МЕТОДИКА УПРАВЛІННЯ ПОЗИЦІЮВАННЯМ КОМУНІКАЦІЙНИХ АЕРОПЛАТФОРМ FANET В УМОВАХ РАДІОЕЛЕКТРОННОЇ ПРОТИДІЇ

Анотація

У статті розглядається методика управління позиціюванням комунікаційних аероплатформ (далі – КА) в мережі FANET в умовах радіоелектронної протидії для досягнення цільової функції: підвищення точності управління навігаційними параметрами (переміщенням) комунікаційних аероплатформ (зменшення відхилення від цільової траєкторії).

У роботі показано процес управління параметрами позиціювання КА FANET під час розгортання, функціонування та управління процесом ротації головного вузла повітряної комунікаційної підмережі.

Здійснено оцінку відхилення навігаційних параметрів КА з використанням імітаційного моделювання. Формалізовано процес визначення координат КА за прийнятими сигналами (зондами) по основному каналу передачі. В статті показано застосування резервного каналу на базі LoRа для збереження управління в умовах втрати GPS-сигналів, що може стати підґрунтям для оцінки енерговитрат КА мережі в процесі інформаційного обміну. Процес адаптивного підлаштування навігаційних параметрів КА в роботі пропонується здійснювати з використанням фільтра Калмана.

Наукова новизна методики полягає у застосуванні науково-методичного апарату тригонометричних перетворень канальної матриці і розрахунку азимутального та елеваційного кута для додаткового корегування навігаційних параметрів позиціювання КА відносно мобільної базової станції.

Такий підхід дозволяє досягти оптимізації цільових функцій процесу управління позиціюванням та забезпечення прийняття рішень в реальному часі. Результати імітаційного моделювання підтверджують можливість забезпечення меншого відхилення навігаційних параметрів до 30 м відносно відомого рішення із застосуванням алгоритму PSO 340–400 м по висоті.

Посилання

1. Al-Hajri M. S., Al-Sheikh M. S., Al-Sulaiman S. Analysis of RF interference on LoRa modulation // IEEE Access. 2022.

2. Al-Omari A. A., Al-Abed M. A., Al-Azzawi A. A. Performance of LoRaWAN in the presence of RF interference // International Journal of Electronics and Communications. 2022.

3. Performance Analysis of Long Range Communication for FANETs in Urban Environments,
   by S. A. Al-Ghamdi, M. A. Al-Hourani, and A. H. Al-Bayatti, published in the IEEE Transactions on Vehicular Technology journal in 2022.

4. A Robust and Efficient Positioning Approach for FANETs in the Presence of Jamming by X. Zhang, Y. Wang, and X. Wang, published in IEEE Transactions on Vehicular Technology. July 2022. Vol. 66. No. 7. P. 6097–6109.

5. Nguyen K. K., Duong T. Q., Do-Duy T., Claussen H., Hanzo L. 3D UAV Trajectory and Data Collection Optimization via Deep Reinforcement Learning // IEEE Transactions on Communications. 2022. DOI: doi.org/10.1109/TCOMM.2022.3148364.

6. Yan Yunfei, Peng Sun, Jieyong Zhang, Yutang Ma, Liang Zhao, Yueyi Qin. Dynamic QoS Prediction Algorithm Based on Kalman Filter Modification // Sensors. 2022. No. 22 (15). P. 5651. DOI: https://doi.org/10.3390/s22155651.

7. Polara Vishal, Jagdish Rathod. Cost Optimization Approach for MANET using Particle Swarm Optimization // International Journal on Recent and Innovation Trends in Computing and Communication. 2023. No. 11 (8). Р. 90–98. DOI: https://doi.org/10.17762/ijritcc.v11i8.7927.

8. A Cooperative Positioning Scheme for FANETs in the Presence of Jamming and Uncertainties by Y. Wang, X. Zhang and X. Wang. Published in IEEE Transactions on Vehicular Technology. July 2023. Vol. 72. No. 7. P. 5826–5837.

9. Bieliakov R., Fesenko O. FANET management process simulation at the deployment and operation stage // Technology Audit and Production Reserves. 2023. No. 5 (2 (73). Р. 40–47. DOI: https://doi.org/10.15587/2706-5448.2023.290033.

10. Borkivska Olga, Zhurakovskyi Bohdan, Platonenko Artem. Smart City Information System Based On Lora Technology Annotation // Cybersecurity: Education, Science, Technique. 2022. No. 16 (4). Р. 113–28. DOI: https://doi.org/10.28925/2663-4023.2022.16.113128.

11. A 3D MATLAB/Simulink Model of an Unmanned Aerial Vehicle for Control Design and Simulation by A. A. Al-Sheikhly, M. A. Al-Ghamdi and M. A. Al-Shehbaz // IEEE Transactions on Systems.

12. Bieliakov R., Fesenko O. Mobility model of a special purpose terrestrial communication network // Computer-Integrated Technologies: Education, Science, Production. 2023. No. 51. Р. 130–138. DOI: https://doi.org/10.36910/6775-2524-0560-2023-51-17.