Скрыпник Олег Николаевич, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры авиационного радиоэлектронного оборудования
г. Иркутск
Oleg N. Skrypnik, Doctor of Technical Sciences, Full Professor, Professor of the Aviation Radio electronic Equipment Chair
Irkutsk
Нечаев Евгений Евгеньевич, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой управления воздушным движением
г. Москва
Evgeniy E. Nechaev, Doctor of Technical Sciences, Full Professor, Head of the Air Traffic Management Chair
Moscow
Арефьева Наталья Геннадьевна, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры авиационного радиоэлектронного оборудования
г. Иркутск
Natalya G. Arefyeva, Candidate of Technical Sciences, Senior Lecturer of the Aviation Radio electronic Equipment Chair
Irkutsk
Арефьев Роман Олегович, кандидат технических наук, доцент кафедры авиационного радиоэлектронного оборудования
г. Иркутск
Roman O. Arefyev, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Aviation Radio electronic Equipment Chair
Irkutsk
Рассмотрена задача оптимизации траекторий полета воздушных судов при организации воздушного движения на основе технологий гибкой маршрутизации, предполагающих использование спутниковых навигационных систем (СНС). Показано, что при оптимизации траектории необходимо учитывать точность ее выдерживания в процессе полета, которая зависит от точности навигационной системы и внешних траекторных возмущений, например, ветра. Для решения задачи оптимизации предложено использовать методы теории графов. Разработана методика построения динамичного поля точности СНС и его представления в виде графа. Предложено поле СНС характеризовать значениями геометрического фактора, изменяющегося как в пространстве, так и во времени.
На основе теории графов (алгоритм А-star) предложена методика построения оптимальной по протяженности траектории при изменении точности СНС и внешних траекторных воздействиях. Предложен критерий оптимизации, основанный на минимизации длины линии фактического пути. Обоснована функция стоимости, учитывающая точность выдерживания траектории при навигации по СНС и влияние внешних траекторных возмущений. Представлены результаты применения алгоритма А- star для построения оптимальных траекторий полета в условиях вариаций поля точности СНС и наличия запретных зон в предоставляемой зоне воздушного пространства.
The authors consider the problem of optimization of aircraft flight trajectories in air traffic management (ATM) on the basis of flexible routing technologies which involve the use of satellite navigation systems (SNS). It is shown that in optimizing a trajectory it is necessary to take into account the accuracy of track holding during the flight which depends on the accuracy of the navigation system and external flight path disturbances, e.g. wind. For solving the task of optimization the authors propose to use the theory of graphs. The technique of constructing a dynamic SNS accuracy field and representing it as a graph was developed. It is proposed that the SNS field be characterized by geometric dilution of precision changing both in space and in time. Based on the theory of graphs (A-star algorithm) the technique of constructing a trajectory of optimal length with changing the SNS accuracy and external flight path disturbances is proposed. The criterion of optimization based on minimizing the true track is offered. The cost function taking into account the track holding accuracy in navigating by SNS and effects of external flight disturbances is justified. The article presents the results of A-star algorithm application for constructing an optimal flight trajectory under conditions of SNS accuracy field variation and presence of prohibited zones in the provided airspace.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.