Mathematical aspects of determining the motion parameters of a target by UAV

Abstract

Research relevance When performing reconnaissance missions, a UAV system primarily conducts surveillance of the target area, locates stationary or moving enemy targets, determines their coordinates or transmits their images directly to the command post. Directing artillery fire as well as guiding missiles or carrying out target designation (illumination of targets) for high-precision weapons, automatic determination of target coordinates and their prompt transmission to the appropriate ground stations is essential. This article provides a mathematical solution to the issue of determining the motion parameters of a target spotted during surveillance of an area by a reconnaissance drone (UAV). The subject of the study in the article is UAV rocket-artillery systems. The purpose of the work is to develop a mathematical model for determining the parameters of the target's movement using a UAV. The following tasks are solved in the article: to develop target positioning diagram; to develop a mathematical model for determining the parameters of the target's movement. The methods used in the article are the methods of mathematical modelling. The following results were obtained: а target positioning scheme has been compiled to determine the coordinates and movement parameters; a mathematical dependence has been developed to determine the coordinates of a fixed target; a mathematical model has been developed to determine the parameters of the target's movement. Conclusions: by calculating the current coordinates of a moving target using the method proposed in this paper, it is possible to determine thecoordinates of the target and parameters of the target's movement, including the direction of movement and the trajectoryАктуальність дослідження. При виконанні розвідувальних завдань система БПЛА в першу чергу веде спостереження за районом мети, визначає місцезнаходження нерухомих цілей супротивника, що рухаються, визначає їх координати або передає їх зображення безпосередньо на командний пункт. При наведенні артилерійського вогню, а також наведенні ракет або здійсненні цілевказівки (підсвічування цілей) для високоточної зброї істотне значення має автоматичне визначення координат цілей та їхня оперативна передача на відповідні наземні станції. У цій статті наведено математичне вирішення питання визначення параметрів руху мети, виявленої під час спостереження за місцевістю розвідувальним безпілотником (БПЛА). Предметом дослідження у статті є БПЛА-ракетно-артилерійські комплекси. Мета роботи полягає у розробці математичної моделі визначення параметрів руху мети за допомогою БПЛА. У статті вирішуються такі завдання: -розробити схему позиціонування мети; розробити математичну модель визначення параметрів руху цілей. У статті використано методи математичного моделювання. Отримано такі результати: складено схему позиціонування мети для визначення координат і параметрів руху; розроблено математичну залежність для визначення координат нерухомої мети; розроблено математичну модель для визначення параметрів руху мети. Висновки: обчислюючи поточні координати мети, що рухається за допомогою методу, запропонованого в даній роботі, можна оперативно визначити координати мети і параметри руху мети, в тому числі напрям руху і траєкторію.