Молодежная лаборатория помехоустойчивых систем связи и управления наземными и воздушными беспилотными роботизированными аппаратами

Лаборатория помехоустойчивых систем связи и управления наземными и воздушными беспилотными роботизированными аппаратами создана приказом от 27.04.2024 №01-1-08/319 на основании решения Ученого совета ВГТУ.
Целью молодежной лаборатории является разработка и исследование методов повышения помехоустойчивости систем связи и управления наземными и воздушными беспилотными роботизированными аппаратами с применением подходов на основе машинного обучения и искусственного интеллекта, с помощью методов помехоустойчивого кодирования, а также многолучевых антенных устройств.
Для достижения поставленной цели будут решены следующие задачи:
- Теоретическое обоснование возможности применения алгоритмов машинного обучения и искусственного интеллекта для решения задач повышения помехоустойчивости систем связи и управления беспилотными роботизированными аппаратами, эксплуатируемых в сложной электромагнитной обстановке.
- Обоснование факторного пространства исследований, требований к составу и структуре данных необходимых для исследования систем связи и управления, низкоплотностных систем кодирования/декодирования на основе LDPC-кодов, динамически конфигурируемой системы обработки сигналов, адаптированных под применения с беспилотными роботизированными аппаратами.
- Разработка математической модели искусственной нейронной сети, осуществляющей помехоустойчивое декодирование для низкоплотностных LDPC-кодов.
- Синтез и анализ алгоритмов декодирования на основе нейронной сети, повышающие производительность алгоритма Sum Product для LDPC-кодов короткой и средней длины.
- Разработка архитектуры динамически конфигурируемой системы цифровой обработки сигналов с использованием собственных итерационно-вычислительных блоков.
- Разработка многолучевых антенных решеток с диаграммообразующей схемой на основе печатной линзы Ротмана для систем радиопеленгации и связи.
Сложная и изменяющаяся электромагнитная обстановка является серьезной проблемой для нормального функционирования систем связи и управления наземными и воздушными беспилотными роботизированными аппаратами и, как следствие, эффективного выполнения возложенных на них задач. Этот фактор определяет научную и практическую значимость решаемой научной-технической задачи, направленной на разработку новых подходов к повышению помехоустойчивости систем связи и управления подобными аппаратами. В результате достигается технический результат - повышение помехоустойчивости и скрытности канала связи и управления наземными и воздушными беспилотными роботизированными аппаратами при одновременном улучшении параметров электромагнитной совместимости в условиях сложной изменяющейся электромагнитной обстановки.
Актуальность решения обозначенной проблемы определяется тем, что беспилотные роботизированные аппараты, по результатам предварительного анализа, имеют существенные ограничения при выполнении практических задач: малая дальность устойчивой радиосвязи в условиях сложной электромагнитной обстановки городской застройки (непреднамеренные помехи) или при выполнении специальных задач (преднамеренные помехи), а также при эксплуатации над сложным рельефом местности. При этом применение хорошо отработанных, традиционных для авиакосмической отрасли подходов зачастую не представляется возможным ввиду массогабаритный и энергетических ограничений на имеющиеся программно-аппаратные модули, радиоэлектронные средства и антенные системы. 
Критическая важность решения обозначенной проблемы определяется тем, что Российская Федерация (равно как и мировое сообщество) проявляет активный интерес к развитию принципиально новых научных методов и их последующим применением в быстрорастущих секторах новых экономик, одной из которых является беспилотные роботизированные системы. Вторым важным приоритетом, где Российская Федерация стремится удержать лидерство, является сфера информационных технологий и, в частности, область машинного обучения и искусственного интеллекта. Так критическую важность подобных исследований подтверждают следующие государственные документы:
- распоряжение Правительства РФ от 21 июня 2023 №1630-р «Об утверждении Стратегии развития беспилотной авиации Российской Федерации на период до 2030 года и на перспективу до 2035 года»;
- распоряжение Правительства РФ от 20 мая 2023 № 1315-р «Об утверждении Концепции технологического развития на период до 2030 года»;
- распоряжение Правительства РФ от 19 августа 2020 № 2129-р «Об утверждении Концепции развития регулирования отношений в сфере технологий искусственного интеллекта и робототехники до 2024 года»;
- распоряжение Правительства РФ от 17 января 2020 г. № 20-р «О Стратегии развития электронной промышленности РФ на период до 2030 г. и плане мероприятий по ее реализации».
В рамках работ по достижению поставленной цели сотрудниками лаборатории был разработан пеленгатор на основе SDR-радио, являющимся недорогим и универсальным устройством, способным определять направление на БПЛА, пульт управления БПЛА, генератор помех РЭБ или другие излучающие радиоволны устройства. Полученное направление на источник радиоизлучения может быть использовано для более точной ориентации направленных антенн для связи (дальнейшей развитие концепции антенного трекера) или целевого подавления помехами нежелательных радиопередатчиков. Были проведены первые опытные испытания разработанного устройства, которые подтвердили его высокие рабочие характеристики.

Документы