д-р техн. наук, гл. науч. сотр.
г. Москва
Moscow, 101990
канд. техн. наук, зам. начальника отдела
г. Москва
PhD. JSC Progress MRI
Moscow, 125183
канд. техн. наук, генеральный директор
г. Омск
Omsk, 644012
инженер
г. Омск
Omsk, 644012
аспирант
г. Москва
Moscow, 101990
Рассматриваются вопросы определения положения беспилотного транспорта (БТ) в тоннелях в условиях отсутствия сигналов глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) и неблагоприятных условий эксплуатации, таких как недостаточная освещенность, высокая влажность, радиоактивность и другие. Авторами предложен метод навигации БТ, основанный на явлении электромагнитной индукции. На борту БТ находятся генератор высоких частот, радиопередающий блок, радиоприемный блок, информационно-управляющая система, а под несущей или опорной поверхностью движителя БТ расположена согласованная с окружающей средой посредством активной нагрузки однопроводная линия радиопередачи. Генератор высоких частот передает ток высокой частоты на радиопередающий блок, возбуждающий однопроводную линию радиопередачи, которая излучает высокочастотный радиосигнал, поступающий на радиоприемный блок для дальнейшего преобразования информационно-управляющей системой в электрические сигналы управления БТ. В качестве излучающих антенн из состава радиопередающего блока могут быть использованы магнитные рамки или электрические вибраторы, а в качестве приемных антенн — магнитные рамки или ферритовые датчики, возбуждаемые высокочастотным магнитным полем линии радиопередачи. В статье обсуждается влияние окружающего пространства на процессы излучения и приема радиосигналов. Проведена компьютерная апробация разработанного метода в системе трехмерного электромагнитного моделирования. Для передачи и приема радиосигнала использовались электрически малые рамочные антенны, расположенные ортогонально. Показано, что анализ фазы коэффициента передачи в обоих случаях может дать достаточную информацию о направлении и значении отклонения от трассы, задаваемой с помощью линии радиопередачи. Результаты исследования могут быть полезны для разработки навигационных систем БТ в условиях ограниченной доступности сигналов ГНСС.
The article deals with the issues of determining the position of unmanned vehicles (UV) in tunnels in the absence of signals from global navigation satellite systems (GNSS) and unfavorable operating conditions, such as low light, high humidity, radioactivity and others. The authors proposes a method for navigating unmanned vehicles based on the phenomenon of electromagnetic induction. On board the unmanned vehicle there is a high-frequency generator, a radio transmitting unit, a radio receiving unit, an information management system, and under the bearing or supporting surface of the unmanned vehicle propulsion unit there is a single-wire radio transmission line coordinated with the environment by means of an active load. The high-frequency generator transmits high-frequency current to the radio transmitting unit, which excites a single-wire radio transmission line, the single-wire radio transmission line emits a high-frequency radio signal supplied to the radio receiving unit for further conversion by the information management system into electrical control signals of an unmanned vehicle. Magnetic loops or electrical vibrators can be used as radiating antenna from the radio transmitting unit, and magnetic loops or ferrite probe excited by the high-frequency magnetic field of the radio transmission line can be used as receiving antenna. The article deals with the influence of the environment on the processes of radiation and reception of radio signals. Computer testing of the developed method was carried out with using three-dimensional electromagnetic modeling. Electrically small loop antennas located orthogonally were used to transmit and receive the radio signal. It was shown that the phase analysis of the transmission gain in both cases can provide ample information about the direction and deviation rate from the path which is set using the radio transmission line. The results of the study can be useful for the development of navigation systems for unmanned vehicles in conditions of limited availability of signals from GNSS.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.