gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya / Gyroscopy and Navigation0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»TSCBZUgyroscopy-79Research ArticleСтатьиТраекторный измеритель координат и параметров движения наземных объектов по данным бортовой оптико-локационной системыTracking Estimator of the Ground Target Coordinates and Motion Parameters Using Onboard Optical Positioning System Datahttps://orcid.org/0009-0008-7769-3980СолонарА. С.SolonarА. S.

Андрей Сергеевич Солонар, кандидат технических наук, доцент, профессор

Минск

Minsk

https://orcid.org/0000-0003-3404-3917ХмарскийП. А.KhmarskiP. A.

Петр Александрович Хмарский, кандидат технических наук, доцент, ведущий научный сотрудник

Минск

Minsk

https://orcid.org/0009-0006-0080-4713ЦуприкС. В.TsuprikS. V.

Сергей Викторович Цуприк, старший инженер

Минск

Minsk

Военная академия Республики БеларусьБеларусьMilitary Academy of Republic of BelarusBelarusИнститут прикладной физики Национальной академии наук БеларусиБеларусьInstitute of Applied Physics, National Academy of Sciences of BelarusBelarus20231905202531391108Copyright © Солонар А.С., Хмарский П.А., Цуприк С.В., 20252025Солонар А.С., Хмарский П.А., Цуприк С.В.Solonar А.S., Khmarski P.A., Tsuprik S.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gyroscopy.ru/jour/article/view/79

   В статье рассматриваются особенности построения траекторных измерителей координат и параметров движения наземных объектов в бортовых оптико-локационных системах. Описывается структура разработанного траекторного измерителя по данным бортовой оптико-локационной системы. Приводятся некоторые результаты компьютерного моделирования предлагаемого траекторного измерителя.

   The features of estimators of coordinates and motion parameters of ground targets in onboard optical positioning systems are considered. The structure of the developed estimator using onboard optical positioning system data is described. Some simulation results are provided.

