[9.6] Полевые работы: одновременное наблюдение двух полос и пеленгование #
Техник БПЛА · радиосвязь, РЭБ и РЭР
Две платы позволяют наблюдать командную линию и полосу спутниковой навигации одновременно, воспроизводя сценарий двойного отказа.
Содержание
1. Синхронное наблюдение двух полос
Работа выполняется по схеме D в режиме только приёма. Первая плата наблюдает полосу командной линии, вторая — полосу приёма спутниковой навигации. Записи сопоставляются по времени с журналом полёта, что позволяет связать поведение аппарата с обстановкой в обеих полосах.
| Параметр | Первая плата | Вторая плата |
|---|---|---|
| Центральная частота | 868 МГц | 1575,42 МГц |
| Полоса обзора | 10 МГц | 10 МГц |
| Частота выборки | 10 Мвыборок в секунду | 10 Мвыборок в секунду |
| Антенна | Четвертьволновый штырь на 868 МГц | Активная антенна навигационного диапазона |
| Дополнительные элементы | Не требуются | Малошумящий усилитель и полосовой фильтр |
| Режим усиления | Фиксированный, записан в журнал | Фиксированный, записан в журнал |
О наблюдении навигационной полосы. Сигналы спутниковой навигации находятся ниже уровня собственного шума платы, поэтому отдельные спутники в спектре не видны и увидены быть не могут. Наблюдается именно уровень фона в полосе: его повышение относительно записанного эталона и является признаком помехи. Для такого наблюдения обязательны малошумящий усилитель и полосовой фильтр [вики], иначе изменение фона будет замаскировано собственным шумом платы.
1.2 Порядок синхронизации записей
- Соединить выход CLKOUT первой платы со входом CLKIN второй для устранения взаимного ухода частоты.
- Синхронизировать часы компьютера по единому источнику времени до начала работ.
- Записать в начале каждой записи отметку точного времени.
- Запустить обе записи, зафиксировав разницу моментов запуска.
- Сопоставить записи с журналом полёта по времени с учётом этой разницы.
2. Амплитудное пеленгование по двум точкам
Применяется амплитудный метод, не требующий согласованности фаз между платами. Каждая плата работает как самостоятельный измеритель уровня в своей точке.
- Выбрать две точки наблюдения с базой не менее одной пятой предполагаемого расстояния до источника и с взаимной видимостью района.
- Установить на обеих платах одинаковые частоту настройки, полосу обзора и режим усиления.
- Подключить к каждой плате направленную антенну [вики].
- В каждой точке выполнить обзор по азимуту через 10° на полном обороте, записывая уровень.
- Определить грубое направление по наибольшему уровню.
- Уточнить направление по провалу уровня, поворачивая антенну в положение минимума диаграммы направленности [вики].
- Нанести оба направления на карту и определить положение источника в точке пересечения.
- Оценить ошибку по выражению из статьи 7.2.
| Условие | Влияние на точность | Мера |
|---|---|---|
| Малая база между точками | Острый угол пересечения, ошибка возрастает многократно | Увеличить базу |
| Отражения от местных предметов | Ложные направления наибольшего уровня | Выбор открытых точек, проверка из третьей точки |
| Разные режимы усиления на платах | Несопоставимые уровни | Фиксация одинаковых настроек |
| Изменение мощности источника во время работы | Расхождение пеленгов | Одновременное измерение в обеих точках |
| Наклон антенны при обзоре | Смещение измеренного уровня | Применение штатива |
Почему именно амплитудный метод. Разностно-дальномерный метод требует согласованности начала выборки обеих плат. Общая опорная частота через CLKIN устраняет расхождение частоты, но момент начала выборки у плат остаётся несогласованным, поэтому устойчивой разности фаз не образуется. Попытка построить на двух платах фазовый пеленгатор без дополнительной аппаратной доработки приводит к недостоверным результатам.
