uprinmatusИзвестия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроениеProceedings of the Southwest State University. Series: IT Management, Computer Science, Computer Engineering. Medical Equipment Engineering2223-1536Юго-Западный государственный университет10.21869/2223-1536-2024-14-4-129-145uprinmatus-238Research ArticleСИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ И ПРИНЯТИЕ РЕШЕНИЙSYSTEM ANALYSIS AND DECISION-MAKINGИспользование пеленгатора радиомаяков на беспилотном летательном аппарате в поисково-спасательных операцияхAssessment of the possibility of using the direction finder of radio beacons on an unmanned aerial vehicle in search and rescue operationshttps://orcid.org/0009-0009-6412-7899АлемпьевМ. Ю.AlempievM. Y.

Алемпьев Михаил Юрьевич, аспирант кафедры космического приборостроения и систем связи

ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040

Mikhail Y. Alimpiev, Post-Graduate Student of the Department of Space Instrumentation and Communication Systems

50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040

mihail.alempiev@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0004-6462-8574СеменоваА. Е.SemenovaA. E.

Семёнова Анастасия Евгеньевна, студент кафедры космического приборостроения и систем связи

ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040

Anastasia E. Semenova, Student of the Department of Space Instrumentation and Communication Systems

50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040

nastiasemenova2512@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-7759-579XКоптевД. С.KoptevD. S.

Коптев Дмитрий Сергеевич, старший преподаватель кафедры космического приборостроения и систем связи

ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040

Dmitry S. Koptev, Senior Lecturer of the Department of Space Instrumentation and Communication Systems

50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040

d.s.koptev@mail.ruДовбняВ. Г.DovbnyaV. G.

Довбня Виталий Георгиевич, доктор технических наук, доцент, профессор кафедры космического приборостроения и систем связи

ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040

Vitaly G. Dovbnya, Doctor of Sciences (Engineering), Associate Professor, Professor of the Department of Space Instrumentation and Communication Systems

50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040

vit_georg@mail.ruЛазаревА. С.LazarevA. S.

Лазарев Алексей Сергеевич, студент кафедры космического приборостроения и систем связи

ул. 50 лет Октября, д. 94, г. Курск 305040

Aleksey S. Lazarev, Student of the Department of Space Instrumentation and Communication Systems

50 Let Oktyabrya Str. 94, Kursk 305040

vapapan@yandex.ruЮго-Западный государственный университетРоссияSouthwest State UniversityRussian Federation202424022025144129145Copyright © Алемпьев М.Ю., Семенова А.Е., Коптев Д.С., Довбня В.Г., Лазарев А.С., 20252025Алемпьев М.Ю., Семенова А.Е., Коптев Д.С., Довбня В.Г., Лазарев А.С.Alempiev M.Y., Semenova A.E., Koptev D.S., Dovbnya V.G., Lazarev A.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://uprinmatus.elpub.ru/jour/article/view/238

Целью исследования является согласование работы канала пеленгации радиомаяков с системами передачи данных и управления беспилотным летательным аппаратом с помощью пульта дистанционного управления.

Методы опираются на применение принципов радиоэлектроники, диагностики и анализа технического состояния летательных аппаратов. Использовались методы многокритериального анализа, параметрического и структурного синтеза. Изучены особенности пеленгации радиомаяков с беспилотных летательных аппаратов, предназначенных для отслеживания чрезвычайных ситуаций. Выполнен анализ критической оценки максимальной дальности пеленгации радиомаяков с беспилотного летательного аппарата.

Результаты

Результаты. Приведены аналитические формулы для расчета предельной дальности пеленгации радиомаяков с беспилотного летательного аппарата. Рассчитано максимальное расстояние пеленгации радиомаяков при использовании 2,4 и 5,8 ГГц внешних антенн на беспилотных летательных аппаратах, применяемых в МЧС России и оснащенных системой цифровой пеленгации.

Заключение

Заключение. Использование систем пеленгации на беспилотных летательных аппаратах (БПЛА) предоставляет широкие возможности для применения в различных областях. Применение такой комбинаций позволяет эффективно обнаруживать и отслеживать источники радиосигналов, что особенно полезно при проведении поисково-спасательных операций, мониторинге окружающей среды и безопасности. БПЛА, оснащенные пеленгаторами, могут быстро покрывать большие территории, обеспечивая точное определение местоположения сигналов, которые трудно или невозможно зафиксировать с Земли, что делает их незаменимыми в ситуациях, требующих оперативного реагирования и высокой точности. Кроме того, использование БПЛА с пеленгационными системами снижает риски для человеческой жизни, предоставляя возможность выполнять задачи в труднодоступных или опасных зонах.

