Как создают беспилотную зону

ФОРМИРОВАНИЕ ТРАЕКТОРИИ БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ПРИ ОБЛЕТЕ ЗАПРЕТНЫХ ЗОН Текст научной статьи по специальности «Математика»

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Лобатый А. А., Бумай А. Ю., Авсиевич А. М.

Рассматривается задача облета запретных зон беспилотным летательным аппаратом (БЛА), имеющих различную форму и ограничения, задаваемых на основе международной система классификации воздушного пространства для авиации согласно Чикагской конвенции и рекомендуемых принципов формирования запретных зон, правил создания маршрута пролета вдоль запретных зон и действий при нарушении границ запретных зон . Решается задача аналитического синтеза управляющего ускорения беспилотного летательного аппарата (БЛА) при пролете его по маршруту, проходящему вдоль границ запретной зоны заданной формы, по заданной траектории, которая состоит из последовательных отрезков, находящихся на одинаковой высоте относительно земной поверхности, в заданной системе координат. Задача синтеза оптимального управления решается как аналитическое определение оптимального управления линейной нестационарной системой на основе квадратического функционала качества. Предложена математическая модель движения БЛА в горизонтальной плоскости, в виде системы обыкновенных дифференциальных уравнений в форме Коши. Получен закон изменения управляющего ускорения центра масс БЛА на основе задания минимизируемого функционала качества и соответствующих ограничений, что является особенностью рассмотренной методики решения задачи. Предложенный функционал качества учитывает параметры координат и скорости БЛА, которые соответствуют заданным точкам в воздушном пространстве, характеризующим необходимую траекторию для облета запретной зоны . Полученные математические зависимости дают возможность реализовать их на борту БЛА и минимизируют энергетические затраты при управлении БЛА, движущемся через заданные точки пространства. Было проведено компьютерное моделирование полученных аналитических результатов, математических зависимостей, представляющих собой оптимальную траекторию пролета БЛА вдоль границ запретной зоны , а также соответствующих процессов изменения управляющего ускорения и скорости движения БЛА, что позволило сделать выводы о работоспособности предложенной методики и целесообразность ее дальнейшего использования в качестве основы для первоначального этапа синтеза системы управления БЛА.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

FORMATION OF UNMANNED AIRCRAFT TRAJECTORY WHEN FLYING AROUND PROHIBITED AREAS

Considered the problem of flying over restricted areas by an unmanned aerial vehicle (UAV), which have various shapes and restrictions, set on the basis of the international airspace classification system for aviation in accordance with the Chicago Convention and the recommended principles for the formation of forbidden zones, rules for creating a flight route along forbidden zones and actions in case of border violations of restricted areas. The problem of analytical synthesis of the control acceleration of an unmanned aerial vehicle (UAV) is solved during its flight along a route passing along the boundaries of the forbidden zone of a given shape, along a given trajectory, which consists of subsequent segments located at the same height relative to the earth’s surface, in a given coordinate system. The optimal control synthesis problem is solved as an analytical definition of the optimal control of a linear non-stationary system based on the quadratic quality functional. A mathematical model of UAV motion in the horizontal plane is proposed, in the form of a system of ordinary differential equations in the Cauchy form. A law for measuring the control acceleration of the UAV’s center of mass is obtained on the basis of specifying the minimized quality functional and the corresponding constraints, which is a feature of the considered method of solving the problem. The proposed quality functional takes into account the parameters of coordinates and speed of the UAV, which correspond to the given points in the airspace, which characterize the necessary trajectory for flying around the restricted area. The derived mathematical dependences make it possible to implement them on board a UAV and minimize energy costs when guiding a UAV moving through specified points in space. Computer modeling of the derived analytical results, mathematical dependencies representing the optimal trajectory of the UAV flight along the boundaries of the forbidden zone, as well as the corresponding processes of changing the control acceleration and speed of the UAV movement was carried out, which made it possible to draw conclusions about the efficiency of the proposed method and the feasibility of its further use as a basis. for the initial stage of the synthesis of the UAV control system.

Текст научной работы на тему «ФОРМИРОВАНИЕ ТРАЕКТОРИИ БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ПРИ ОБЛЕТЕ ЗАПРЕТНЫХ ЗОН»

А.А. ЛОБАТЫЙ, А.Ю. БУМАЙ, А.М. АВСИЕВИЧ

ФОРМИРОВАНИЕ ТРАЕКТОРИИ БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ПРИ ОБЛЕТЕ ЗАПРЕТНЫХ ЗОН

Белорусский национальный технический университет

Рассматривается задача облета запретных зон беспилотным летательным аппаратом (БЛА), имеющих различную форму и ограничения, задаваемых на основе международной система классификации воздушного пространства для авиации согласно Чикагской конвенции и рекомендуемых принципов формирования запретных зон, правил создания маршрута пролета вдоль запретных зон и действий при нарушении границ запретных зон. Решается задача аналитического синтеза управляющего ускорения беспилотного летательного аппарата (БЛА) при пролете его по маршруту, проходящему вдоль границ запретной зоны заданной формы, по заданной траектории, которая состоит из последовательных отрезков, находящихся на одинаковой высоте относительно земной поверхности, в заданной системе координат. Задача синтеза оптимального управления решается как аналитическое определение оптимального управления линейной нестационарной системой на основе квадратического функционала качества. Предложена математическая модель движения БЛА в горизонтальной плоскости, в виде системы обыкновенных дифференциальных уравнений в форме Коши. Получен закон изменения управляющего ускорения центра масс БЛА на основе задания минимизируемого функционала качества и соответствующих ограничений, что является особенностью рассмотренной методики решения задачи. Предложенный функционал качества учитывает параметры координат и скорости БЛА, которые соответствуют заданным точкам в воздушном пространстве, характеризующим необходимую траекторию для облета запретной зоны. Полученные математические зависимости дают возможность реализовать их на борту БЛА и минимизируют энергетические затраты при управлении БЛА, движущемся через заданные точки пространства. Было проведено компьютерное моделирование полученных аналитических результатов, математических зависимостей, представляющих собой оптимальную траекторию пролета БЛА вдоль границ запретной зоны, а также соответствующих процессов изменения управляющего ускорения и скорости движения БЛА, что позволило сделать выводы о работоспособности предложенной методики и целесообразность ее дальнейшего использования в качестве основы для первоначального этапа синтеза системы управления БЛА.

Ключевые слова: запретные зоны, беспилотный летательный аппарат, оптимальный закон управления, траектория полета, минимизируемый функционал, математическое моделирование.

Настоящее время характеризуется бурным развитием беспилотной авиационной техники в нашей стране и во всем мире. Сферы использования вышеназванной техники, в общем случае разделяют на научные и прикладные, которые в свою очередь имеют разделение в соответствии с гражданским и военным применением.

Беспилотные летательные аппараты (БЛА) позволяют получать данные для научных исследований и в дальнейшем полученные знания могут быть применены для изучения как самих БЛА (их конструкции, динамики полета) так и для мониторинга природных явлений, оказания определенного вида услуг.

Задачи которые позволяет решить БЛА, можно распределить на несколько групп: задачи мониторинга, включающие видеонаблюдение охраняемых объектов и областей; картографирование земной поверхности и ландшафтов; геологическая разведка полезных ископаемых; инспектирование строительных объектов; видеонаблюдение за труднодоступными промышленными объектами; метеорологическая разведка; экологическая разведка атмосферы и водоёмов; радиационная и химическая разведка; мониторинг опасных природных явлений; оценка результатов после стихийных бедствий и т.п. Новая развивающаяся группа задач применения БЛА доставка грузов, почты, комплектующих, продуктов а также ретрансляция различных сигналов.

Таким образом применение БЛА охватывает все больше областей человеческой деятельности. В тоже время применение БЛА требует наличие однозначных стандартов в отношении эксплуатационных маршрутов, обеспечивающих соответствующие меры безопасности, при недостаточной мировой практике использования БЛА, в отличие, например, от применения пилотируемой гражданской авиации. Так для гражданской авиации в свое время была создана, так называемая, «Чикагская конвенция о международной гражданской авиации», где даны рекомендации по принципам использования летательных аппаратов [1]. К сожалению, в данном случае, БЛА оказались вне международного правового поля и каждое государство устанавливает свои правила использования БЛА исходя из внутренних нормативно правовых документов и частично применяя положения конвенции.

Существуют четко определенные международные стандарты и рекомендуемая практика, в отношении эксплуатационных маршрутов, разработанных с учетом действующих в каждом государстве нормативных документов и внешних факторов, соответствующие минимумы подлежат утверждению государством эксплуатанта и разрабатываются экс-плуатантом воздушного судна с учетом типа воздушного судна, сложности установленного на борту оборудования, характеристик средств обеспечения захода на посадку, оборудования взлетно-посадочной полосы, а также — квалификации операторов. Согласно этим рекомендациям, на аэронавигационных картах вводится общее понятие запретных зон для полетов авиации. Запретная зона — воздушное пространство установленных размеров над территорией или территориальными водами государства, в пределах которого полеты воздушных судов запрещены. Также следует отметить наличие понятия «зон ограничения полетов», которые представляют собой воздушное пространство установленных размеров над территорией или территориальными водами государства, в пределах которого полеты воздушных судов ограничены определенными условиями, кроме того существует термин «опасных зон» — воздушное пространство установленных размеров, в пределах которого в определенные периоды времени

может осуществляться деятельность, представляющая опасность для полетов воздушных судов [2].

Наличие электронной аэронавигационной информации, внедрение навигационных систем, обеспечивающих предоставление точной информации о местонахождении летательных аппаратов, создали предпосылки быстрой разработки надежных электронных карт для отображения этой информации. Система отображения электронных аэронавигационных карт позволяет обеспечить непрерывное отслеживание местоположения летательного аппарата в зависимости от этапа полета и с учетом соответствующих эксплуатационных требований. Принимая во внимание вышеизложенное при формировании маршрута БЛА, стоит задача облета «запретных зон» в автоматическом режиме.

Согласно международным стандартам и рекомендуемой практики при первоначальном установлении государством запретных зон, опасных зон или зон ограничения полетов каждой зоне присваивается обозначение и об этих зонах публикуются подробные сведения. Эти зоны должны быть как можно меньше и иметь простые геометрические очертания для облегчения ссылок на них всеми заинтересованными сторонами [3].

Выделяется несколько визуальных форм границ запретных зон для полета, которые представлены на рис. 1 [4].

На рис. 2 представлена кинематическая схема наведения БЛА в заданной (О^Х^Т®^) изменяющейся системе координат, где к — номер точки пространства, через которую должна пройти траектория БЛА [5]. В данном случае к = 1,3.

Рассматривается наведение в горизонтальной плоскости, при этом можно отметить, что, пространственная модель принципиальных отличий иметь не будет. На рис. 2 обозначено V — вектор скорости БЛА. С учетом реальных условий применения БЛА принято, что IV =const. V (к) — проекция вектора скорости БЛА на ось Т9к\ ф(к) — угол ориентации вектора скорости БЛА в к-й точке пространства. В^к) -вектор дальности от начальной (к-1-й) до конечной (к-й) точки к-го интервала траектории. О(к) — начало заданной инерциальной системы координат на к-м интервале траектории полета БЛА. В общем случае к = 0, N .

