Ellipse сумісний з Cobham satcom

CNES, також відомий як Національний центр космічних досліджень, — це французьке агентство, що займається космічними дослідженнями. Воно діє під наглядом міністерств економіки, оборони та науки.

Центр CESARS при CNES спрощує доступ до супутникового зв’язку

Однією з його місій є розробка, представлення та реалізація Французької космічної програми для уряду країни. CNES зосереджується на 5 стратегічних напрямках: «Аріана» (ракети-носії), наука, спостереження, телекомунікації та оборона.

CNES створив центр CESARS з метою поширення та збільшення використання супутникового зв'язку в будь-яких нових видах застосування.

CESARS відкрито приймає компанії, лабораторії та колективи, щоб надавати їм консультації, відгуки щодо технологій, допомагати їм у проведенні випробувань та надавати доступ до самої технічної платформи, включаючи апаратне забезпечення.

Комплексне рішення для вдосконаленого управління навігацією БПЛА в режимі реального часу

Команда CESARS зазвичай тестує та перевіряє обладнання на землі перед початком проєкту. Тут метою було підтвердити сумісність між терміналом Cobham AVIATOR UAV 200 та інерціальною навігаційною системою Ellipse-D від SBG Systems.

Ellipse-D — це мініатюрна інерціальна навігаційна система з двома антенами, яка забезпечує надзвичайно точні дані навігації та орієнтації навіть у найскладніших умовах.

Подібно до всіх датчиків SBG, INS/GNSS Ellipse-D проходить ретельне тестування в діапазоні від -40°C до 85°C для забезпечення оптимальної продуктивності. Крім того, він ретельно відкалібрований для гарантування надійності за будь-яких умов.

AVIATOR UAV 200 — це компактний супутниковий термінал "все в одному" (антена та модем), який вміщується в невеликому БПЛА. Він забезпечує зв'язок між БПЛА та супутником, який діє як посередник між БПЛА та наземним управлінням.

Рішення від Cobham передає інформацію, наприклад відео, з БПЛА на наземне управління на дуже низькій швидкості передачі даних (200 кбіт/с). AVIATOR UAV 200 дозволяє БПЛА літати довше і далі від пункту управління завдяки зв'язку BLOS (Beyond Line of Sight).

Як вони взаємодіють між собою?

Інерціальний датчик надсилає дані про roll, pitch, yaw, heading та позицію до AVIATOR UAV 200. Ми використовуємо ці дані для наведення антенного променя AVIATOR UAV 200 на телекомунікаційний супутник і точного його відстеження.

Згодом це сприяє підтриманню оптимальної передачі даних. Чим точніше наведення антени, тим стабільнішим буде супутниковий зв'язок.

INS/GNSS Ellipse-D забезпечує точний та надійний heading під час запуску завдяки своєму двантенному GNSS-приймачу, що є критично важливим для таких застосувань. Датчик INS надає дані про рух і положення, щоб допомогти AVIATOR UAV 200 підтримувати супутниковий зв'язок під час польоту.

У разі spoofing датчик INS допоможе підтримувати надійний heading завдяки розширеному фільтру Калмана.

Випробування в стаціонарних умовах та в русі в наземній конфігурації

У жовтні 2020 року CNES провела низку випробувань у межах CST (Тулузького космічного центру).

Спочатку команда підготувала апаратне та програмне забезпечення в лабораторії. Крім того, вони інтегрували обладнання в автомобіль Oscar. Oscar — це мобільна лабораторія, яка перевозить та тестує антени OTM безпосередньо на дорогах. Переконавшись у належній роботі в стаціонарному режимі, команда провела тести OTM всередині CNES.

Нарешті, ці випробування підтвердили сумісність між інерціальним датчиком і терміналом.

Конфігурація обладнання

Під час випробувань у стаціонарному режимі в лабораторії CNES використовував програмне забезпечення sbgcenter, що входить до комплекту поставки EllipseGNSS налаштування обладнання відповідно до конкретних умов експлуатації.

Це програмне забезпечення пропонує різні профілі руху для регулювання параметрів розширеного фільтра Калмана та забезпечення найкращих експлуатаційних характеристик за конкретних умов використання.

Вибрані налаштування в програмному забезпеченні sbgCenter:

• Вибір профілю: «загального призначення». Він найкраще підходив для характеристик вантажівки Oscar. Для інтеграції на безпілотному літальному апараті (БПЛА) необхідно вибрати профіль для БПЛА.
• Розташування двох GNSS : вони повинні знаходитися на відстані не менше 45 см від терміналу Cobham і в однакових «умовах» (достатньо близько одна до одної, без перешкод між ними, повинні піддаватися однаковим динамічним навантаженням).
• Введено положення транспортного засобу відносно блоку управління (у нашому випадку вони розташовані вздовж однієї осі).
• Якщо на носії встановлено інші датчики, їх також можна ввести (трубка Піто, акселерометр…).
• Порт COM A пристрою EllipseGNSS так званий «головний») підключено до ПК для відображення інформації, отриманої в sbgcenter. Порт E підключено до терміналу Cobham. Обидва порти налаштовано на швидкість передачі даних 115 200 бод.
• Що стосується виведення даних, частота передачі повідомлень AT_ITINS не повинна перевищувати 50 Гц.

Інтеграція та тестування OTM

На одній і тій самій трасі було проведено два випробування в режимі руху. Випробувальна траса включала прямі ділянки та кругові роз'їзди, а максимальна швидкість проходження становила 30 км/год

. Перше випробування показало необхідність коригування налаштувань, зокрема частоти передачі, яка була встановлена занадто високо. Під час другого випробування з'єднання залишалося стабільним навіть під час зміни напрямку руху, що підтвердило правильність налаштувань.

Пінг пройшов правильно, а найдовші затримки спостерігалися після проходження поблизу будівлі (можливе маскування лінії прямої видимості). На інтерфейсі Aviator UAV 200 все працювало (рівень сигналу >50 дБгц, фіксація GPS). Записуючи сесії тестування, послідовності можна відтворити на SBGcenter за допомогою різних опцій:

• Вигляд положення: на ньому відображається анімована фігура, за допомогою якої можна простежити траєкторію руху транспортного засобу.
• Вигляд з кабіни: графічний інтерфейс користувача з візуалізацією даних про положення літака.

Висновок

Після всіх цих випробувань команда центру Cesars організації CNES дійшла висновку, що інерціальна навігаційна система Ellipse-D від SBG Systems є сумісною з терміналом Cobham Aviator UAV 200 у «наземній» конфігурації.

Цей успішний тест відкриває широкі можливості для користувачів БПЛА.