Определение местоположения воздушных судов в многопозиционной системе наблюдения на основе модифицированного метода наименьших квадратов

Концепция совершенствования наблюдения в системе управления воздушным движением (УВД) основывается на использовании современных технологических решений в интересах гражданской авиации РФ. В настоящее время высокоточное и непрерывное определение местоположения (МП) воздушных судов (ВС) может быть обеспечено за счет использования многопозиционной системы наблюдения (МПСН). В данной статье предложен алгоритм определения МП ВС в МПСН на основе модифицированного метода наименьших квадратов (ММНК). Отличительной особенностью предложенного алгоритма является формирование оценок координат ВС в условиях стохастического характера оцениваемого вектора состояния и ошибок измерений при нелинейной зависимости измерений от оцениваемых параметров. Для оценки точности предложенного алгоритма проводились экспериментальные исследования путем моделирования на ПЭВМ. Анализ полученных результатов продемонстрировал высокую точность определения координат ВС и соответствие теоретическим данным. Таким образом, применение разработанного алгоритма на основе модифицированного метода наименьших квадратов позволяет производить оценку координат воздушных судов в многопозиционной системе наблюдения с высокой точностью при случайном характере оцениваемого вектора состояния и ошибок измерения.

1. Измерение координат источников радиоизлучения многопозиционной пассивной разностно-дальномерной системой произвольной конфигурации / Б. В. Матвеев, В. П. Дубыкин, Д. Ю. Крюков [и др.] // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2014. Т. 10, № 5. С. 114-119. EDN SWENBV.

2. Кондратьев В. С. Многопозиционные радиотехнические системы / В. С. Кондратьев, А. Ф. Котов, Л. Н. Марков; Под ред. проф. В.В. Цветнова. М.: Радио и связь, 1986. 264 с.

3. Лаптенок С. А. Перспективные системы наблюдения как средство повышения эффективности управления воздушным движением / С. А. Лаптенок, Р. Б. Пергаменцев, С. Ш. Шарипов // Научные горизонты. 2019. № 4(20). С. 236-243. EDN ZQYFRJ.

4. Михеев М. Д. Многопозиционные системы наблюдения, как перспективные средства наблюдения в авиации / М. Д. Михеев, Р. О. Мешалов // Актуальные проблемы и перспективы развития радиотехнических и инфокоммуникационных систем "РАДИОИНФОКОМ-2021": СБОРНИК НАУЧНЫХ СТАТЕЙ V МЕЖДУНАРОДНОЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ, Москва, 15-19 ноября 2021 года. М.: МИРЭА – Российский технологический университет, 2021. С. 95-97. EDN DYVHCV.

5. Монаков А. А. Алгоритм оценки координат объектов для систем мультилатерации // Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2018а. № 4. С. 38-46. DOI 10.32603/1993-8985-2018-21-4-38-46. EDN VBHQKC.

6. Монаков А. А. Алгоритм оценки местоположения объекта в активных системах мультилатерации // Радиолокация, навигация, связь: Сборник трудов XXIV Международной научно-технической конференции. В 5-и томах, Воронеж, 17–19 апреля 2018 года. Том 3. Воронеж: Общество с ограниченной ответственностью "Вэлборн", 2018в. С. 134-142. EDN MGJLAL.

7. Монаков А. А. Модифицированный алгоритм Банкрофта для систем мультилатерации // Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2018б. № 1. С. 50-55. EDN YWSQSD.

8. Прохоров А. В. Анализ состояния и оценка возможности реализации средств многопозиционных систем наблюдения для аэродромных АС УВД / А. В. Прохоров, Г. В. Столяров, Д. С. Бондарь // Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации. 2013. № 193. С. 63-69. EDN RAULGZ.

9. Степанов О. А. Методы обработки навигационной измерительной информации. СПб: Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, 2017. 198 с. EDN ZXOGVF.

10. Стратегия развития Аэронавигационной системы Российской Федерации до 2030 года. Комплексная программа развития авиатранспортной отрасли Российской Федерации до 2030 года. Утв. Распоряжением Правительства РФ от 25.06.2022 г. № 1694-р.

11. Development A Method For Determining The Coordinates Of Air Objects By Radars With The Additional Use Of Multilateration Technology / H. Khudov, O. Serdiuk, P. Mynko [et al.] // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2021. Vol. 5, № 9-113. Pp. 6-16. DOI 10.15587/1729-4061.2021.242935. EDN BMBXRT.

12. Leonardi M. Two efficient localization algorithms for multilateration / M. Leonardi, A. Mathias, G. Galati // International Journal of Microwave and Wireless Technologies. 2009. № 1(3). Pp. 223-229. DOI 10.1017/s1759078709000245.

13. Wide Area Multilateration. Report on EATMP TRS 131/04. Version 1.1. / W. H. L. Neven, T. J. Quilter, R. Weedon, R. A. Hogendoorn // National Aerospace Laboratory NLR // [Электронный ресурс]. – 2004. URL: https://www.eurocontrol.int/sites/default/files/2019-05/surveilllance-report-wide-area-multilateration-200508.pdf. (дата обращения: 23.10.2025)

14. Onalaja O. Ultra-widebandbased multilateration technique for indoor localization / O. Onalaja, M. Adjrad, M. Ghavami // IET Communications. 2014. № 8(10). Pp. 1800-1809.

15. Skrypnik O. Features of working areas of multilateration systems / O. Skrypnik, A. Shegidevich // The Aviation Herald. 2019. № 1(1). Pp. 10-16.

16. Stefanski J. TDOA versus ATDOA for wide area multilateration System / J. Stefanski, J. Sadowski // EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking. 2018. № 1. DOI 10.1186/s13638-018-1191-5.