Рис. 1. Формы границ запретных зон: а — круглая форма; б — прямоугольная форма; в — многогранная форма

в вертикальной плоскости. Такая задача может иметь место в ситуации, когда БЛА осуществляет полет на большой высоте, затем снижается для выполнения задачи и опять набирает высоту, необходимую для предотвращения столкновения с наземными объектами [6].

Как правило ограничения в горизонтальной плоскости представляются наиболее важными так как могут иметь сложную конфигурацию и находиться в непосредственной близости друг от друга, а в некоторых случаях — сосредотачиваться на малых площадях, что усложняет процесс маневрирования летательного аппарата, требуя четкой и выверенной траектории облета, исключающей незапланированного нарушения границ запретных зон и возможности заблаговременного маневра БЛА.

Рис. 2. Кинематическая схема наведения БЛА

В данной постановке задачи особенностью является задание на каждом заданном интервале траектории полета БЛА новой инерци-альной системы ординат (О^Х^Т®^). При этом начало системы координат О® на каждом к-м интервале совпадает с предыдущей заданной точкой траектории полета. При рассмотрении пространственной модели траектории ось О(к)Хк) направлена на следующую к+1-ю точку траектории, ось О(к)Тк) направлена вертикально вверх, ось О^Ё® составляет с осями О(к) Хк) и О(к)Т(к) правую систему координат.

При математическом моделировании запретная зона представляет собой некую область пространства, описываемую множеством точек с заданными координатами. Формирование пространственной траектории БЛА для облета запретной зоны можно представить как решение задачи в двух плоскостях с последующим их объединением. В работе [6] решается задача аналитический синтеза управляющего ускорения беспилотного летательного аппарата с учетом формирования траектории

Формирование оптимальной траектории полета БЛА

Рассмотрим решение задачи по формированию траектории БЛА при облете запретной зоны с учетом того, что необходимо обеспечить такое наведение БЛА, при котором оптимальным образом выполняются основные требования, предъявляемые к облику системы управления БЛА и обеспечивается заданная точность приближения траектории полета БЛА к заданным точкам пространства. В качестве запретной зоны будем рассматривать запретную зону № 181 Минского национального аэропорта «Минск 2», входящего в юрисдикцию Министерства транспорта и коммуникаций [4]. Ограничения по высоте в данном случае не рассматриваются так как стоит задача горизонтального облета запретной зоны на безопасном расстоянии. Дополнительные

ограничения по высоте могут быть учтены при необходимости.

В общем случае математическое моделирование полета БЛА включают в себя большое число математических выражений, которые описывают перемещение БЛА как твердого тела в пространстве, включающие уравнения кинематики и динамики движения центра масс и относительно центра масс. Математическая постановка задачи оптимизации представляет собой векторно-матричное управление состояния:

X (t ) = A(t ) X (t ) + B(t )U (t), X (t0) = Xg (1) и квадратичный функционал Летова-Калмана [7]:

■ J [ X (t)T Q(t ) X (t ) + U (t)T S (t)U (t ) ] d

В выражениях (3) обозначено: х(к), ^(к) — координаты центра масс БЛА в заданной к-й системе координат; vJ■k), — проекции вектора скорости V БЛА на оси к-й системы координат; ах(-к), а(к) — ускорения центра масс БЛА в к-й системе координат. В качестве параметра управления БЛА в данном случае будем рассматривать боковое ускорение БЛА а^ф. Так как в реальных условиях на этапе выполнения БЛА своей основной задачи по мониторингу земной поверхности скорость его полета, как правило, постоянна, то в системе уравнений (3) можно допустить, что vx(к) = ^V2 — (у2(к))2 , где V = IV .

Определим оптимальное управление БЛА (ускорение на к-м интервале траекто-

рии полета. Критерий оптимизации (2) в данном случае будет иметь вид:

В выражении (1,2) Хк = [Ахк, Аук, Дгк ] -вектор, включающий минимальные отклонения относительно промежуточной к-й точки маршрута; X ^) = [ х^), у(1),2^)] — вектор координат центра масс БЛА; и^) = \_ах ^), ау ^), аг ^)] — вектор управлений, состоящий из нормальных ускорений центра масс; А(О, Б(() — матрицы коэффициентов.

Задачу вывода беспилотного летательного аппарата в заданную точку пространства (в том числе подвижную) необходимо рассматривать аналогично задачам, которые решаются известными методами синтеза системы самонаведения летательного аппарата на цель [8]. Задача формирования траектории полета БЛА по заданному заранее маршруту подробно рассматриваются в работе [9].

Рассмотрим для наглядности движение БЛА относительно заданной системы координат на к-м интервале траектории полета в горизонтальной плоскости. Это движение описывается следующей системой линейных дифференциальных уравнений [9]:

J = -2 [c^ — О2 + c2(z(k ) — ] +

где Iк — момент времени, при котором БЛА достигает заданной к-й точки пространства. ^ад(к) — заданное значение проекции скорости БЛА на ось О(к)2(к) соответствующей инерци-альной системы координат на к-м интервале в момент tk. 7зад(к)- боковая координата заданной к-й точки траектории полета БЛА в момент tk. сь с2, С3 — коэффициенты, которые задаются с учетом размерности параметров функционала (3).

В работе [9] на основе известных результатов аналитического решения подобных задач [10] получено выражение для бокового ускорения а обеспечивающего полет БЛА по оптимальной траектории:

аг V ,7, t) = -Л„ (t) \уг ^) — ]—Лг (t) (t) — ^ ],

где Л (t) = (1/С2) + (1/c1)(tk -1)2 + 1/3(Гк -t)3

Бесполётная зона для Дронов.

Получил северный гектар за городом. Не хочу, чтобы над ним летали дроны. Каков порядок оформления бесполётной зоны над моим участком, чтобы она была занесена на все карты, какие положено? Нужно ли на земле устанавливать какие-то таблички, уведомляющие, что полёт дронов над участком запрещён? Как устанавливаются границы бесполётной зоны? По кадастровой карте?

Ответы на вопрос (9):
26.01.2021, 22:47,
г. Ставрополь

— Здравствуйте уважаемый посетитель сайта, существуют особо охраняемые территории, полёты над которыми запрещены, но это не частные территории, а охраняемые. Для защиты важных государственных объектов и ключевых промышленных комплексов в воздушном пространстве над ними могут устанавливаться запретные зоны (п. 29 Правил, приказ Минтранса России от 17 декабря 2018 г. № 451). Во время полётов беспилотников, так же как и других воздушных судов, должны соблюдаться федеральные правила использования воздушного пространства РФ. Для полётов в населенном пункте требуется разрешение органа местного самоуправления. Для разрешенных полетов дронов устанавливается временный или местный режим или вводятся кратковременные ограничения использования воздушного пространства в определенной зоне в интересах запускающих их лиц (п. 52 Правил) – в порядке, закрепленном соответствующей инструкцией (приказ Минтранса России от 27 июня 2011 г. № 171).

Удачи вам и всего хорошего, с уважением юрист Лигостаева А.В.

Пожаловаться
26.01.2021, 22:52,
г. Нижний Новгород
Это лучший ответ (выбран автоматически)

Бесполетная зона устаналивается Министерством транспорта совместно с Министерством Кадастра и картографии согласно Постановление Правительства РФ от 11.03.2010 N 138 (ред. от 02.12.2020) «Об утверждении Федеральных правил использования воздушного пространства Российской Федерации»

Если ваша зона данными проектами Министерств не включена в бесполетную, своими заявлениями или действиями вы не можете обязать вам выделить бесполетную зону над вашим участком.

Пожаловаться
26.01.2021, 22:54,

Данный вопрос закреплен в:

Постановление Правительства РФ от 11.03.2010 N 138 (ред. от 02.12.2020) «Об утверждении Федеральных правил использования воздушного пространства Российской Федерации»

Установление и использование структуры

11. Границы зон (районов) Единой системы утверждаются Министерством транспорта Российской Федерации.

Организация использования воздушного пространства в зонах (районах) Единой системы осуществляется органами Единой системы.

12. Районом полетной информации является воздушное пространство в границах зоны (района) Единой системы, в пределах которого обеспечиваются полетно-информационное обслуживание и аварийное оповещение.

Районы полетной информации могут устанавливаться для неконтролируемых аэродромов, а также вертодромов и посадочных площадок в случае наличия на них органа (службы), предназначенного для обеспечения полетно-информационного обслуживания и аварийного оповещения.

(абзац введен Постановлением Правительства РФ от 02.12.2020 N 1991)

13. Диспетчерским районом является контролируемое воздушное пространство выше 200 м от земной или водной поверхности в пределах района полетной информации.

В границах диспетчерского района может устанавливаться узловой диспетчерский район.

14. Диспетчерской зоной является контролируемое воздушное пространство в пределах района полетной информации, от земной или водной поверхности до высоты нижней границы диспетчерского района или высоты второго эшелона включительно, как правило, в радиусе не менее 10 км от контрольной точки аэродрома.

Диспетчерская зона может устанавливаться над 2 и более близко расположенными аэродромами.

В период, когда на аэродроме, вертодроме или посадочной площадке диспетчерское обслуживание воздушного движения органом обслуживания воздушного движения (управления полетами) не предоставляется, воздушное пространство класса C диспетчерской зоны классифицируется как воздушное пространство класса G, за исключением воздушного пространства, в котором диспетчерское обслуживание предоставляется другим органом обслуживания воздушного движения (управления полетами).

(абзац введен Постановлением Правительства РФ от 05.09.2011 N 743; в ред. Постановлений Правительства РФ от 14.02.2017 N 182, от 02.12.2020 N 1991)

(см. текст в предыдущей редакции)

15. Маршрут обслуживания воздушного движения в соответствующих случаях обозначает воздушную трассу, маршрут зональной навигации, местную воздушную линию.

19. Маршруты обслуживания воздушного движения и данные о воздушном пространстве свободной маршрутизации, в том числе условия использования маршрутов обслуживания воздушного движения и воздушного пространства свободной маршрутизации для полетов воздушных судов иностранных государств публикуются Федеральным агентством воздушного транспорта в документах аэронавигационной информации.

Надо писать в Федеральное агенство воздушного транспорта.

И в министерство Транспорта РФ.

Можете обратиться к любому юристу с сайта.

Тк прямая реклама запрещена правилами сайта.

Пожаловаться
26.01.2021, 23:01,
г. Краснодар
Это лучший ответ (выбран автоматически)

Есть такой государственный орган как Министерство транспорта Российской Федерации. Именно данное министерство утверждает границы зон (районов) Единой системы.

Кроме того, существует Федеральное агентство воздушного транспорта, которое занимается Маршрутами обслуживания воздушного движения и данные о воздушном пространстве.

Обращайтесь в данные органы, можете приложить выписку из кадастра на участок.

Таблички можете установить на своем участке, что полет дронов над ним категорически запрещен. Никакого нарушения закона в этом не будет.

Постановление Правительства РФ от 11.03.2010 N 138 (ред. от 02.12.2020) «Об утверждении Федеральных правил использования воздушного пространства Российской Федерации»,п.11,19

Пожаловаться
26.01.2021, 23:03,
г. Симферополь
Это лучший ответ (выбран автоматически)

Здравствуйте! Вы можете обратиться за подробной информацией в Минтранс с интересующим Вас вопросом, либо в Федеральную службу государственной регистрации, кадастра и картографии! Но если Ваш земельный участок не относиться к ниже приведенным, то решить не сможете!

