ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БПЛА ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ

USING UAV FOR DATA TRANSMISSION

Ilya Viktorov

master's student, department of infocommunication technologies and communication systems, Astrakhan State Technical University,

Russia, Astrakhan

Alexey Osovsky

scientific adviser, Ph.D. tech. sciences, associate professor, Astrakhan State Technical University,

Russia, Astrakhan

АННОТАЦИЯ

В работе представлен алгоритм организации передачи данных беспилотными летающими аппаратами. Для решения задачи передачи данных рассмотрено использование сети на базе GPS. Разработана система организации связи БПЛА с помощью беспроводной сети передачи данных.

ABSTRACT

The scientific ARTICLE presents an algorithm for organizing data transmission by unmanned aerial vehicles. To solve the problem of data transmission, the use of a GPS-based network is considered. A system for organizing UAV communication using a wireless data transmission network has been developed.

Ключевые слова: беспилотные летательные аппараты (БПЛА), сети GPS, GPS-модуль, бортовое оборудование.

Keywords: unmanned aerial vehicles (UAVs), GPS networks, GPS module, on-board equipment.

Введение

На сегодняшний день беспилотные авиационные системы представляют собой высокотехнологичную отрасль авиации и являются одним из наиболее перспективных направлений развития информационных технологий. Большинство задач, решаемых при помощи беспилотных летательных аппаратов, требуют наличия высокоскоростных каналов передачи информации между БПЛА и наземными станциями управления (НСУ), поэтому материал данной работы является актуальным.

1. Постановка задачи

В статье поставлена задача изучить процесс организации передачи данных беспилотными летающими аппаратами при использовании сетей на базе GPS, а также изучить архитектуру бортового оборудования.

2. Основная часть

На рис. 1 представлена предлагаемая архитектура бортового оборудования. На первом этапе блок-схемы происходит включение устройства. Затем идет инициализация. На этом этапе микроконтроллер задействует все имеющиеся библиотеки, позволяющие вести работу с модулями устройства. Само устройство получает свой IP-адрес и MAC-адрес, рабочему порту присваивается значение. Формируется буферный пакет, для возможности получения запроса. Основным используемым переменным присваиваются имена для контакта с GPS-модулем, создается UART-интерфейс.

Происходит проверка работоспособности всех модулей, входящих в состав устройства, устанавливаются стартовые параметры Ethernet-модуля и GPS-модуля. Далее начинается основной цикл программы, который будет функционировать на протяжении всей работы устройства. В начале цикла обнуляются все переменные, чтобы избежать ошибок и некорректной работы устройства. Далее проводится проверка.

Возможна ситуация, когда GPS-модуль будет не в состоянии получить координаты, такое возможно при отсутствии связи со спутниками или недостаточном их количестве. В этом случае при ответе на запрос ширина и долгота будут равны 0 и будет проходить проверка с начала цикла до тех пор, пока не появится связь.

Рисунок 1. Архитектура бортового оборудования

Основная задача данного ПО для наземной станции – получение информации, отправка запросов и анализ всей полученной информации.

Аналогично с ПО на БПЛА блок «начало» отвечает за включение устройства, инициализация задействует основные библиотеки, в этот момент обозначаются основные параметры для ППМ: IP-хост, логин и пароль для доступа к данным, описывающим уровень сигнала, также, обозначается используемый IP-адрес и номер порта, фиксируется время начала работы с устройством.

Начинается основный цикл, в котором ПО создает канал связи с приемо-передающим модулем (ППМ). Переменная условия получает данные о настоящем значении времени. В конце цикла значение этой переменной будет скопировано другой переменной для сравнения при новом проходе цикла. Это сделано для того, чтобы запросы о положении отправлялись на БПЛА не чаще, чем с частотой в 1 Гц.

Если время новой переменной не равно времени предыдущей регистрации информации, то происходит выполнение следующего блока. В нем проводится расчет высоты, азимута и расстояния до БПЛА и соответствующая поправка с последующей передачей на ОПУ. Управление БПЛА происходит посредством ПК. Для связи между системой наведения и ПК было разработано уникальное ПО. Программа регистрирует время начала работы, начальное положение и давление на НС.

После регистрации данных в журналы ПО проверяет высоту и уровень сигнала на безопасность. Если одно из условий срабатывает, то оператор оповещается о соответствующем событии.

Заключение

Представлен алгоритм использования передачи данных посредством БПЛА. Система наведения позволит обеспечить постоянное наведение и контроль летательного аппарата. Организация связи на базе GPS позволит повысить качество связи между БПЛА и наземной станцией и обеспечить постоянное наведение и контроль летательного аппарата.

Список литературы:

1. Li B., Jiang Y., Sun J., Cai L., Wen C.-Y. De-velopment and Testing of a Two-UAV Communication Relay System // Sensors 2016, 16, 1696.
2. Ганьшин К.Ю. Проблемы применения технологий беспроводных сетей для организации системы связи с БПЛА // Материалы II всероссийской научно-практической конференции. 2019. С. 21-24.
3. Елисеев А.В., Соколова О.О. Определение местоположения мобильных узлов телекоммуникационной сети связи // Научный Альманах. 2021. № 4-2 (78). С. 70-74.
4. Филимонова М.И., Алзагир А.А., Мутханна А.С.А. Разработка методов применения БПЛА для обеспечения устойчивости сетей связи // Научно-техническая конференция санкт-петербургского нто рэс им. а.с. попова, посвященная дню радио. 2020. № 1 (75). С. 164-165.