Розробка методу визначення координат повітряних об’єктів радіолокаційними станціями з додатковим використанням технології мультилатерації

Автор(и)

  • Геннадій Володимирович Худов Харківський національний університет Повітряних Сил імені Івана Кожедуба, Україна https://orcid.org/0000-0002-3311-2848
  • Петро Євгенович Минко Харківський національний університет радіоелектроніки , Україна https://orcid.org/0000-0002-2621-8900
  • Шаміль Мухаметович Іхсанов Національний університет кораблебудування ім. адмірала Макарова, Україна https://orcid.org/0000-0002-9053-7068
  • Олексій Сергійович Дьяконов Національний університет кораблебудування ім. адмірала Макарова, Україна https://orcid.org/0000-0001-7438-7066
  • Олександр Володимирович Коваленко Центральноукраїнський національний технічний університет, Україна https://orcid.org/0000-0001-9297-0650
  • Юрий Станиславович Соломоненко Харківський національний університет Повітряних Сил імені Івана Кожедуба, Україна https://orcid.org/0000-0002-6503-7475
  • Євген Маркович Дроб Харківський національний університет Повітряних Сил імені Івана Кожедуба, Україна https://orcid.org/0000-0002-2015-220X
  • Олег Маркович Харун Національна академія Державної прикордонної служби України імені Богдана Хмельницького, Україна https://orcid.org/0000-0003-3474-8095
  • Сергій Дмитрович Черкашин Національна академія Національної гвардії України, Україна https://orcid.org/0000-0002-1973-3648
  • Олексій Володимирович Сердюк Харківський національний університет Повітряних Сил імені Івана Кожедуба, Україна https://orcid.org/0000-0003-3600-0611

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.242935

Ключові слова:

радіолокаційна станція, технологія мультилатерації, повітряний об’єкт, метод визначення, середньоквадратична помилка

Анотація

Проведені експериментальні дослідження щодо підтвердження порушень в роботі приймачів ADS-B. Експериментальні дослідження порушень в роботі приймачів ADS-B проведені з використанням приймача FlightAware Piaware. Наведені приклади порушень в роботі приймачів ADS-B. Встановлено, що експериментально виявлені порушення в роботі приймачів ADS-B можуть привести до зниження точності визначення координат повітряних об’єктів при сумісному застосуванні радіолокаційної станції та технології мультилатерації.

Розроблено метод визначення координат повітряного об’єкта радіолокаційною станцією з додатковим використанням технології мультилатерації. Розроблений метод передбачає наступні етапи: введення вихідних даних, розрахунок відстаней між пунктами прийому та повітряним об’єктом, розрахунок вектору нев’язок, розрахунок матриці часткових похідних з урахуванням оцінок координат повітряного об’єкту на попередній ітерації, обчислення поправки, розрахунок уточнених координат повітряного об’єкта. На відміну від відомих, удосконалений метод визначення координат повітряного об’єкту радіолокаційною станцією додатково використовує технологію мультилатерації.

Проведено оцінювання точності визначення координат повітряних об’єктів радіолокаційною станцією з додатковим використанням технології мультилатерації. Встановлено, що додаткове використання технології мультилатерації дозволить забезпечити зменшення похибки визначення координат повітряного об’єкту в середньому від 1,58 до 2,39 разів у порівнянні з використанням лише автономної радіолокаційної станції

Біографії авторів

Геннадій Володимирович Худов, Харківський національний університет Повітряних Сил імені Івана Кожедуба

Доктор технічних наук, професор, начальник кафедри

Кафедра тактики радіотехнічних військ

Петро Євгенович Минко, Харківський національний університет радіоелектроніки

Кандидат фізико-математичних наук, доцент

Кафедра вищої математики

Шаміль Мухаметович Іхсанов, Національний університет кораблебудування ім. адмірала Макарова

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра програмованої електроніки, електротехніки і телекомунікацій

Олексій Сергійович Дьяконов, Національний університет кораблебудування ім. адмірала Макарова

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра програмованої електроніки, електротехніки і телекомунікацій

Олександр Володимирович Коваленко, Центральноукраїнський національний технічний університет

Доктор технічних наук, доцент

Кафедра кібербезпеки та програмного забезпечення

Юрий Станиславович Соломоненко, Харківський національний університет Повітряних Сил імені Івана Кожедуба

Кандидат технічних наук, заступник начальника факультету з навчальної та наукової роботи