33. Зоны ограничения полетов устанавливаются в воздушном пространстве Российской Федерации для введения особых условий, ограничивающих полеты воздушных судов.

Зоны ограничения полетов, в которых особые условия ограничивают полеты воздушных судов на постоянной основе (постоянные зоны ограничения полетов), устанавливаются над охраняемыми объектами или особо важными государственными объектами.

Постоянные зоны ограничения полетов могут устанавливаться над государственными природными заповедниками, национальными парками, памятниками истории и культуры.

Зоны ограничения полетов, в которых особые условия временно обеспечивают безопасность использования воздушного пространства других пользователей (временные зарезервированные зоны ограничения полетов), устанавливаются при:

проведении на полигонах стрельб, пусков ракет, бомбометаний, десантирования;

проведении стрельб для обеспечения защиты сельскохозяйственных растений от градобития, регулирования осадков и в ходе работы противолавинных служб;

проведении работ с боеприпасами на объектах их хранения;

осуществлении научных исследований в атмосфере;

проведении взрывных работ;

выполнении полетов в специальных зонах вне районов аэродромов (вертодромов).

Пункт в редакции, введенной в действие с 17 декабря 2020 года постановлением Правительства Российской Федерации от 2 декабря 2020 года N 1991.

А так же ЗК РФ Статья 106. Установление, изменение, прекращение существования зон с особыми условиями использования территорий

(введена Федеральным законом от 03.08.2018 N 342-ФЗ)

1. Правительство Российской Федерации утверждает положение в отношении каждого вида зон с особыми условиями использования территорий, за исключением зон с особыми условиями использования территорий, которые возникают в силу федерального закона (водоохранные (рыбоохранные) зоны, прибрежные защитные полосы, защитные зоны объектов культурного наследия), в котором должны быть определены:

Пожаловаться
26.01.2021, 23:24,
г. Владикавказ

Здравствуйте Пётр Петрович

По запрету полетов дронов над вашей территорией вы можете обратиться в Федеральное агентство воздушного транспорта (Росавиация)

На портале https://www.gosuslugi.ru на странице услуги, для которой, обеспечена возможность подачи заявления в электронном виде, активна кнопка «Получить услугу».

27 сентября 2019 вступили в силу Правила учета беспилотных гражданских воздушных судов с максимальной взлетной массой от 0,25 килограмма до 30 килограммов, ввезенных в Российскую Федерацию или произведенных в Российской Федерации, утвержденные постановлением Правительства Российской Федерации от 25.05.2019 № 658 (далее – Правила учета БВС).

В п. 52 правил использования воздушного пространства Российской Федерации внесены изменения

Постановлением Правительства РФ от 03.02.2020 N 74 «О внесении изменений в Федеральные правила использования воздушного пространства Российской Федерации»

Использование воздушного пространства беспилотным воздушным судном в воздушном пространстве классов A, C и G осуществляется на основании плана полета воздушного судна и разрешения на использование воздушного пространства.

Использование воздушного пространства беспилотным воздушным судном осуществляется посредством установления временного и местного режимов, а также кратковременных ограничений в интересах пользователей воздушного пространства, организующих полеты беспилотных воздушных судов.».

6. Дополнить пунктом 52 (1) следующего содержания:

«52 (1). Положения пункта 52 настоящих Правил не применяются в случае выполнения визуальных полетов беспилотных воздушных судов с максимальной взлетной массой до 30 кг, осуществляемых в пределах прямой видимости в светлое время суток на высотах менее 150 метров от земной или водной поверхности:

а) вне диспетчерских зон аэродромов гражданской авиации, районов аэродромов (вертодромов) государственной и экспериментальной авиации, запретных зон, зон ограничения полетов, специальных зон, воздушного пространства над местами проведения публичных мероприятий, официальных спортивных соревнований, а также охранных мероприятий, проводимых в соответствии с Федеральным законом «О государственной охране»

Порядок разработки аэронавигационной информации, а также правила предоставления аэронавигационной информации устанавливаются Министерством транспорта Российской Федерации.

Приказ Минтранса России от 31.10.2014 N 305 «Об утверждении Порядка разработки и правил предоставления аэронавигационной информации» (Зарегистрировано в Минюсте России 05.05.2015 N 37119)

II. Порядок разработки аэронавигационной информации

6. Разработка аэронавигационной информации включает составление (формирование) исходных аэронавигационных данных, исходной аэронавигационной информации, представление их в орган аэронавигационной информации, последующую обработку и проверку органом аэронавигационной информации и предоставление пользователям официальных аэронавигационных данных, официальной аэронавигационной информации, обработчикам официальных аэронавигационных данных, официальной аэронавигационной информации, поставщикам аэронавигационной информации, аэронавигационных данных.

Пожаловаться
27.01.2021, 04:21,
Это лучший ответ (выбран автоматически)

Здравствуйте! Полагаю любые ваши обращения в любые государственные органы и учреждения не привлекут для вас желаемого результата, а превратятся в бесконечную переписку, по крайней мере пока. Перечень запретных зон и зон ограничения полетов в настоящее время установлен приказами Минтранса России от 17.12.2018 № 451 «Об установлении запретных зон» и от 17.12.2018 № 452 «Об установлении зон ограничения полетов». Как следует из Федеральных правил использования воздушного пространства РФ использование дронов в населённых пунктах может осуществляться только при наличии разрешения на взлёт, и установления органами местного самоуправления границ, однако сопутствующие нормы еще не доработаны, как планируется в ближайшие годы будут разрешены вопросы об ответственности владельцев дронов, а также о возможности собственников земельных участков сбивать соответствующие дроны при осуществлении действий по вторжении в частную жизнь граждан.

Пожаловаться
27.01.2021, 06:03,

Уважаемый Петр Петрович!

Не самая приятная для Вас новость.[/b]

Установить беспилотную зону над Вашим участком Вы, к сожалению, не сможете.

За несколько последних лет в отношении дронов было принято ряд законодательных и нормативных актов.

П.3.2 ст.33. [b]Государственная регистрация и государственный учет воздушных судов Воздушного кодекса Российской Федерации от 19.03.1997 N 60-ФЗ определяет, что

Беспилотные гражданские воздушные суда с максимальной взлётной массой от 0.25 килограмма до 30 килограммов, ввезённые в Российскую Федерацию или произведённые в Российской Федерации, подлежат учёту в порядке, установленном Правительством Российской Федерации».

Проработка этого положения произведена в Постановлении Правительства Российской Федерации от 25.05.2019 №658 «Об утверждении Правил учёта беспилотных гражданских воздушных судов с максимальной взлётной массой от 0.25 килограмма до 30 килограммов, ввезенных в Российскую Федерацию или произведенных в Российской Федерации».

Заявление о постановке беспилотного воздушного судна на учёт, предусмотренное пунктом 8 Правил, утверждённых настоящим постановлением, в отношении беспилотного гражданского воздушного судна с максимальной взлётной массой от 0.25 килограмма до 30 килограммов, ввезённого в Российскую Федерацию или произведенного в Российской Федерации до дня вступления в силу настоящего постановления, направляется владельцем такого воздушного судна в Федеральное агентство воздушного транспорта в срок, не превышающий 30 дней со дня вступления в силу настоящего постановления

3 февраля 2020 года было подписано постановление правительства №74 «О внесении изменений в Федеральные правила использования воздушного пространства Российской Федерации» №74

Теперь беспилотные летательные аппараты смогут совершать полеты без получения разрешения в Единой системе организации воздушного движения. Это определенно плюс, причем очень ощутимый. Фактически теперь можно использовать квадрокоптеры и другие авиамодели без подачи плана полетов. При этом высота полета может достигать 150 метров (что даже больше, чем во многих странах, где планка стоит на 120 метрах). По истине удивительное нововведение!

Это касается не только маленьких аппаратов (типа DJI Mavic Mini), но и любых других (самолетов, вертолетов, дронов и прочего весом до 30 кг. Главное — прямая видимость, светлое время суток и высота не более 150 метров от поверхности воды или земли.

По прежнему полеты должны проходить ВНЕ зон аэродромов гражданской авиации, районов аэродромов, различных запретных зон и зон ограничения полетов, зон проведения публичных мероприятий, охранных мероприятий в соответствии с Федеральным законом «О государственной охране» от 27.05.1996 N 57-ФЗ и в удалении не менее 5 км от «контрольных точек неконтроллируемых аэродромов и посадочных площадок».

Бесполетные зоны РФ https://pilothub.ru/airmap

Подача заявления физическим лицом об установлении беспилотной зоны над его садовым и иным землевладением законом не предусмотрена. Утверждения о том, что это можно сделать, подав заявление в местные органы власти или обратиться в Минтранс являются законодательно несостоятельными

Формирование полетных зон беспилотных летательных аппаратов по степени устойчивости управления ими в условиях применения средств противовоздушной обороны и радиоэлектронного подавления Текст научной статьи по специальности «Математика»

маршрут полета / беспилотный летательный аппарат / устойчивость управления / геотопологическая модель / театр военных действий. / flight route / unmanned aerial vehicle / control stability / geotopological model / theater of operations.

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Васильченко Александр Сергеевич, Иванов Максим Сергеевич, Малышев Владимир Александрович

Актуальность. Боевое применение беспилотных летательных аппаратов (БЛА) специального назначения, как правило, происходит на театрах военных действий (ТВД), оборудованных средствами противовоздушной обороны (ПВО) и радиоэлектронного подавления (РЭП) противника. Целью данной работы является повышение живучести БЛА и устойчивости управления им на ТВД оборудованных средствами ПВО и РЭП противника. Результаты. В статье предложена методика для формализованного формирования зон ПВО и РЭП на основе методов теории кластеризации. В дальнейшем зоны ПВО и РЭП учитываются при автоматизированном маршрутном управлении БЛА путем формирования маршрута полета БЛА в обход этих зон. Новизна. Новизной данного решения, отличающей его от известных работ в области формирования маршрутов полетов БЛА, является учет в качестве препятствий для полета БЛА двух типов дестабилизирующих факторов – воздействие средств ПВО и воздействие средств РЭП. Эти факторы формализуются в виде интегральной метрики узлов графа геотопологической модели зоны полетов на ТВД. При этом для формирования «бесполетных» зон, в которых высока вероятность поражения БЛА, и зон нарушения управления им, вследствие воздействия средств РЭП, используется математический алгоритм иерархической кластеризации Ланса-Вильямса. Проверка связности маршрутной сети основана на методе определения сильносвязных областей графа. Практическая значимость. Данное решение позволяет повысить устойчивость управления БЛА при их боевом применении на ТВД, оборудованных средствами ПВО и РЭП.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Unmanned aerial vehicles flight zones formation, based on their control stability degree in air defense and electronic warfare conditions

Relevance. Combat use of special purpose unmanned aerial vehicles (UAVs) usually happens in thea-ters of operations (TO), which are equipped with air defense (AD) and electronic warfare (EW). The aim of the paper is to increase the survivability of UAVs and stability of their control in TO which are equipped with AD and EW facilities. Results. The method of formation of AD and EW zones based on the methods of clustering theory is proposed in the article. Such AD and EW zones are taken into account in the UAVs au-tomated route control when the UAVs flight route which passes out of these zones is formed. Novelty. The novelty of this decision is the consideration of two types of destabilizing factors: the AD means and the EW equipment impacts as the UAVs flight obstacles. These factors are formalized in the form of integral metric of graph nodes of the geotopological model of the flight zones in TO. In addition, the mathematical algo-rithm of hierarchical clustering of Lance-Williams for the «no-fly» zones formation, where the probability of UAV defeat is high, and for «off control» zones, because of the EW means impact is used. The connectivity test of a route network in TO is based on a strongly connected graph regions determining method. Practical significance of the work. The method allows to increase the stability of UAVs control at their flights in TO equipped with AD means and EW equipment.

