-навигационного оборудования космических аппаратов (КА) и предназначено для формирования и излучения навигационных радиосигналов системы ГЛОНАСС. Изобретение представляет собой бортовой информационно-навигационный комплекс, состоящий из приемо-формирующего устройства, радиопередающих устройств, антенно-фидерного устройства для навигационных радиосигналов, включающего в себя передающую антенну, антенно-фидерного устройства для сигналов межспутниковой радиолинии, включающего в себя передающую и приемную антенны, входного устройства приемника, полосно-пропускающего фильтра. Приемо-формирующее устройство состоит из следующих унифицированных модулей: переходный модуль; вторичный источник питания; цифровой формирователь радиосигналов; процессорная плата; радиоприемное устройство; распределительный модуль; кроссплата. Техническим результатом заявленного изобретения является обеспечение уменьшения погрешностей формирования сигнала и осуществления калибровки сигнала посредством осуществления совместного синхронного формирования и излучения межспутниковых и навигационных сигналов. 1 ил.

Изобретение относится к области бортового информационно-навигационного оборудования космических аппаратов и предназначено для формирования и излучения навигационных радиосигналов системы ГЛОНАСС, формирования, излучения, приема данных и измерений по межспутниковой радиолинии, а также, для обеспечения автономного функционирования космической спутниковой навигационной группировки ГЛОНАСС.

Из уровня техники известен бортовой информационно-навигационный комплекс (см. RU2663680C1, опубл. 08.08.2017), выбранный в качестве наиболее близкого аналога, который состоит из блока цифрового управления, блока формирования синхронизирующих сигналов, навигационный подкомплекс (НПК) в состав которого входят: формирователи навигационного радиосигнала диапазонов L1, L2 и L3, радиопередающие устройства диапазона L1, L2 и L3, антенно-фидерное устройство навигационных сигналов и блок логики и коммутации навигационного подкомплекса; подкомплекса межспутниковых радиолиний, в состав которого входят: приёмо-передающий модуль межспутниковой радиолинии, радиопередающее устройство диапазона S, передающее антенно-фидерное устройство, приёмное антенно-фидерное устройство, малошумящий усилитель и блок логики и коммутации межспутниковой радиолинии, коммутатора бортовой сети маломощного, коммутатора бортовой сети силового.

Недостатками ближайшего аналога являются: отсутствие сигналов с кодовым разделением в диапазонах L1 и L2; отсутствие контроля изменения задержек дальномерных кодов излучаемых сигналов. При расширении архитектуры аналога для формирования сигналов с кодовым разделением потребуется дополнительная антенна.

Технический результат заявленного изобретения: обеспечение уменьшения погрешностей формирования сигналов и осуществления калибровки формирования навигационного и межспутникового сигнала, посредством осуществления совместного синхронного формирования и излучения и навигационных сигналов с частотным и кодовым разделением через единую антенну, а также формирования, излучения, приема и обработки межспутниковых сигналов с постоянным контролем и автоматической коррекцией изменения задержек дальномерных кодов излучаемых сигналов.

Технический результат достигается за счет создания бортового информационно-навигационный комплекса, который состоит из приемо-формирующего устройства, радиопередающих устройств, антенно-фидерного устройства для навигационных радиосигналов, включающего в себя передающую антенну, антенно-фидерного устройства для сигналов межспутниковой радиолинии, включающего в себя передающую и приемную антенны, входного устройства приемника, полосно-пропускающего фильтра, при этом приемо-формирующее устройство состоит из следующих унифицированных модулей: переходный модуль; вторичный источник питания; цифровой формирователь радиосигналов; процессорная плата; радиоприемное устройство; распределительный модуль; кроссплата, при этом бортовая сеть подается от системы электропитания космического аппарата на вторичный источник питания, в котором преобразуется в сетку напряжения вторичного питания и раздается через кроссплату всем модулям приемо-формирующего устройства навигационных радиосигналов, бортовой комплекс управления выдает аппаратные команды управления в переходный модуль кроссплата ретранслирует аппаратные команды на соответствующие полукомплекты модуля вторичного источника питания, модуль процессорной платы обеспечивает кодирование и декодирование навигационных сигналов и сигналов межспутниковой радиолинии, модуль радиоприемного устройства осуществляет измерение параметров излучаемых навигационных сигналов и сигналов межспутниковой радиолинии для устранения систематических изменений задержек в процессе эксплуатации, переходной модуль обеспечивает стыковку с радиопередающим устройством по интерфейсу CAN, а также стыковку с бортовым комплексом управления, распределительный модуль обеспечивает стыковку с бортовым синхронизирующим устройством и распределение опорных сигналов бортового синхронизирующего устройства на модули приемо-формирующего устройства через кроссплату, в цифровом формирователе радиосигналов осуществляется цифровое формирование групповых навигационных сигналов и сигналов межспутниковой радиолинии в диапазоне S, радиопередающие устройства осуществляют передачу сформированных в цифровом формирователе радиосигналов сигналов в соответствующих диапазонах, которые излучаются через антенно-фидерное устройство навигационного подкомплекса и антенно-фидерное устройство межспутниковой радиолинии, принятые через антенно-фидерное устройство межспутниковой радиолинии сигналы межспутниковой радиолинии поступают во входное устройство приемника, где осуществляется предварительное усиление сигналов межспутниковой радиолинии для радиоприемного устройства, полосно-пропускающий фильтр осуществляет фильтрацию принятого сигнала межспутниковой радиолинии в диапазоне S.

