А.И. Калинкин – аспирант,  кафедра «Радиотехнические системы», Рязанский государственный радиотехнический университет им. В.Ф. Уткина E-mail: san_mozart@mail.ru

И.С. Холопов – к.т.н., декан факультета радиотехники и телекоммуникаций, 

Рязанский государственный радиотехнический университет им. В.Ф. Уткина E-mail: kholopov.i.s@rsreu.ru

Постановка проблемы. При воздействии естественных и преднамеренно генерируемых помех глобальным спутниковым радионавигационным системам для повышения достоверности определения местоположения летательного аппарата относительно взлетно-посадочной полосы на этапе выполнения предпосадочного маневра и приземления целесообразно применение резервных систем позиционирования иной физической природы – например, оптико-электронных. Для минимизации числа как видеокамер, так и опорных (реперных) точек в составе таких систем их конфигурация может быть сведена к единственной камере, в поле зрения которой находятся два реперных излучателя с априорно известными координатами, и установленному на камере вспомогательному модулю для измерения ее крена и тангажа относительно плоскости горизонта.

Цель. Методом имитационного моделирования исследовать погрешности оценивания угловых координат с помощью оптикоэлектронной системы позиционирования с двумя реперными точками.

Результаты. Имитационное моделирование показало, что при среднеквадратической ошибке оценивания крена и тангажа не более 0,05° и координат реперов в плоскости изображения камеры не более 0,5 пкс достигается измерение угловой координаты курса со среднеквадратической погрешностью не более 0,2°.

Практическая значимость. Получены семейства зависимостей для среднеквадратической погрешности измерения угловой координаты курса от среднеквадратической погрешности оценок пиксельных координат реперных точек и взаимного расположения объекта и реперных излучателей.

1. Иванов В.О. Оптико-электронное устройство автоматической посадки автономного летающего робота // Известия ВУЗов. Приборостроение. 2012. Т. 50. № 11. С. 23−28.
2. Завалишин О., Затучный Д. Методы повышения помехоустойчивости навигационных систем воздушных судов гражданской авиации // Радиоэлектронные технологии. 2019. № 2 (21). С. 70−75.
3. Антонов Д.А., Жарков М.В., Кузнецов И.М., Лунев Е.М., Пронькин А.Н. Определение навигационных параметров беспилотного летательного аппарата на базе фотоизображения и инерциальных измерений // Труды МАИ. 2012. № 91. С. 1−26.
4. Белокуров В.А. Система угловой ориентации на основе гауссовского парциального фильтра // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. 2016. № 56. С. 11−16. DOI: 10.21667/1995-4565-2016-56-2-11-16.
5. ГОСТ 20058-80. Динамика летательных аппаратов в атмосфере. Термины, определения и обозначения. М., 1980. 54 с.
6. Калинкин А.И., Кошелев В.И., Холопов И.С. Исследование погрешности измерения координат в системе автономной навигации по оптическим меткам // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. 2016. № 58. С. 10−17. DOI: 10.21667/1995-4565-2016-58-4-10-17.
7. Павлов О.В., Холопов И.С. Сравнительный анализ двух алгоритмов выбора реперного светодиодного кластера в задаче навигации по оптическим меткам // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. 2017. № 61. С. 13−18. DOI: 10.21667/1995-4565-2017-61-3-13-18.
8. Hartley R., Zisserman A. Multiple View Geometry in Computer Vision: 2nd edition. Cambridge: Cambridge University Press. 2003. 656 p. DOI: 10.1017/CBO9780511811685.
9. Brown D.C. Close-Range Camera Calibration // Photogrammetric Engineering. 1971. V. 37(8). P. 855−866. DOI: 10.1.1.14.6358.
10. Kuipers J.B. Quaternions and rotation sequences. A primer with applications to orbits, aerospace, and virtual reality. New Jersey: Princeton University. 1999. 391 p.
11. Челноков Ю.Н. Кватернионные и бикватернионные модели и методы механики твердого тела и их приложения. Геометрия и кинематика движения. М.: ФИЗМАТЛИТ. 2006. 512 с.
12. Калинкин А.И., Холопов И.С. Реализация бесплатформенной инерциальной навигационной системы на микромеханических датчиках для мобильного наземного объекта // Проектирование и технология электронных средств. 2015. № 2. С. 27−34.
13. Kukelova Z., Bujnak M., Pajdla T. Closed-form solutions to the minimal absolute pose problems with known vertical direction // ACCV'10 Proc. of the 10th Asian conference on Computer vision. Part II. Queenstown. 2010. P. 216−229.
14. Калинкин А.И., Холопов И.С. Оценка погрешности определения угловых координат объекта с двумя реперными излучателями // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. 2019. № 69. С. 52−59. DOI: 10.21667/19954565-2019-69-52-59.
15. Белокуров В.А. Применение автоковариационного метода наименьших квадратов в инвариантной схеме угловой ориентации // Вестник Рязанского государственного радиотехнического университета. 2018. № 64. С. 9−16. DOI: 10.21667/19954565-2018-64-2-9-16.