Текст научной работы на тему «Формирование полетных зон беспилотных летательных аппаратов по степени устойчивости управления ими в условиях применения средств противовоздушной обороны и радиоэлектронного подавления»

Системы управления,связи и безопасности №4. 2019

Systems of Control, Communication and Security ISSN 2410-9916

Формирование полетных зон беспилотных летательных

аппаратов по степени устойчивости управления ими в условиях применения средств противовоздушной обороны и радиоэлектронного подавления

Васильченко А. С., Иванов М. С., Малышев В. А.

Актуальность. Боевое применение беспилотных летательных аппаратов (БЛА) специального назначения, как правило, происходит на театрах военных действий (ТВД), оборудованных средствами противовоздушной обороны (ПВО) и радиоэлектронного подавления (РЭП) противника. Целью данной работы является повышение живучести БЛА и устойчивости управления им на ТВД оборудованных средствами ПВО и РЭП противника. Результаты. В статье предложена методика для формализованного формирования зон ПВО и РЭП на основе методов теории кластеризации. В дальнейшем зоны ПВО и РЭП учитываются при автоматизированном маршрутном управлении БЛА путем формирования маршрута полета БЛА в обход этих зон. Новизна. Новизной данного решения, отличающей его от известных работ в области формирования маршрутов полетов БЛА, является учет в качестве препятствий для полета БЛА двух типов дестабилизирующих факторов — воздействие средств ПВО и воздействие средств РЭП. Эти факторы формализуются в виде интегральной метрики узлов графа геотопологической модели зоны полетов на ТВД. При этом для формирования «бесполетных» зон, в которых высока вероятность поражения БЛА, и зон нарушения управления им, вследствие воздействия средств РЭП, используется математический алгоритм иерархической кластеризации Ланса-Вильямса. Проверка связности маршрутной сети основана на методе определения сильносвязных областей графа. Практическая значимость. Данное решение позволяет повысить устойчивость управления БЛА при их боевом применении на ТВД, оборудованных средствами ПВО и РЭП.

Ключевые слова: маршрут полета, беспилотный летательный аппарат, устойчивость управления, геотопологическая модель, театр военных действий.

Анализ опыта применения беспилотных летательных аппаратов (БЛА) в последних локальных военных конфликтах, а также опыт применения БЛА в операции Воздушно-космических сил (ВКС) РФ в Сирии показал, что БЛА преимущественно применяются в тех районах театра военных действий (ТВД), где применение пилотируемой авиации неоправданно или нецелесообразно в виду высокой вероятности поражения пилотируемых летательных аппаратов (ЛА). Основными угрозами для БЛА на современном ТВД является возможность поражения их средствами зенитно-ракетных комплексов (ЗРК) противовоздушной обороны (ПВО), а также нарушение функционирования средствами

Библиографическая ссылка на статью:

Васильченко А. С., Иванов М. С., Малышев В. А. Формирование полетных зон беспилотных летательных аппаратов по степени устойчивости управления ими в условиях применения средств противовоздушной обороны и радиоэлектронного подавления // Системы управления, связи и безопасности. 2019. № 4. С. 262-279. DOI: 10.24411/2410-9916-2019-10410. Reference for citation:

Vasilchenko A. S., Ivanov M. S., Malyshev V. A. Unmanned aerial vehicles flight zones formation, based on their control stability degree in air defense and electronic warfare conditions. Systems of Control, Communication and Security, 2019, no. 4, pp. 262-279. DOI: 10.24411/2410-9916-2019-10410 (in Russian).

Системы управления,связи и безопасности №4. 2019

Systems of Control, Communication and Security ISSN 2410-9916

радиоэлектронного подавления (РЭП) командной радиолинии управления (КРУ) между пунктом управления (ПУ) и БЛА.

Анализ известных работ и технологических решений показывает, что в подавляющем числе работ живучесть БЛА в условиях применения по ним ЗРК ПВО и помехоустойчивость КРУ БЛА в условиях применения средств РЭП рассматриваются без учета возможностей пространственного маневра БЛА с целью обхода зон ПВО и РЭП. В существующих автоматизированных системах управления (АСУ) БЛА не учитываются, возможности по заблаговременному формированию «бесполётных» зон, в которых вероятность поражения средствами ЗРК ПВО выше безопасного значения, а также автоматизированного формирования таких маршрутов полета БЛА, которые обеспечивают требуемый уровень устойчивости управления по КРУ «ПУ — БЛА» в том числе в условиях воздействия средств РЭП. Вместе с тем, именно пространственная маневренность и скрытность БЛА должна быть положена в основу их гибкого боевого применения, а устойчивость управления БЛА должна достигаться в числе прочего и маршрутным маневром с целью обхода зон заведомого тактического преимущества противника.

Целью данной работы является разработка теоритических решений, направленных на формализованное формирование зон ПВО и РЭП на ТВД, на основе методов теории кластеризации для последующего учета этих зон при автоматизированном формировании маршрутов полета БЛА.

Анализ известных работ в исследуемой области

Общим проблемам управления авиацией посвящены работы научных школ академика РАН Е.А. Федосова [1], члена-корреспондента РАН В.С. Вербы [2, 3]. Основам организации радиоуправления ЛА и БЛА посвящены работы научной школы В.И. Меркулова [5, 6].

Особенности реального управления и применения БЛА, в том числе и в условиях боевых действий, а также противодействия ПВО и РЭП подробно рассмотрены в работах: С.И. Макаренко [7, 8], М.К. Казамбаева, Б.Ж. Куатова [9], Б.И. Казарьяна [10], В.В. Ростопчина [11]. Опыт реального боевого применения БЛА, а также мнение ведущих специалистов по радиоуправлению БЛА — В.С. Вербы и В.И. Меркулова [1-6], показывает, что для управления БЛА первостепенное значение имеет обеспечение непрерывной устойчивой связи с ними, а также обход управляемыми БЛА районов тактического преимущества противника — зон ПВО и РЭП.

Анализ данных работ показывает, что проблематика оценки уязвимости БЛА к воздействию боевых факторов ПВО и РЭП является чрезвычайно актуальной и относительно новой, что подтверждается тем, что первые теоритиче-ские работы в этой области относятся к периоду не ранее 2012 года.

Необходимо отметить, что общий подход к маршрутному управлению БЛА с обходом опасных зон и препятствий не является принципиально новым. В настоящее время, известны работы: И.А. Батраевой Д.П. Тетерина [12], Н.П. Зубова [13], А.Н. Козуба, Д.П. Кучерова [14], Г.Н. Лебедева, А.В. Рума-кина [15], А.Н. Попова [16], К.С. Яковлева, Е.С. Баскина, А.А. Андрейчука [17].

Системы управления,связи и безопасности №4. 2019

Systems of Control, Communication and Security ISSN 2410-9916

В этих работах рассматриваются вопросы формирования маршрутов полета БЛА, в том числе с облетом препятствий, а также с учетом различного рода дестабилизирующих факторов, таких как неровности поверхности Земли, боковой ветер, условия городской застройки. Однако во всех вышеуказанных работах, за исключением работы [16], в качестве препятствий не рассматривались зоны противодействия полету БЛА со стороны противника. Ближайшим аналогом решения задачи формирования маршрута полета БЛА в обход зон противодействия противника, решаемой в данной работе, является работа [16]. Однако задача формирования маршрута БЛА в обход зон противодействия противника в работе [16] ставится не как задача кластеризации, а как задача численного приближенного решения динамической системы дифференциальных уравнений, описывающих пространственное движение БЛА, при этом специфика средств ПВО и РЭП в работе [16] не рассматривается.

Анализ практики управления БЛА показал, что в практике их эксплуатации зачастую «бесполётные» зоны назначаются в административном порядке, либо эвристически формируются операторами АСУ БЛА в соответствии с собственным пониманием складывающейся тактической обстановки. Одним из подходов к решению задачи научно-обоснованного формирования зон ПВО и РЭП является группирование узлов геотопологической модели в отдельные множества, называемые кластерами. Решение задачи декомпозиции сети на отдельные кластеры является довольно стандартным подходом в предметной области телекоммуникационных сетей. В частности, подходы к кластеризации телекоммуникационных сетей представлены в работах [18-20]. В интересах решения поставленной в данной статье задачи предлагается воспользоваться вышеуказанными подходами, связанными с декомпозицией графа на отдельные кластеры, для решения задачи выделения на геотопологической модели ТВД областей, в которых БЛА подвергаются воздействию средств ПВО и РЭП. Использование вышеуказанных известных теоритических подходов в новой области — в области управления БЛА на ТВД в условиях применения средств ПВО и РЭП, формирует основные элементы научной новизны результатов данной работы.

Формализация зоны полетов БЛА на ТВД в виде геотопологической модели

В качестве дестабилизирующих факторов, угрожающих нарушению управления БЛА на ТВД можно рассматривать:

1) фактор применения противником ЗРК ПВО, ориентированный на поражение БЛА и тем самым уничтожения самого объекта управления;

2) фактор применения противником средств РЭП, ориентированный на подавление КРУ БЛА и тем самым нарушение гарантированного доведения до БЛА управляющих команд.

Данные факторы могут быть формализованы через соответствующие показатели — вероятность поражения БЛА средствами ПВО (Рпор) и вероятность подавления КРУ БЛА средствами РЭП (Рпод). Предметом данной работы не является разработка методик определения Рпор и Рпод. Для определения этих веро-

Системы управления,связи и безопасности №4. 2019

Systems of Control, Communication and Security ISSN 2410-9916

ятностей можно использовать известные работы в области оценки живучести БЛА в условиях применения против них ЗРК ПВО [11, 21], а также результаты известных работ в области оценки помехозащищенности систем радиосвязи [11, 22-27].

Для формального представления зоны выполнения боевой задачи БЛА формируется геотопологическая модель зоны полетов, покрывающая соответствующую область ТВД. Пример подобной зоны, соответствующий применению комплексов РЭП «Житель» и «Лесочек», а также ЗРК «Панцирь-С1» против разведывательных БЛА «Орлан-10» при проведении стратегических учений «Запад-2017», представлен на рис. 1. Масштаб и дискретность сетки геотопологической модели выбираются исходя из практики управления полетом БЛА и из возможностей вычислительных средств ПУ. Обычно шаг дискретизации линий сетки составляет 5 или 10 км.

Рис. 1. Зона полетов БЛА на ТВД

Отметим, что в настоящее время средства АСУ БЛА при формировании маршрута полета не учитывают зоны ПВО и РЭП. В этом случае маршрут БЛА

Системы управления,связи и безопасности №4. 2019

Systems of Control, Communication and Security ISSN 2410-9916

будет проложен по прямому пути между аэродромом базирования БЛА и целью. Однако в этом случае существует определенная возможность, что на отдельных участках маршрута БЛА может быть поражен средствами ПВО или лишиться управления вследствие подавления средствами РЭП линии КРУ. Пример такой ситуации представлен на рис. 1.

