sapiСистемный анализ и прикладная информатика«System analysis and applied information science»2309-49232414-0481Belarusian National Technical University10.21122/2309-4923-2020-2-17-25sapi-468Research ArticleУправление техническими объектамиManagement of technical objectsМодель инерциально-оптической навигационной системы беспилотного летательного аппаратаModel of the inertial and optical navigation system of the unmanned aerial vehicleКоваленкоА. М.KovalenkoA. M.

Коваленко Александр Михайлович – магистр технических наук, адъюнкт кафедры авиационной техники и вооружения

AMKovalenko@outlook.comШейниковА. А.ShejnikovA. A.

Шейников Алексей Александрович – кандидат технических наук, доцент, заместитель начальника кафедры авиационной техники и вооружения

Военная академия Республики БеларусьБеларусьMilitary Academy of the Republic of BelarusBelarus202018082020021725Copyright © Коваленко А.М., Шейников А.А., 20202020Коваленко А.М., Шейников А.А.Kovalenko A.M., Shejnikov A.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sapi.bntu.by/jour/article/view/468

В статье рассматриваются подходы к построению комплексной инерциально-оптической навигационной системы тактического беспилотного летательного аппарата ближнего действия. Предложены алгоритмы постоянной и периодической (в промежуточных пунктах маршрута) коррекции бесплатформенной бортовой инерциальной навигационной системы. При комплексировании информации о параметрах движения беспилотного летательного аппарата (получаемой от рассматриваемых систем) была использована инвариантная слабосвязанная схема обработки данных на основе расширенного фильтра Калмана, что позволило существенно снизить систематическую составляющую погрешности бесплатформенной инерциальной навигационной системы. Показаны преимущества комплексной инерциально-оптической навигационной системы при обеспечении полета беспилотного летательного аппарата в зоне действия средств радиоэлектронной борьбы противника. Представлены результаты моделирования, подтверждающие возможность обеспечения точностных характеристик инерциально-оптической навигационной системы при отсутствии сигналов спутниковых радионавигационных систем.

In article approaches to creation of the complex inertial and optical navigation system of the short-range tactical unmanned aerial vehicle are considered. Algorithms constant and periodic (in intermediate points of a route) are offered correction of the platformless onboard inertial navigation system. At integration of information on parameters of the movement of the unmanned aerial vehicle (received from the considered systems) the invariant loosely coupled scheme of data processing on the basis of the expanded filter of Kallman was used that allowed to lower significantly a systematic component of an error of the platformless inertial navigation system. Advantages of the complex inertial and optical navigation system when ensuring flight of the unmanned aerial vehicle in an area of coverage of means of radio-electronic fight of the opponent are shown. The results of modeling confirming a possibility of ensuring precision characteristics of the inertial and optical navigation system in the absence of signals of satellite radio navigational systems are presented.

