procyberВестник кибернетикиProceedings in Cybernetics1999-7604Бюджетное учреждение высшего образования Ханты-Мансийского автономного округа – Югры «Сургутский государственный университет»10.35266/1999-7604-2023-2-13-20procyber-516Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИEngeneeringПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММИРУЕМЫХ ЛОГИЧЕСКИХ ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ В СИСТЕМАХ МНОГОКАНАЛЬНОЙ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ СПУТНИКОВОЙ НАВИГАЦИИAPPLYING FIELD PROGRAMMABLE GATE ARRAYS IN SYSTEMS OF MULTICHANNEL DIGITAL PROCESSING OF SATELLITE NAVIGATION SIGNALShttps://orcid.org/0000-0002-6469-3366БогословскийА. В.BogoslovskyA. V.

кандидат технических наук, до-цент, заместитель начальника кафедры радиоэлектроники

E-mail: bogosandrej@yandex.ru

Candidate of Sciences (Enginee-ring), Docent, Deputy Head of the Radioelectronics Department

E-mail: bogosandrej@yandex.ru

https://orcid.org/0000-0002-3987-0607РазиньковС. Н.RazinkovS. N.

доктор физико-математиче-ских наук, доцент, профессорE-mail: razinkovsergey@rambler.ru

Doctor of Sciences (Physics and Mathematics), Docent, Professor

E-mail: razinkovsergey@rambler.ru

https://orcid.org/0000-0002-0194-6979СёмкаЭ. В.SyomkaE. V.

кандидат физико-математических наук, доцентE-mail: semka_elya@mail.ru

Candidate of Sciences (Physics and Mathematics), Docent

E-mail: semka_elya@mail.ru

https://orcid.org/0000-0002-1777-4921БуслаевА. Б.BuslaevA. B.

кандидат технических наук, доцент

E-mail: bus-alex@yandex.ru

Candidate of Sciences (Engineering), Docent

E-mail: bus-alex@yandex.ru

Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н. Е. Жуковского и Ю. А. Гагарина» Минобороны России, ВоронежРоссияMilitary Educational and Scientific Centre of the Air Force N. E. Zhukovsky and Y. A. Gagarin Air Force Academy, VoronezhRussian Federation2023060720232221320Copyright © Богословский А.В., Разиньков С.Н., Сёмка Э.В., Буслаев А.Б., 20232023Богословский А.В., Разиньков С.Н., Сёмка Э.В., Буслаев А.Б.Bogoslovsky A.V., Razinkov S.N., Syomka E.V., Buslaev A.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestcyber.ru/jour/article/view/516

Проведен анализ систем многоканальной цифровой обработки сигналов спутниковой навигации для беспилотных летательных аппаратов. Показано, что для повышения помехоустойчивости навигационного оборудования на основе адаптивного изменения параметров настроек целесообразно применять программируемые логические интегральные схемы для реализации вариативных алгоритмов обработки сигналов без реконфигурации структуры оборудования при изменениях радиоэлектронной обстановки.Выполнена разработка помехоустойчивого навигационного комплекса для беспилотного летательного аппарата на базе программируемой логической интегральной схемы с функциями одновременного приема сигналов спутниковых систем навигации ГЛОНАСС, GPS, QZSS, BeiDou, Galileo, NavIC по четырем независимо настраиваемым каналам и их цифровой обработки с использованием алгоритмов адаптивной фильтрации. С использованием программ электродинамического моделирования адаптивных антенных решеток SolidWorks, Altium Designer, Quartus исследованы закономерности пространственной избирательности приема сигналов и возможности адаптации навигационного оборудования в условиях помех.

The study analyzes multichannel digital satellite navigation signal processing systems for unmanned aerial vehicles. To advance interference insusceptibility of navigation equipment on the basis of adaptive change in settings, it is advisable to apply a field programmable gate arrays in order to implement variations of algorithms of signal processing without reconfiguring the equipment’s structure in changes in radioelectronic settings.A navigation complex with the function of interference insusceptibility is developed based on the field programmable gate arrays. It may simultaneously receive signals from such satellite navigation systems as GLONASS, GPS, QZSS, BeiDou, Galileo, and NavIC via four independently tuned channels and their digital processing using adaptive filtering algorithms. Patterns in spatial selectivity of signals are studied, as are the possibilities for navigation equipment adaptability in interference settings using programs for electrodynamic modeling of adaptive antenna arrays ‒ SolidWorks, Altium Designer, and Quartus.