(0; 0) — (0; 0) — (0; 0) — (0; 0,4) — (0; 0,7) — (0; 0,3) — (0; 0) — (0; 0) — (0; 0) — (0; 0) — (0; 0)

(0; 0,6) — (0; 0,9) — (0; 0,7) — (0; 0,8) — (0; 0,9) — (0; 0,7) — (0; 0,2)- (0; 0) — (0; 0) — (0; 0) — (0; 0)

(0; 0,2)- (0; 0,4)- (0; 0,2)- (0; 0,1) — (0; 0,1) — (0,5; 0) — (0,7; 0) — (0,7; 0) — (0,6; 0) — (0,1; 0) -(0; 0)

(0; 0)-(0; 0)- (0; 0,2) — (0; 0,4) — (0,2; 0,2) — (0,7; 0) — (0,9; 0) — (0,9; 0) — (0,6; 0) — (0,1; 0) -(0; 0)

(0; 0)- (0; 0,2) — (0; 0,4) — (0; 0,8) — (0,1; 0,7) — (0,3; 0,5) — (0,7; 0) — (0,7; 0) — (0,3; 0) -(0; 0)- (0; 0)

Рис. 2. Геотопологическая модель для тактической обстановки,

представленной на рис. 1

Пересечения линий сетки геотопологической модели формируют узлы графа. Каждому и-му узлу данного графа сопоставим пару значений (Рпор и, Рпод и), которые определяют вероятность поражения БЛА средствами ПВО (Рпор и) и вероятность подавления его КРУ средствами РЭП (Рпод и) при его нахождении в месте, координаты которого совпадают с месторасположением иго узла. Пример формирования значений (Рпор и, Рпод и) для тактической обстановки, приведённой на рис. 1, представлен на рис. 2. Сформированная таким

Системы управления,связи и безопасности №4. 2019

Systems of Control, Communication and Security ISSN 2410-9916

образом геотопологическая модель будет являться формализованной основой, на которой будут формироваться зоны ПВО и РЭП.

Постановка задачи на формирование полетных зон БЛА

Для формальной постановки и решения задачи формирования полетных зон БЛА с учетом зон ПВО и РЭП введем следующие обозначения:

с — кластер, являющийся множеством, содержащим узлы, классифицированные по заданному критерию;

С=(с> — множество кластеров, содержащих узлы на различных этапах процесса кластеризации;

О(и, V) — множество вершин и ребер, соответствующее исходному графу геотопологической модели;

О* — связный граф, содержащий узлы геотопологической модели, которые сохранили свойство связности с учетом месторасположения средств воздействия;

О** — множество узлов геотопологической модели, в которых вероятность воздействия на БЛА средствами /-го типа ниже критического значения: ниже Рпоркрит при /=1; ниже Рподкрит при /=2;

О** — множество узлов геотопологической модели, в которых вероятности воздействия на БЛА средствами ПВО и РЭП ниже критического значения; От — транспонированная матрица;

Мрит г — максимальное значение метрики: при /=1 метрика Мкрит 1=Рпоркрит; при /=2 метрика Мкрит 2=Рподкрит;

М — метрика отдельного узла графа О, соответсвующая /-му типу воздействия: при /=1 метрика М1=Рпор; при /=2 метрика М2=Рпод;

М/(Ыг, и/) — значение суммарной метрики Мг на пути из узла и в узел щ п — количество узлов в графе О; п* — количество узлов в графе О*;

^=^ПВОи^РЭП — множество узлов, соответствующих областям, которые подвергаются воздействию средств ПВО Яшо или средств РЭП КРЭП

К — множество узлов, соответствующих областям, которые подвергаются воздействию /-го типа: ^1=^ПВО при /=1; К2=КРЭП при /=2;

Кто — множество узлов, соответствующих областям, которые подвергаются воздействию ПВО;

КРЭП — множество узлов, соответствующих областям, которые подвергаются воздействию средств РЭП;

¿•(иг-, и7) — количество необходимых шагов из узла и для достижения узла

/ — показатель типа воздействия: /=1, соответствует воздействию средств ПВО; /=2, соответствует воздействию средств РЭП;

и= — множество узлов в графе О, соответствующих узлам геотопологической модели;

V= — множество ребер в графе О, соответствующих участкам возможных маршрутов в геотопологической модели;

Системы управления,связи и безопасности №4. 2019

Systems of Control, Communication and Security ISSN 2410-9916

У=УпВОиУрэп — множество узлов, которые в результате учета факторов воздействия средств ПВО и РЭП, утратили свойство связности с графом О*;

Уг — множество узлов, которые в результате учета воздействия фактора г-го типа утратили свойство связности с графом О*: У1=Упво при г=1; У2=Урэп при г=2;

УПВО — множество узлов, которые в результате воздействия средств ПВО, утратили свойство связности с графом О* и являются недоступными для БЛА;

УРЭП — множество узлов, которые в результате воздействия средств РЭП, утратили свойство связности с графом О* и являются доступными для полетов БЛА, но с возможной потерей его управляемости вследствие подавления КРУ;

Рпод и — вероятность подавления КРУ БЛА средствами РЭП при его нахождении в узле и геотопологической модели;

Рподкрит — критическое значение вероятности подавления КРУ БЛА средствами РЭП, при котором реализуется угроза потери управляемости БЛА;

Рпор и — вероятность поражения БЛА средствами ПВО при его нахождении в узле и геотопологической модели;

Рпоркрит — критическое значение вероятности поражения БЛА средствами ПВО, при котором реализуется угроза потери БЛА;

¡, ], к, V, w — счетчики.

На вербальном уровне задача формирования зон ПВО и РЭП на ТВД может быть декомпозирована и представлена в следующем виде:

1) формирование критериальных значений опасности деструктивного воздействия средствами ПВО и РЭП на БЛА: Рпоркрит и Рподкрит; определение для каждого и-го узла геотопологической модели пары значений (Рпор и, Рпод и), соответствующих вероятностям поражения БЛА и подавления его КРУ при нахождении БЛА в месте соответствующем и-му узлу;

2) нахождения подграфа О* графа О, для которого после учета воздействия средств ПВО и РЭП выполняется свойство связности узлов;

3) выделение в графе О* подграфа О**, который соответствует множеству узлов, которые не подвергаются воздействию средств ПВО и РЭП, и подграфа ^=^ПВОи^РЭП, который соответствует множеству узлов подвергнувшимся воздействию средств ПВО Яшо или средств РЭП ЯРЭП.

Решение задачи формирования полетных зон БЛА

Задача формирования зон ПВО и РЭП решается за счет использования метода определения сильносвязных областей графа из теории графов, представленного в работе [28], и алгоритма иерархической кластеризации Ланса-Вильямса из теории кластеризации [29].

Метод определения сильносвязных областей, примененный к графу гео-топологичсекой модели О после учета вероятностей воздействия средств ПВО и РЭП, позволяет за счет поиска в глубину по матрице смежности узлов графа выделить связную область О*, а также множество узлов У=УПВОиУРЭП=О\О*, которые в результате учета воздействия факторов ПВО и РЭП утратили связность с областью О*.

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Системы управления,связи и безопасности

Systems of Control, Communication and Security

Особенностью алгоритма иерархической кластеризации Ланса-Вильямса является объединение объектов по заданному критерию «снизу-вверх». То есть каждый узел помещается в свой отдельный кластер. Отдельные кластеры объединяются при выполнении критерия кластеризации в слитные кластеры. Предлагается применить данный алгоритм к связному графу О* и провести кластеризацию узлов, для которых выполняется условие Рпор и ^Рдоркрит и Рпод и ^Рдодкрит. Это позволит сформировать в составе области О* множество автономных областей КПВО и КРЭП, которые подвергаются воздействию средств ПВО и РЭП соответственно. В качестве показателя кластеризации выбирается метрика М. При формировании множества КПВО под метрикой будем понимать вероятность поражения БЛА средствами ПВО Ми=Рпор и, а при формировании множества КРЭП -вероятность подавления КРУ БЛА средствами РЭП Ми=Рпод и.

Схема методики формирования полетных зон БЛА по степени устойчивости управления представлена на рис. 3. Рассмотрим ее основные этапы.

В начале методики инициализируются исходные данные, необходимые для проверки связности графа сети О, и формирования связной области О* (блок 1 на рис. 3). На первом прогоне формируются кластеры, соответствующие зонам ПВО, при этом /=1, а в качестве метрики М1 узлов, в этом случае, принимается вероятность поражения БЛА средствами ПВО Рпор и, а в качестве критического значения метрики Мкрит 1 выбирается критическое значение вероятности поражения БЛА Рпоркрит (блок 2 на рис. 3).

На первом этапе прогона методики необходимо проверить связность текущего графа О геотопологической модели, т.е. определить, нет ли областей, которые в результате учета фактора ПВО, оказываются недоступными для БЛА. Для определения связности области О используется известный метод определения сильносвязных областей [25]. При использовании данного метода для всех узлов иг-, /=1. п в составе графа О сначала ведется поиск путей в глубину до всех других узлов и/,/=1..п, с целью определения количества шагов з(щ, и/) от и до и/ (цикл из блоков 3-6 на рис. 3). При этом считается, что шаг для достижения следующей вершины возможен (^(иг-, иг+1)=1) если метрика пути на данном шаге менее критического значения (М(иг-, иг+1 )<Рпоркрит), то есть путь со значением вероятности Рпор<Рпоркрит между и и иг+1 существует. После этого ведется расчет количества шагов в обратных путях 8т(щ, и/) тем же способом, но с использованием транспонированной матрицы связности От (блоки 7-11 на рис. 3). Вершины ии щ, между которыми имеются пути из счетного количества шагов в прямом или обратном направлении, добавляются в качестве элементов связного графа О* (блоки 6, 11 на рис. 3). Из тех узлов графа О, которые не вошли в множество связных вершин О*, образуется множество узлов Уг, утративших связность вследствие воздействия /-го типа (блок 12 на рис. 3): Уг=О\О*.

Второй этап прогона ориентирован на формирование кластеров. Для данного этапа инициируются следующие исходные данные. Каждый узел помещается в собственный отдельный кластер (блок 13 на рис. 3). Инициализируется пустое начальное множество К/=, содержащее кластеры, подвергшиеся воздействию /-го типа. Задается критериальное значение воздействия /-го типа в виде показателя Мкрит 1 (блок 16 на рис. 3).

Системы управления,связи и безопасности №4. 2019

Systems of Control, Communication and Security ISSN 2410-9916

Инициализация исходных данных

Э(и, V) — исходный граф геотопологической модели;

п — количество узлов в графе Э;

эЩ и) — количество шагов для достижения узла щ

Э* — граф состоящий из связных узлов;

п* — количество узлов в графе Э*;

У — множество несвязных узлов;

М — метрика канала связи;

? — признак типа воздействия: (=1 — средства

ПВО; (=2 — средства РЭП.

Рпор и — вероятность поражения БЛА

средствами ПВО в и-ом узле;

Рпод и — вероятность подавления КРУ БЛА

средствами РЭП в и-ом узле;

Рпоркрит — критическое значение вероятности

поражения БЛА средствами ПВО;

Pn0дкрит — критическое значение вероятности

подавления КРУ БЛА средствами РЭП;

Счетчики: /, ¡, к, v, w.

