creexpCrede Experto: транспорт, общество, образование, языкCrede Experto: transport, society, education, language2312-1327Иркутский филиал ФГБОУ ВО «МГТУ ГА»10.51955/2312-1327_2024_4_127creexp-115Research ArticleПРОБЛЕМЫ, ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ БЕСПИЛОТНЫХ АВИАЦИОННЫХ СИСТЕМIssues, prospects of development and application of unmanned aircraft systemsМЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ОЦЕНКИ ТОЧНОСТИ НАВИГАЦИОННОГО КОМПЛЕКСА DJI MAVIC 2 ZOOMTHE METHOD OF EXPERIMENTAL EVALUATION OF ACCURACY OF THE DJI MAVIC 2 ZOOM NAVIGATION SYSTEMhttps://orcid.org/0000-0001-8040-6470АрефьевР. О.Roman O. ArefyevR. O.

Роман Олегович Арефьев, кандидат технических наук, доцент

ул. Коммунаров, 3 Иркутск, 664047

Roman O. Arefyev, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor

3, Kommunarov str. Irkutsk, 664047

aqua160905@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2006-0428СкрыпникО. Н.SkrypnikO. N.

Олег Николаевич Скрыпник, доктор технических наук, профессор

ул. Уборевича, 77 Минск, 220096

Oleg N. Skrypnik, Doctor of Technical Sciences, Full professor

77, Uborevich str. Minsk, 220096

skripnikon@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9916-1239Арефьева (Астраханцева)Н.е Г.нцеArefyeva (Astrakhanceva)N. G.

Наталья Геннадьевна Арефьева (Астраханцева), кандидат технических наук, доцент

ул. Коммунаров, 3 Иркутск, 664047

Natalya G. Arefyeva (Astrakhanceva), Candidate of Technical Sciences, Associate Professor

3, Kommunarov str. Irkutsk, 664047

n_astrahanceva_awesome@mail.ruМосковский государственный технический университет гражданской авиации (Иркутский филиал)РоссияMoscow State Technical University of Civil Aviation (Irkutsk Branch)Russian FederationБелорусская государственная академия авиацииБеларусьBelarusian State Academy of AviationBelarus20242611202504127139Copyright © Арефьев Р.О., Скрыпник О.Н., Арефьева (Астраханцева) Н.Г., 20252025Арефьев Р.О., Скрыпник О.Н., Арефьева (Астраханцева) Н.Г.Roman O. Arefyev R.O., Skrypnik O.N., Arefyeva (Astrakhanceva) N.G.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ce.if-mstuca.ru/jour/article/view/115

Стремительное развитие беспилотных авиационных систем (БАС) и сфер их применения требует обеспечения безопасного и эффективного использования воздушного пространства (ВП) различными категориями его пользователей. Одной из важных задач при использовании ВП являются планирование траектории и осуществление полета беспилотных воздушных судов (БВС) с учетом точностных характеристик бортовых комплексов навигации. В данной работе представлена методика экспериментальной оценки точностных характеристик бортового навигационного комплекса квадрокоптера DJI MAVIC 2 ZOOM. Методика основана на формировании заданной траектории полета БВС, с помощью которой можно оценить погрешность отклонения по одной из горизонтальных координат, и высоты. Натурные эксперименты проведены путем реальных полетов на разных высотах и скоростях БВС. Кроме этого проведены полунатурные эксперименты с имитатором сигналов GNSS СН-3803М, позволившие определить условия работоспособности навигационного комплекса при уменьшении числа спутников рабочего созвездия.

Rapid development of unmanned aircraft systems (UAS) and their application areas requires safe and efficient airspace (AS) for various categories of its users. One of the important tasks when using AS is planning a trajectory and flying the unmanned aerial vehicles (UAV) with account of the accuracy characteristics of on-board navigation systems. The paper presents a methodology for experimentally evaluating the accuracy characteristics of the on-board navigation system of the DJI MAVIC 2 ZOOM quadcopter. The methodology is based on the formation of a UAV desired track, with the help of which it is possible to estimate the deviation error in one of the horizontal coordinates and altitude. The experiments were conducted for real UAV flights at different altitudes and speeds. Semi-natural experiments were conducted with the GNSS SN-3803M signal simulator allowing us to determine the state of operability of the transport complex with a reduction in the number of the working constellation satellites.

