Навигационно-пилотажная система транспортных беспилотных летательных аппаратов для лесохозяйственной практики. С. 203–212

УДК

656.7.025

DOI:

10.37482/0536-1036-2022-3-203-212

Аннотация

На сегодняшний день существует необходимость увеличения количества авиационных транспортных перевозок «легких» грузов в лесопромышленной и лесохозяйственной практике, в практике работы промышленных предприятий, службы лесоохраны, МЧС и др. Использование вертолетов не может обеспечить оперативность и не всегда рационально в случаях перевозки незначительных по массе грузов на малые расстояния, но крайне необходимых, например, для пожаротушения в условиях бездорожья. Приводятся доказательства производственной и экономической целесообразности создания транспортных беспилотных летательных аппаратов с навигационно-пилотажными системами, которые должны обеспечивать автоматический полет и доставку грузов в район лесохозяйственной зоны. Приведены эскиз карты полета и параметры курса беспилотного летательного аппарата, а также структурная блок-схема работы навигационно-пилотажной системы. Рассмотрено взаимодействие входящих в нее устройств для решения навигационных задач. Отмечено, что создание навигационно-пилотажной системы в целях выполнения автоматической навигации беспилотных летательных аппаратов должно осуществляться на основе законов прикладной математики и их реализации при разработке алгоритмов и программно-математического обеспечения в составе бортового вычислителя навигационно-пилотажной системы. Навигационно-пилотажные системы, созданные на базе предложенной структурной схемы, могут найти применение в области контроля экологической обстановки, при наблюдении за живой природой, лесными запасами и другими природными ресурсами страны. Использование беспилотных летательных аппаратов позволит обеспечить безопасность жителей в случае экологических и техногенных катастроф. Повысится оперативность доставки грузов в удаленные районы РФ в промышленных целях и для обеспечения работ Министерства обороны по защите северных рубежей, охране природных ресурсов Северного Ледовитого океана и др. Учитывая современный уровень развития техники, несмотря на имеющиеся значительные трудности технического и финансового обеспечения при внедрении и эксплуатации беспилотных летательных аппаратов, считаем целесообразным и возможным рекомендовать создание таких средств транспортировки. Технические возможности для разработки беспилотных летательных аппаратов в отечественной промышленности есть. Окончательное решение о целесообразности их создания должны принимать заинтересованные организации.

Сведения об авторах

О.В. Скуднева, ст. преподаватель; ResearcherID: V-5466-2017, ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6387-0108
Научно-учебный комплекс «Фундаментальные науки» Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана, Рубцовская наб., д. 2/18, Москва, Россия, 105005; chykchyk@yandex.ru

Ключевые слова

лесохозяйственные работы, транспортный беспилотный летательный аппарат, навигационно-пилотажная система, доставка грузов, доставка грузов воздушным путем

Для цитирования

Скуднева О.В. Навигационно-пилотажная система транспортных
беспилотных летательных аппаратов для лесохозяйственной практики // Изв. вузов. Лесн. журн. 2022. № 3. С. 203–212. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2022-3-203-212

Литература

1. Акиндеев Ю.А., Воробьев В.Г., Карчевский А.А., Магнусов B.C., Селезнев Б.В., Шихер И.С. Аппаратура измерения курса и вертикали на воздушных судах гражданской авиации. М.: Машиностроение, 1989. 344 с.
   Akindeyev Yu.A., Vorob’yev V.G., Karchevskiy A.A., Magnusov B.C., Seleznev B.V., Shikher I.S. Heading and Vertical Framework Measurement Equipment for Civil Aviation Aircraft. Moscow, Mashinostroyeniye Publ., 1989. 344 p. (In Russ.).

2. Алексеенко Н.А. Методические вопросы картографического обеспечения природоохранной деятельности особо охраняемых природных территорий России // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 5: География. 2014. № 1. С. 52–57.
   Alexeenko N.A. Specific Methodological Features of Cartographic Support of the Activities of Nature Protection Areas in Russia. Vestnik Moskovskogo Universiteta. Seria 5, Geografia, 2014, no. 1, pp. 52–57. (In Russ.).

3. Бобринский А.Н., Воронов М.А., Коршунов Н.А., Ловцова Н.В., Петров А.П., Проказин Н.Е. Правоприменение и управление в сфере использования, охраны, защиты и воспроизводства лесов. М.: Всемирный банк, 2017. 274 с.
   Bobrinskiy A.N., Voronov M.A., Korshchnov N.A., Lovtsova N.V., Petrov A.P., Prokazin N.E. Law Enforcement and Management in the Field of Use, Protection and Reproduction of Forests. Moscow, Vsemirnyy bank Publ., 2017. 274 p. (In Russ.).

4. Коптев С.В., Скуднева О.В. О возможностях применения беспилотных летательных аппаратов в лесохозяйственной практике // Изв. вузов. Лесн. журн. 2018. № 1. С. 130–138.
   Koptev S.V., Skudneva O.V. On the Applicability of UAV in Forestry Practice. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2018, no. 1, pp. 130–138. (In Russ.). https://doi.org/10.17238/issn0536-1036.2018.1.130

5. Моисеев В.С. Основы теории эффективного применения беспилотных летательных аппаратов: моногр. Казань: РИЦ «Школа», 2015. 444 с.
   Moiseev V.S. Fundamentals of the Theory of Effective Use of Unmanned Aerial Vehicle: Monograph. Kazan, RITs “Shkola”, 2015. 444 p. (In Russ.).

