1561-5405 10.24151/1561-5405 Proceedings of Universities. Electronics Scientifical and technical journal "Proceedings of Universities. Electronics" Научно-технический журнал «Известия высших учебных заведений. Электроника» 1561-5405 2587-9960 National Research University of Electronic Technology Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" 10.24151/1561-5405-2020-25-5-452-464531.78.084.2:004Интегральные радиоэлектронные устройстваMethod and Hardware-Software for Measuring Altitude of Aircraft and Descent Facilities with Increased AccuracyМетод и аппаратно-программные средства для измерения с повышенной точностью высоты летательных аппаратов и спускаемых объектовМакшаков Артем Владимирович МакшаковАртем Владимирович VladimirovichMakshakov ArtemMakshakov Artem VladimirovichШтерн Юрий ИсааковичШтернЮрий ИсааковичShternYuri I.Yuri I. ShternВолкова Ольга Сергеевна ВолковаОльга Сергеевна SergeevnaVolkova OlgaVolkova Olga SergeevnaВасильченко Кирилл Андреевич ВасильченкоКирилл Андреевич AndreevichVasilchenko KirillVasilchenko Kirill AndreevichНациональный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, Россия; ООО «МЭКРУС», г. Королёв, РоссияНациональный исследовательский университет «МИЭТ», г. Москва, РоссияООО «МЭКРУС», г. Королёв, Россия452464http://ivuz-e.ru/issues/5-_2020/metod_i_apparatno_programmnye_sredstva_dlya_izmereniya_s_povyshennoy_tochnostyu_vysoty_letatelnykh_a/

Reliable, accident-free operation of extra light aviation, drone aircraft, the parachute equipment for landing of people and loads, demands to increase an accuracy of determination of height for the purpose of their safe maneuvering, descent and landing. In the work the critical analysis of existing methods of the height measurement has been carried out for the purpose of defining the most accurate ones and the preference has been given to the barometric method. To decrease the measurement errors, the smart altimeter sensors (SAS) intellectual sensors have been developed, and on their basis the prototype of a barometric altimeter have been designed. In the course of computer modeling and prototyping it has been determined that in designing the altimeter it is necessary to use several SAS, and the accuracy of measurements is essentially affected by an arrangement of sensors on a flying object. The developed method of the height measurement using SAS includes the hardware-software compensation of the errors, caused by the atmospheric phenomena and aerodynamic parameters of the flying object design. The hardware - software for processing the measured data has been developed as well as the software for functioning of intelligent pressure sensor, automatic data processing and the information output to the altimeter display. The tests on the offered technique and hardware - software have been carried out in actual practice of operation. The developed altimeter has been installed on the equipment of a parachutist. In the test result it has been determined that the developed original method and the hardware - software permit to significantly decrease the errors of measurements, which do not exceed 1 meter while the airflow moving at speeds up to 8 meters per second 5 meters up to 70 meters per second

Для безопасного маневрирования, спуска и приземления сверхлегкой авиации, беспилотных воздушных судов, парашютной техники требуется повышенная точность определения высоты. В работе проведен критический анализ существующих методов измерения высоты для определения наиболее точных из них. Особое внимание уделено барометрическому методу. С целью снижения погрешностей измерения разработаны интеллектуальные датчики высоты и на их основе сконструирован опытный образец барометрического высотомера. В процессе компьютерного и макетного моделирования установлено, что в конструкции высотомера необходимо использовать несколько интеллектуальных датчиков высоты, причем на точность измерений существенным образом влияет расположение датчиков на летательном объекте. Разработанный метод измерения высоты с использованием таких датчиков включает в себя аппаратно-программную компенсацию погрешностей, вызванных атмосферными явлениями и аэродинамическими параметрами конструкции летательного объекта. Разработаны аппаратно-программные средства для обработки измеренных данных, а также программное обеспечение для функционирования интеллектуального датчика давления, автоматической обработки данных и вывода информации на дисплей высотомера. Предложенный метод и аппаратно-программные средства для измерения высоты в реальных условиях эксплуатации показали существенное снижение погрешностей, которые не превышают 1 м при движении в потоке воздуха на скоростях до 8 м/с и 5 м на скоростях до 70 м/с.

методы измерения высотылетательные аппаратыинтеллектуальный датчик высотыаппаратно-программные средствапогрешность измерений  Коптев А.Н. Авиационное и радиоэлектронное оборудование воздушных судов гражданской авиации. Самара: Изд-во СГАУ, 2011. Кн. 2. 196. с. Bo Li, Chao Xu, Xiaohui Li, Wenli Wa. Research and experimental validation of the method for barometric altimeter aid GPS in challenged environment // 2017 13th IEEE International Conference on Electronic Measurement & Instruments (ICEMI). 2018. P. 88–92. DOI: 10.1109/ICEMI.2017.8265725 Zaliva V., Franchetti Fr. Barometric and GPS altitude sensor fusion // 2014 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP). 2014. P. 7525–7529. DOI: 10.1109/ICASSP.2014.6855063 Кикоин А.К., Кикоин И.К. Молекулярная физика. 2-е изд., перераб. М.: Наука, 1976. С. 48–54. Bolanakis Di. E., Kotsis Ko. T., Laopoulos Th. Temperature influence on differential barometric altitude measurements // 2015 IEEE 8th International Conference on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications (IDAACS). 2015. P. 120–124. DOI: 10.1109/IDAACS.2015.7340711 Xuan-Mung Ng., Sung-Kyung Ho. Barometric altitude measurement fault diagnosis for the improvement of quadcopter altitude control // 2019 19th international conference on control, automation and systems (iccas). 2019. P. 1359–1364. DOI: 10.23919/ICCAS47443.2019.8971729 Makshakov A.V., Shtern Yu.I. Determination method of the aircrafts flying height using absolute pressure sensors // 2020 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (EIConRus). 2020. P. 2379–2382. DOI: 10.1109/EIConRus49466.2020.9039188 High-precision barometric altitude measurement method and technology / W. Zhu, Yu. Dong, G. Wang et al. // 2013 IEEE International Conference on Information and Automation (ICIA). 2014. P. 430–435. DOI: 10.1109/ICInfA.2013.6720337 Mung N.Xu, Hong S.K. Improved altitude control algorithm for quadrotor unmanned aerial vehicles // Applied Sciences. 2019. Vol. 9. P. 2122. DOI: 10.3390/app9102122 Shtern Yu.I., Karavaev I.S., Makshakov A.V., Larionov N.N. The research of measurement error for smart temperature sensors with wireless interface // IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (ElConRus). 2019. P. 2117–2122. DOI: 10.1109/SED.2019.8798414