Статья представляет собой обзор технологий нейронных сетей (НС), используемых при решении задач обеспечения плавания морских надводных объектов. Рассматриваются проблемы формирования траекторий движения, вопросы обнаружения, классификации и расхождения со встречными судами, а также комплексирования навигационных данных и устранения киберрисков.

Представлены алгоритмы распознавания контуров взлетнопосадочной полосы на видеоизображении с применением нейронной сети YOLOv8, отличающиеся друг от друга типом задач, для которых сеть обучена (детекция, сегментация, оценка позы). Проведен анализ точности и быстродействия алгоритмов с использованием вычислительного модуля NVIDIA Jetson NANO. На основе анализа по ряду показателей (быстродействие, точность, дальность) выбран лучший алгоритм распознавания. Результаты подтверждают возможность его включения в состав программного обеспечения комплексов бортового оборудования беспилотных летательных аппаратов.

В статье описывается технология построения имитационной модели движения надводного судна (на примере автомобильножелезнодорожного парома) по заданному набору и характеристикам исполнительных органов. На основе построенной модели разработаны алгоритмы управления для стабилизации продольной составляющей линейной скорости судна и стабилизации на курсе.

В последнее время беспилотные летательные аппараты (БПЛА) получили широкое применение благодаря своей универсальности. Вместе с тем все большую тревогу вызывает появление вредоносных БПЛА, используемых киберпреступниками. Несанкционированные вмешательства в работу БПЛА могут привести к разрушительным последствиям, поэтому крайне необходимо создавать и внедрять соответствующие средства обнаружения и предотвращения подобных действий, а также эффективные способы защиты от них. Статья посвящена исследованию рисков, связанных с кибератаками в отношении группировок БПЛА, и соответствующих мер по устранению таких угроз. Предложена гибридная схема диагностики отказов и система отказоустойчивых взаимодействующих контроллеров для управления группой БПЛА в случае их выходов из строя и кибератак. Гибридная схема диагностики отказов построена на основе как некоторых правил, так и моделей. Смоделированы три реалистичных варианта атаки, в том числе типа «человек посередине» и GPS-спуфинг. Согласно полученным результатам, предложенная схема обеспечивает безопасную работу группировки БПЛА за счет эффективного обнаружения отказов и профилактики потенциальных рисков. 

Рассматривается структурная схема мобильного (носимого либо подвижного) энергетического обнаружителя сигнала, в которой для стабилизации уровня ложных тревог при быстром изменении сигнально-помеховой обстановки (например, вызванном перестройкой параметров приемного устройства, воздействием внешних помех и др.) используется адаптивный к условиям наблюдения алгоритм определения порога обнаружения [1]. Обнаружитель позволяет в реальном масштабе времени строить нормированную гистограмму распределения оценок мощности фоновой помехи и рассчитывать ее параметры. Чтобы обеспечить требуемый уровень вероятности ложной тревоги, в обнаружителе применяется треугольная аппроксимация «хвоста» закона распределения фоновой помехи совместно со сглаживанием оценок порога обнаружения. Представлены результаты экспериментальных исследований по оценке мощности фоновой помехи в различных условиях наблюдения. Проведен сопоставительный анализ расчетов вероятностей ложной тревоги и правильного обнаружения при использовании критерия Неймана–Пирсона и адаптивного алгоритма определения порога обнаружения.

В статье описывается подход к построению системы управления угловым движением малоразмерного космического аппарата (МКА), адаптивной к возможным отказам измерительных и исполнительных устройств. Метод основан на идее включения в контур системы ее цифрового двойника, предназначенного для детектирования отказов измерительных средств с использованием прогнозных значений измерений, которые рассчитываются по адаптивным бортовым моделям движения МКА. Такой подход увеличивает нагрузку на бортовые вычислительные средства МКА, однако позволяет предотвратить обработку недостоверных измерительных данных в контуре обратной связи. Компенсация отказа измерительных средств производится путем реконфигурации алгоритмического обеспечения, с помощью которого определяется ориентация МКА. Для компенсации отказов отдельных каналов исполнительных устройств предложен алгоритм управления угловым движением МКА, чья структура имеет вид четных рядов Фурье.

Представлен рекуррентный алгоритм определения координат автономного необитаемого подводного аппарата (АНПА) по измерениям дальностей до гидроакустических маяков, данным относительного лага и курсоуказателя. Рассматривается два типа рассинхронизации шкал времени маяков и АНПА – случайная и неизвестная. Алгоритм запускается без использования априорных координат АНПА при первом получении одновременных измерений как минимум от двух или трех (в зависимости от типа рассинхронизации) маяков. Вновь поступающие и сохраненные до запуска алгоритма измерения обрабатываются в прямом и обратном времени в едином фильтре. При неоднозначных оценках координат АНПА реализуются два фильтра, которые обрабатывают одни и те же данные с применением разных точек линеаризации измерений. Неоднозначность разрешается исходя из отношения апостериорных вероятностей гипотез о положении АНПА. Отношение рассчитывается по результатам работы фильтров.

В статье описывается алгоритм определения глубины погружения источника звука с использованием многоэлементной донной линейной антенны, основанный на измерении задержек между сигналами в многолучевом канале. Точность алгоритма подтверждена путем моделирования и проверена экспериментально.

Рассмотрено использование многочастотных сигналов в гидроакустических навигационных системах с ультракороткой измерительной базой. Анализируется прием навигационного сигнала круговой антенной с линейными размерами, равными нескольким длинам волн средней частоты сигнала. Предложена модель измерения временных задержек элементами антенны на основе определения полных фаз на каждой частоте многочастотного сигнала. Показана возможность увеличения точности измерений углового положения объекта навигации.