Аналіз вимог до навігаційного забезпечення безпілотного авіаційного комплексу під час виконання завдань у несприятливих умовах

Сергій Валентинович   Ковбасюк; Микола Олександрович  Українець

doi:10.26642/ten-2025-2(96)-95-100

Автор(и)

Сергій Валентинович Ковбасюк Державний університет "Житомирська політехніка", Україна https://orcid.org/0000-0002-6003-7660
Микола Олександрович Українець Державний університет "Житомирська політехніка", Україна https://orcid.org/0009-0002-1185-491X

DOI:

https://doi.org/10.26642/ten-2025-2(96)-95-100

Ключові слова:

навігаційне забезпечення, безпілотний авіаційний комплекс, безпілотне повітряне судно.

Анотація

Безпілотні авіаційні комплекси (БпАК) широко застосовуються для оптимізації процесів діяльності людства. У статті розглядається застосування БпАК під час виконання завдань у несприятливих умовах, що визначаються ускладненнями у вигляді природних, техногенних та інформаційних чинників. На основі аналізу наявного досвіду використання БпАК визначено проблемні питання їх застосування в несприятливих умовах. Для вирішення невідповідності між вимогами до виконання завдань БпАК у несприятливих умовах та наявним методичним, апаратним і програмно-алгоритмічним забезпеченням застосування БпАК проведено аналіз існуючих підходів реалізації навігаційного забезпечення. Визначено їхні недоліки в контексті використання в несприятливих умовах. На основі проведеного аналізу побудовано функціональну модель навігаційного забезпечення та запропоновано низку вимог, спрямованих на підвищення ефективності та оперативності виконання завдань. Зокрема, вимога можливості коригування траєкторії руху безпілотного повітряного судна (БПС) на основі оперативних даних, отриманих під час польоту, дозволить знизити ймовірність втрати або пошкодження БПС. Розв’язання розрахункових навігаційних завдань в умовах обмежених обчислювальних можливостей бортового комп’ютера дасть можливість забезпечити автономність БПС та знизити затримки, пов’язані з транспортуванням даних по каналах зв’язку до зовнішніх обчислювальних вузлів. Висувається вимога до виконання приземлення БПС в несприятливих умовах для зменшення впливу людського фактора, витрат на додаткове обладнання та підвищення оперативності приземлення. Розробка навігаційного забезпечення відповідно до сформованих вимог дозволить покращити оперативність та ефективність виконання завдань, покладених на БпАК в несприятливих умовах.

Посилання

Lu, Y., Xue, Z., Xia, G.-S. and Zhang, L. (2018), «A survey on vision-based UAV navigation», Geo-spatial information, Vol. 21 (1), рр. 21–32, doi: 10.1080/10095020.2017.1420509.

Ashish, M., Muraleedharan, A., Cm, S. et al. (2020), «Autonomous payload delivery using hybrid VTOL uavs for community emergency response», 2020 IEEE international conference on electronics, computing and communication technologies (CONECCT), Bangalore, India, doi: 10.1109/conecct50063.2020.9198490.

Katkuri, A.V.R., Madan, H., Khatri, N. et al. (2024), «Autonomous UAV navigation using deep learning-based computer vision frameworks: a systematic literature review», Array, doi: 10.1016/j.array.2024.100361.

Conte, G. and Doherty, P. (2008), «An integrated UAV navigation system based on aerial image matching», 2008 IEEE aerospace conference, pp. 1–10, doi: 10.1109/AERO.2008.4526556.

Liu, C., Jiang, Z., Xu, R. et al. (2022), «Design and optimization of a magnetic catcher for UAV landing on disturbed aquatic surface platforms», 2022 IEEE international conference on robotics and automation (ICRA), Philadelphia, PA, USA, doi: 10.1109/icra46639.2022.9812270.

Wenjian, Z., Sidong, Z., RongJie, C. et al. (2020), «Design of a relief materials delivery system based on UAV», Materials science and engineering, IOP conference, doi: 10.1088/1757-899x/715/1/012049.

Naval Meteorology and Oceanography Command, «Global positioning system overview», [Online], available at: https://www.cnmoc.usff.navy.mil/Our-Commands/United-States-Naval-Observatory/Precise-Time-Department/Global-Positioning-System/Global-Positioning-System-Overview/

The United States Department of Defense (2020), «Global positioning system standard positioning service performance standard», The United States Department of Defense, Washington, [Online], available at: https://www.navcen.uscg.gov/sites/default/files/pdf/gps/geninfo/2020SPSPerformanceStandardFINAL.pdf

Sani, M.F., Shoaran, M. and Karimian, G. (2019), «Automatic landing of a low-cost quadrotor using monocular vision and Kalmanfilter in GPS-denied environments», Turkish journal of electrical engineering & computer sciences, Vol. 27, No. 3, рр. 1821–1838, doi: 10.3906/elk-1809-204.

Nex, F., Armenakis, C., Cramer, M. et al. (2022), «UAV in the advent of the twenties: where we stand and what is next», ISPRS journal of photogrammetry and remote sensing, Vol. 184, рр. 215–242, doi: 10.1016/j.isprsjprs.2021.12.006