vestnovsuВестник Новгородского государственного университетаVestnik of Novgorod State University2076-8052Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого10.34680/2076-8052.2025.3(141).408-421vestnovsu-409Research ArticleЭЛЕКТРОНИКААлгоритм взлета и размещения роя БПЛАAlgorithm for takeoff and deployment of a UAV swarmhttps://orcid.org/0000-0001-9827-1690ИвановВ. С.IvanovV. S.

Иванов Вячеслав Сергеевич – кандидат технических наук, доцент

Москва

Moscow

ivanov_vs@mirea.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0547-0899ГрачевН. Н.GrachevN. N.

Грачев Николай Николаевич – кандидат технических наук, профессор

Москва

Moscow

grachev_n@mirea.ruhttps://orcid.org/0009-0007-2833-6277ШеденкоВ. В.ShedenkoV. V.

Шеденко Владимир Вячеславович – студент

Москва

Moscow

shedenkovv@mail.ruМИРЭА – Российский технологический университетРоссияMIREA – Russian technological universityRussian Federation20252911202503(141)408421Copyright © Иванов В.С., Грачев Н.Н., Шеденко В.В., 20252025Иванов В.С., Грачев Н.Н., Шеденко В.В.Ivanov V.S., Grachev N.N., Shedenko V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnovsu.elpub.ru/jour/article/view/409

В статье проведен анализ отечественных беспилотных летательных аппаратов мультироторного типа, используемых в качестве ретрансляторов связи. Представлены достоинства и недостатки каждого решения. Целью работы является оперативное развертывание системы связи в заданной территории путем разработки алгоритма взлета и размещения роя беспилотных летательных аппаратов. Рассмотрены ручной и автоматический режимы управления квадракоптерами. Описаны датчики, использующиеся при управлении квадракоптером в автоматическом режиме. Рассмотрена технология роя беспилотных летательных аппаратов, позволяющая покрыть связью большие территории. Разработанный алгоритм взлета и размещения роя беспилотных летательных аппаратов будет применяться при оперативной организации связи на территориях страны, где нет средств радиоэлектронной борьбы. Применение квадракоптеров в качестве ретрансляторов связи позволяет в кратчайшие сроки развернуть систему связи в ситуациях, в которых установка ретрансляторов на опоры невозможна в силу сложного рельефа местности или не оправдана с экономической точки зрения. Представлены результаты моделирования разработанного для размещения наземных базовых станций программного обеспечения, которое будет адаптировано под размещение беспилотных летательных аппаратов.

The article presents an analysis of domestic multirotor-type unmanned aerial vehicles used as communication relays. The advantages and disadvantages of each solution are described. The purpose of our work is to explore the rapid deployment of a communication system in a designated area by developing an algorithm for the takeoff and deployment of a UAV swarm. Both manual and automatic modes of quadcopter control are considered. We not only described the sensors used in automatic quadcopter control, bit also examined UAV swarm technology, which makes it possible to provide communication coverage over large areas. The developed algorithm for the takeoff and deployment of a UAV swarm will be applied for the rapid organization of communications in regions of the country where electronic warfare systems are absent. The use of quadcopters as communication relays enables the swift deployment of communication systems in situations where installing relay equipment on fixed supports is impossible due to difficult terrain or unjustified from an economic standpoint. The results of software simulation developed for the deployment of ground base stations, which will be adapted for UAV deployment, are presented.