Выбрать в качестве показателя кластеризации вероятность поражения средствами ПВО

Выбрать в качестве источника узел U| и провести от него поиск в глубину в графе Э(и, V)

Определить s(uÉ uj) для всех u^uj и Mt(uÉ uj)

Добавить связные узлы с s(u, uj)^m в граф связных узлов G* Vs (и .и j ■ у G* = G * ( и w и j_

Построить транспонированный граф GT(U, V)

Для всех i=1..n,j = 1. n

Выбрать в качестве источника узел и1 и провести от него поиск в глубину в графе

Эт(и, V) в порядке убывания э(и1, и), _для 5(и/, _

Определить sT(u,, uj) для всех u^uj и Mt(uk uj)

Локализация областей воздействия дестабилизирующих средств (-го типа

Инициализация начального множества ^ I кластеров Ск=, к=0. Каждому узлу и, (/=1 ..п)

связного графа Э* ставится в соответствие собственный кластер с,

/ Инициализация начального множества кластеров,

подвергшихся деструктивному воздействию: / __/

/ Задание максимального значения счетчика / итераций, соответствующего количеству узлов в _графе Э*: кт,х=| Э*| -1 = п*-1_/

Г 16 Задание критериального показателя 7 ‘метрики Мкрит г узлов графа по которому ведется / кластеризация

Найти в Ск-1 два кластера с и с с максимальным значением метрики (-го типаМг между ними

Мч = М, (с,,с;) (с,в; ) = агешахМ, (с,,а])

Объединить кластеры c и Cj в слитный кластер cw

Изъять из множества Ck кластеры c и Cj и добавить слитный кластер cw

C, = a, wk, I \ (с,. c, i

Добавить кластер с„ в множество кластеров, соответствующих локальной области воздействия дестабилизирующих средств (-го типа Н1к

Сформировать множество ^ кластеров, которые подверглись воздействию средств (-го типа: к тах

Сформировать множество Э** кластеров, которые не подверглись воздействию средств (-го типа: Э(**=С( кЩ

Добавить связные узлы с 5Т(и и)Фж в граф связных узлов Э*

Уят (и,, и,G* = G * и(и, и и)_

I Граф состоящий из связных узлов Э*=Э*; Множество узлов У(, к которым нет путей:

Определение связной области О* при воздействии дестабилизирующих средств (-го типа

Формирование выходных данных:

I Япво=Я1 — множество узлов, соответствующих областям, которые подвергаются воздействию средств ПВО. I ЯРЭП=Я2 — множество узлов, соответствующих областям, которые подвергаются воздействию средств РЭП. УПВО=У1 — множество узлов которые в результате учета воздействия средств ПВО, являются недоступными для БЛА (утратили связность с остальной частью графа).

УРЭП=У2 — множество узлов которые в результате учета воздействия средств РЭП, являются недоступными для БЛА (утратили связность с остальной частью графа).

У=УПВОиУРЭП — множество узлов которые в результате учета воздействия средств ПВО и РЭП, являются недоступными для БЛА./ О*=О\У — множество связных узлов которые остаются доступными для формирования маршрутов полета БЛА. О**=О\(ЯпВоиЯрэп) — множество связных узлов которые не подверженны воздействию средств ПВО или РЭП, и являются предпочтительными для формирования маршрутов полета БЛА

Рис. 3. Схема методики формирования полетных зон БЛА

Системы управления,связи и безопасности №4. 2019

Systems of Control, Communication and Security ISSN 2410-9916

Процесс формирования областей, которые подверглись воздействию /-го типа, состоит в следующем. С учетом того, что при инициализации каждый узел был помещен в отдельный кластер, формирование областей воздействия состоит в объединении узлов, находящихся в кластерах с и с/, с наибольшими значениями метрики М(сг) и М(с/). При этом значения М(сг) и М(с/) должны превышать критическое значение Мкрит г (блоки 17-22 на рис. 3). Это приводит к тому, что начав с узла с наибольшим значением М, остальные узлы «стягиваются» к нему пока обеспечивается выполнение критерия Мг к > Мкрит г. Процесс продолжается до тех пор пока не останется узлов, соответствующих критерию М1 к > Мкрит г (блок 19 на рис. 3). По завершению процесса объединения кластеров множество К будет содержать кластера, соответствующие автономным областям, которые соответствуют воздействию /-го типа на БЛА. В случае, если критерий Мг к > Мкрит г для объединения кластеров не будет выполнен, то множество Я останется пустым.

После того как завершится прогон для /=1 значению типа воздействия присваивается /=2 и процесс повторяется. При этом для /=2 в качестве метрики узлов М2 принимается вероятность подавления КРУ БЛА средствами РЭП Рпод и, а в качестве критического значения метрики Мкрит 2 выбирается критическое значение вероятности подавления КРУ БЛА Рподкрит (блок 26 на рис. 3).

На последнем этапе методики формируются следующие выходные данные (блок 27 на рис. 3):

ЯПВО=Я1 — множество узлов, соответствующих областям, которые подвергаются воздействию средств ПВО;

ЯРЭп=Я2 — множество узлов, соответствующих областям, которые подвергаются воздействию средств РЭП;

ГПВО=Г1 — множество узлов, которые в результате учета воздействия средств ПВО, являются недоступными для БЛА (утратили связность с остальной частью графа);

УрЭП=Г2 — множество узлов, которые в результате учета воздействия средств РЭП, являются недоступными для БЛА (утратили связность с остальной частью графа);

У= УлВО и Урэп — множество узлов, которые в результате учета воздействия средств ПВО и РЭП, являются недоступными для БЛА;

О*=О\Г — множество связных узлов, которые остаются доступными для формирования маршрутов полета БЛА;

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

О**=О*\(ЯПВОияРЭП) — множество связных узлов, которые не подвержены воздействию средств ПВО или РЭП, и являются предпочтительными для формирования маршрутов полета БЛА.

Таким образом, применение данной методики позволяет разложить исходный граф О, соответствующий геотопологической модели зоны полетов БЛА на ТВД, на связный граф О* и изолированные в результате воздействия ДФ множество узлов ГПВО и ГРЭП. А связный граф О** — разложить на области, подвергшиеся воздействию ПВО и РЭП (ЯПВО и ЯРЭП), и область О**, не подвергшуюся воздействию этих средств, и являющуюся предпочтительной для

Системы управления,связи и безопасности №4. 2019

Systems of Control, Communication and Security ISSN 2410-9916

формирования в ней маршрутов полета БЛА. Пример результата применения данной методики к геотопологической модели на рис. 2 представлен на рис. 4.

Рис. 4. Пример сформированных множеств О*, Я\, Я2 и У2 для графа геотопологической модели зоны полетов БЛА на ТВД

Представленное в статье решение позволяет автоматически на основе геотопологической модели зоны полетов БЛА на ТВД и известном местоположении комплексов РЭП и ЗРК ПВО формировать «бесполетные» зоны, в которых высока вероятность поражения БЛА, и зоны нарушения управления вследствие воздействия средств РЭП. Элементами новизны данного решения, отличающее его от известных работ в области формирования маршрутов полетов БЛА [12-17], а также от известных работ в области кластеризации [18-20], является учет в качестве препятствий для полета БЛА двух типов дестабилизирующих воздействий — воздействие средств ПВО и воздействие средств РЭП. Эти

Системы управления,связи и безопасности №4. 2019

Systems of Control, Communication and Security ISSN 2410-9916

воздействия формализуются в виде интегральной метрики узлов графа геотопологической модели зоны полетов на ТВД. При этом для формирования «бесполетных» зон, в которых высока вероятность поражения БЛА, и зон нарушения управления вследствие воздействия средств РЭП на КРУ БЛА используется математический алгоритм иерархический кластеризации Ланса-Вильямса [28], а проверка связности маршрутной сети основана на методе определения сильносвязных областей графа [29].

1. Бабич В. К., Баханов Л. Е., Герасимов Г. П., Гиндранков В. В., Гришин В. К., Горощенко Л. Б., Зинич В. С., Карпеев В. И., Левитин В. Ф., Максимович В. А., Полушкин Ю. Ф., Слатин В. В., Федосов Е. А., Федунов Б. Е., Широков Л. Е. Авиация ПВО России и научно-технический прогресс: боевые комплексы и системы вчера, сегодня, завтра / под ред. Е.А. Федосова. Монография. — М.: Дрофа, 2004. — 816 с.

2. Верба В. С., Меркулов В. И. Теоретические и прикладные проблемы разработки систем радиоуправления нового поколения // Радиотехника. 2014. № 5. С. 39-44.

3. Верба В. С., Поливанов С. С. Организация информационного обмена в сетецентрических боевых операциях // Радиотехника. 2009. № 8. С. 57-62.

4. Верба В. С. Авиационные комплексы радиолокационного дозора и наведения. Принципы построения, проблемы разработки и особенности функционирования. Монография. — М.: Радиотехника, 2014. — 528 с.

5. Меркулов В. И., Харьков В. П. Оптимизация иерархического управления группой БЛА // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2012. Т. 10. № 8. С. 61-67.

6. Меркулов В. Н., Дрогалин В. В., Канащенков А. Н., Лепин В. Н., Самарин О. Ф., Соловьев А. А. Авиационные системы радиоуправления. Том 1. Принципы построения систем радиоуправлсния. Основы синтеза и анализа / Под ред. А.И. Kaнaщенкова и В.И. Меркулова. — М.: Радиотехника, 2003. -192 с.

7. Макаренко С. И., Иванов М. С. Сетецентрическая война — принципы, технологии, примеры и перспективы. Монография. — СПб.: Наукоемкие технологии, 2018. — 898 с.

8. Макаренко С. И. Информационное противоборство и радиоэлектронная борьба в сетецентрических войнах начала XXI века. Монография. — СПб.: Наукоемкие технологии, 2017. — 546 с.

9. Казамбаев, М. К., Куатов Б. Ж. Некоторые вопросы использования беспилотных летательных аппаратов // Надежность и качество сложных систем. 2017. № 4 (20). С. 97-100. DOI 10.21685/2307-4205-2017-4-13.

10. Казарьян Б. И. Беспилотные аппараты. Способы применения в составе боевых систем // Военная мысль. 2012. № 3. С. 21-26.

11. Ростопчин В. В. Ударные беспилотные летательные аппараты и противовоздушная оборона — проблемы и перспективы противостояния // Беспилотная авиация [Электронный ресурс]. 2019. — URL:

Системы управления,связи и безопасности №4. 2019

Systems of Control, Communication and Security ISSN 2410-9916

https://www.researchgate.net/publication/331772628_Udarnye_bespilotnye_letatelny e_apparaty_i_protivovozdusnaa_oborona_-problemy_i_perspektivy_protivostoania (дата обращения 20.05.2019).

12. Батраева И. А. Тетерин Д. П. Алгоритм планирования траектории движения беспилотного летательного аппарата при выполнении поисково-спасательных операций // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2018. Т. 20. № 6. С. 210-214

13. Зубов Н. П. Проблемные вопросы навигации и наведения роботизированных летательных аппаратов // Новости навигации. 2011. № 2. С. 29-33.

14. Козуб А. Н., Кучеров Д. П. Интеграционный подход к задаче выбора маршрута группы БПЛА // Системы и средства искусственного интеллекта. 2013. № 4. С. 333-343.

