Отражённые сигналы GNSS дали высоту самолёта над землёй с точностью до 4 м над равниной в полёте на 288 км

Совместная группа под руководством профессора Цинь Вэйвэя (Rocket Force University of Engineering) и профессора Сюй Тяньхэ (Шаньдунский университет) испытала способ измерения высоты самолёта над уровнем земли (AGL) по отражённым сигналам спутниковой навигации. Работа опубликована 27 октября 2026 года в журнале Satellite Navigation. По данным авторов, точность лучше 4 м над равниной и около 15 м в горной местности doi.orgSatellite Navigationdoi.orgОткрыть источник ↗.

AGL важна для полётных операций и безопасности. Как указано в статье, традиционные методы зависят от активной передачи сигнала, чувствительны к условиям среды, ограничены по охвату и используют однопозиционную геометрию. Авторы предлагают GNSS-рефлектометрию (GNSS-R) как дополняющее решение: она основана на сравнении прямого и отражённого от поверхности сигналов doi.orgSatellite Navigationdoi.orgОткрыть источник ↗.

Лётный эксперимент и оборудование

Система включала антенну с правой круговой поляризацией, направленную вверх, антенну с левой круговой поляризацией, направленную вниз, и сборщик данных промежуточной частоты. Данные обрабатывались офлайн программным приёмником. Аппаратуру установили на самолёт Aurora SA60L, который пролетел около 288 км от Дунъина до Тайани в провинции Шаньдун, Китай doi.orgSatellite Navigationdoi.orgОткрыть источник ↗.

Двухчастотные данные собирали над сельской, городской, пригородной и горной местностью. Команда использовала сигналы BeiDou B1C/B2a, GPS/QZSS L1 C/A/L5 и Galileo E1C/E5a для расчёта кодовых разностей задержки пути между прямым и отражённым сигналами. По сообщению издателя, за кампанию набрано около 1,7 часа сырых данных и десятки тысяч валидных измерений задержки по 31 типу сигнала doi.orgSatellite Navigationdoi.orgОткрыть источник ↗.

Метод Short-Time Shortest-Path

Авторы предлагают метод Short-Time Shortest-Path (STSP). Он использует всего 25 некогерентных накоплений и выбирает кратчайшую задержку пути, если отражённая форма сигнала имеет несколько пиков. Сильное усреднение, напротив, может сглаживать или искажать форму сигнала, отражённого от суши doi.orgSatellite Navigationdoi.orgОткрыть источник ↗.

Результаты GNSS-R сравнили с эталоном из точного GNSS-позиционирования, цифровой модели рельефа и модели геоида. Доступность данных была наибольшей над ровной сельской местностью, затем шли холмистая сельская, городская/пригородная и горная. Широкополосные гражданские сигналы BeiDou, Galileo и GPS/QZSS в целом работали лучше старых или более узкополосных, а Galileo E1C показал худший результат. Больший порог угла возвышения повышал точность, особенно в горах, но сокращал число пригодных измерений. По мнению авторов, остаточную ошибку определяют многолучевость и шероховатость поверхности doi.orgSatellite Navigationdoi.orgОткрыть источник ↗.

Авторы называют систему офлайн-платформой для проверки концепции. Они указывают, что до практического применения приёмники должны стать меньше, легче и работать в реальном времени, например на программных приёмниках на GPU doi.orgSatellite Navigationdoi.orgОткрыть источник ↗.