The purpose of research is to coordinate the operation of the direction finding channel of radio beacons with the data transmission systems and control of an unmanned aerial vehicle using a remote control.

Methods

Methods. Research methods are based on the application of principles of radio electronics, diagnostics and analysis of the technical condition of aircraft. Methods of multicriterial analysis, parametric and structural synthesis were used. The features of direction finding of radio beacons from unmanned aerial vehicles designed to track emergency situations were studied. An analysis of the critical assessment of the maximum range of direction finding of radio beacons from an unmanned aerial vehicle was performed.

Results

Results. Analytical formulas are given for calculating the maximum range of radio beacon direction finding from an unmanned aerial vehicle. The maximum range of radio beacon direction finding is calculated when using 2.4 and 5.8 GHz external antennas on unmanned aerial vehicles used in the Russian Emergencies Ministry and equipped with a digital direction finding system.

Conclusion

Conclusion. The use of direction finding systems on unmanned aerial vehicles (UAVs) provides wide opportunities for application in various fields. This combination makes it possible to effectively detect and track radio sources, which is especially useful in search and rescue operations, environmental monitoring and safety. UAVs equipped with direction finders can quickly cover large areas, providing accurate location of signals that are difficult or impossible to capture from the ground. This makes them indispensable in situations requiring rapid response and high accuracy. In addition, the use of UAVs with direction finding systems reduces the risks to human life, providing the opportunity to perform tasks in hard-to-reach or dangerous areas.

