Управление траекторией полета беспилотного летательного аппарата при различной конфигурации источников навигационной информации

В реальных условиях применения для высокоточного позиционирования и управления траекторией беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) при полете по маршруту проявляется недостаточная помехозащищенность и точность функционирования приемников спутниковых навигационных систем. В связи с этим актуальным является исследование возможных методов и средств обеспечения высокоточных навигационных определений, в том числе на основе комплексной обработки сигналов от различных источников навигационной информации при решении задачи вывода БПЛА в терминальное множество. 

В статье представлены результаты разработки алгоритма управления траекторией БПЛА на основе методов статистической теории оптимального управления, реализация которого позволит повысить точность выдерживания заданного маршрута полета. Рассмотрены характеристики для анализа ошибок выдерживания траектории полета.

Приведены результаты моделирования и исследования характеристик алгоритма управления траекторией при различных конфигурациях источников навигационной информации (ИНИ) и показана зависимость точности выдерживания заданного маршрута полета БПЛА от ошибок оценок навигационных параметров.

1. Арефьев Р. О. Применение помехоустойчивого кодирования при обработке сообщений локальной корректирующей станции / Р. О. Арефьев, С. В. Туринцев, М. С. Туринцева // Актуальные проблемы и перспективы развития гражданской авиации: сборник трудов X Международной научно-практической конференции, Иркутск, 14–15 октября 2021 года. Том 2. Иркутск: Иркутский филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Московский государственный технический университет гражданской авиации», 2021. С. 22-32. EDN YMDPPC.

2. Воронов Е. М. 77-30569/280873 Обеспечение траекторной безопасности в задаче облета динамической круговой зоны / Е. М. Воронов, А. А. Карпунин // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2011. № 12. С. 5. EDN OOZGRX.

3. Гончаренко В. И. Задача оперативной двумерной маршрутизации группового полета беспилотных летательных аппаратов / В. И. Гончаренко, Г. Н. Лебедев, Д. А. Михайлин // Известия Российской академии наук. Теория и системы управления. 2019. № 1. С. 153-165. DOI 10.1134/S0002338819010074. EDN YWYDVB.

4. Емельянцев Г. И. Интегрированные инерциально-спутниковые системы ориентации и навигации / Г. И. Емельянцев, А. П. Степанов; Под общей редакцией В. Г. Пешехонова. Государственный Центр Российской Федерации АО «Концерн «Центральный научно-исследовательский институт «Электроприбор» национальный исследовательский университет ИТМО. Санкт-Петербург: Концерн «Центральный научно-исследовательский институт «Электроприбор», 2016. 394 с. EDN XSSBEF.

5. 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.

6. Межетов М. А. Перспективы использования системы передачи данных LDACS для задач управления воздушным движением / М. А. Межетов, Е. С. Григорьева, П. Т. Никитич // Актуальные проблемы и перспективы развития гражданской авиации: Сборник трудов IX Международной научно-практической конференции, Иркутск, 15–22 октября 2020 года. Иркутск: Иркутский филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Московский государственный технический университет гражданской авиации», 2020. С. 176-182. EDN GFCDDC.

7. Меркулов В. И. Автоматическое сопровождение целей в РЛС интегрированных авиационных комплексов. Теоретические основы. РЛС в составе интегрированного авиационного комплекса / В. И. Меркулов, В. С. Верба, А. Р. Ильчук. М.: Радиотехника, 2018. 320 с.

8. Оценка эффективности типовой авиационной комплексной системы навигации / В. С. Марюхненко, Ю. Ф. Мухопад, Е. И. Антипин, С. В. Туринцев // Полет. Общероссийский научно-технический журнал. 2012. № 2. С. 25-35. EDN OYXKML.

9. Пешехонов В. Г. Высокоточная навигация без использования информации глобальных навигационных спутниковых систем // Гироскопия и навигация. 2022. Т. 30, № 1(116). С. 311. DOI 10.17285/0869-7035.0084. EDN WRZXAM.

10. Применение технологии LoRa в беспилотных авиационных системах / М. А. Межетов, А. И. Тихова, У. С. Вахрушева, А. В. Федоров // Актуальные проблемы и перспективы развития гражданской авиации: сборник трудов X Международной научно-практической конференции, Иркутск, 14–15 октября 2021 года. Том 2. Иркутск: Иркутский филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Московский государственный технический университет гражданской авиации», 2021. С. 180-185. EDN UZUCLT.

11. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2016617951 Российская Федерация. Расчет характеристик навигационного сеанса системы ГЛОНАСС: № 2016615402: заявл. 26.05.2016: опубл. 19.07.2016 / О. Н. Скрыпник, Р. О. Арефьев, Н. Г. Арефьева. EDN JODKFV.

12. Серебренников Е. А. Программная модель линии цифровой связи VDL режима 2 / Е. А. Серебренников, С. В. Туринцев // Актуальные проблемы авиации и космонавтики. 2017. Т. 2, № 13. С. 119-121. EDN YQWFIF.

13. Скрыпник О. Н. Оптимизация траектории мобильного псевдоспутника для повышения точности интегрированного навигационно-временного поля ГЛОНАСС / О. Н. Скрыпник, Р. О. Арефьев // Современные наукоемкие технологии. 2020. № 2. С. 51-58. DOI: 10.17513/snt.37914. EDN KZCVNA.

14. Формирование радиолокационной карты подстилающей поверхности путем фильтрации случайных полей / О. Н. Скрыпник, Б. В. Лежанкин, Б. М. Миронов, Н. П. Малисов // Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации. 2008. № 133. С. 60-66. EDN KVVEYT.

15. Шестаков И. Н. Расширение поля СРНС с помощью наземных станций АЗН-В / И. Н. Шестаков, Г. А. Крыжановский // Научный вестник Московского государственного технического университета гражданской авиации. 2014. № 210. С. 114-117. EDN TBUBMV.

16. Huttunen M. Civil unmanned aircraft systems and security: The European approach // J Transp Secur. 2019. № 12. P. 83-101. DOI: 10.1007/s12198-019-00203-0.