беспилотное воздушное суднобортовой навигационный комплексGNSSточность выдерживания траекторииunmanned aerial vehicle (UAV)on-board navigation systemGNSStrajectory accuracyReferencesАлгоритмы управления траекториями беспилотных авиационных комплексов при полете в составе группы / А. К. Ермаков, Т. Ю. Портнова, Б. В. Лежанкин, В. В. Ерохин // Волновая электроника и инфокоммуникационные системы : Материалы XXIV Международной научной конференции. В 3-х частях, Санкт-Петербург, 31 мая – 04 2021 года. Том Часть 2. Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, 2021. С. 62-69. EDN YIEIWM.Arefyev R. O., Skrypnik O. N., Arefyeva N. G. (2024). Experimental assessment of spatial stabilization accuracy of the DJI AIR 2S quadcopter. Crede Experto: transport, society, education, language. 1: 128-145. DOI 10.51955/2312-1327_2024_1_128. EDN UQDIOE. (in Russian)Арефьев Р. О. Экспериментальная оценка точности пространственной стабилизации квадрокоптера DJI Air 2S / Р. О. Арефьев, О. Н. Скрыпник, Н. Г. Арефьева (Астраханцева) // Crede Experto: транспорт, общество, образование, язык. 2024. № 1. С. 128-145. DOI 10.51955/2312-1327_2024_1_128. EDN UQDIOE.Barrado C., Boyero M., Brucculeri L., Ferrara G., Hately A., Hullah P., Martin-Marrero D., Pastor E., Rushton A. P., Volkert A. (2020). U-space concept of operations: A key enabler for opening airspace to emerging low-altitude operations. Aerospace. 3: 24.Веремеенко К. К. Анализ состояния разработок интегрированных инерциально-спутниковых навигационных систем / К. К. Веремеенко, Б. В. Кошелев, Ю. А. Соловьев // Новости навигации. 2010. № 4. С. 32-41. EDN RBGRIF.DJI MAVIC 2 (2024). Available at: URL: https://www.dji.com/ru/mavic-2/info (accessed 10 October 2024).ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования / Под ред. А. И. Перова, В. Н. Харисова. Изд. 4-е, перераб. и доп. М.: Радиотехника, 2010. 801 c.Ermakov A. K., Portnova T. Yu., Lezhankin B. V., Erokhin V. V. (2021). Algorithms for controlling the trajectories of unmanned aircraft systems when flying as part of a group. Volnovaya elektronika i infokommunikacionnye sistemy: Materialy XXIV Mezhdunarodnoj nauchnoj konferencii. V 3-h chastyah, Sankt-Peterburg, 31 maya – 04 2021 goda. Tom Chast' 2. Sankt-Peterburg: Sankt-Peterburgskij gosudarstvennyj universitet aerokosmicheskogo priborostroeniya. 62-69. EDN YIEIWM. (in Russian)Ерохин В. В. Оценка параметров траекторного движения БПЛА при различной конфигурации источников навигационной информации / В. В. Ерохин, Б. В. Лежанкин, Э. А. Болелов // Успехи современной радиоэлектроники. 2023. Т. 77, № 6. С. 35-49. DOI 10.18127/j20700784-202306-04. EDN MVHGGW.Erokhin V. V., Lezhankin B. V., Bolelov E. A. (2023). Estimation of UAV trajectory parameters with different configurations of navigation information sources. Uspekhi sovremennoj radioelektroniki. 77(6): 35-49. DOI 10.18127/j20700784-202306-04. EDN MVHGGW. (in Russian)Скрыпник О. Н. Оценка характеристик погрешностей позиционирования комбинированных ГЛОНАСС/GPS приемников / О. Н. Скрыпник, Р. О. Арефьев, Н. Г. Арефьева // Современные наукоемкие технологии. 2019. № 10-2. С. 296-301. EDN VSQSMT.Grant A., Williams P., Ward N., Baske S. (2009). GPS jamming and the impact on maritime navigation. The Journal of Navigation. 62(2): 173-187.