оптико-локационная системаавтономная система навигациибеспилотный летательный аппараттраекторный измерительoptical positioning systemautonomous navigation systemunmanned aerial vehicleestimatorРабота выполнена при поддержке гранта Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований (проект № Ф23М-103)The work was supported by a grant from the Belarusian Republican Foundation for Basic Research (project no. F23M-103)ReferencesАлпатов Б.А. и др. Методы автоматического обнаружения и сопровождения объектов. Обработка изображений и управление. М: Радиотехника, 2008. 176 с.Алпатов Б.А. и др. Методы автоматического обнаружения и сопровождения объектов. Обработка изображений и управление. М: Радиотехника, 2008. 176 с.Биард Р.У., МакЛэйн Т.У. Малые беспилотные летательные аппараты: теория и практика. М.: Техносфера, 2015. 312 с.Биард Р.У., МакЛэйн Т.У. Малые беспилотные летательные аппараты: теория и практика. М.: Техносфера, 2015. 312 с.Солонар А.С., Хмарский П.А., Михалковский А.А., Цуприк С.В. Методика расчета ошибок разового оценивания местоположения наблюдаемых объектов в бортовых оптико-локационных системах // Доклады БГУИР. 2018. № 2 (112). C. 26 – 32.Солонар А.С., Хмарский П.А., Михалковский А.А., Цуприк С.В. Методика расчета ошибок разового оценивания местоположения наблюдаемых объектов в бортовых оптико-локационных системах // Доклады БГУИР. 2018. № 2 (112). C. 26 – 32.Солонар А.С., Хмарский П.А., Михалковский А.А., Цуприк С.В., Иванюк В.С. Оптико-локационный координатор системы самонаведения беспилотного летательного аппарата // Доклады БГУИР. 2018. №3(113). C. 19–25.Солонар А.С., Хмарский П.А., Михалковский А.А., Цуприк С.В., Иванюк В.С. Оптико-локационный координатор системы самонаведения беспилотного летательного аппарата // Доклады БГУИР. 2018. №3(113). C. 19–25.Современные информационные технологии в задачах навигации и наведения беспилотных маневренных летательных аппаратов / под ред. М.Н. Красильщикова, Г.Г. Себрякова. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2009. 556 с.Современные информационные технологии в задачах навигации и наведения беспилотных маневренных летательных аппаратов / под ред. М.Н. Красильщикова, Г.Г. Себрякова. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2009. 556 с.Али Б., Садеков Р.Н., Цодокова В.В. Алгоритмы навигации БПЛА с использованием систем технического зрения // Гироскопия и навигация. Том 30. № 4 (119). 2022. C. 87–105. DOI: 10.17285/0869-7035.00105.Али Б., Садеков Р.Н., Цодокова В.В. Алгоритмы навигации БПЛА с использованием систем технического зрения // Гироскопия и навигация. Том 30. № 4 (119). 2022. C. 87–105. DOI: 10.17285/0869-7035.00105.Mueller, K., Atman, J. & Trommer, G.F., Combination of Wide Baseline Image Matching and Tracking for Autonomous UAV Approaches to a Window, Gyroscopy Navig., 2019, 10, 206–215. doi: 10.1134/S2075108719040138.Mueller, K., Atman, J. & Trommer, G.F., Combination of Wide Baseline Image Matching and Tracking for Autonomous UAV Approaches to a Window, Gyroscopy Navig., 2019, 10, 206–215. doi: 10.1134/S2075108719040138.Hecker, P., Angermann, M., Bestmann, U. et al., Optical Aircraft Positioning for Monitoring of the Integrated Navigation System during Landing Approach, Gyroscopy Navig., 2019, 10, 216–230, doi: 10.1134/S2075108719040084.Hecker, P., Angermann, M., Bestmann, U. et al., Optical Aircraft Positioning for Monitoring of the Integrated Navigation System during Landing Approach, Gyroscopy Navig., 2019, 10, 216–230, doi: 10.1134/S2075108719040084.Высокоточные системы самонаведения: расчет и проектирование. Вычислительный эксперимент / под ред. Пупкова К.А. и Егупова Н.Д. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2011. 512 с.Высокоточные системы самонаведения: расчет и проектирование. Вычислительный эксперимент / под ред. Пупкова К.А. и Егупова Н.Д. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2011. 512 с.Solonar, A.S., Khmarski, P.A., Main problems of trajectory processing and approaches to their solution within the framework of multitarget tracking, J. Phys.: Conf. Ser., 2021, vol. 1864, Art. ID 012004. doi: 10.1088/1742-6596/1864/1/012004.Solonar, A.S., Khmarski, P.A., Main problems of trajectory processing and approaches to their solution within the framework of multitarget tracking, J. Phys.: Conf. Ser., 2021, vol. 1864, Art. ID 012004. doi: 10.1088/1742-6596/1864/1/012004.Solonar A.S., Khmarski P.A. General construction principles and performance features of trajectory processing by data from one radar data source, J. Phys.: Conf. Ser., 2021, vol. 1864, Art. ID 012138. doi: 10.1088/1742-6596/1864/1/012138.Solonar A.S., Khmarski P.A. General construction principles and performance features of trajectory processing by data from one radar data