беспилотный летательный аппаратбесплатформенная инерциальная навигационная системаоптико-электронная системафильтр Калманакомплексирование измерений датчиковunmanned aerial vehicleplatformless inertial navigation systemoptical-electronic systemKallman’s filterintegration of measurements of sensorsReferencesАзаренок, И. П. Справочник офицера Военно-воздушных сил и войск противовоздушной обороны / под ред. И. П. Азаренка (отв. Ред.) [и др.] // – Мн.: командование ВВС и войск ПВО, 2009. – с. 511Azarenok I. P. The reference book by the officer of the Air Force and troops of air defense / under the editorship ofСтепанов, О. А. Основы теории оценивания с приложениями к задачам обработки навигационной информации. Ч. 1. Введение в теорию оценивания / О. А. Степанов // СПб.: ГНЦ РФ ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2010. 509 с.I. P. Azarenk // [and etc.]. – Minsk: command of the Air Force and troops of air defense, 2009. – page 511Ян, Л. Обнаружение спуфинг-атак на ГНСС с использованием ИНС/ Ян Лю, С. Ли, C. Сяо, Ц. Фу // Статья по докладу на XXII Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам, 2015. Том 24№ 1 (92), 2016.Stepanov, O.A. Bases of the theory of estimation with annexes to problems of processing of navigation information. Ch.1. Introduction to the theory of estimation / O.A. Stepanov // SPb.: GNTs Russian Federation JSC «Concern Central Research Institute Elektropribor», 2010. 509 p.Матвеев, В. В. Основы построения бесплатформенных инерциальных навигационных систем: учеб. пособие / В. В. Матвеев, В. Я. Распопов. // СПб: ГНЦ РФ ОАО «Концерн ЦНИИ «Электроприбор», 2009. –280 с.Yang, L. Detection spoofing attacks on GNSS with use INS / Jan Liu, S. Li, C. Xiao, Ts. Fu // Article according to the report at the XXII St. Petersburg international conference on the integrated navigation systems, 2015. Volume 24№ 1 (92), 2016.Коваленко, А. М. Сравнительный анализ точности инерциальной и оптической навигационных систем беспилотного летательного аппарата / А. М. Коваленко // Вестн. Воен. акад. Респ. Беларусь. – 2019. – № 4(65). – с. 110–118.Matveev, V. V. Bases of creation of platformless inertial navigation systems: studies. grant / V. V. Matveev,Солонар, А. С. Методика расчета ошибок разового оценивания местоположения наблюдаемых объектов в бортовых оптико-локационных объектах /А.С. Солонар и другие// доклады БГУИР. – 2018. № 2 (112). с. 26–32.V. Ya. Raspopov. // SPb: GNTs Russian Federation JSC Concern CSRI Elektropribor, 2009. –280 p.Красильщиков, М. Н. Современные информационные технологии в задачах навигации и наведения беспилотных маневренных летательных аппаратов / М. Н. Красильщиков, Г. Г. Серебряков // М.: ФИЗМАТЛИТ. 2009. – 272 с.Kovalenko, A. M. Comparative analysis of accuracy of inertial and optical navigation systems of the unmanned aerial vehicle / A. M. Kovalenko // Vestn. Soldier. academician of Republic Belarus. – 2019. – No. 4(65). – P. 110–118.Hartley, R. and Zisserman, A., Multiple View Geometry in Computer Vision. Cambridge University Press, 2003.Solonar, A. S. Methodology for calculating of the different estimation errorrs of of observed objects location in the airborne optical-locational systems / Solonar and others//reports of BGUIR. – 2018. No. 2 (112). page 26–32.H. Bay, A. Ess, T. Tuytelaars, and L. Van Gool, «Speeded-up robust features (SURF)», International Journal on Computer Vision and Image Understanding, vol. 110–346–359 pp. – 2008.Krasilschikov, M. N. Modern information technologies in problems of navigation and targeting of pilotless maneuverable aircraft / M. N. Krasilshchikov //M.: FIZMATLIT. 2009. – 272 p.Назаров, А. С. Фотограмметрия: учеб. пособие для студентов вузов /А. С. Назаров. Мн.: ТетраСистемс, 2006. – 368 с.Hartley, R. and Zisserman, A., Multiple View Geometry in Computer Vision. Cambridge University Press, 2003.Коваленко, А. М. Математическая модель ошибок инерциально-оптической навигационной системы малоразмерного БЛА / А. М. Коваленко // Вестн. Воен. акад. Респ. Беларусь. – 2020. – № 1(66). – с. 110–118.H. Bay, A. Ess, T. Tuytelaars, and L. Van Gool, “Speeded-up robust features (SURF)”, In-ternational Journal on Computer Vision and Image Understanding, vol. 110–346–359 pp. – 2008.Nazarov, A. S. Fotogrammetriya: studies. a grant for students of higher education institutions/Ampere-second. Nazarov. Мн.: ТетраСистемс, 2006. – 368 p.Nazarov, A. S. Fotogrammetriya: studies. a grant for students of higher education institutions/Ampere-second. Nazarov. Мн.: ТетраСистемс, 2006. – 368 p.Kovalenko, A. M. Mathematical model of errors of the inertial and optical navigation system of the small-sized UAV /Kovalenko, A. M. Mathematical model of errors of the inertial and optical navigation system of the small-sized UAV /A. M. Kovalenko//Vestn. Soldier. academician of Republic Belarus. – 2020. – No. 1(66). – p. 110–118.A. M. Kovalenko//Vestn. Soldier. academician of Republic Belarus. – 2020. – No. 1(66). – p. 110–118.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.