3. Набор спектральных портретов
Спектральный портрет представляет собой эталонную запись излучения собственного средства в известных условиях. Набор портретов позволяет в дальнейшем быстро отличать своё излучение от постороннего.
| Излучение | Полоса записи | Фиксируемые параметры |
|---|---|---|
| Командная линия, каждый применяемый режим | 80 МГц | Границы перестройки, шаг, период следования пакетов |
| Обратный канал телеметрии | 80 МГц | Частота следования относительно командных пакетов |
| Передатчик изображения на каждом канале | 40 МГц | Ширина полосы, форма спектра, побочные составляющие |
| Передатчик изображения на разной мощности | 40 МГц | Зависимость побочных излучений от мощности |
| Аппарат на земле с работающими двигателями | полосы всех линий | Собственные помехи в зависимости от режима |
| Аварийный маяк | 2 МГц | Период посылок, длительность, занимаемая полоса |
Каждая запись сопровождается сведениями об условиях: расстоянии до излучателя, применённой антенне, режиме усиления, времени и месте. Без этих сведений запись непригодна для сравнения.
Обращение с записями. Записи, содержащие излучения посторонних средств связи, не подлежат распространению. Раскрытие содержания чужих передач запрещено законодательством о тайне связи. Для учебных целей достаточно хранить изображения спектра и числовые параметры без записи содержания передач.
4. Практическая работа
Практическая работа 9.6
Цель. Выполнить комплексное полевое наблюдение с использованием обеих плат и связать его результаты с поведением аппарата в полёте.
Порядок выполнения.
- Развернуть обе платы в точке размещения наземной станции, настроив их на полосу командной линии и полосу навигации.
- Записать фоновую обстановку продолжительностью 10 минут до включения собственных средств.
- Включить аппаратуру и записать спектральные портреты всех излучений по таблице раздела 3.
- Выполнить полёт по маршруту с удалением не менее 2 км, ведя непрерывную запись обеих полос.
- После полёта сопоставить записи с журналом полёта: наложить график доли потерянных пакетов и график числа спутников на записи спектра.
- Выявить все моменты повышения уровня фона и сопоставить их с ухудшением показателей линий.
- Для наиболее сильного постороннего источника выполнить пеленгование [вики] по двум точкам и определить его положение.
- Дополнить карточку радиообстановки района полученными сведениями.
Критерий выполнения. Получены синхронные записи обеих полос за весь полёт. Каждое ухудшение показателей линий сопоставлено с обстановкой в соответствующей полосе. Положение постороннего источника определено с ошибкой не более 20 % от расстояния до него. Карточка района дополнена.
4.1 Связь с остальными разделами курса
Настоящая работа является завершающей и объединяет содержание модулей. Расчёт бюджета линии из статьи 1.3 даёт ожидаемые уровни, карточка района из статьи 7.1 даёт фоновую обстановку, таблица устойчивости из статьи 9.5 даёт допустимое отношение помеха-сигнал, а алгоритм из статьи 5.3 определяет действия при ухудшении. Совпадение прогноза с измерением подтверждает готовность специалиста к самостоятельной работе.
↑ К оглавлению5. Проверьте себя
- Почему отдельные спутники не видны в спектре и что именно наблюдается в навигационной полосе?
- Почему на двух платах применяется амплитудное, а не разностно-дальномерное пеленгование?
- Какая база между точками наблюдения требуется для достоверного пеленгования?
- Какие сведения обязательно сопровождают каждый спектральный портрет?
- Как результаты полевого наблюдения связываются с журналом полёта?
Контрольный перечень
6. Источники
- Документация проекта HackRF, раздел о внешнем тактовом интерфейсе.
- Рекомендация Международного союза электросвязи ITU-R SM.854 о пеленговании.
- Материалы статей 4.2, 7.1 и 7.2 настоящего курса.
Проверено: 20.09.2026
↑ К оглавлению- мод. : Понедельник, 21 сентября 2026