The widespread use of unmanned aerial vehicles during warfare has intensified the problem of their management, especially when they are used in large groups. One of the main tasks is to ensure coordinated movement of the group's aircraft in space. Optimizing the movement of each device of the group in three-dimensional space is expedient to use mathematical models. The movement of any unmanned aerial vehicle can be presented as a combination of translational and rotational movements, and its speed as a combination of translational and rotational velocities. Previously, these movements were modeled separately using a system of differential equations or quaternions. In this article, a mathematical model of rotational and translational movements of an aircraft based on the algebra of dual quaternions is developed. Dual quaternions consisting of eight scalars are a compact representation of rigid transformations in space. Therefore, their properties determine the advantage in the course of motion simulation, as they reduce the amount of calculations. Thus, with the help of one dual quaternion, it is possible to provide both translational and rotational motions at once, and the operation of non-commutative multiplication of dual quaternions is used to simulate the movement. The model assumes that the real part of the dual quaternion determines the orientation of the UAV in space, and the dual part determines its position in three-dimensional space. In order to connect aircraft coordinate systems with the model, expressions for the transition from aircraft orientation angles (roll, yaw, and pitch) to dual quaternion parameters and vice versa are obtained. The functionality of the proposed model was confirmed using the developed software for modeling the coordinated movement of aircraft. The software is adapted for graphical display of a large number of aircraft in web browsers with WebGl support. Keywords: motion modeling; rotational and translational movement; unmanned aerial vehicles; quaternions; dual quaternions; algebra of quaternions.
Житомирський військовий інститут ім. С.П. Корольова Методика прогнозування показників якості космічних оптико-електронних знімків видимого діапазону хвиль У роботі розроблено методику прогнозування якості космічних оптико-електронних знімків видимого діапазону хвиль. Дана методика враховує показники, які пливають на кінцеву якість знімка, що значно підвищує інформативність отриманих знімків. Під час розробки методики проведено моделювання таких основних факторів, які впливають на якість космічних оптикоелектронних знімків, як: величина потоку сонячного випромінювання; розсіювання та поглинання світла в атмосфері; відбиття від об'єктів на поверхі Землі; технічні характеристики самої оптико-електронної системи. Для реалізації методики розроблено програмний продукт, основними базовими елементами якого є математичні моделі елементів системи оптикоелектронного космічного знімання. Ключові слова: оптико-електронні системи; космічний апарат; оптичний діапазон спектру; космічне знімання; якість знімків; прогнозування якості. Постановка проблеми. Задача оперативного космічного моніторингу природних ресурсів, дослідження динаміки протікання природних процесів та явищ, аналіз причин і прогнозування можливих наслідків та вибір методів попередження надзвичайних ситуацій на сучасному етапі є невід'ємним атрибутом методології збору інформації про стан території, необхідної для прийняття правильних та своєчасних управлінських рішень. В наш час головна роль в реалізації космічного моніторингу належить знімкам, які виконуються оптико-електронними системами (ОЕС) в оптичному діапазоні спектру, так як вони дають максимум корисної інформації. Якість космічних знімків, що отримуються ОЕС залежить від багатьох факторів, таких як: пора року, час доби, стан атмосфери, технічних характеристик бортової апаратури та інших. Тому в процесі управління космічним апаратом здійснюється планування роботи бортової апаратури відповідно до отриманих від споживачів заявок. Однак до цього часу у процесі планування не враховуються комплексно всі показники, які впливають на кінцеву якість знімка, що інколи приводить до отримання знімків з низькою інформативністю. Тому розробка методики прогнозування показників якості космічного знімання, є актуальною науково-технічною задачею, що надасть можливість економити бортові ресурси та отримати значно більше корисної інформації з космічних знімків. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Потрібно відмітити, що космічні знімки видимого діапазону використовуються вже не одне десятиліття для отримання інформації про Землю і тут досягнуті значні результати. Достатньо добре розвинені методи обробки [1-4], пророблена методика дешифрування знімків [5-7], критично оцінені можливої точності і надійності інформації [8-10], та розроблені моделі деяких окремих елементів оптико-електронних систем [8, 11-14]. Основний вклад у рішення проблем моделювання оптико-електронних систем внесли такі вчені, як Ю.К. Ребрин, А.Ф. Мельканович, М.А. Попов, В.Л. Моісеєв, В.Е. Зуєв, М.В. Кабанов та інші. Однак до цього часу при плануванні ко...
Today, one of the priority directions of the aerospace industry of Ukraine is the creation of effective aerospace intelligence. Remote sensing of the Earth in the optical range provides the opportunity to obtain images of the Earth's surface for use in the military sphere and the national economy. For this, various sensors are used, which, as a rule, register radiation reflected from the surface of the Earth and objects located on it. Surveying the Earth's surface from space vehicles in the radio range allows solving a wide range of tasks. At the same time, the antenna irradiates the earth's surface with a radio signal with known parameters and receives the signal reflected from the surface over a relatively large area of the carrier's trajectory. When using a side view of the earth's surface to increase the angular separation by the path range, the artificial synthesis of the antenna aperture has become widely used. Artificially synthesizing the antenna aperture is carried out at the stage of coherent or incoherent processing of the reflected signal on a certain section of the carrier's trajectory. At the same time, the parameters of the reference trajectory signal are considered to be known with accuracy to the random phase. In contrast to the classical active methods of antenna aperture synthesis, which require the availability of information about the parameters of the radiated signal, with the passive method of antenna aperture synthesis, the parameters of the received signal are determined by the type of radio radiation source and are a priori unknown. When passively synthesizing the antenna aperture based on ground radar signals, both the maximum possible size of the synthesized aperture and the conditions for determining the azimuthal direction to the source of radio radiation depend on the parameters of the signal emitted by the radar. The paper analyzes the orbit parameters of the spacecraft, which ensure the fulfillment of the condition of the unambiguity of the determination of the azimuthal direction to the source of radio radiation and determine the resolution in terms of the path range during the passive synthesis of the antenna aperture based on the signals of typical radars operating in the pulse mode. Keywords: spacecraft; source of radio emission; resolution; antenna synthesized aperture.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.