15. Лебедев Г. Н., Румакина А.В. Система логического управления обхода препятствий беспилотным летательным аппаратом при маршрутном полете // Труды МАИ. 2015. № 83. С. 5.

16. Попов А. Н., Тетерин Д. П. Методы планирования траектории движения беспилотного летательного аппарата с учетом противодействия противника // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2017. Т. 19. № 1-2. С. 371-376.

17. Яковлев К. С., Баскин Е. С., Андрейчук А. А. Метод автоматического планирования совокупности траекторий для навигации беспилотных транспортных средств // Управление большими системами. 2015. № 58. С. 306342.

18. Макаренко С. И. Обеспечение устойчивости телекоммуникационной сети за счет ее иерархической кластеризации на области маршрутизации // Труды учебных заведений связи. 2018. Т. 4. № 4. С. 54-67. Б01: 10.31854/1813-324Х-2018-4-4-54-67

19. Ушанев К. В., Макаренко С. И. Классификация информационных потоков в сети связи для обоснования целесообразности применения к ним способов обеспечения качества обслуживания // Инфокоммуникационные технологии. 2016. Т. 14. № 2. С. 142-152.

20. Макаренко С. И. Локализация областей воздействия дестабилизирующих факторов в сети связи на основе алгоритма иерархической кластеризации Ланса-Вильямса // Радиотехнические и телекоммуникационные системы. 2014. № 4 (16). С. 70-77.

21. Белоус Р. А., Сизов Ю. Г., Скоков А. Л. Некоторые особенности ПВО в условиях массового применения противником комплексов БЛА и ВТО // Военная мысль. 2013. № 6. С. 64-71.

22. Макаренко С. И., Иванов М. С., Попов С. А. Помехозащищенность систем связи с псевдослучайной перестройкой рабочей частоты. Монография. -СПб.: Свое издательство, 2013. — 166 с.

23. Федосеев В. Е., Иванов М. С. Методика и результаты анализа потенциальной помехоустойчивости приема цифрового сигнала на фоне

Системы управления,связи и безопасности №4. 2019

Systems of Control, Communication and Security ISSN 2410-9916

манипулированной структурной помехи // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2010. Т. 6. № 11. С. 108-111.

24. Федосеев В. Е., Иванов М. С. Синтез демодулятора с оптимальной компенсацией структурной прерывистой помехи // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2010. Т. 6. № 10. С. 91-94.

25. Макаренко С. И., Михайлов Р. Л., Новиков Е. А. Исследование канальных и сетевых параметров канала связи в условиях динамически изменяющейся сигнально-помеховой обстановки // Журнал радиоэлектроники. 2014. № 10. С. 2.

26. Михайлов Р. Л. Помехозащищенность транспортных сетей связи специального назначения. Монография. — Череповец: ЧВВИУРЭ, 2016. — 128 с.

27. Михайлов Р. Л. Радиоэлектронная борьба в вооруженных силах США: военно-теоретический труд. — СПб.: Наукоемкие технологии, 2018. — 131 с.

28. Кормен Т., Лейзерсон Ч., Ривест Р. Алгоритмы: построение и анализ. — М.: МЦНМО, 2000. — 960 с.

29. Виллиамс У. Т., Ланс Д. Н. Методы иерархической классификации // Статистические методы для ЭВМ / Под ред. М.Б. Малютова. — М.: Наука, 1986. — С. 269-301.

1. Babich V. K., Bakhanov L. E., Gerasimov G. P., Gindrankov V. V., Grishin V. K., Goroshchenko L. B., Zinich V. S., Karpeev V. I., Levitin V. F., Maksimovich V. A., Polushkin Iu. F., Slatin V. V., Fedosov E. A., Fedunov B. E., Shirokov L. E. Aviatsiia PVO Rossii i nauchno-tekhnicheskii progress: boevye kompleksy i sistemy vchera, segodnia, zavtra [Air defense of Russia and scientific-technical progress: combat systems and system yesterday, today, tomorrow]. Moscow, Drofa Publ., 2004. 816 p. (in Russian).

2. Verba V. S., Merkulov V. I. Heoretical and practical problems of designing next generation of radio guidance systems. Radiotehnika, 2014, no. 5, pp. 39-44 (in Russian).

3. Verba V. S., Polivanov S. S. Organizatsiia informatsionnogo obmena v setetsentricheskikh boevykh operatsiiakh [Organization of information exchange in network-centric combat operations]. Radiotekhnika, 2009, no. 8, pp. 57-62 (in Russian).

4. Verba V. S. Aviatsionnye kompleksy radiolokatsionnogo dozora i navedeniia. Printsipy postroeniia, problemy razrabotki i osobennosti funktsionirovaniia. Monografiia [Aircraft radar patrol and guidance. Principles, problems of development and peculiarities of functioning. Monograph]. Moscow, Radiotekhnika Publ., 2014. 528 p. (in Russian).

5. Kharkov V. P., Merkulov V. I. Synthesis of an algorithm of hierarchical control of UAVs group. Journal Information-measuring and Control Systems, 2012, vol. 10, no. 8, pp. 61-67 (in Russian).

6. Merkulov V. N., Drogalin V. V., Kanashchenkov A. N., Lepin V. N., Samarin O. F., Solov’ev A. A. Aviatsionnye sistemy radioupravleniia. Tom 1. Printsipy postroeniia sistem radioupravlsniia. Osnovy sinteza i analiza [Aviation

Системы управления,связи и безопасности №4. 2019

Systems of Control, Communication and Security ISSN 2410-9916

radio system. Volume 1. Principles of systems radioupravlenie. Fundamentals of synthesis and analysis]. Moscow, Radiotekhnika Publ., 2003. 192 p. (in Russian).

7. Makarenko S. I., Ivanov M. S. Setecentricheskaya vojna — principy, tekhnologii, primery i perspektivy. Monografiya [Network-centric warfare -principles, technologies, examples and perspectives. Monograph]. — Saint Petersburg, Naukoemkie Tekhnologii Publ., 2018. — 898 p. (in Russian).

8. Makarenko S. I. Informatsionnoe protivoborstvo i radioelektronnaia borba v setetsentricheskikh voinakh nachala XXI veka. Monografiia [Information warfare and electronic warfare to network-centric wars of the early XXI century. Monograph]. Saint Petersburg, Naukoemkie Tekhnologii Publ., 2017. 546 p. (in Russian).

9. Kazambaev M. K., Kuatov B. Zh. Some Questions on Use of Unmanned Aircraft Vehicles. Raliability and Quality of Complex Systems, 2017, no. 4 (20), pp. 97-100. DOI 10.21685/2307-4205-2017-4-13 (in Russian).

10. Kazarian B. I. Bespilotnye apparaty. Sposoby primenenija v sostave boevyh system [Drones. Methods of application as part of combat systems]. Military Thought, 2012, no. 3, pp. 21-26 (in Russian).

11. Rostopchin V. V. Udarnye bespilotnye letatel’nye apparaty i protivovozdushnaja oborona — problemy i perspektivy protivostojanija. [Strike unmanned aerial vehicles and air defense-problems and prospects of confrontation]. ResearchGate.net Available at: https: //www.researchgate.net/publication/331772628_Udarnye_bespilotnye_letatelny e_apparaty_i_protivovozdusnaa_oborona_-problemy_i_perspektivy_protivostoania (accessed 20 may 2019).

12. Batraeva I. A, Teterin D.P. Traxer Planning Algorithm Movements of a Free Flying Apparatus. Izvestia of Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, 2018, vol. 20, no. 6, pp.210-214 (in Russian).

13. Zubov N. P. Problems of Navigation and Guidance of Robotic Flying Vehicles. Novosti Navigacii, 2011, no. 2, pp. 29-33(in Russian).

14. Kozub A. N., Kucherov D. P. Integrated approach to the problem of planning the route of UAV. Artificial intelligence, 2013, no. 4, pp. 333-343 (in Russian).

15. Lebedev G. N., Roumakina A. V. Logic control system to avoid obstructions unmanned aerial vehicle during cross-country flights. Trudy MAI, 2015, no. 83, pp. 5 (in Russian).

16. Popov A. N., Teterin D. P. Planning Methods of Movement Trajectory of Unmanned Aerial Vehicle Due to Counteraction of the Opponent. Izvestia of Samara Scientific Center of the Russian Academy of Sciences, vol. 19, no. 1-2, pp. 371-376 (in Russian).

17. Yakovlev K. S, Baskin E.S., Andreychuk A. A Dynamics Constraint-Aware Planning of Multiple Paths for Unmanned Vehicle. Large-scale Systems Control, 2015, no. 58, pp. 306-342 (in Russian).

18. Makarenko S. I. Hierarchical Clustering of Telecommunication Network to the Independent Routing Areas for the Purposes to Ensure Stability. Proceedings of Telecommunication Universities, 2018, vol. 4, no. 4, pp. 54-67. DOI: 10.31854/1813-324X-2018-4-4-54-67 (in Russian)

Системы управления,связи и безопасности №4. 2019

Systems of Control, Communication and Security ISSN 2410-9916

19. Ushanev K. V., Makarenko S. I. Classification of telecommunication network information flows to rationale for application of methods for improving quality of service. Infokommunikacionnye tehnologii, 2016, vol. 14, no. 2, pp. 142152. DOI: 10.18469/ikt.2016.14.2.05 (in Russian).

20. Makarenko S. I. Area localization of destabilizing factors influence in communication network on the basis of Lance-Williams algorithm of hierarchical clustering. Radio and telecommunication systems, 2014, no. 4, pp. 70-77 (in Russian).

21. Belous R. A., Sizov Ju. G., Skokov A. L. Nekotorye osobennosti PVO v uslovijah massovogo primenenija protivnikom kompleksov BLA i VTO [Some Features of Air Defense in the Conditions of Mass Application by the Enemy of UAV and WTO Complexes]. Military Thought, 2013, no. 6, pp. 64-71 (in Russian).

22. Makarenko S. I., Ivanov M. S., Popov S. A. Pomekhozashchishchennost’ sistem sviazi s psevdosluchainoi perestroikoi rabochei chastity. Monografija [Interference Resistance Communication Systems with Frequency-Hopping Spread Spectrum. Treatise]. Saint Petersburg, Svoe Izdatelstvo Pabl., 2013, 166 p. (in Russian).

23. Fedoseev V. E., Ivanov M. S. Technique and Results of the Analysis of the Potential Noise Stability of Reception of the Digital Signal Against the Manipulated Structural Hindrance. Voronezh of State Technical University Bulletin, 2010, vol. 6, no. 11, pp. 108-111 (in Russian).

24. Fedoseev V. E., Ivanov M. S. Synthesis of the Demodulator with Optimum Indemnification of the Structural Faltering Hindrance. Voronezh State Technical University Bulletin, 2010, vol. 6, no. 10, pp. 91-94 (in Russian).

25. Makarenko S. I., Mikhailov R. L., Novikov E. A. The research of data link layer and network layer parameters of communication channel in the conditons of dynamic vary of the signal and noise situation. Journal of Radio Electronics, 2014, no. 10. Available at: http://jre.cplire.ru/jre/oct14/3/text.pdf (accessed 21 October 2019) (in Russian).