Заявленное изобретение проиллюстрировано следующей схемой:

Фиг.1 – Структурная схема бортового информационно-навигационного комплекса

На фиг.1 позиции обозначают следующее:

1 – антенно-фидерное устройство навигационного подкомплекса;

2 – режекторный фильтр радиоастрономического диапазона;

3 – радиопередающее устройство L1;

4 – радиопередающее устройство L2;

5 – радиопередающее устройство L3;

6 – переходной модуль;

7 – вторичный источник питания;

8 – цифровой формирователь радиосигналов;

9 – процессорная плата;

10 – радиоприемное устройство;

11 – распределительный модуль;

12 – кроссплата;

13 – приемо-формирующее устройство;

14 – радиопередающее устройство S;

15 – полосно-пропускающий фильтр;

16 – входное устройство приемника;

17 – антенно-фидерное устройство межспутниковой радиолинии передатчика;

18 – система питания;

19 – бортовой комплекс управления;

20 – бортовое синхронизирующее устройство;

21 – CAN (controller area network-сеть контроллеров), стандарт промышленной сети контроллеров.

Заявленный бортовой информационно-навигационный комплекс предназначен для формирования и излучения навигационных радиосигналов, а также приема-передачи сигналов межспутниковой радиолинии и содержит приемо-формирующие устройство, которое выполняет функции формирования навигационных и межспутниковых сигналов, приёма сигналов межспутниковой радиолинии, а также калибровку трактов формирования всех радиосигналов, и состоит из вторичного источника питания, цифрового формирователя радиосигналов, процессорной платы, радиоприемного устройство, распределительного модуля и кроссплаты. На вторичный источник питания подается бортовая сеть от системы электропитания космического аппарата. В цифровом формирователе радиосигналов осуществляется цифровое формирование групповых навигационных сигналов и сигналов межспутниковой радиолинии, бортовой комплекс управления выдает аппаратные команды управления в переходный модуль, кроссплата ретранслирует аппаратные команды на соответствующие полукомплекты модуля вторичного источника питания. Модуль процессорной платы обеспечивает кодирование и декодирование навигационных сигналов и сигналов межспутниковой радиолинии. Модуль радиоприемного устройства осуществляет измерение параметров излучаемых навигационных сигналов и сигналов межспутниковой радиолинии для устранения систематических изменений задержек в процессе эксплуатации. Распределительный модуль обеспечивает стыковку с бортовым синхронизирующим устройством и распределение опорных сигналов бортового синхронизирующего устройства на модули приемо-формирующего устройства через кроссплату. Бортовой информационно-навигационный комплекс содержит радиопередающее устройство L1, осуществляющее передачу сформированных в цифровом формирователе сигнала L1 диапазона, радиопередающее устройство L2, осуществляющее передачу сформированных в цифровом формирователе сигнала L2 диапазона L2, радиопередающее устройство L3, осуществляющее передачу сформированных в цифровом формирователе сигнала L3 диапазона и радиопередающее устройство S, осуществляющее передачу сформированных в цифровом формирователе сигнала S, которые излучаются через антенно-фидерное устройство навигационного подкомплекса и антенно-фидерное устройство межспутниковой радиолинии. Переходной модуль обеспечивает стыковку с радиопередающим устройством по интерфейсу CAN (controller area network), а также стыковку с бортовым комплексом управления, распределительный модуль обеспечивает стыковку с бортовым синхронизирующим устройством и распределение опорных сигналов бортового синхронизирующего устройства на модули приемо-формирующего устройства через кроссплату. Полосно-пропускающий фильтр осуществляет фильтрацию принятого сигнала межспутниковой радиолинии в диапазоне S. Принятые через антенно-фидерное устройство межспутниковой радиолинии сигналы межспутниковой радиолинии поступают во входное устройство приемника, где осуществляется предварительное усиление сигналов межспутниковой радиолинии для радиоприемного устройства.

В результате структура комплекса позволяет компенсировать с точностью 0,1 нс систематические погрешности междиапазонных и межлитерных задержек формирования радиосигналов, которые могут составлять величины порядка 2 нс.