Факультет радіотехнічних військ протиповітряної оборони

Євген Маркович Дроб, Харківський національний університет Повітряних Сил імені Івана Кожедуба

Кандидат технічних наук, начальник лабораторії

Факультет автоматизованих систем управління та наземного забезпечення польотів авіації

Олег Маркович Харун, Національна академія Державної прикордонної служби України імені Богдана Хмельницького

Старший викладача

Кафедра інженерного забезпечення та технічних засобів охорони кордону

Сергій Дмитрович Черкашин, Національна академія Національної гвардії України

Кандидат військових наук, старший викладач

Кафедра тактико-спеціальної підготовки

Олексій Володимирович Сердюк, Харківський національний університет Повітряних Сил імені Івана Кожедуба

Викладач

Кафедра тактики радіотехнічних військ факультету

Посилання

  1. Melvin, W. L., Scheer, J. A. (Eds.) (2013). Principles of modern radar. Vol. II. Advanced techniques. Raleigh: SciTech Publishing, 846.
  2. Melvin, W. L., Scheer, J. A. (Eds.) (2013). Principles of modern radar. Vol. III. Radar applications. IET, 820. doi: https://doi.org/10.1049/sbra503e
  3. Van Bezouwen, J., Brandfass, M. (2017). Technology Trends for Future Radar. Microwave Journal. Available at: http://www.microwavejournal.com/articles/29367-technology-trends-for-future-radar
  4. Lishchenko, V., Kalimulin, T., Khizhnyak, I., Khudov, H. (2018). The Method of the organization Coordinated Work for Air Surveillance in MIMO Radar. 2018 International Conference on Information and Telecommunication Technologies and Radio Electronics (UkrMiCo). doi: https://doi.org/10.1109/ukrmico43733.2018.9047560
  5. Khudov, H. (2020). The Coherent Signals Processing Method in the Multiradar System of the Same Type Two-coordinate Surveillance Radars with Mechanical Azimuthal Rotation. International Journal of Emerging Trends in Engineering Research, 8 (6), 2624–2630. doi: https://doi.org/10.30534/ijeter/2020/66862020
  6. Marpl-ml, S. L. (1990). Cifrovoy spektral'nyy analiz i ego prilozheniya. Moscow: Mir, 584.
  7. Klimov, S. A. (2013). Metod povysheniya razreshayuschey sposobnosti radiolokacionnyh sistem pri cifrovoy obrabotke signalov. Zhurnal radioelektroniki, 1. Available at: http://jre.cplire.ru/jre/jan13/1/text.html
  8. Bhatta, A., Mishra, A. K. (2017). GSM-based commsense system to measure and estimate environmental changes. IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine, 32 (2), 54–67. doi: https://doi.org/10.1109/maes.2017.150272
  9. Neyt, X., Raout, J., Kubica, M., Kubica, V., Roques, S., Acheroy, M., Verly, J. G. (2006). Feasibility of STAP for Passive GSM-Based Radar. 2006 IEEE Conference on Radar. doi: https://doi.org/10.1109/radar.2006.1631853
  10. Willis, N. J. (2004). Bistatic Radar. IET. doi: https://doi.org/10.1049/sbra003e
  11. Khudov, H., Zvonko, A., Kovalevskyi, S., Lishchenko, V., Zots, F. (2018). Method for the detection of small­sized air objects by observational radars. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (9 (92)), 61–68. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.126509
  12. Ruban, I., Khudov, H., Lishchenko, V., Pukhovyi, O., Popov, S., Kolos, R. et. al. (2020). Assessing the detection zones of radar stations with the additional use of radiation from external sources. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (9 (108)), 6–17. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.216118
  13. Leshchenko, S. P., Kolesnyk, O. M., Hrytsaienko, S. A., Burkovskyi, S. I. (2017). Use of the ADS-B information in order to improve quality of the air space radar reconnaissance. Science and Technology of the Air Force of Ukraine, 3 (28), 69–75. doi: https://doi.org/10.30748/nitps.2017.28.09
  14. Khudov, H., Diakonov, O., Kuchuk, N., Maliuha, V., Furmanov, K., Mylashenko, I. et. al. (2021). Method for determining coordinates of airborne objects by radars with additional use of ADS-B receivers. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (9 (112)), 54–64. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.238407
  15. LORAN-C. Available at: https://www.skybrary.aero/index.php/LORAN-C