6. Окорокова Н.С., Пушкин К.В., Севрук С.Д., Фармаковская А.А. Разработка схем базовых модулей типоразмерных рядов энергоустановок на основе воздушно-алюминиевых химических источников тока // Электрон. журн. «Труды МАИ ». 2014. Вып. 78. С. 18.
   Okorokova N.S., Pushkin K.V., Sevchuk S.D., Farmakovskaya A.A. The Development of the Basic Module Schemes for the Dimension-Type Series of Power Plants Based on the Air-Aluminum Chemical Current Sources. Trudy MAI, 2014, iss. 78, p. 18. (In Russ.).

7. Разработка научно-методических подходов и технологии использования беспилотных летательных аппаратов в лесном хозяйстве: отчет о науч.-исслед. работе. Пушкино, 2010. 106 с.
   Development of Scientific and Methodological Approaches and Technology for the Use of Unmanned Aerial Vehicles in Forestry: Report on Scientific and Research Work. Pushkino, 2010. 106 p. (In Russ.). 212 «Известия вузов. Лесной журнал». 2022. № 3

8. Сечин А.Ю., Дракин М.А., Киселева А.С. Беспилотный летательный аппарат: применение в целях аэрофотосъемки для картографирования. Ч. 2. М., 2011. Режим доступа: https://racurs.ru/upload/iblock/3b4/UAV_2.pdf (дата обращения: 20.04.22).
   Sechin A.Yu., Drakin M.A., Kiseleva A.S. Unmanned Aerial Vehicle: Application for Aerial Photography for Mapping. Part 2. Moscow, 2011. (In Russ.).

9. Скуднева О.В. Беспилотные летательные аппараты в системе лесного хозяйства России // Изв. вузов. Лесн. журн. 2014. № 6. С. 150–154.
   Skudneva O.V. Unmanned Airborne Vehicles in the Forestry Sector of Russia. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2014, no. 6, pp. 150–154. (In Russ.). http://lesnoizhurnal.ru/upload/iblock/565/1-_-bespilotnye-letatelnye-apparaty-v-sisteme-lesnogo-khozyaystvarossii.pdf

10. Скуднева О.В., Коптев С.В., Иванцов С.В. Навигационно-пилотажная система беспилотного летательного аппарата для мониторинга лесных пожаров // Изв. вузов. Лесн. журн. 2020. № 6. С. 194–203.
    Skudneva O.V., Koptev S.V., Ivantsov S.V. Navigation and Piloting System of Unmanned Aerial Vehicle for Forest Fire Monitoring. Lesnoy Zhurnal = Russian Forestry Journal, 2020, no. 6, pp. 194–203. (In Russ.). https://doi.org/10.37482/0536-1036-2020-6-194-203

11. Ageev A.M., Bronnikov A.M., Bukov V.N., Gamayunov I.F. Supervisory Control Method for Redundant Technical Systems. Journal of Computers and Systems Sciences International, 2017, vol. 56, iss. 3, pp. 410–419. https://doi.org/10.1134/S1064230717030029

12. Geister R., Limmer L., Rippl M., Dautermann T. Total system Error Performance of Drones for an Unmanned PBN Concept. 2018 Integrated Communications, Navigation, Surveillance Conference (ICNS). Herndon, VA, IEEE, 2018, pp. 2D4-1–2D4-9. https://doi.org/10.1109/ICNSURV.2018.8384845

13. Markiewicz A., Nash L. Small Unmanned Aircraft and the U.S. Forest Service. Report No. DOT-VNTSC-USDA-16-06. Cambridge, MA, Volpe, 2016. 28 p.

14. Merino L., Caballero F., Martnez-de-Dios J.R., Maza I., Ollero A. An Unmanned Aircraft System for Automatic Forest Fire Monitoring and Measurement. Journal of Intelligent & Robotic Systems, 2012, vol. 65, pp. 533–548. https://doi.org/10.1007/s10846-011-9560-x

15. Ohmann J.L., Gregory M.J., Roberts H.M. Scale Considerations for Integrating Forest Inventory Plot Data and Satellite Image Data for Regional Forest Mapping. Remote Sensing of Environment, 2014, vol. 151, pp. 3–15. https://doi.org/10.1016/j.rse.2013.08.048

16. Shakhtarin B.I., Shen K., Neusypin K.A. Modification of the Nonlinear Kalman Filter in a Correction Scheme of Aircraft Navigation Systems. Journal of Communications Technology and Electronics, 2016, vol. 61, iss. 11, pp. 1252–1258. https://doi.org/10.1134/S1064226916110115

17. Shen K., Neusypin K.A., Proletarsky A.V., Guo R. Technology of Error Compensation in Navigation Systems Based on the Nonlinear Kalman Filter. Guofang Keji Daxue = Journal of National University of Defense Technology, 2017, vol. 39(2), pp. 84–90.

18. Shen K., Selezneva M.S., Neusypin K.A., Proletarsky A.V. Novel Variable Structure Measurement Systems with Intelligent Components for Flight Vehicles. Metrology and Measurement Systems, 2017, vol. 24, no. 2, pp. 347–356. https://doi.org/10.1515/mms-2017-0025

19. Spicer J., Perkins A., Dressel L., James M., Chen Y.-H., De Lorenzo D.S., Enge P. The JAGER Project: GPS Jammer Hunting with a Multi-Purpose UAV Test Platform. Proceedings of Institute of Navigation International Technical Meeting, ITM–2015. Dana Point, CA, 2015, pp. 62–70.

20. Tewkesbury A.P., Comber A.J., Tate N.J., Lamb A., Fisher P.F. A Critical Synthesis of Remotely Sensed Optical Image Change Detection Techniques. Remote Sensing of Environment, 2015, vol. 160, pp. 1–14. https://doi.org/10.1016/j.rse.2015.01.006