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 проводить випробування та перевірку обладнання на землі перед початком реалізації проекту. У даному випадку метою було підтвердити сумісність безпілотного літального апарата Cobham AVIATOR UAV 200 та інерційної навігаційної системи Ellipse SBG Systems.

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

Як і всі датчики SBG, EllipseGNSS ретельні випробування в діапазоні температур від -40 °C до 85 °C для забезпечення оптимальної роботи. Крім того, вона ретельно калібрується, щоб гарантувати надійність у будь-яких умовах.

AVIATOR UAV 200 — це компактний універсальний термінал супутникового зв'язку (антена та модем), який поміщається в невеликий БПЛА. Він забезпечує зв'язок між БПЛА та супутником, який виступає посередником між БПЛА та наземним центром управління.

Рішення Cobham передає інформацію, наприклад відео, з БПЛА до наземного центру управління з дуже низькою швидкістю передачі даних (200 кбіт/с). AVIATOR UAV 200 дозволяє БПЛА літати довше та далі від диспетчерської завдяки зв'язку BLOS (Beyond Line of Sight).

Як вони взаємодіють між собою?

Інерційний датчик передає дані roll, pitch, відхилення, heading та положення на безпілотний літальний апарат AVIATOR UAV 200. Ми використовуємо ці дані для наведення антенного променя AVIATOR UAV 200 на телекомунікаційний супутник та його точного відстеження.

Це сприяє підтримці оптимальної передачі даних. Чим точніше наведення антени, тим стабільнішим буде супутниковий канал зв'язку.

EllipseGNSS точний та надійний heading момент запуску завдяки GNSS з двома антенами, що є критично важливим для таких застосувань. INS надає дані про рух та положення, що допомагає безпілотнику AVIATOR UAV 200 підтримувати супутниковий канал зв'язку під час польоту.

У разі спуфінгу INS зберегти стабільний heading розширеному фільтру Калмана.

Випробування в стаціонарних умовах та в русі в наземній конфігурації

У жовтні 2020 року CNES провів кілька випробувань у рамках CST (Космічного центру Тулузи).

Спочатку команда підготувала апаратне та програмне забезпечення в лабораторії. Крім того, вони інтегрували апаратне забезпечення у вантажівку «Оскар». «Оскар», мобільна лабораторія, перевозить та тестує антени OTM безпосередньо на дорогах. Після підтвердження належної роботи в стаціонарному режимі команда провела випробування OTM на території CNES.

Врешті-решт, ці випробування підтвердили сумісність інерційного датчика та терміналу.

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 найкращої продуктивності в конкретних умовах 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 проведення всіх цих випробувань команда центру «Сезар» (CNES) дійшла висновку, що інерційна навігаційна система Ellipse SBG Systemsсумісна з терміналом Cobham Aviator UAV 200 у «наземній» конфігурації.

Ці випробування, що дали остаточні результати, відкривають широкі можливості для користувачів безпілотних літальних апаратів.