ИТОГОВЫЙ ОБЗОР ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ РАСЧЕТА ОПТИМАЛЬНОГО МАРШРУТА ДЛЯ НАЗЕМНОЙ ГРУППЫ ПОИСКА ОТДЕЛЯЕМЫХ ЧАСТЕЙ ДИНАМИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ

Проведение запусков космических аппаратов с российских космодромов (в дальнейшем динамические объекты (ДО)) требует отведения по трассе полета специальных территорий, предназначенных для падения на Землю отработавших элементов конструкций ДО [1]. Такие территории называются районом падения (РП) ДО [2].

Актуальность разработки обусловлена потребностью эффективного решения задачи поиска ДО.

Поиском ДО занимается наземная поисковая группа (НПГ). Для эффективного поиска и идентификации фрагментов ДО, ликвидации экологического ущерба, а также для сокращения времени работы поисковых групп необходимо как можно быстрее добраться до них.

В данной статье рассматривается итоговый обзор информационной системы расчета оптимального маршрута для наземной группы поиска отделяемых частей динамических объектов. Разработанный программный продукт преобразовывает оцифрованные схемы дорог в виде ориентированного графа, производит расчет оптимального маршрута алгоритмами Дейкстры и Ли, выводит полученные результаты, а также время, требуемое для проведения  расчетов в тактах, и выводит расстояние полученного маршрута в метрах.

Способ поиска ДО пользователь выбирает на основании скорости и качества вычисления. Метод Дейкстры производит качественное вычисление, но из за подробного расчета, а именно учета фактора коэффициента проходимости дорог, требуется некоторое время для вычисления. Метод Ли – быстрое, но в нем данный фактор не учитывается.

Актуальность разработки обусловлена потребностью эффективного решения задачи поиска фрагментов ДО.

Предварительным этапом является процедура построения оцифрованной схемы дорог и РП, которая выполняется с помощью свободно распространяемого программного продукта Google Earth (По требованию Роскомнадзора информируем, что иностранное лицо, владеющее информационными ресурсами Google Earth, является нарушителем законодательства Российской Федерации) [3].

Схема дорог преобразовывается в ориентированный граф [4].

Затем для работы с графом производится пересчет геодезических координат в местную систему координат [5].

Далее пользователь указывает значения широты и долготы НПГ и ДО, по желанию можно включить учет коэффициента проходимости дорог, который поможет с выбором транспортного средства для поиска ДО [6]. В программу включены данные следующих типов транспорта [7]:

1) наземный: легкий (тентованный, цельнометаллический, промтоварный, бортовой), средний (кран – манипулятор), тяжелый (трал) [8];

2) воздушный: вертолеты (Ми-26Т2, Ми-8/17, МИ-8Т), дроны (T-DRONES M1500, T-DRONES M690, GAIA 160MP Heavy Lift Drone ARF DJI N3 Combo) [9], [10], [11], [12], [13], [14].

Характеристики транспортных средств имеют следующие названия (название транспортного средства, масса транспорта, максимальная скорость, тип (наземный или воздушный), грузоподъемность).

Также пользователь может выбрать тип ДО и указать его массу для конкретизации выбора транспортного средства. ДО могут быть:

1) безопасными (не представляют угрозы для окружающей среды);

2) опасными (негативно влияющие на окружающую среду);

3) секретными (представляют конфиденциальную ценность).

В случае невозможности достижения района падения наземным транспортным средством или если объект имеет опасную, или секретную категорию, будет предложено использование вертолетов и дронов при условии, что скорость ветра и видимость будут в разрешенном диапазоне.

Далее пользователь выбирает метод поиска, и программа производит вычисления.

На экране выводится график оптимального маршрута, его расстояние в метрах, указывается рекомендуемый тип транспортного средства, время, которое будет потрачено на поиск ДО и тип ДО.

Полученный маршрут сохраняется в файлах формата KLM и GPX.

Данные о миссии можно сохранить в текстовой документ, который имеет следующее описание:

Номер миссии, расстояние маршрута в метрах, рекомендуемый тип транспортного средства, время, которое будет потраченное на поиск ДО, тип ДО.

Файл формата GPX можно загрузить в любом навигаторе, который поддерживает данный формат файла.