беспилотный летательный аппаратсистема спутниковой навигациипомехо-устойчивость навигационного оборудованияпрограммируемая логическая интегральная схемаадаптивная антенная решеткаunmanned aerial vehiclesatellite navigation systeminterference insusceptibility of a navigation equipmentfield programmable gate arrayadaptive antenna arrayReferencesКрасильщиков М. Н., Себряков Г. Г. Управление и наведение беспилотных летательных аппаратов на основе современных информационных технологий. М. : ФИЗМАТЛИТ, 2003. 279 с.Красильщиков М. Н., Себряков Г. Г. Управление и наведение беспилотных летательных аппаратов на основе современных информационных технологий. М. : ФИЗМАТЛИТ, 2003. 279 с.Макаренко С. И., Тимошенко А. В., Васильченко А. С. Анализ средств и способов противо-действия беспилотным летательным аппаратам. Ч. 1. Беспилотный летательный аппарат как объект обнаружения и поражения // Системы управления, связи и безопасности. 2020. № 1. С. 109–146. DOI 10.24411/2410-9916-2020-10105.Макаренко С. И., Тимошенко А. В., Васильченко А. С. Анализ средств и способов противо-действия беспилотным летательным аппаратам. Ч. 1. Беспилотный летательный аппарат как объект обнаружения и поражения // Системы управления, связи и безопасности. 2020. № 1. С. 109–146. DOI 10.24411/2410-9916-2020-10105.Сакулин Е. А., Березовский С. Е., Латанова О. И. Способы повышения помехоустойчивости и имитостойкости навигационной аппаратуры потребителей глобальных навигационных спутниковых систем // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2022. № 8. С. 160–164.Сакулин Е. А., Березовский С. Е., Латанова О. И. Способы повышения помехоустойчивости и имитостойкости навигационной аппаратуры потребителей глобальных навигационных спутниковых систем // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2022. № 8. С. 160–164.Камнев Е. А., Юдин В. Н. Помехоустойчивость НАП спутниковых радионавигационных систем с четырехэлементной антенной решеткой // Элек-тросвязь. 2018. № 6. С. 37–44.Камнев Е. А., Юдин В. Н. Помехоустойчивость НАП спутниковых радионавигационных систем с четырехэлементной антенной решеткой // Элек-тросвязь. 2018. № 6. С. 37–44.Монзинго Р. А., Миллер Т. У. Адаптивные антенные решетки: введение в теорию / пер. с англ. В. Г. Челпанова, В. А. Лексаченко ; под общ. ред. В. А. Лексаченко. М. : Радио и связь, 1986. 448 с.Монзинго Р. А., Миллер Т. У. Адаптивные антенные решетки: введение в теорию / пер. с англ. В. Г. Челпанова, В. А. Лексаченко ; под общ. ред. В. А. Лексаченко. М. : Радио и связь, 1986. 448 с.Уидроу Б., Стирнз С. Адаптивная обработка сигналов / пер. с англ. Ю. К. Сальникова ; под. общ. ред. В. В. Шахгильдянова. М. : Радио и связь, 1989. 439 с.Уидроу Б., Стирнз С. Адаптивная обработка сигналов / пер. с англ. Ю. К. Сальникова ; под. общ. ред. В. В. Шахгильдянова. М. : Радио и связь, 1989. 439 с.Нечаев Е. Е. К вопросу построения интегрированных навигационных систем на базе ПЛИС // Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации. 2008. № 136. С. 85–94.Нечаев Е. Е. К вопросу построения интегрированных навигационных систем на базе ПЛИС // Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации. 2008. № 136. С. 85–94.Кашин В. А. Методы фазового синтеза антенных решеток // Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники. 1997. № 1. С. 47–60.Кашин В. А. Методы фазового синтеза антенных решеток // Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной радиоэлектроники. 