видеотрансляциясовместимость каналов передачибеспилотный летательный аппаратпеленгациярадиомаякпоисково-спасательные операцииvideo broadcastcompatibility of transmission channelsunmanned aerial vehicledirection findingradio beaconsearch and rescue operationsReferencesСтаровойтов Е. И. Навигационное обеспечение мониторинга подстилающей поверхности БПЛА с пассивным оптическим датчиком // Радиостроение. 2020. № 5. С. 13– 41.Starovoitov E.I. Navigation support for monitoring the underlying surface of a UAV with a passive optical sensor. Radio Engineering. 2020;(5):13–41. (In Russ.)Макаренко С. И. Противодействие беспилотным летательным аппаратам: монография. СПб.: Наукоемкие технологии, 2020. 204 с.Makarenko S.I. Countering unmanned aerial vehicles: monografiya. Saint-Petersburg: Naukoemkie tekhnologii; 2020. 204 p. (In Russ.)Основные направления создания высоконадёжной системы связи и управления БПЛА / И. Н. Пантелеймонов, А. В. Белозерцев, А. А. Монастыренко, В. В. Боцва, А. В. Наумкин // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2020. № 6 (723). С. 78–88.Panteleimonov I.N., Belozertsev A.V., Monastyrenko A.A., Botsova V.V., Naumkin A.V. The main directions of creating a highly reliable UAV communication and control system. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Mashinostroenie = BMSTU Journal of Mechanical Engineering. 2020;(6):78–88. (In Russ.)Исследование алгоритмов перестановочного декодирования в системах управления БПЛА / И. А. Сорокин, П. Н. Романов, Т. Е. Кондраненкова, В. А. Ружьев, Н. А. Стенина, Н. Н. Пушкаренко // Аграрная наука. 2022. № 11. С. 133–140.Sorokin I.A., Romanov P.N., Kondranenkova T.E., Ruzhev V.A., Stenina N.A., Pushkarenko N.N. Research of permutation decoding algorithms in UAV control systems. Agrarnaya nauka = Agrarian Science. 2022;(11):133–140. (In Russ.)Применение технологии виртуальных антенных решеток для повышения точности пеленгатора воздушного базирования / Е. А. Ищенко, Ю. Г. Пастернак, В. А. Пендюрин, С. М. Фёдоров, И. А. Черноиваненко // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2022. Т. 18, № 3. С. 90–94.Ishchenko E.A., Pasternak Y.G., Pendyurin V.A., Fedorov S.M., Chernoivanenko I.A. Application of virtual antenna array technology to increase the accuracy of an air-based direction finder. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta = Bulletin of the Voronezh State Technical University. 2022;18(3):90–94. (In Russ.)Сущенко О. А., Безкоровайный Ю. Н., Голицын В. А. Использование инерциальных технологий в информационном обеспечении систем управления БПЛА // Современные средства связи. 2021. Т. 1, № 1. С. 95–99.Sushchenko O.A., Bezkorovainy Y.N., Golitsyn V.A. The use of inertial technologies in information support of UAV control systems. Sovremennye sredstva svyazi = Modern Means of Communication. 2021;1(1):95–99. (In Russ.)Оценка дальности передачи видеоинформации различного качества при мониторинге чрезвычайных ситуаций с беспилотного летательного аппарата / М. Ю. Алемпьев, Д. С. Коптев, В. Г. Довбня, Е. В. Скрипкина // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2023. Т. 13, № 2. С. 31–44.Alempyev M.Y., Koptev D.S., Dovbnya V.G., Skripkina E.V. Evaluation of the transmission range of video information of various quality in emergency monitoring from an unmanned aerial vehicle. Izvestiya Yugo-Zapadnogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Upravlenie, vychislitel'naya tekhnika, in-formatika. Meditsinskoe priborostroenie = Proceedings of the Southwest State University. Series: Control, Computer Engineering, Information Science. Medical Instruments Engineering. 2023;13(2):31–44. (In Russ.)Тюльков М. В., Эмилбекова З. Э., Юрковская Г. И. Разработка проекта внедрения беспилотных летательных аппаратов в охранно-предупредительную деятельность телекоммуникационных компаний // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2022. Т. 2. С. 956–958.Tyulkov M.V., Emilbekova Z.E., Yurkovskaya G.I. Development of a project for the introduction of unmanned aerial vehicles into the security and preventive activities of telecommunications companies. Aktual'nye problemy aviatsii i kosmonavtiki = Actual Problems of Aviation and Cosmonautics. 2022;2:956–958. (In Russ.)Об одном способе определения направления на аварийный источник излучения (радиомаяк) с помощью фазового пеленгатора, установленного на поисково-спасательном квадрокоптере / М. Ф. Волобуев, М. А. Замыслов, А. М. Мальцев [и др.] // Проблемы безопасности полетов. 2023. № 12. С. 25–36.Volobuev M.F., Zamyslov M.A., Maltsev A.M., et al. On one method of determining the direction to an emergency radiation source (radio beacon) using a phase direction finder mounted on a search and rescue quadcopter. Problemy bezopasnosti poletov = Problems of Flight Safety. 2023;(12):25–36. (In Russ.)Разностно-дальномерный метод определения координат радиомаяка с использованием беспилотных летательных аппаратов / С. В. Соколов, В. А. Погорелов, А. А. Манин, К. Т. Ломтатидзе // Автометрия. 2022. Т. 58, № 1. С. 91–103.Sokolov S.V., Pogorelov V.A., Manin A.A., Lomtatidze K.T. The difference-range method for determining the coordinates of a radio beacon using unmanned aerial vehicles. Avtometriya = Autometry. 