беспилотные летательные аппаратыквадракоптерырой БПЛАретранслятор связиunmanned aerial vehiclesquadrocoptersa swarm of UAVsa communications repeaterReferences«Алмаз-Антей» разработал дрон для ретрансляции сигнала // РИА Новости: сайт. 2024, 6 февраля. URL: https://ria.ru/20240206/dron-1925621328.html?ysclid=m85gq7cu0919202502 (Дата обращения: 02.03.2025).RIA Novosti: Almaz-Antey has developed a drone for signal relay. URL: https://ria.ru/20240206/dron-1925621328.html?ysclid=m85gq7cu0919202502 (Accessed: 02.03.2025). (In Russian).Исследователи СПб ФИЦ РАН разработали дрон, позволяющий оперативно расширить территорию покрытия беспроводной связью // СПб ФИЦ РАН: сайт. 2023, 11 июля. URL: https://spcras.ru/news/detail_news.php?ID_NEWS=650116 (Дата обращения: 02.03.2025).St. Petersburg FIT RAS: Researchers at St. Petersburg FIT RAS have developed a drone that allows for rapid expansion of the wireless coverage area. URL: https://spcras.ru/news/detail_news.php?ID_NEWS=650116 (Accessed: 02.03.2025). (In Russian).Гранада ВА-1000 // Drone-catalog: сайт. URL: https://drone-catalog.ru/product/%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B0%D0%B4-%D0%B2%D0%B0-1000/?ysclid=m85hs5e9vn828937895 (Дата обращения: 02.03.2025).Drone-catalog: Granada VA-1000. URL: https://drone-catalog.ru/product/%D0%B3%D1%80%D0%B0%D0%BD%D0%B0%D0%B4-%D0%B2%D0%B0-1000/?ysclid=m85hs5e9vn828937895 (Accessed: 02.03.2025). (In Russian).Drone-catalog: Бласкор. URL: https://drone-catalog.ru/product/%D0%B1%D0%BB%D0%B0%D1%81%D0%BA%D0%BE%D1%80/?ysclid=m85i5odpjv852330049 (Дата обращения: 02.03.2025).Drone-catalog: Blascor. URL: https://drone-catalog.ru/product/%D0%B1%D0%BB%D0%B0%D1%81%D0%BA%D0%BE%D1%80/?ysclid=m85i5odpjv852330049 (Accessed: 02.03.2025). (In Russian).НЕЛК: нестандартная электроника: официальный сайт. URL: https://nelk.ru/catalog/robototekhnicheskie_sistemy/bespilotnye_aviatsionnye_sistemy/nelk_v6_m1/?ysclid=m85n42gdq3920288803 (Дата обращения: 02.03.2025).NELK: unusual electronics official website. URL: https://nelk.ru/catalog/robototekhnicheskie_sistemy/bespilotnye_aviatsionnye_sistemy/nelk_v6_m1/?ysclid=m85n42gdq3920288803 (Accessed: 02.03.2025). (In Russian).Как дроны роя в Китае общаются друг с другом? URL: https://www.iwavecomms.com/ru/news/how-do-china-swarming-drones-communicate-with-each-other/ (Дата обращения: 04.03.2025).How do swarm drones in China communicate with each other? URL: https://www.iwavecomms.com/ru/news/how-do-china-swarming-drones-communicate-with-each-other/ (Accessed: 04.03.2025). (In Russian).Довгаль В. А. Интеграция сетей и вычислений для построения системы управления роем дронов как сетевой системы управления // Вестник Адыгейского государственного университета. Серия 4. Естественно-математические и технические науки. 2022. 1 (296). 62–76. DOI: 10.53598/2410-3225-2022-1-296-62-76Dovgal V. A. Integration of networks and computing to build a drone swarm management system as a network management system // The Bulletin of the AdygheState University, the series “Natural-Mathematical and Technical Sciences”. 2022. 1 (296). 62–76. DOI: 10.53598/2410-3225-2022-1-296-62-76 (In Russian).Как работает «мозг» дрона? Алгоритм управления // LIVE: сайт. 2024, 26 ноября. URL: https://www.ixbt.com/live/drones/kak-rabotaet-mozg-dronaalgoritm-upravleniya.html?ysclid=m8h32q4a4i859191366 (Дата обращения: 04.03.2025).How does the drone's "brain" work? The control algorithm. URL: https://www.ixbt.com/live/drones/kak-rabotaet-mozg-drona-algoritm-upravleniya.html?ysclid=m8h32q4a4i859191366 (Accessed: 04.03.2025). (In Russian).Perez-Fontan F., Hernando-Rabanos J. M. Comparison of irregular terrain propagation models for use in digital terrain data based radiocommunication system planning tools // IEEE Transactions on Broadcasting.1995. 41 (2). 63–68. DOI: 10.1109/11.392833Perez-Fontan F., Hernando-Rabanos J. M. Comparison of irregular terrain propagation models for use in digital terrain data based radiocommunication system planning tools // IEEE Transactions on Broadcasting. 1995. 41 (2). 63–68. DOI: 10.1109/11.392833Дворников С. В., Балыков А. А., Котов А. А. Упрощенная модель расчета потерь сигнала в радиолинии, полученная путем сравнения квадратичной формулы Введенского с существующими эмпирическими моделями // Системы управления, связи и безопасности. 2019. 2. 87–99. DOI: 10.24411/2410-9916-2019-10204Dvornikov S. V., Balykov A. A., Kotov A. A. The simplified model for radio signal path loss computation, which was developed by comparing the Vvedensky quadratic equation with existing empirical models // Systems of control, communication and security. 2019. 2. 87–99. DOI: 10.24411/2410-9916-2019-10204 (In Russian).Кисель Н. Н. Моделирование распространения радиоволн в пакете Wireless InSite: учебное пособие. Ростов-на-Дону; Таганрог: Издательство Южного федерального университета, 2018. 107 с.Kisel N. N. Modeling of radio wave propagation in the Wireless InSite package: a textbook. Rostov-on-Don; Taganrog: Southern Federal University Publ., 2018. 107 p. (In Russian).Владимиров С. С. Беспроводные системы передачи данных. Расчет потерь на трассе радиоканала: практикум. Санкт-Петербург: СПбГУТ, 2020. 32 с.Vladimirov S. S. Wireless data transmission systems. Calculation of losses on the radio channel route: a practical guide. St. Petersburg: SPbSUT Publ., 2020. 32 p.Метод прогнозирования распространения сигнала на конкретной трассе для наземных служб «из пункта в зону» в диапазонах УВЧ и ОВЧ: рекомендация МСЭ-R P.1812-4. Женева: Международный союз электросвязи, 2015. 34 c.Recommendation ITU-R P.1812-4. A path-specific propagation prediction method for point-to-area terrestrial services in the UHF and VHF bands. Geneve: ITU Publ., 2015. 34 p.Бабков В. Ю., Вознюк М. А., Михайлов П. А. Сети мобильной связи. Частотно-территориальное планирование. 2-е изд., испр. Москва: Горячая линия–Телеком, 2007. 224 с.Babkov V. Yu., Voznyuk M. A., Mikhailov P. A. Mobile communication networks. Frequency-territorial planning. 2nd ed., revised. Moscow: Hotline–Telecom Publ., 2007. 224 p. (In Russian).Иванов В. С., Увайсов С. У., Иванов И. А. Алгоритм автоматического размещения базовых станций транкинговых систем связи // Труды учебных заведений связи. 2023. 9 (5). 25–34. DOI: 10.31854/1813-324X-2023-9-5-25-34Ivanov V. S., Uvajsov S. U., Ivanov I. A. Automatic placement algorithm of base stations trunking communication systems // Proceedings of telecommunication universities. 2023. 9 (5). 25–34. DOI: 10.31854/1813-324X-2023-9-5-25-34 (In Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.