1997. № 1. С. 47–60.Магда Ю. С. Современные микроконтроллеры. Архитектура, программирование, разработка устройств. М. : ДМК, 2017. 224 с.Магда Ю. С. Современные микроконтроллеры. Архитектура, программирование, разработка устройств. М. : ДМК, 2017. 224 с.Новиков Ю. В., Скоробогатов П. К. Основы микропроцессорной техники. М. : Интернет-ун-т информ. технологий ; БИНОМ, 2012. 357 с.Новиков Ю. В., Скоробогатов П. К. Основы микропроцессорной техники. М. : Интернет-ун-т информ. технологий ; БИНОМ, 2012. 357 с.Богословский А. В., Разиньков С. Н., Сёмка Э. В. Обоснование электронной компонентной базы для автогенераторов при навигационном обеспечении беспилотных летательных аппаратов // Вестник кибернетики. 2023. Т. 22, № 1. С. 6–15.Богословский А. В., Разиньков С. Н., Сёмка Э. В. Обоснование электронной компонентной базы для автогенераторов при навигационном обеспечении беспилотных летательных аппаратов // Вестник кибернетики. 2023. Т. 22, № 1. С. 6–15.Вальпа О. Полезные схемы с применением микро-контроллеров и ПЛИС. М. : Додэка-XXI, 2016. 416 с.Вальпа О. Полезные схемы с применением микро-контроллеров и ПЛИС. М. : Додэка-XXI, 2016. 416 с.Разиньков С. Н., Богословский А. В. Синтез нулей диаграмм направленности антенных решеток для излучения узкополосных и импульсных сигналов с высокими коэффициентами направленного действия // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2012. Т. 8, № 2. С. 32–37.Разиньков С. Н., Богословский А. В. Синтез нулей диаграмм направленности антенных решеток для излучения узкополосных и импульсных сигналов с высокими коэффициентами направленного действия // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2012. Т. 8, № 2. С. 32–37.Львов А. В., Мителькова А. Д., Кабаев Д. В. и др. Разработка и прототипирование радиоэлектронных устройств по технологии SDR с использова-нием системы GNU RADIO // Радиолокация, навигация, связь : сб. тр. XXIV Междунар. науч.-технич. конф., 17–19 апреля 2018 г., г. Воронеж. Т. 2. Воронеж : Вэлборн, 2018. С. 228–234.Львов А. В., Мителькова А. Д., Кабаев Д. В. и др. Разработка и прототипирование радиоэлектронных устройств по технологии SDR с использова-нием системы GNU RADIO // Радиолокация, навигация, связь : сб. тр. XXIV Междунар. науч.-технич. конф., 17–19 апреля 2018 г., г. Воронеж. Т. 2. Воронеж : Вэлборн, 2018. С. 228–234.Комолов Д. А., Мяльк Р. А., Зобенко А. А. и др. Системы автоматизированного проектирования фирмы Alters MAX+plus II и Quartus II. Краткое описание и самоучитель. М. : ИП РадиоСофт, 2002. 352 с.Комолов Д. А., Мяльк Р. А., Зобенко А. А. и др. Системы автоматизированного проектирования фирмы Alters MAX+plus II и Quartus II. Краткое описание и самоучитель. М. : ИП РадиоСофт, 2002. 352 с.Техническое описание микросхемы NT1065. URL: https://ntlab.lt/wp-content/uploads/2020/02/NT1065_LE_ DS_v2.18.pdf (дата обращения: 04.05.2023).Техническое описание микросхемы NT1065. URL: https://ntlab.lt/wp-content/uploads/2020/02/NT1065_LE_ DS_v2.18.pdf (дата обращения: 04.05.2023).Техническое описание микросхемы FTDI FT600Q. URL: https://ftdichip.com/wp-content/uploads/2020/ 07/DS_FT600Q-FT601Q-IC-Datasheet.pdf (дата обращения: 04.05.2023).Техническое описание микросхемы FTDI FT600Q. URL: https://ftdichip.com/wp-content/uploads/2020/ 07/DS_FT600Q-FT601Q-IC-Datasheet.pdf (дата обращения: 04.05.2023).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.