[4.2] Подавление спутниковой навигации и его признаки #
Техник БПЛА · радиосвязь, РЭБ и РЭР
Подавление навигации распознаётся по показаниям приёмника раньше, чем аппарат начинает вести себя неправильно.
Содержание
1. Механизм воздействия
Приёмник выделяет полезный сигнал корреляционной обработкой, получая выигрыш порядка 43–53 дБ. Помеха, попадающая в полосу приёма, повышает уровень шума на входе. Когда повышение превышает выигрыш обработки, корреляционная обработка перестаёт выделять сигнал, и слежение за спутником срывается.
| Превышение помехи над сигналом | Состояние приёмника |
|---|---|
| менее 20 дБ | Работа без заметных изменений |
| от 20 до 30 дБ | Снижение отношения сигнал-шум, слежение сохраняется |
| от 30 до 40 дБ | Срыв слежения по слабым спутникам, рост показателя снижения точности |
| от 40 до 45 дБ | Потеря решения, координаты не определяются |
| более 45 дБ | Полное прекращение работы, захват сигнала невозможен |
1.1 Расчёт радиуса воздействия
Оценка выполняется сравнением уровня помехи в точке приёма с уровнем полезного сигнала. Уровень помехи на расстоянии \( d \) километров:
\( P_{пом} = P_{изл} + G - 20 \lg d - 20 \lg f - 32{,}44 \)
Расчётный пример
Источник помехи излучает 1 Вт, то есть 30 дБм, антенна [вики] с усилением 3 дБи, частота 1575 МГц. Уровень полезного сигнала составляет минус 130 дБм. Нарушение приёма наступает при превышении помехи над сигналом на 40 дБ, то есть при уровне помехи выше минус 90 дБм.
Из условия \( 30 + 3 - 20 \lg d - 63{,}9 - 32{,}4 = -90 \) получаем \( 20 \lg d = 26{,}7 \), откуда \( d \approx 21{,}6 \) км.
Вывод. Источник мощностью 1 Вт при прямой видимости нарушает работу приёмников навигации в радиусе порядка 20 км. Для аппарата на высоте прямая видимость сохраняется на большом удалении, поэтому воздействие ощущается значительно дальше, чем на земле.
Сопоставление. Тот же источник мощностью 1 Вт нарушил бы работу командной линии лишь на дальности порядка сотен метров. Разница объясняется тем, что полезный сигнал командной линии на 40 дБ и более превышает сигнал навигации по уровню на входе приёмника.
2. Признаки подавления
| Признак | Подавление | Естественное ухудшение |
|---|---|---|
| Отношение сигнал-шум по спутникам | Падает одновременно по всем | Падает по отдельным спутникам |
| Число спутников | Резко сокращается за секунды | Меняется плавно |
| Зависимость от курса аппарата | Есть при направленной помехе | Слабая |
| Зависимость от высоты | Ухудшение с набором высоты | Улучшение с набором высоты |
| Зависимость от положения в районе | Ухудшение в определённом направлении | Равномерная картина |
| Восстановление | Мгновенное при выходе из зоны | Постепенное |
| Показатель снижения точности | Резко возрастает | Растёт плавно |
Главный признак. Ухудшение приёма с набором высоты при удалении от препятствий. В нормальных условиях подъём улучшает приём, поскольку открывается небосвод. Если подъём ухудшает приём, источник помехи расположен на поверхности, и аппарат входит в его зону прямой видимости.
2.2 Поведение аппарата при потере навигации
| Режим полёта до отказа | Поведение после отказа | Действие экипажа |
|---|---|---|
| Удержание позиции | Переход в режим стабилизации по углам, снос ветром | Немедленный переход на ручное управление |
| Полёт по маршруту | Прекращение выполнения задания, переход в аварийный режим | Перехват управления, возврат по изображению |
| Возврат в точку взлёта | Возврат невыполним, включается режим удержания высоты | Ручное управление по ориентирам |
| Ручное управление | Изменений нет, поскольку навигация не использовалась | Продолжение полёта, фиксация факта |
Отсюда следует важнейший вывод для подготовки: экипаж обязан уметь возвращать аппарат без спутниковой навигации, по изображению, магнитному курсу и данным барометрического высотомера.
↑ К оглавлению3. Порядок действий экипажа
- Распознать отказ по показаниям: одновременное падение отношения сигнал-шум по всем спутникам и рост показателя снижения точности.
- Немедленно перейти на ручное управление, не дожидаясь автоматического переключения режима.
- Зафиксировать курс, высоту и приблизительное направление на точку взлёта.
- Прекратить удаление и начать движение в сторону, противоположную направлению ухудшения приёма.
- Снизить высоту, если источник помехи предполагается на поверхности и местность позволяет использовать укрытие рельефом.
- Выполнить возврат по изображению и магнитному курсу.
- После полёта занести зону подавления в журнал радиообстановки с указанием координат границ.
Типичная ошибка. Попытка включить режим автоматического возврата при подавлении навигации. Режим либо не включается, либо аппарат уходит в произвольном направлении, поскольку исходные координаты недостоверны. Возврат выполняется вручную.
4. Практическая работа
Практическая работа 4.2
Цель. Отработать возврат аппарата без использования спутниковой навигации. Работа выполняется без излучения помех: навигация отключается программно.
Порядок выполнения.
- На тренажёрном устройстве имитации полёта отработать возврат в режиме стабилизации по углам с удаления 1 км по изображению и магнитному курсу.
- На реальном аппарате в пределах прямой видимости выполнить полёт в режиме стабилизации без использования удержания позиции.
- Выполнить возврат с удаления 500 м, ориентируясь только по изображению с камеры и показаниям магнитного курса.
- Повторить упражнение при боковом ветре, оценив величину сноса.
- Измерить время, затраченное на возврат, и сравнить с временем возврата в автоматическом режиме.
Критерий выполнения. Возврат и посадка выполнены без применения удержания позиции, отклонение точки посадки от заданной не превышает 20 м.
4.1 Учебное наблюдение помеховой обстановки
Для изучения признаков подавления применяется наблюдение полосы приёма навигации приёмником программно-определяемого радио [вики]. Излучение не производится. В нормальной обстановке полоса 1575 МГц выглядит на водопадной диаграмме как ровный шумовой фон без выраженных линий. Появление в этой полосе непрерывной несущей, перемещающейся линии или повышения уровня свидетельствует о наличии источника помех.
↑ К оглавлению5. Проверьте себя
- При каком превышении помехи над сигналом прекращается определение координат?
- Почему источник помехи мощностью 1 Вт действует на навигацию на десятки километров?
- Какой признак наиболее надёжно отличает подавление от естественного ухудшения приёма?
- Почему при подавлении навигации нельзя применять автоматический возврат?
- Как меняется поведение аппарата при потере навигации в режиме удержания позиции?
Контрольный перечень
6. Источники
- Рекомендация Международного союза электросвязи ITU-R M.1903 о защите приёмников радионавигационной службы.
- Каплан Э., Хегарти К. Основы GPS: принципы и применение, глава о помехоустойчивости.
- Документация ArduPilot, раздел о поведении при отказе спутниковой навигации.
Проверено: 20.09.2026
↑ К оглавлению- мод. : Понедельник, 21 сентября 2026