Алгоритмы функционирования магнито-метрической системы обеспечения поисково-спасательных операций с применением беспилотных летательных аппаратов

Цель исследования – сокращение времени и повышение эффективности поиска и спасения терпящих бедствие экипажей сухопутной техники, воздушных, надводных и подводных судов. Комплексирования физических, информационных и геометрических параметров позволяет достоверно обнаруживать одиночные ферромагнитные тела за счет анализа дополнительной информации в рабочих алгоритмах.

Методы. Статья содержит практически значимый вариант построения поисковой системы, реализуемой на двух и большем числе беспилотных летательных аппаратов, двигающихся в районе поиска в согласованном строю на базовой дистанции. Система решения основана на использовании в качестве магнитометрической информации компонент магнитного поля без использования первичной градиентометрической информации. Эта особенность позволяет получить компактные и функционально полные алгоритмы. Вычисления по таким алгоритмам обеспечивают устойчивость беспилотного летательного аппарата в различных сочетаниях курса, крена и тангажа.

Результаты. В статье были построены алгоритмы функционирования магнитометрической системы поиска ферромагнитных тел на основе уравнений магнитостатики. Интеллектуальная система построена по схеме измерительно-вычислительного контура с разнесенными в пространстве векторными трехосными блоками магнитометров. Система способна решать весь комплекс задач поиска, обнаружения, пеленгации, локализации, позиционирования и идентификации металлических предметов, обладающих собственным магнитным полем.

Заключение. Основной результат исследования заключается в том, что рабочие алгоритмы обнаружения ферромагнитных тел комплексно учитывают характеристики воздушной среды, инструментальную погрешность блоков измерений физических величин и геометрические пропорции расположения измерительной аппаратуры на борту беспилотных и пилотируемых поисково-спасательных вертолетов. Полученные результаты исследований использованы при разработке аппаратно-программного комплекса с беспилотными летательными аппаратами вертолетного типа, предназначенного для обеспечения поисково-спасательных операций в условиях Арктики.

1. Модель и методы управления сложными техническим объектами на основе продукционной парадигмы вычислений / О.И. Атакищев, Е.А. Титенко, К.С. Скорняков, В.А. Заичко, А.П. Риос // Известия Южного федерального университета. Технические науки. 2012. №3. С. 181-187.

2. Богоева Е. М., Гарькушев А. Ю. Основы построения моделей интеллектуализации в системах безопасности // Вопросы оборонной техники. Серия 16: Технические средства противодействия терроризму. 2014. № 9-10. С. 22-27.

3. Анисимов В. Г., Ведерников Ю. В. Научно-методическое сопровождение интеграции высокотехнологичных инноваций в процессы разработки высокоточного оружия // Вопросы оборонной техники. Серия 16: Технические средства противодействия терроризму. 2014. №3-4. С. 66-75.

4. Анисимов В. Г., Гарькушев А. Ю., Сазыкин А. М. Оптимизация внедрения новых технологий в перспективные образцы артиллерийского вооружения // Известия Российской академии ракетных и артиллерийских наук. 2012. № 4. С. 39-44.

5. Бажин Д. А., Гарькушев А. Ю. Модель оценки эффективности информационного обеспечения применения высокоточного оружия в контртеррористических операциях // Вопросы оборонной техники. Серия 16: Технические средства противодействия терроризму. 2015. № 1-2. С. 44-53.

6. Крюков И. Н. Магнитометрические средства обнаружения: теория и практика построения / под ред. И. Н. Крюкова. М.: Радиотехника, 2013. 192 с.

7. Бондарев А. С., Челкак С. И. Определение источника дипольного типа по измерениям напряженности магнитного поля // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 1990. Т. 33. № 2. C. 33–38.

8. Ginzburg B., Sheinker A., Frumkis L. Investigation of advanced data processing technique in magnetic anomaly detection systems // Ist International conference of Sinsing Technology, November 21–23 2005. Palmerston North, New Zealand. 2005. P. 561– 566.

9. Семевский Р. Б., Аверкиев В. В., Яроцкий В. А. Специальная магнитометрия. СПб.: Наука, 2002. 228 с.

10. Ковадлин М. Ш., Сергушов И. В. Пилотажные комплексы и навигационные системы вертолетов. М.: Инновационное машиностроение, 2017. 368 с.

11. Быстров Л. Г., Дрогайцев В. С. Методы идентификации динамических характеристик стационарных элементов бортовых систем управления // Вестник Саратовского государственного технического университета. 2009. Т. 4. № 1. С. 63–71.

12. Дрогайцев В. С., Писарев В. Н. Технология процесса комплексирования автоматизированных средств испытания бортовых систем летательных аппаратов // Информационные технологии в проектировании и производстве. 2004. № 3. С. 53–76.

13. 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.

14. Атакищев О. И., Батраева И. А. Матричный метод планирования траектории движения беспилотного летательного аппарата переменной массы // Известия Института инженерной физики. 2018. № 4. С. 93–98.

15. Лоторев П.В., Курочкин А.Г., Гривачев А.В., Емельянов С.Г. Организация системы поддержки принятия решений для управления группой роботов // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2015. № 3. С. 30-36.

16. Тетерин Д. П. Синтез требований к бортовому информационно-измерительному и моделирующему комплексу // Информационно-управляющие системы. 2009. № 1. С. 10-14.