2022;58(1):91–103. (In Russ.)Применение технологии виртуальных антенных решеток для повышения точности пеленгатора воздушного базирования / Е. А. Ищенко, Ю. Г. Пастернак, В. А. Пендюрин, С. М. Фёдоров, И. А. Черноиваненко // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2022. № 3. С. 90–94.Ishchenko E.A., Pasternak Y.G., Pendyurin V.A., Fedorov S.M., Chernoivanenko I.A. Application of virtual antenna array technology to improve the accuracy of an air-based direction finder. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta = Bulletin of the Voronezh State Technical University. 2022;(3):90–94. (In Russ.)Синтез малогабаритного фазового пеленгатора авиационного базирования / А. В. Азаров, М. Н. Караваев, С. С. Рожков, А. О. Славянский, К. А. Смолка // Труды МАИ. 2022. № 123. С. 12.Azarov A.V., Karavaev M.N., Rozhkov S.S., Slavyansky A.O., Smolka K.A. Synthesis of a small-sized aircraft-based phase direction finder. Trudy MAI = Proceedings of MAY. 2022;(123):12. (In Russ.)Способ однопозиционного местоопределения источников радиоизлучения с использованием бортового радиопеленгатора беспилотного летательного аппарата вертолетного типа / А. В. Ашихмин, А. Д. Виноградов, А. М. Рембовский, В. А. Сладких // Системы управления, связи и безопасности. 2021. № 4. С. 40–56.Ashikhmin A.V., Vinogradov A.D., Rembovsky A.M., Sladkikh V.A. A method for single-position location of radio sources using an on-board direction finder of a helicoptertype unmanned aerial vehicle. Sistemy upravleniya, svyazi i bezopasnosti = Control, Communications and Security Systems. 2021;(4):40–56. (In Russ.)Першин П. В. Варианты реализации радиопеленгаторных антенных решеток для малого беспилотного летательного аппарата // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2020. Т. 16, № 2. С. 77–82.Pershin P.V. Implementation options for radio direction finding antenna arrays for small unmanned aerial vehicles. Vestnik Voronezhskogo gosudar-stvennogo tekhnicheskogo universiteta = Bulletin of the Voronezh State Technical University. 2020;16(2):77–82.Реализация высокомобильного комплекса пеленгации для БПЛА с применением виртуальных магнитных диполей / Е. А. Ищенко, Ю. Г. Пастернак, С. М. Федоров, И. А. Баранников // Труды учебных заведений связи. 2024. № 4. С. 48–61.Ishchenko E.A., Pasternak Y.G., Fedorov S.M., Barannikov I.A. Implementation of a highly mobile direction finding system for UAVs using virtual magnetic dipoles. Trudy uchebnykh zavedenii svyazi = Proceedings of Educational Institutions of Communications. 2024;(4):48–61. (In Russ.)Паринов М. Л., Нистратов Р. С., Солайман К. Я. Исследование точности определения направления на источник излучения в условиях неопределенности в местоположении элементов антенной системы пеленгатора // Воздушно-космические силы. Теория и практика. 2022. № 21. С. 110–122.Parinov M.L., Nistratov R.S., Solaiman K.Y. Investigation of the accuracy of determining the direction to the radiation source under conditions of uncertainty in the location of the elements of the antenna system of the locator. Vozdushno-kosmicheskie sily. Teoriya i praktika = Aerospace Forces. Theory and Practice. 2022;(21):110–122. (In Russ.)Аджахунов Э. А., Николаев О. В. Комплекс перехвата управления бпла // Вестник Концерна ВКО «Алмаз-Антей». 2021. № 2 (37). С. 35–41.Adjakhunov E.A., Nikolaev O.V. UAV control interception complex. Vestnik Kontserna VKO «Almaz-Antei» = Bulletin of the Almaz-Antey East Kazakhstan Region Concern. 2021;(2):35–41. (In Russ.)Основные направления создания высоконадежной системы связи и управления БПЛА / И. Н. Пантелеймонов, А. В. Белозерцев, А. А. Монастыренко, В. В. Боцва, А. В. Наумкин // Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2020. № 6 (723). С. 78–88.Panteleimonov I.N., Belozertsev A.V., Monastyrenko A.A., Botsva V.V., Naumkin A.V. The main directions of creating a highly reliable UAV communication and control system. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Mashinostroenie = BMSTU Journal of Mechanical Engineering. 2020;(6):78–88. (In Russ.)Алаторцев Д. В. Анализ эффективных методов оценки дальности и алгоритмов обработки видеоинформации на БПЛА // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. № 12. С. 255–261.Alatortsev D.V. Analysis of effective methods for estimating the range and algorithms of video information processing on UAVs. Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Tekhnicheskie nauki = Proceedings Tula State University. Technical Sciences. 2020;(12):255– 261. (In Russ.)Лянгузов Д. А., Плюснин Н. И. Безопасность и уязвимость сетей беспилотных летательных аппаратов: обзор // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2023. № 7. С. 528–531.Lyanguzov D. A., Plyusnin N. I. Security and vulnerability of unmanned aerial vehicle networks: an overview. Izvestiya Tul'skogo gosudarstvennogo universiteta. Tekhnicheskie nauki. = Izvestiya Tula State University. Technical Sciences. 2023;(7):528–531. (In Russ.)

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