Соловьев Ю. А. Системы спутниковой навигации. М: Эко-Трендз, 2000. 270 c.Hofmann-Wellenhof B., Lichtenegger H., Wasle E. (2007). GNSS-global navigation satellite systems: GPS, GLONASS, Galileo, and more. Springer Science & Business Media. 2007. 16 p.A study on the accuracy of GPS positioning during jamming / B. Lubbers, S. Mildner, P. Oonincx, A. Scheele // 2015 International Association of Institutes of Navigation World Congress (IAIN). IEEE. 2015. pр. 1-6.Huttunen M. (2019). The u-space concept. Air and Space Law. 44(1): 69-89.DJI MAVIC 2 // [Электронный ресурс]. – 2024. URL: https://www.dji.com/ru/mavic-2/info (дата обращения: 10.10.2024).ICAO GANP PORTAL. (2024). Available at: https://www4.icao.int/ganpportal/ASBU/Thread (accessed 10 October 2024).GPS jamming and the impact on maritime navigation / A. Grant, P. Williams, N. Ward, S. Baske // The Journal of Navigation. 2009. Т. 62, № 2. pp. 173-187.Kaplan E., Hegarty C. (2005). Understanding GPS: principles and applications. Bedford: Artech house, 2005. 723 p.Hofmann-Wellenhof B. GNSS-global navigation satellite systems: GPS, GLONASS, Galileo, and more / B. Hofmann-Wellenhof, H. Lichtenegger, E. Wasle // Springer Science & Business Media, 2007. 16 p.Lubbers B., Mildner S., Oonincx P., Scheele A. (2015). A study on the accuracy of GPS positioning during jamming. 2015 International Association of Institutes of Navigation World Congress (IAIN). – IEEE. 2015. 1-6.Huttunen M. The u-space concept // Air and Space Law. 2019. Т. 44. № 1. pp. 69-89Perov A. I., Kharisov V. N. (2010). GLONASS. Principles of construction and operation. Moscow: Radiotekhnika, 2010. 801 p. (in Russian)ICAO GANP PORTAL // [Электронный ресурс]. – 2024. URL: https://www4.icao.int/ganpportal/ASBU/Thread (дата обращения: 10.10.2024).Salamh F. E., Mirza M. M., Karabiyik U. (2021). UAV forensic analysis and software tools assessment: DJI Phantom 4 and Matrice 210 as case studies. Electronics. 10(6): 733.Kaplan E. Understanding GPS: principles and applications / E. Kaplan, C. Hegarty. Bedford: Artech house, 2005. 723 p.SESAR Roadmap for the Safe Integration of Drones into all Classes of Airspace. SESAR Joint Undertaking: Brussels, Belgium. 1-33.Salamh F. E. UAV forensic analysis and software tools assessment: DJI Phantom 4 and Matrice 210 as case studies / F. E. Salamh, M. M. Mirza, U. Karabiyik // Electronics. 2021. Т. 10, № 6. р. 733.Skrypnik O. N., Arefyev R. O., Arefyeva N. G. (2019). Estimation of positioning error characteristics of combined GLONASS / GPS receivers. Modern high technologies. 10-2. 296-301. (In Russian)SESAR Roadmap for the Safe Integration of Drones into all Classes of Airspace; SESAR Joint Undertaking: Brussels, Belgium, 2018. pp. 1-33.Soloviev Yu. A. (2000). Satellite navigation systems. Eko-Trendz. 2000. 270 p. (in Russian)U-space concept of operations: A key enabler for opening airspace to emerging low-altitude operations / C. Barrado, M. Boyero, L. Brucculeri, G. Ferrara, A. Hately, P. Hullah, D. Martin-Marrero, E. Pastor, A. P. Rushton, A. Volkert // Aerospace. 2020. № 3. p. 24.Veremeenko K. K., Koshelev B. V., Solovyev Yu. A. (2010). The analysis of development of the integrated inertial & satellite navigation systems. Novosti navigacii. 4: 35-49. (in Russian)

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