Таким образом заявленный технический результат, а именно обеспечение уменьшения погрешностей формирования сигнала и осуществления калибровки сигнала, посредством осуществления совместного синхронного формирования и излучения межспутниковых и навигационных сигналов, достигается посредством того, что навигационные сигналы с частотным и кодовым разделением излучаются через единую антенну, а также постоянного контроля и автоматической коррекции изменения задержек дальномерных кодов излучаемых сигналов.

Бортовой информационно-навигационный комплекс для спутников системы ГЛОНАСС, состоящий из приемо-формирующего устройства, радиопередающих устройств, антенно-фидерного устройства для навигационных радиосигналов, включающего в себя передающую антенну, антенно-фидерного устройства для сигналов межспутниковой радиолинии, включающего в себя передающую и приемную антенны, входного устройства приемника, полосно-пропускающего фильтра, отличающийся тем, что приемо-формирующее устройство состоит из следующих унифицированных модулей: переходный модуль; вторичный источник питания; цифровой формирователь радиосигналов; процессорная плата; радиоприемное устройство; распределительный модуль; кроссплата, при этом бортовая сеть подается от системы электропитания космического аппарата на вторичный источник питания, в котором преобразуется в сетку напряжения вторичного питания и раздается через кроссплату всем модулям приемо-формирующего устройства навигационных радиосигналов, бортовой комплекс управления выдает аппаратные команды управления в переходный модуль, кроссплата ретранслирует аппаратные команды на соответствующие полукомплекты модуля вторичного источника питания, модуль процессорной платы обеспечивает кодирование и декодирование навигационных сигналов и сигналов межспутниковой радиолинии, модуль радиоприемного устройства осуществляет измерение параметров излучаемых навигационных сигналов и сигналов межспутниковой радиолинии для устранения систематических изменений задержек в процессе эксплуатации, переходной модуль обеспечивает стыковку с радиопередающим устройством по интерфейсу CAN (controller area network), а также стыковку с бортовым комплексом управления, распределительный модуль обеспечивает стыковку с бортовым синхронизирующим устройством и распределение опорных сигналов бортового синхронизирующего устройства на модули приемо-формирующего устройства через кроссплату, в цифровом формирователе радиосигналов осуществляется цифровое формирование групповых навигационных сигналов и сигналов межспутниковой радиолинии в диапазоне S, радиопередающие устройства осуществляют передачу сформированных в цифровом формирователе радиосигналов сигналов в соответствующих диапазонах, которые излучаются через антенно-фидерное устройство навигационного подкомплекса и антенно-фидерное устройство межспутниковой радиолинии, принятые через антенно-фидерное устройство межспутниковой радиолинии сигналы межспутниковой радиолинии поступают во входное устройство приемника, где осуществляется предварительное усиление сигналов межспутниковой радиолинии для радиоприемного устройства, полосно-пропускающий фильтр осуществляет фильтрацию принятого сигнала межспутниковой радиолинии в диапазоне S.

Настоящее изобретение относится к области топографического наблюдения и картографирования, в частности, к способу автоматического переключения режима приема дифференциальных данных для проведения экзамена по вождению и обучения вождению с использованием мобильной станции.

Способ определения координат космического аппарата по сигналам навигационных спутников и устройство определения координат космического аппарата по сигналам навигационных спутников // 2706636

Группа изобретений относится к способу и устройству определения координат космического аппарата по сигналам навигационных спутников. Для определения координат передают радиосигналы от навигационных спутников с известными параметрами орбиты в известные моменты времени, отслеживают их приемными антеннами на космическом аппарате, определяют дальности между навигационными спутниками и космическим аппаратом определенным образом, определяют координаты космического аппарата с учетом всех отслеживаемых сигналов навигационных спутников.

Способ навигации наземного транспортного средства // 2706250

Изобретение относится к измерительной технике. Способ навигации наземного транспортного средства заключается в получении кадров, изображающих окружение транспортного средства, установлении изменения позиции между кадрами, проведении оценки изменения направления движения транспортного средства.

Устройство юстировочное // 2705790

Изобретение относится к приборным средствам проверки и технического обслуживания многоканальных радиолокационно-оптических систем и предназначено для юстировки радиолокационных и оптических каналов в составе объектов-носителей этих систем.

Терминальное устройство и способ обработки информации позиционирования, применяемый к терминальному устройству // 2705226

Изобретение относится к области сохранения мощности устройств беспроводной связи, а именно к обработке информации позиционирования для реализации активного управления потреблением мощности, вызываемым посредством службы позиционирования в терминальном устройстве.

Система управления полетом беспилотного летательного аппарата с дифференциальным позиционированием на основе сети cors // 2704614

Изобретение относится к системе управления полетом беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) с дифференциальным позиционированием на основе сети постоянно действующих референцных станций (CORS).