26. Mikhailov R. L. Pomekhozashchishchennost’ transportnykh setei sviazi spetsial’nogo naznacheniia. Monografiia [Noise immunity of transport networks for special purposes. Monograph]. Cherepovets, The Cherepovets higher military engineering school of radio electronics, 2016. 128 p. (in Russian).

27. Mikhailov R. L. Radioelektronnaya borba v vooruzhennyh silah SSHA: voenno-teoreticheskij trud [Electronic warfare in the US armed forces: military-theoretical work]. Saint Petersburg, Naukoemkie tekhnologii Pabl., 2018, 131 p. (in Russian).

28. Kormen T., Lejzerson Ch., Rivest R. Algoritmy: postroenie i analiz [Algorithms: construction and analysis]. Moscow, Center for Continuous Mathematical Education Publ., 2000, 960p.

29. Villiams U. T., Lans D. N. Metody ierarhicheskoj klassifikacii [The Methods of Hierarchical Classification]. Statisticheskie metody dlja JeVM [Statistical methods for PC], Moscow, Nauka Publ., 1986, pp.269-301 (in Russian).

Статья поступила 10 ноября 2019 г.

Системы управления,связи и безопасности №4. 2019

Systems of Control, Communication and Security ISSN 2410-9916

Информация об авторах

Василъченко Александр Сергеевич — адъюнкт кафедры эксплуатации авиационного оборудования. Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж). Область научных интересов: системы искусственного интеллекта; системы автоматического управления воздушных судов; маршрутное управление беспилотными летательнымы аппаратами. E-mail: vasilchenkoas@rambler.ru

Иванов Максим Сергеевич — кандидат технических наук. Старший преподаватель кафедры эксплуатации бортового авиационного радиоэлектронного оборудования. Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж). Область научных интересов: сети и системы связи; радиоэлектронная борьба; информационное противоборство. E-mail: point_break@rambler.ru

Малышев Владимир Александрович — доктор технических наук, профессор. Заместитель начальника кафедры эксплуатации авиационного оборудования. Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (г. Воронеж). Область научных интересов: системы искусственного интеллекта; разработка информационно-измерительных систем; разработка систем безопасной посадки вертолетов. E-mail: vamalyshev@list.ru

Адрес: Россия, 394064, г. Воронеж, ул. Старых Большевиков 54а.

Unmanned aerial vehicles flight zones formation, based on their control stability degree in air defense and electronic

A. S. Vasilchenko, M. S. Ivanov, V. A. Malyshev

i Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Relevance. Combat use of special purpose unmanned aerial vehicles (UAVs) usually happens in theaters of operations (TO), which are equipped with air defense (AD) and electronic warfare (EW). The aim of the paper is to increase the survivability of UAVs and stability of their control in TO which are equipped with AD and EW facilities. Results. The method offormation of AD and EW zones based on the methods of clustering theory is proposed in the article. Such AD and EW zones are taken into account in the UAVs automated route control when the UAVs flight route which passes out of these zones is formed. Novelty. The novelty of this decision is the consideration of two types of destabilizing factors: the AD means and the EW equipment impacts as the UAVs flight obstacles. These factors are formalized in the form of integral metric of graph nodes of the geotopological model of the flight zones in TO. In addition, the mathematical algorithm of hierarchical clustering of Lance-Williams for the «no-fly» zones formation, where the probability of UAV defeat is high, and for «off control» zones, because of the EW means impact is used. The connectivity test of a route network in TO is based on a strongly connected graph regions determining method. Practical significance of the work. The method allows to increase the stability of UAVs control at their flights in TO equipped with AD means and EW equipment.

Системы управления,связи и безопасности №4. 2019

Systems of Control, Communication and Security ISSN 2410-9916

Keywords: flight route, unmanned aerial vehicle, control stability, geotopological model, theater of operations.

Information about Authors

Aleksandr Sergeevich Vasilchenko — Doctoral Candidate of Department of Exploitation of Aviation Equipment. Military Training and Research Center of the Air Force «Air Force Academy named after Professor N.E. Zhukovsky and Yu. A. Gagarin» (Voronezh). Field of scientific interests: artificial intelligence systems; automatic control systems of aircraft; route control of unmanned aerial vehicles. E-mail: vasilchenkoas@rambler.ru

Maxim Sergeevich Ivanov — Ph.D. of Engineering Sciences. Senior Lecturer of the Department of Avionics. Military Training and Research Center of the Air Force «Air Force Academy named after Professor N.E. Zhukovsky and Yu. A. Gagarin» (Voronezh). Research interests: networks and communication systems; electronic warfare; information warfare. E-mail: point_break@rambler.ru

Vladimir Aleksandrovich Malyshev — Dr. habil. of Engineering Sciences, Professor. Deputy Head of the Department of Aviation Equipment Operation. Military Training and Research Center of the Air Force «Air Force Academy named after Professor N.E. Zhukovsky and Yu. A. Gagarin» (Voronezh). Research interests: artificial intelligence systems; development of information and measurement systems; development of systems for safe landing of helicopters. E-mail: vamalyshev@list.ru Address: Russia, 394064, Voronezh, Stariy Bolshevikov str. 54A.

Что значит бесполетная зона и почему о ней просит Украина: летчик объяснил простыми словами

Что такое бесполетная зона простыми словами и почему НАТО не вводит ее над Украиной — рассказывает эксперт.

С начала спецоперации России на Украине Киев неоднократно просил НАТО ввести бесполетную зону. Однако, Альянс на такую меру не решается. Украинский лидер Владимир Зеленский призывал американские власти если не помочь с самолетами, то хотя бы дать комплексы противовоздушной обороны. Но в Белом доме решили не связываться напрямую с русской армией. Рассказываем, что значит бесполетная зона и почему о ней просит Украина.

Как сообщает «Комсомольская правда» со ссылкой на летчика-испытателя Виктора Заболотского, у Украины не осталось возможностей самой ввести такой режим. Дело в том, что армия Россия подавила силы ВВС и ПВО противника. С самого начала спецоперации русские войска наносят точечные удары по военной инфраструктуре ВСУ. В том числе, по аэродромам.

Эксперт объяснил простыми словами значение бесполетной зоны.

Есть территория, где две конфликтующие стороны. Когда одна сторона вводит бесполетную зону, это значит, что любое воздушное средство, оказавшееся в небе над данной территорией, будет подвергнуто атаке с этой стороны,

— цитирует издание Заболотского.

Получается, если НАТО вмешается и начнет сбивать русские самолеты, то Альянс станет третьей стороной конфликта. В Вашингтоне дали понять, что не намерены вводить бесполетную зону над Украиной.

Мы не заинтересованы в том, чтобы ввязываться в третью мировую войну,

— цитируют РИА Новости пресс-секретаря Белого дома Джен Псаки.

Подписывайтесь на наши каналы и первыми узнавайте о главных новостях и важнейших событиях дня.
Поделиться:
CTRL + ENTER

Константин Малофеев

Учредитель телеканала «Царьград»
Время диаспор прошло. Организованную этническую преступность пора ликвидировать

Само их существование в России – свидетельство того, что государство до сих пор слабо. Сильное государство не станет допускать на своей территории существование «общественных организаций», которые предназначены только для того, чтобы защищать преступников определённого этнического происхождения.

Наступление России под угрозой срыва: Украинцы встали намертво

Грядущее наступление России под угрозой срыва. Михаил Онуфриенко предупредил, что лёгкой Победы не будет: украинцы встали намертво.

Последняя роль Зеленского: Захарова описала финал президента Украины

Это самая неудобная версия: Что на самом случилось с Ил-76 перед крушением?

Люди укрываются и сгорают заживо: Жертв согревающих одеял становится всё больше

Собянин: В Москве создаём крупнейший в России комплекс по ремонту вагонов метро

«Россию подталкивают к применению ЯО»: Дугин об ответе за сбитый Ил-76

БРИКС признан для Запада угрозой стабильности

Появилось видео, как кота Твикса выбросила из поезда проводница

В жутком ДТП на уральской трассе погиб миллионер из Первоуральска

Когда настанут холода: оттепель покидает Петербург

Жители Москвы жалуются на массовый сбой в работе YouTube

Первый русский

115093, г. Москва, переулок Партийный, д.1, к.57, стр.3, эт.1, пом.I, ком.45
Тел.: +7 (495) 374-77-73
info@tsargrad.tv
Адрес для пресс-релизов press@tsargrad.tv

Средство массовой информации сетевое издание «Царьград/Tsargrad» зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций. Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия Эл № ФС77-81359 от 30 июня 2021 г.

Главный редактор — Токарева Д.И.
Учредитель — НАО «Царьград медиа»
Адрес редакции — 115093, г. Москва, переулок Партийный, д.1, к.57, стр.3, эт.1, пом.I, ком.45

Копирование и использование полных материалов запрещено, частичное цитирование возможно только при условии гиперссылки на сайт tsargrad.tv. Гиперссылка должна размещаться непосредственно в тексте, воспроизводящем оригинальный материал tsargrad.tv. Редакция не несет ответственности за информацию и мнения, высказанные в комментариях читателей и новостных материалах, составленных на основе сообщений читателей.

На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии (информационные технологии предоставления информации на основе сбора, систематизации и анализа сведений, относящихся к предпочтениям пользователей сети «Интернет», находящихся на территории Российской Федерации).
Правила

Как создают беспилотную зону

ФОРМИРОВАНИЕ ТРАЕКТОРИИ БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ПРИ ОБЛЕТЕ ЗАПРЕТНЫХ ЗОН Текст научной статьи по специальности «Математика»

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Лобатый А. А., Бумай А. Ю., Авсиевич А. М.

Похожие темы научных работ по математике , автор научной работы — Лобатый А. А., Бумай А. Ю., Авсиевич А. М.

FORMATION OF UNMANNED AIRCRAFT TRAJECTORY WHEN FLYING AROUND PROHIBITED AREAS

Текст научной работы на тему «ФОРМИРОВАНИЕ ТРАЕКТОРИИ БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ПРИ ОБЛЕТЕ ЗАПРЕТНЫХ ЗОН»

Бесполётная зона для Дронов.

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Васильченко Александр Сергеевич, Иванов Максим Сергеевич, Малышев Владимир Александрович

Похожие темы научных работ по математике , автор научной работы — Васильченко Александр Сергеевич, Иванов Максим Сергеевич, Малышев Владимир Александрович

Unmanned aerial vehicles flight zones formation, based on their control stability degree in air defense and electronic warfare conditions

Что значит бесполетная зона и почему о ней просит Украина: летчик объяснил простыми словами

Теги:

Читайте также:

Константин Малофеев

Наступление России под угрозой срыва: Украинцы встали намертво

Последняя роль Зеленского: Захарова описала финал президента Украины

Это самая неудобная версия: Что на самом случилось с Ил-76 перед крушением?

Люди укрываются и сгорают заживо: Жертв согревающих одеял становится всё больше

Собянин: В Москве создаём крупнейший в России комплекс по ремонту вагонов метро

«Россию подталкивают к применению ЯО»: Дугин об ответе за сбитый Ил-76

БРИКС признан для Запада угрозой стабильности

Появилось видео, как кота Твикса выбросила из поезда проводница

В жутком ДТП на уральской трассе погиб миллионер из Первоуральска

Когда настанут холода: оттепель покидает Петербург

Жители Москвы жалуются на массовый сбой в работе YouTube

Добавить комментарий Отменить ответ