Ученые ЮУрГУ разработали и запатентовали программу для оптимального размещения псевдоспутников на местности. Учитывая рельеф и траекторию посадки, она позволяет улучшить точность определения высоты летательного аппарата в четыре раза по сравнению с обычными спутниковыми системами. Разработка может применяться в гражданской авиации, на удаленных и северных аэродромах, а также при посадке многоразовых ракет.
Псевдоспутники – это наземные устройства, которые работают как дополнительные источники навигационного сигнала для летательных аппаратов. В отличие от настоящих спутников, они не летают в космосе, а располагаются на земле или на вышках в районе аэродрома. Их задача – повысить точность и надежность навигации, особенно на этапе снижения и посадки, когда ошибка в определении высоты наиболее критична.
Главная проблема, с которой сталкиваются навигационные системы, – так называемый геометрический фактор. Это коэффициент, который отражает, насколько взаимное расположение спутников, псевдоспутников и летательного аппарата влияет на точность измерений. Чем он выше, тем больше погрешность. Особенно страдает у навигационных систем вертикальная составляющая – определение высоты аппарата.
Разработчики аэрокосмического факультета ЮУрГУ предложили уникальное решение. Они разработали и запатентовали первую в России программу, которая учитывает два ключевых параметра: рельеф местности и траекторию посадки. Достаточно загрузить в нее данные о высотах участка в радиусе 25 км (их можно взять из профессиональных геоинформационных систем) и типовую траекторию снижения самолета. Система на основе модифицированного алгоритма оптимизации рассчитает, где лучше всего установить псевдоспутники и какой высоты вышки использовать для дополнительного повышения точности. Программа сохраняет результаты расчетов в форматах для дальнейшего проектирования.
?Главное преимущество нашей программы – учет рельефа и траектории, – рассказал старший преподаватель кафедры радиоэлектроники и систем связи ЮУрГУ Станислав Лысов. – Аналоги алгоритмов, которые я знаю, не накладывали ограничений и могли предлагать расположить псевдоспутники в десятках километров от зоны посадки, где они просто не будут работать, или слишком близко друг к другу. Наша программа автоматически расставляет весовые коэффициенты на разных участках траектории, уделяя наибольшее внимание самым ответственным этапам – снижению с высоты 300 метров до земли. В результате коэффициент вертикальной составляющей геометрического фактора уменьшается с 2,5 до 0,6. В среднем это повышает точность определения высоты летательного аппарата перед посадкой более чем в четыре раза?.
Разработка может быть полезна для гражданской авиации, особенно на удаленных и северных аэродромах, где сигналы глобальных навигационных систем могут быть нестабильными. Также программа подходит геодезистам для поиска оптимальных участков под строительство взлетно-посадочных полос, и для компаний, занимающихся выводом грузов на орбиту с помощью перспективных в будущем многоразовых ракет-носителей.