Направления модернизации аппаратной части и программного обеспечения радионавигационной системы «Крабик-БМ»

Несмотря на широкое распространение и удобство применения спутниковых радионавигационных систем (СРНС), радионавигационные системы наземного базирования (РНС) остаются одним из главных средств навигационного обеспечения ряда объектов, например, морских судов. Использование РНС позволяет добиться высокой точности определения координат объектов и исключить ряд недостатков, присущих СРНС. В Сибирском федеральном университете совместно с научно-производственным предприятием «Радиосвязь» с начала 2000-х годов были возобновлены работы по разработке и серийному выпуску наземной РНС УВЧ-диапазона «Крабик-БМ», использующей фазовые методы измерения радионавигационных параметров и предназначенной для геодезической координатной привязки морских надводных объектов. Данная система состоит из нескольких унифицированных приемопередатчиков, которые могут использоваться в качестве как бортовых, так и опорных береговых станций путем выбора соответствующего режима работы. В 2003 году начат серийный выпуск данной РНС и ее поставка заказчикам. В настоящее время использованные при проектировании данной системы технические решения и ее элементная база устарели. Поэтому возникла задача модернизации в первую очередь приемопередатчиков данной РНС с использованием современных комплектующих изделий, средств проектирования и программного обеспечения. Рассмотрено направление по обновлению аппаратной части данной РНС с применением современных систем на кристалле (СнК), выпускаемых фирмой Xilinx. Наиболее предпочтительным, по мнению авторов, является использование СнК семейства Zynq-7000, сочетающих в одной микросхеме программируемую логику Artix/Kintex-7 и высокопроизводительный ARM-процессор Cortex-A9. Использование предложенной СнК позволяет решить задачи по модернизации приемопередатчиков РНС «Крабик-БМ». В частности, ожидается снижение стоимости и массогабаритных характеристик приемопередатчиков с одновременным повышением их надежности за счет исключения внешних связей между программируемой логикой и процессорной системой. Представлен вид структурной схемы приемопередатчика РНС «Крабик-БМ» до и после модернизации. Другим направлением совершенствования РНС является разработка программного обеспечения вторичной обработки радионавигационной информации с учетом возможностей и инструментов, предоставляемых современными операционными системами и средами разработки программного обеспечения. Для проектирования подобного рода программного обеспечения целесообразно использовать кроссплатформенные интегрированные среды разработки с открытым исходным кодом и языками высокого уровня. Наиболее подходящим является использование среды Qt Creator, обеспечивающей создание приложений с использованием обширной библиотеки классов и готовых инструментов разработки. Приведены основные элементы интерфейса пользователя программы вторичной обработки результатов радионавигационных измерений, а также ее возможности в части вывода и обработки информации. В заключение отмечено, что использование выбранных направлений модернизации данной РНС в части аппаратной части и программного обеспечения позволит повысить конкурентоспособность системы «Крабик-БМ» и откроет возможности к ее дальнейшему совершенствованию в силу существенного роста аппаратных и вычислительных ресурсов системы.