source, J. Phys.: Conf. Ser., 2021, vol. 1864, Art. ID 012138. doi: 10.1088/1742-6596/1864/1/012138.Solonar A.S., Khmarskiy P.A., Mihalkovskiy A.A., Tsuprik S.V. Features of trajector measurement coordinates and parameters of movement of ground objects in on-board optical-location systems, 25<sup>th</sup> Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems (ICINS), St. Petersburg, Russia, 2018, pp. 1–5, doi: 10.23919/ICINS.2018.8405853.Solonar A.S., Khmarskiy P.A., Mihalkovskiy A.A., Tsuprik S.V. Features of trajector measurement coordinates and parameters of movement of ground objects in on-board optical-location systems, 25<sup>th</sup> Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems (ICINS), St. Petersburg, Russia, 2018, pp. 1–5, doi: 10.23919/ICINS.2018.8405853.Солонар А.С., Хмарский П.А. Влияние условий наблюдения на показатели качества дискретных фильтров Калмана при наблюдении прямоугольных координат // Приложение к известиям НАН РБ. Физико-технические науки. 2014. № 2. C. 102–109.Солонар А.С., Хмарский П.А. Влияние условий наблюдения на показатели качества дискретных фильтров Калмана при наблюдении прямоугольных координат // Приложение к известиям НАН РБ. Физико-технические науки. 2014. № 2. C. 102–109.Солонар А.С., Горшков С.А., Хмарский П.А. Особенности применения методов нелинейной фильтрации в радиолокаторах управления воздушным движением для сопровождения траекторий // Труды XII Всероссийского совещания по проблемам управления. 2014. C. 3706–3717.Солонар А.С., Горшков С.А., Хмарский П.А. Особенности применения методов нелинейной фильтрации в радиолокаторах управления воздушным движением для сопровождения траекторий // Труды XII Всероссийского совещания по проблемам управления. 2014. C. 3706–3717.Li, X.R., Jilkov, V.P., Survey of maneuvering target tracing. Part I: Dynamic models, IEEE Trans. Aerospace Electronic Syst., 2003, vol. 39, no. 4, pp. 1333–1364, doi: 10.1109/TAES.2003.1261132.Li, X.R., Jilkov, V.P., Survey of maneuvering target tracing. Part I: Dynamic models, IEEE Trans. Aerospace Electronic Syst., 2003, vol. 39, no. 4, pp. 1333–1364, doi: 10.1109/TAES.2003.1261132.Хмарский П.А., Солонар А.С. Особенности реализации адаптивных дискретных квазилинейных фильтров параметров траекторий // Доклады БГУИР. 2012. № 8 (70). C. 57–64.Хмарский П.А., Солонар А.С. Особенности реализации адаптивных дискретных квазилинейных фильтров параметров траекторий // Доклады БГУИР. 2012. № 8 (70). C. 57–64.Горшков С.А., Солонар А.С. Сопоставление методов адаптивной дискретной фильтрации координат маневрирующих целей // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2006. Т. 4. № 6. С. 14–30.Горшков С.А., Солонар А.С. Сопоставление методов адаптивной дискретной фильтрации координат маневрирующих целей // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2006. Т. 4. № 6. С. 14–30.Солонар А.С., Хмарский П.А., Михалковский А.А. Особенности фильтрации координат и параметров движения объекта на этапе совершения установившегося разворота // Доклады БГУИР. 2013. № 4 (74). C. 67–73.Солонар А.С., Хмарский П.А., Михалковский А.А. Особенности фильтрации координат и параметров движения объекта на этапе совершения установившегося разворота // Доклады БГУИР. 2013. № 4 (74). C. 67–73.Blom, H.A.P., Bar-Shalom, Y., The Interacting Multiple Model Algorithm for Systems with Markovian Switching Coefficients, IEEE Trans. Automatic Control., 1988, vol. 33, no. 8, pp. 780–783, doi: 10.1109/9.1299.Blom, H.A.P., Bar-Shalom, Y., The Interacting Multiple Model Algorithm for Systems with Markovian Switching Coefficients, IEEE Trans. Automatic Control., 1988, vol. 33, no. 8, pp. 780–783, doi: 10.1109/9.1299.Fisher K.A., Maybeck P.S. Multiple Model Adaptive Estimation with Filter Spawning, IEEE Trans. Aerospace Electronic Syst., 2002, vol. 38, no. 3, pp. 755–768, doi: 10.1109/TAES.2002.1039397.Fisher K.A., Maybeck P.S. Multiple Model Adaptive Estimation with Filter Spawning, IEEE Trans. Aerospace Electronic Syst., 2002, vol. 38, no. 3, pp. 755–768, doi: 10.1109/TAES.2002.1039397.Дмитриев С.П., Степанов О.А. Многоальтернативная фильтрация в задачах обработки навигационной информации // Радиотехника. 2004. № 7. С. 11–17.Дмитриев С.П., Степанов О.А. Многоальтернативная фильтрация в задачах обработки навигационной информации // Радиотехника. 2004. № 7. С. 11–17.Бар-Шалом Я., Ли Х.Р. Траекторная обработка. Принципы, способы и алгоритмы. Часть 1. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. 272 с.Бар-Шалом Я., Ли Х.Р. Траекторная обработка. Принципы, способы и алгоритмы. Часть 1. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. 272 с.Бар-Шалом Я., Ли Х.Р. Траекторная обработка. Принципы, способы и алгоритмы. Часть 2. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. 239 с.