Система повышения качества сигнала радиотелеметрии для повышения эффективности дистанционного зондирования Земли с применением беспилотных летательных аппаратов в режиме кинематики реального времени

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

При проведении дистанционного зондирования Земли с помощью беспилотных летательных аппаратов зачастую возникает проблема потери связи между базовой станцией оператора и непосредственно беспилотным летательным аппаратом из-за естественных преград для распространения радиосигнала (рельеф, растительность и так далее) и вследствие большой дальности отлета аппарата. Особенно критична такая потеря связи в случае, если съемки ведутся с использованием технологии кинематики реального времени, которая обеспечивает передачу корректирующих поправок с базовой станции на контролер беспилотного летательного аппарата для обеспечения высокоточной пространственной привязки получаемых данных. Цель данной работы заключалась в создании системы ретрансляции сигнала с возможностью ее установки на беспилотный летательный аппарат легкого класса, способный зависать в воздухе более трех часов, для передачи радиосигнала с базы на беспилотный летательный аппарат через стороннее устройство за естественные преграды рельефа и на дальние расстояния. В ходе исследования проведено сравнение различных способов передачи сигнала через стороннее устройство и выявлена наиболее подходящая конфигурация, отвечающая требованиям качества передачи сигнала и простоты конструкции для выполнения работ в труднодоступных регионах. Для создания ретранслятора применялись радиомодемы RFD различных серий и апробировались различные частоты работы в связи с их доступностью и широкой возможностью настройки. В результате проведения работы была получена ретрансляционная пара радиомодемов, позволяющая перенаправлять радиосигнал от базовой станции на беспилотный летательный аппарат без потери качества и скорости передачи данных для выполнения работ дистанционного зондирования Земли с использованием технологии кинематики реального времени. Второстепенной особенностью ретранслятора является использование его как поисковой системы при аварийной посадке беспилотного летательного аппарата в случаях, когда поисковой маяк недоступен.

