probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2015-0-5-6-127-133probener-118Research ArticleПРИБОРОСТРОЕНИЕ, МЕТРОЛОГИЯ И ИНФОРМАЦИОННО- ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫINSTRUMENT-MAKING, METROLOGY AND INFORMATION-MEASURING INSTRUMENTS AND SYSTEMSОптико-электронные высотомеры-скоростемеры на основе полупроводниковых лазеров для БПЛАOptoelectronic speed measuring altimeters based on semiconductor lasers for UAVВильнерВ. Г.VilnerV. G.vvilner@mail.ruЛарюшинА. И.LariushinA. I.noemail@neicon.ruРябокульА. С.RiabokulA. S.noemail@neicon.ruОАО «НИИ «Полюс» им. М.Ф. Стельмаха»Russian Federation20150412201705-6127133Copyright © Вильнер В.Г., Ларюшин А.И., Рябокуль А.С., 20172017Вильнер В.Г., Ларюшин А.И., Рябокуль А.С.Vilner V.G., Lariushin A.I., Riabokul 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://www.energyret.ru/jour/article/view/118

В статье рассмотрены возможности создания новых лазерных высотомеров-скоростемеров (ВСЛ) за счет применения новых способов измерения высоты и вертикальной составляющей скорости БПЛА. Показана возможность реализации ВСЛ без дополнительного скоростемера, на основе базового высотомера ДЛ-5М. Это необходимо и актуально для мягкого взлета и мягкой посадки БПЛА по самолетному типу. Отпадает необходимость использования катапульты и парашюта, автоматизация раскрытия которого привязана к GPS или ГЛОНАСС. Предложены устройства для реализации предлагаемых модифицированных способов измерения высоты и вертикальной скорости. Исследованы основные характеристики ВСЛ. Описана предлагаемая функциональная структура ВСЛ и особенности целей и помех при вертикальном зондировании. Даны основные энергетические и точностные расчетные соотношения, предложены процедуры оптимизации режима некогерентного накопления путем предварительной статистической обработки шумового процесса. Предложены полетные режимы работы аппаратуры и соответствующие функциональные структуры. Представлены расчетные результаты реализации ВСЛ.

Considerations are being proposed to the new class of airborne laser facilities for unmanned aerial vehicle (UAV), specifically concerning to the on-board laser altimeter and vertical speed gauge (LASG) combined in one device. LASG is designed on the base of conventional units of a laser rangefinder. Distinguishing constructional peculiarities of LASG and its application features are shown. LASG implements the two methods of speed measuring. The first method comprises non-coherent accumulation of receiving signals with calculating the speed as a difference of two measured ranges divided by interval of time between them. The second method employs the linear regression method by finding the straight line that provides the least squares fitting to a series of distances measured in the monopulse mode. The last method could be applied at low altitudes of UAV (< 200 m), giving most accurate results, while the first method is more appropriate for high altitudes (up to 1000 m), where monopulse mode is rather energetically deficient. The ways to optimize these methods are discussed for various flight stages with regard to a function to be performed. The prototype of LASG is described.

unmanned aerial vehicle (UAV)on-board laser altimeterlasermaximumminimum rangenon-coherent accumulationspeed measuringReferencesВильнер В.Г., Волобуев В.Г., Ларюшин А.И., Рябокуль А.С. Достоверность измерений импульсного лазерного дальномера // Фотоника. 2013. № 3. С. 42-60.Вильнер В.Г., Волобуев В.Г., Ларюшин А.И., Рябокуль А.С. Достоверность измерений импульсного лазерного дальномера // Фотоника. 2013. № 3. С. 42-60.Вильнер В.Г., Волобуев В.Г., Игнатьев Д.И., Казаков А.А., Рябокуль А.С. Способ некогерентного накопления светолокационных сигналов. // Патент РФ № 2455615 по заявке № 2011101613 от 18.01.2011.Вильнер В.Г., Волобуев В.Г., Игнатьев Д.И., Казаков А.А., Рябокуль А.С. Способ некогерентного накопления светолокационных сигналов. // Патент РФ № 2455615 по заявке № 2011101613 от 18.01.2011.Рябуха Н.Н. Способ посадки беспилотного самолета на аэрофинишер. // Патент РФ № 2399560 по заявке № 2009124730 от 30.06.2009.Рябуха Н.Н. Способ посадки беспилотного самолета на аэрофинишер. // Патент РФ № 2399560 по заявке № 2009124730 от 30.06.2009.Вильнер В.Г., Волобуев В.Г., Казаков А.А., Рябокуль Б.К. Пути достижения предельной точности лазерного скоростемера // Мир измерений. 2010. № 7. С. 17-21.Вильнер В.Г., Волобуев В.Г., Казаков А.А., Рябокуль Б.К. Пути достижения предельной точности лазерного скоростемера // Мир измерений. 2010. № 7. С. 17-21.Вильнер В.Г., Ларюшин А.И., Рудь Е.Л. Оценка возможностей светолокационного импульсного измерителя дальности с накоплением // Фотоника. 2007. № 6. С. 22-26.Вильнер В.Г., Ларюшин А.И., Рудь Е.Л. Оценка возможностей светолокационного импульсного измерителя дальности с накоплением // Фотоника. 2007. № 6. С. 22-26.Дябин Ю.П., Марусяк В.Д., Мирумянц С.О., Танташев М.В. Вертикальные профили атмосферного аэрозоля в нижней тропосфере по результатам оптического зондирования // IV всесоюзный симпозиум по лазерному зондированию атмосферы. Тезисы докладов. Томск, 1976. С. 7-9.Дябин Ю.П., Марусяк В.Д., Мирумянц С.О., Танташев М.В. Вертикальные профили атмосферного аэрозоля в нижней тропосфере по результатам оптического зондирования // IV всесоюзный симпозиум по лазерному зондированию атмосферы. Тезисы докладов. Томск, 1976. С. 7-9.

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