  16. Multilateration (MLAT) Concept of Use. Edition 1.0. Available at: https://www.icao.int/APAC/Documents/edocs/mlat_concept.pdf
  17. Neven, W. H. L., Quilter, T. J., Weedon, R., Hogendoorn, R. A. (2004). Wide Area Multilateration Wide Area Multilateration Report on EATMP TRS 131/04 Version 1.1. ational Aerospace Laboratory NLR. Available at: https://www.eurocontrol.int/sites/default/files/2019-05/surveilllance-report-wide-area-multilateration-200508.pdf
  18. Mantilla-Gaviria, I. A., Leonardi, M., Balbastre-Tejedor, J. V., de los Reyes, E. (2013). On the application of singular value decomposition and Tikhonov regularization to ill-posed problems in hyperbolic passive location. Mathematical and Computer Modelling, 57 (7-8), 1999–2008. doi: https://doi.org/10.1016/j.mcm.2012.03.004
  19. Schau, H., Robinson, A. (1987). Passive source localization employing intersecting spherical surfaces from time-of-arrival differences. IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing, 35 (8), 1223–1225. doi: https://doi.org/10.1109/tassp.1987.1165266
  20. Leonardi, M., Mathias, A., Galati, G. (2009). Two efficient localization algorithms for multilateration. International Journal of Microwave and Wireless Technologies, 1 (3), 223–229. doi: https://doi.org/10.1017/s1759078709000245
  21. Yeromina, N., Kravchenko, I., Kobzev, I., Volk, M., Borysenko, V., Lukyanova, V. et. al. (2021). The Definition of the Paramethers of Superconducting Film for Production of Protection Equipment Against Electromagnetic Environmental Effects. International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering, 11 (7), 38–47. doi: https://doi.org/10.46338/ijetae0721_06
  22. Monakov, A. A. (2018). Algoritm ocenki mestopolozheniya ob'ekta v aktivnyh sistemah mul'tilateracii. XXIV Mezhdunar. nauch.-tehn. konf. "Radiolokaciya, navigaciya, svyaz'". Vol. 3. Voronezh, 134–142.
  23. Monakov, A. A. (2018). Modified Bancroft Algorithm for Multilateration Systems. Journal of the Russian Universities. Radioelectronics, 1, 50–55. doi: https://doi.org/10.32603/1993-8985-2018-21-1-50-55
  24. Monakov, A. A. (2018). Localization algorithm for multilateration systems. Journal of the Russian Universities. Radioelectronics, 4, 38–46. doi: https://doi.org/10.32603/1993-8985-2018-21-4-38-46
  25. Skrypnik, O., Shegidevich, A. (2019). Features of working areas of multilateration systems. The Aviation Herald, 1 (1), 10–16. Available at: https://bgaa.by/sites/default/files/inline-files/aviacionnyy-vestnik-zhurnal-no1-19_12.pdf
  26. Schäfer, M., Lenders, V., Martinovic, I. (2013). Experimental Analysis of Attacks on Next Generation Air Traffic Communication. Lecture Notes in Computer Science, 253–271. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-642-38980-1_16
  27. Enclosure Kit for USRP B200/B210. Available at: https://www.ettus.com/all-products/USRP-B200-Enclosure/
  28. Nighswander, T., Ledvina, B., Diamond, J., Brumley, R., Brumley, D. (2012). GPS software attacks. Proceedings of the 2012 ACM Conference on Computer and Communications Security - CCS ’12. doi: https://doi.org/10.1145/2382196.2382245
  29. Saybel', A. G. (1958). Osnovy teorii tochnosti radiotehnicheskih metodov mestoopredeleniya. Moscow: Oborongiz, 56.
  30. P-19МА. Available at: https://www.aerotechnica.ua/en/p-19ma-en.html

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-10-31

Як цитувати

Худов, Г. В., Минко, П. Є., Іхсанов, Ш. М., Дьяконов, О. С., Коваленко, О. В., Соломоненко, Ю. С., Дроб, Є. М., Харун, О. М., Черкашин, С. Д., & Сердюк, О. В. (2021). Розробка методу визначення координат повітряних об’єктів радіолокаційними станціями з додатковим використанням технології мультилатерації. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(9 (113), 6–16. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.242935

Номер

Том 5 № 9 (113) (2021): Інформаційно-керуючі системи

Розділ

Інформаційно-керуючі системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Hennadii Khudov, Petro Mynko, Shamil Ikhsanov, Oleksii Diakonov, Oleksandr Kovalenko, Yuriy Solomonenko, Yevhen Drob, Oleh Kharun, Serhii Сherkashyn, Oleksii Serdiuk

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.