Мироненко Александр Анатольевич — доктор технических наук, доцент
198035, г. Санкт-Петербург, ул. Двинская, 5/7
Mironenko, Aleksandr A. — Grand PhD in Technical Sciences, associate professor
5/7 Dvinskaya Str., St. Petersburg, 198035
В статье предложены способы совершенствования использования изостадий посредством их обобщенного представления при задании программной траектории в условиях стесненного плавания. Предполагается, что принцип автоматического сопровождения нескольких навигационных ориентиров в технических средствах судовождения реализован. На основе проведенных ранее исследований сформулированы гипотезы о целесообразности аппроксимации границ навигационных опасностей и зоны навигационной безопасности N-фокусными эллипсами. N-фокусные кривые второго порядка, позволяющие точнее аппроксимировать геометрические формы навигационных опасностей (значительно не перекрывая области возможного маневрирования судна), связаны с измеряемыми бортовыми техническими средствами судовождения навигационными параметрами, а следовательно, являются независимыми от спутниковых систем позиционирования. В настоящей работе предлагается дальнейшее развитие путем представления изолиний навигационных параметров обобщенной N-фокусной кривой второго порядка. Для этого вводится понятие веса, который при определенных комбинациях позволяет получить (при неизменных исходных измерениях) целое семейство кривых второго порядка (окружности, эллипсы, гиперболы, N-фокусные эллипсы, N-фокусные гиперболы). Учитывая особенности расположения опорных ориентиров, предлагается метод аффинных преобразований дополнить варьированием длиной базы опорных ориентиров. В совокупности это позволит получить, например, на этапе предварительного планирования, сетку ведущих, ограждающих и контрольных изолиний для программной траектории и геометрической полосы проводки в виде кривых второго порядка. Важнейшие положения проведенного исследования визуализированы, а реализация предлагаемых методов в современных навигационных комплексах и системах управления автономными судами позволит решать задачи обработки навигационной информации в прибрежных районах плавания на качественно новом уровне.
The article proposes an approach to improving the use of isostages through their generalized representation when specifying a vessel’s program trajectory under conditions of restricted navigation. It is assumed that the principle of automatic tracking of multiple navigational marks by onboard navigational aids has been implemented. Based on previous research, the feasibility of approximating the boundaries of navigational hazards and the navigational safety domain by N-focal ellipses is substantiated. It has been shown that second-order N-focal curves allow for a more accurate approximation of the geometric shapes of navigational hazards without significant overlap of possible vessel maneuvering areas, while being directly associated with navigational parameters measured by onboard technical navigational aids and therefore independent of global satellite positioning systems. In this study, further development is proposed by representing isolines of navigational parameters using a generalized second-order N-focal curve. For this purpose, the concept of weight is introduced, which, under certain combinations, makes it possible to obtain an entire family of second-order curves (circles, ellipses, hyperbolas, N-focal ellipses, and N-focal hyperbolas) while keeping the initial measurements unchanged. Taking into account the specific arrangement of reference navigational marks, the affine transformation method is supplemented by variations in the base length between the reference marks. This approach makes it possible, for example, at the preliminary route planning stage, to obtain a complete grid of leading, clearing, and control isolines for a given program trajectory and its corridor in the form of second-order curves. The key results of the study are visualized, and the implementation of the proposed methods in modern navigation systems and autonomous vessel control systems will enable navigation information processing in coastal waters at a qualitatively new level.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.