Файл формата KML можно загрузить в программу Google Earth.

Существует множество программ, которые вычисляют кратчайшие пути. Каждые из них имеют свои достоинства и недостатки.

Из популярных можно отметить:

1) iGO Navigation – это программа, которая производит расчет кратчайшего пути и включает в себя большой выбор карт для поиска [15].

2) OsmAnd – программа, созданная на базе автономных карт и позволяющая ориентироваться на местности и находить интересующие объекты на карте [16].

Все эти программы являются платными и в них постоянно всплывает реклама, которая мешает в работе. При этом районы поиска не имеют цифрового описания дорог. Также некоторые РП могут являться секретными, что целесообразно для разработки собственного программного продукта.

Внедрение данного продукта позволит организации эффективнее решать задачи поиска элементов ДО.

Список литературы:

1. Новиков Л.В., Шестопалова О.Л. Анализ программного обеспечения расчета оптимального маршрута для наземной группы поиска отделяемых частей ракет космического назначения и их фрагментов // Вопросы технических и физико-математических наук в свете современных исследований: сб. ст. по матер. XXXIV междунар. науч.-практ. конф. № 12(27). – Новосибирск: СибАК, 2020. – С. 23-27.
2. Район падения. URL:http://russian.space/298/ (дата обращения: 20.04.2022).
3. Google Earth. URL: https://ru.qwe.wiki/wiki/Google_Earth (дата обращения: 20.04.2022) (По требованию Роскомнадзора информируем, что иностранное лицо, владеющее информационными ресурсами Google Earth, является нарушителем законодательства Российской Федерации)
4. Граф..URL:https://ru.wikipedia.org/wiki/Граф (дата обращения: 29.11.2020).
5. Колодяжный А. Н. Методы и алгоритмы обработки траекторных измерений: Учебное пособие. – М.: Изд – во МАИ, 2012. – 84 с.: ил.
6. Новиков Л.В., Шестопалова О.Л. Формирование маршрута с учетом коэффициента проходимости дорог для наземной группы поиска отделяемых частей ракет космического назначения и их фрагментов // Вопросы технических и физико-математических наук в свете современных исследований: сб. ст. по матер. XXXIX междунар. науч.-практ. конф. № 5(31). – Новосибирск: СибАК, 2021. – С. 32-37.
7. Новиков Л.В., Шестопалова О.Л. Определение класса транспортных средств для наземной группы поиска динамических объектов // Вопросы технических и физико-математических наук в свете современных исследований: сб. ст. по матер. XLV междунар. науч.-практ. конф. № 11(37). – Новосибирск: СибАК, 2021. – С. 10-14.
8. Грузовой автотранспорт: https://xn--80aaahpr6aegphgefgd9d.xn--p1ai/ press-centr/stati/harakteristiki_gruza_i_transporta/klassifikaciy_gruzovih_avto/ (дата обращения: 20.04.2022).
9. Вертолет Ми-26Т2: http://roe.ru/catalog/vozdushno-kosmicheskie-sily/vertolety/mi-26t2/ (дата обращения: 20.04.2022).
10. Вертолет Ми-8/17: https://www.rhc.aero/catalog/mi-817 (дата обращения: 20.04.2022).
11. Вертолет МИ-8Т: http://xn----7sbbajd2b6bq.xn--p1ai/mi-8t.php (дата обращения: 20.04.2022).
12. Гексакоптер T-DRONES M1500: https://mydrone.ru/geksakopter-t-drones-m1500/ (дата обращения: 20.04.2022).
13. Квадракоптер T-DRONES M690: https://mydrone.ru/kvadrokopter-t-drones-m690a/ (дата обращения: 20.04.2022).
14. Дрон – Тяжеловоз GAIA 160MP Heavy Lift Drone ARF DJI N3 Combo: https://mydrone.ru/dron-tyazhelovoz-gaia-160mp-heavy-lift-drone-arf-dji-n3-combo/ (дата обращения: 20.04.2022).
15. iGO Navigation: https://www.igonavigation.com/ (дата обращения: 20.04.2022).
16. OsmAnd: https://osmand.net/ (дата обращения: 20.04.2022).