Устройство для отслеживания положения летательных аппаратов // 2704130

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться для отслеживания положений одного или более летательных аппаратов. Технический результат состоит в обеспечении наложения информации положения летательного аппарата на электронные географические картографические данные.

Система обнаружения воздушных и космических объектов с использованием сигналов геостационарных спутников земли // 2703294

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к наземно-космическим радиолокационным комплексам. Достигаемый технический результат – расширение возможностей по обнаружению воздушных и космических объектов.

Способ определения параметров орбиты искусственного спутника земли с использованием приемных опорных реперных станций // 2702098

Изобретение относится к области космонавтики, а именно к технике выполнения траекторных измерений и определения параметров орбиты искусственного спутника Земли (ИСЗ), и может быть использовано на наземных и бортовых комплексах управления полетом ИСЗ для точного определения текущих параметров движения ИСЗ.

Способ прогнозирования состояния группы подвижных объектов // 2701091

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для прогнозирования состояния группы подвижных объектов военного назначения. Техническим результатом является автоматический расчет значений, характеризующих местоположение, состояние и вероятность обнаружения подвижных объектов на заданный интервал прогнозирования.

Широкопольный датчик положения солнца // 2700363

Изобретение относится к приборам навигации космических аппаратов по Солнцу или иным источникам оптического излучения. Широкопольный датчик положения Солнца содержит многоэлементный приемник оптического излучения, состоящий из корпуса, выполненного в виде полусферы или многогранника, в сквозных отверстиях которого относительно оси чувствительности датчика установлены цилиндрические бленды, в которых размещены элементарные фотоприемники с фоточувствительными площадками и светофильтры.

Космический телескоп для наблюдения звезд и земли с наиболее четким качеством изображения // 2698077

Телескоп может быть использован в качестве вспомогательного средства определения космических аппаратов. Космический телескоп для наблюдения звезд и Земли содержит канал наблюдения Земли, имеющий главное зеркало, на часть которого, закрытую зеленым отражающим светофильтром, попадает свет от Земли, второе зеркало, линзовый корректор и установленная в фокальной плоскости матрица, одна часть которой закрыта красным пропускающим светофильтром, канал для наблюдения звезд, имеющий круглую диафрагму и плоское наклонное эллиптическое зеркало, отражающее свет от звезд на ту часть главного зеркала, которая не покрыта зеленым отражающим светофильтром.

Способ межзвездной навигации космического корабля // 2697866

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в бортовых системах межзвездной навигации космических аппаратов (КА) для определения автономных оценок орбиты и ориентации КА.

Устройство для управления лазерным лучом // 2695280

Изобретение относится к области управления перемещением лазерного луча в пространстве, способам сканирования и слежения, и может быть использовано для навигации космических аппаратов (КА).

Способ высокоточного позиционирования аппарата на поверхности луны и устройство для его осуществления // 2692350

Группа изобретений относится к автономной космической навигации космических аппаратов (КА), в частности, на обеих сторонах поверхности Луны. Способ включает измерения в аппаратной системе координат ориентации местной вертикали в точке позиционирования КА бортовым датчиком вертикали, а также положений двух навигационных звезд бортовыми звездными датчиками.

Устройство ориентации космического аппарата по звездам // 2690055

Изобретение относится к области космической навигации и касается устройства ориентации космического аппарата по звездам. Устройство включает в себя корпус, объектив, центральный модуль, электронную единую плату, гибкие участки электронной единой платы, термоэлектрический охладитель Пельтье, пластину, выполняющую функцию крышки корпуса, бленду, неохлаждаемый матричный приемник ИК-излучения на основе термопневматического микромеханического преобразователя с оптоэлектронной системой считывания и матричный приемник терагерцового излучения.

Система навигации искусственного спутника земли // 2686318

Изобретение относится к космической технике, более конкретно к системам навигации искусственных спутников Земли (ИСЗ). Система навигации ИСЗ содержит устройство управления системой и соединенные с ним устройство преобразования навигационных сигналов в навигационные параметры, блок преобразования навигационных параметров в начальные параметры движения центра масс (ПДЦМ) ИСЗ и блок прогнозирования ПДЦМ.

Устройство измерения угловых координат солнца // 2683444

Изобретение относится к области космической навигации и касается устройства измерения угловых координат солнца. Устройство состоит из полусферического мениска с интерференционным фильтром на внешней поверхности и матированной внутренней поверхностью, объектива, отсекающего светофильтра, матричного фотоприемника, линейчатого фотоприемника формата 288×4 с двунаправленным режимом временной задержки и накопления, блока управления, обработки и расчета, программируемого микропроцессора с графическим редактором и устройства сравнения.