Об авторах

В. В. Ерофеев

Иркутский национальный исследовательский технический университет

Email: verofeev@geo.istu.edu
ORCID iD: 0009-0008-7044-4033

А. Н. Костерев

Иркутский национальный исследовательский технический университет

Email: akosterev@geo.istu.edu
ORCID iD: 0000-0001-9262-5697

Е. Д. Валькова

Иркутский национальный исследовательский технический университет

Email: evalkova@geo.istu.edu
ORCID iD: 0009-0007-7394-1978

В. В. Матыцин

Иркутский национальный исследовательский технический университет

Email: matyvv@geo.istu.edu

Список литературы

  1. Gantimurova S.A., Parshin A.V., Erofeev V.V. GIS-based landslide susceptibility mapping of the Circum-Baikal Railway in Russia using UAV data // Remote Sensing. 2021. Vol. 13. Iss. 18. P. 3629. https://doi.org/10.3390/rs13183629. EDN: RHIFUT.
  2. Гантимурова С.А., Паршин А.В., Костерев А.Н., Субботина Д.А., Кошкин И.О., Лобузов И.В.. Исследование опасных скально-обвальных участков кругобайкальской железной дороги по данным беспилотных съемок // Новые идеи в науках о Земле: материалы XVI Междунар. науч.-практ. конф. (г. Москва, 06–07 апреля 2023 г.). М., 2023. С. 213–216. EDN: BQAGMG.
  3. Бояркин Г.А. О выполнении топографо-геодезических работ современными методами // Научное обозрение. 2016. № 1. С. 1–9. EDN: UYVOYR.
  4. Паршин А.В. Перспективы применения беспилотных летательных аппаратов при выполнении геологоразведочных работ на рудных объектах байкальской горной области // Вопросы естествознания. 2015. № 2. С. 97–101. EDN: UZEJXX.
  5. Полынкин А.В., Ле Х.Т. Исследование характеристик радиоканала связи с беспилотными летательными аппаратами // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2013. № 7-2. С. 98–107. EDN: RNKKQD.
  6. Войтенко К.И., Зеленский В.П. Применение системного подхода при разработке устройства ретрансляции сигналов ГЛОНАСС, GPS // Системный анализ в проектировании и управлении: сб. науч. тр. XXIII Междунар. науч.-практ. конф. (г. Санкт-Петербург, 10–11 июня 2019 г.). СПб.: 2019. № 1. С. 385–391. EDN: HDSJYQ.
  7. Паршин А.В., Будяк А.Е., Блинов А.В., Костерев А.Н., Морозов В.А., Михалёв А.О.. Низковысотная беспилотная аэромагниторазведка в решении задач крупномасштабного структурно-геологического картирования и поисков рудных месторождений в сложных ландшафтных условиях. Часть 1 // География и природные ресурсы. 2016. № 6. С. 144–149. http://doi.org/10.21782/GIPR0206-1619-2016-6(144-149). EDN: XQRZBH.
  8. Паршин А.В., Будяк А.Е., Блинов А.В., Костерев А.Н., Морозов В.А., Михалёв А.О.. Низковысотная беспилотная аэромагниторазведка в решении задач крупномасштабного структурно-геологического картирования и поисков рудных месторождений в сложных ландшафтных условиях. Часть 2 // География и природные ресурсы. 2016. № 6. С. 150–155. http://doi.org/10.21782/GIPR0206-1619-2016-6(150-155). EDN: XQRZBR.
  9. Терехин С.Н., Синещук Ю.И. Анализ систем спутниковой радионавигации, базирующихся на различных методах ретрансляции // Вестник Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России. 2011. № 4. С. 42–47. EDN: PFFRIJ.
  10. Митрохин В.Е., Зиновьев Н.В. Использование пассивных ретрансляторов для улучшения качества радиосвязи в сложной электромагнитной обстановке // Известия Транссиба. 2021. № 1. С. 142–148. EDN: IAZSNV.
  11. Ержанкызы А., Шультц Р., Левин Е., Орынбасарова Э.О. Использование данных аэрофотосъемки для наземного лазерного сканирования // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2018. № 10. С. 69–74. EDN: YQHESD.
  12. Широкова Т.А., Антипов А.В., Арбузов С.А. Определение изменений на местности с применением данных лидарной съемки // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2012. Т. 1. № 4. С. 39–46. EDN: PCYYNL.
  13. Whitehead K., Hugenholtz C.H. Remote sensing of the environment with small unmanned aircraft systems (UASs), part 1: a review of progress and challenges // Journal of Unmanned Vehicle Systems. 2014. Vol. 2. Iss. 3. P. 69–85. http:// dx.doi.org/10.1139/juvs-2014-0006.
  14. Варфоломеев А.Ф., Чудайкина О.Ю. Использование RTK-режима систем глобального позиционирования GPS и ГЛОНАСС при проведении топографических работ // Огарёв-online. 2015. № 4. С. 1–8. EDN: TNDBYJ.
  15. Мисиров С.А., Беспалова Л.А., Магаева А.А., Беспалова Е.В. Исследование овражно-балочной сети южного берега Таганрогского залива с использованием беспилотных летательных аппаратов // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Естественные науки. 2019. № 4. С. 77–83. https://doi.org/10.23683/0321-3005-2019-4-77-83. EDN: BWCPDF.
  16. Шаталов Н.В. Особенности классификации БПЛА самолетного типа // Перспективы развития информационных технологий. 2016. № 29. С. 34–49. EDN: VVUFEX.
  17. Кузнецов Д.А., Митрошина П.О., Сагдеев А.К., Сёмин А.А. Особенности построения радиоканала с беспилотным летательным аппаратом // Труды учебных заведений связи. 2016. Т. 2. № 2. С. 82–88. EDN: OFRIYL.
  18. Parshin A.V., Blinov A.V., Kosterev A.N., Budyak A.E., Morozov V.A. Low-altitude geophysical magnetic prospecting based on multirotor UAV as a promising replacement for traditional ground survey // Geo-spatial Information Science. 2018. Vol. 21. Iss. 1. P. 67–74. https://doi.org/10.1080/10095020.2017.1420508. EDN: XXHXRZ.
  19. Кокорева Е.В., Костюкович А.Е. Результаты натурных испытаний системы определения местоположения в сети Wi-Fi // Экономика и качество систем связи. 2021. № 3. С. 64–71. EDN: EWYYZC.
  20. Lavrukhin V.A., Lezhepekov A.S., Vladyko A.G. Experimental testbed for access point selection in IoT Wi-Fi networks // Труды учебных заведений связи. 2017. Т. 3. № 2. С. 102–112. https://doi.org/10.31854/1813-324x-2017-3-2-102-112. EDN: YTXOSV.
  21. Панов И. Помехи в радиоэфире и как с ними бороться // T-Comm: Телекоммуникации и Транспорт. 2009. № 5. С. 22–28. EDN: KXXKBR.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».