Бар-Шалом Я., Ли Х.Р. Траекторная обработка. Принципы, способы и алгоритмы. Часть 2. М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. 239 с.Blackman, S., Popoli, R., Design and analysis of modern tracking systems, Boston, MA: Artech House, 1999. 1230 p.Blackman, S., Popoli, R., Design and analysis of modern tracking systems, Boston, MA: Artech House, 1999. 1230 p.Bar-Shalom, Y., Li, X. R., Kirubarajan, T., Estimation with Applications to Tracking and Navigation: Theory, Algorithms, and Software, New York: Wiley, 2001, 558 p., doi: 10.1002/0471221279.Bar-Shalom, Y., Li, X. R., Kirubarajan, T., Estimation with Applications to Tracking and Navigation: Theory, Algorithms, and Software, New York: Wiley, 2001, 558 p., doi: 10.1002/0471221279.Хокинг Дж. Unity в действии. Мультиплатформенная разработка на C#. СПб.: Питер, 2018. 336 с.Хокинг Дж. Unity в действии. Мультиплатформенная разработка на C#. СПб.: Питер, 2018. 336 с.Хмарский П.А., Солонар А.С. Влияние выбора моделей входного воздействия на точность измерений вектора состояния для фильтров Калмана // Доклады БГУИР. 2012. № 7. С.47–53.Хмарский П.А., Солонар А.С. Влияние выбора моделей входного воздействия на точность измерений вектора состояния для фильтров Калмана // Доклады БГУИР. 2012. № 7. С.47–53.Khmarski, P.A., Solonar, A.S., Quality indicators of devices for trajectory processing of radar information and methods of their testing, J. Phys.: Conf. Ser., 2021, vol. 1864, Art. ID 012004, doi: 10.1088/1742-6596/1864/1/012138.Khmarski, P.A., Solonar, A.S., Quality indicators of devices for trajectory processing of radar information and methods of their testing, J. Phys.: Conf. Ser., 2021, vol. 1864, Art. ID 012004, doi: 10.1088/1742-6596/1864/1/012138.Фарина А., Студер Ф. Цифровая обработка радиолокационной информации. Сопровождение целей / пер. с англ. М.: Радио и связь, 1993. 319 с.Фарина А., Студер Ф. Цифровая обработка радиолокационной информации. Сопровождение целей / пер. с англ. М.: Радио и связь, 1993. 319 с.Артемьев В.М., Наумов А.О., Кохан Л.Л. Обработка изображений в пассивных обзорно-поисковых оптико-электронных системах. Минск: Беларуская навука, 2014. 116 с.Артемьев В.М., Наумов А.О., Кохан Л.Л. Обработка изображений в пассивных обзорно-поисковых оптико-электронных системах. Минск: Беларуская навука, 2014. 116 с.Артемьев В. М., Наумов А.О., Кохан Л.Л. Обнаружение точечных объектов на изображениях в условиях неопределенности // Информатика. 2010. № 2. С. 15–24.Артемьев В. М., Наумов А.О., Кохан Л.Л. Обнаружение точечных объектов на изображениях в условиях неопределенности // Информатика. 2010. № 2. С. 15–24.Артемьев В. М., Наумов А.О., Кохан Л.Л. Обнаружение объектов конечных размеров на изображениях в условиях неопределенности // Информатика. 2010. № 4. С. 5–15.Артемьев В. М., Наумов А.О., Кохан Л.Л. Обнаружение объектов конечных размеров на изображениях в условиях неопределенности // Информатика. 2010. № 4. С. 5–15.Артемьев В. М., Наумов А.О., Кохан Л.Л. Нелинейная фильтрация случайных последовательностей расширенным методом наименьших квадратов // Информатика. 2018. Т. 15, № 1. С. 60–69.Артемьев В. М., Наумов А.О., Кохан Л.Л. Нелинейная фильтрация случайных последовательностей расширенным методом наименьших квадратов // Информатика. 2018. Т. 15, № 1. С. 60–69.Solonar, A.S., Khmarski, P.A., Naumov, A.O., Juraev, D.A., Muhammedov, B.M., The use of numerical Monte Carlo integration to verify the physical feasibility of a trajectory based on surveillance radar data, Stochastic Modelling and Computational Sciences, 2023, 3(1), pp. 59–73.Solonar, A.S., Khmarski, P.A., Naumov, A.O., Juraev, D.A., Muhammedov, B.M., The use of numerical Monte Carlo integration to verify the physical feasibility of a trajectory based on surveillance radar data, Stochastic Modelling and Computational Sciences, 2023, 3(1), pp. 59–73.Voronina, N.G., Shafranyuk, A.V., Algorithm for constructing trajectories of maneuvering object based on bearing-only information using the Basis Pursuit method, J. Phys.: Conf. Ser., 2021, vol. 1864, Art. ID 012004, doi: 10.1088/1742-6596/1864/1/012139.Voronina, N.G., Shafranyuk, A.V., Algorithm for constructing trajectories of maneuvering object based on bearing-only information using the Basis Pursuit method, J. Phys.: Conf. Ser., 2021, vol. 1864, Art. ID 012004, doi: 10.1088/1742-6596/1864/1/012139.Воронина Н.Г., Шафранюк А.В. Кусочно-стационарная фильтрация в задачах траекторного анализа // Материалы конференции «Управление в морских системах (УМС 2020)». 2020. С. 30–33.Воронина Н.Г., Шафранюк А.В. Кусочно-стационарная фильтрация в задачах траекторного анализа // Материалы конференции «Управление в морских системах (УМС 2020)». 2020. С. 30–33.

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