Е.П. Виноградова1

1 Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения
(Санкт-Петербург, Россия)

1 kate_v@rambler.ru

Постановка проблемы. Современные тенденции беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), предусматривающие возможность определения их местоположения на основе корреляционно-экстремальных методов навигации при нарушениях радионавигационных полей, предполагают решение сопутствующих задач оптимизации использования ресурсов бортовых
вычислительных устройств. Построение корреляционно-экстремальных навигационных систем (КЭНС), использующих цифровые матрицы рельефа (ЦМР) земной поверхности, основаны на принципах поиска максимума целевого функционала, который достигается при совпадении высотных профилей полета, полученных в результате измерений высоты БПЛА, и вычисления вертикальных сечений ЦМР поверхностью, сформированной на основе его прогнозируемой траектории движения. Использование ЦМР в неоптимизированном (исходном) виде нецелесообразно, поскольку требует существенных затрат памяти и объемов вычислительных операций для работы с ней.

Цель. Разработать способ аппроксимации ЦМР земной поверхности полиномиальными функциями на основе критерия заданной точности определения местоположения БПЛА при использовании методов корреляционно-экстремальной навигации для снижения требований к объему памяти и быстродействию вычислительного устройства БПЛА.

Результаты. Приведен способ полиномиальной аппроксимации ЦМР земной поверхности, позволяющий снизить требования к ресурсам вычислительных устройств, используемых в навигационных комплексах БПЛА. Показано, что при использовании предлагаемого способа аппроксимации решение задач корреляционно-экстремальной навигации выполняется с такой же точностью, как и при использовании исходных ЦМР.

Практическая значимость. Приведенный способ полиномиальной аппроксимации ЦМР позволяет существенно снизить требования к объему памяти и быстродействию бортовых вычислительных устройств БПЛА.

1. Саута О.И., Виноградова Е.П. Метрологические аспекты построения комплексной корреляционно-экстремальной навигационной системы с использованием псевдорадиолокационных карт // Метрологическое обеспечение инновационных технологий. Сб. статей V Междунар. форума / Под ред. В.В. Окрепилова. СПб.: ГУАП. 2023. С. 127–129.
2. Виноградова Е.П. Методологический подход к решению проблемы автономной навигации беспилотных летательных аппаратов // Волновая электроника и инфо-коммуникационные системы: XXVI Междунар. науч. конф. (СПб., 29 мая – 2 июня 2023 г.): сб. статей: в 3 ч. Ч. 2. СПб.: ГУАП. 2023. С. 85–92.
3. Виноградова Е.П. Регрессионный анализ в решении задачи определения местоположения летательного аппарата с использованием цифровой матрицы рельефа // Математические методы и модели в высокотехнологичном производстве: III Междунар. форум (СПб., 8 ноября 2023 г.): сб. докл. СПб.: ГУАП. 2023. С. 162–165.
4. Антохина Ю.А., Бабуров С.В., Бестугин А.Р., Переломов В.Н., Саута О.И. Развитие навигационных технологий для повышения безопасности полетов: Монография / Под ред. Ю.Г. Шатракова. СПб.: ГУАП. 2016.
5. Бабуров В.И., Пономаренко Б.В. Принципы интегрированной бортовой авионики. СПб.: Агентство «РДК-Принт». 2005.
6. Задорожный А.Г., Киселев Д.С. Построение сплайнов с использованием библиотеки OpenGL: Учебн. пособие. Новосибирск: Изд-во НГТУ. 2019.
7. База данных. URL: http://www.geonavigator.net/base.
8. Свид. о регистрации программы для ЭВМ № 2022683956. Программа обработки бинарных файлов (binary interleaved in line) в среде Matlab / Виноградова Е.П., Клешнин Б.Д. Приор. от 09.12.2022.