Глава 1. Исследовательский раздел

1. Научная новизна и актуальность работы

Актуальность исследования Рост применения беспилотных летательных аппаратов (БПЛА)

в таких областях, как логистика, сельское хозяйство, экологический мониторинг и ликвидация последствий чрезвычайных ситуаций, требует создания интеллектуальных систем автоматизированного планирования маршрутов.

Современные решения зачастую ограничены фрагментарным подходом: отдельно решаются задачи геодезических расчётов, обхода запретных зон или интеграции с аппаратурой. Это приводит к необходимости использования нескольких несвязанных инструментов, увеличению времени на подготовку полётных заданий и рискам, связанным с человеческим фактором. Кроме того, динамическое изменение воздушного пространства (например, введение временных запретных зон) требует гибких алгоритмов, способных адаптировать маршруты в реальном времени. Указанные проблемы определяют актуальность разработки комплексного решения, объединяющего геопространственный анализ, автоматизацию и аппаратную интеграцию.

Научная новизна работы Научная новизна исследования заключается в следующих аспектах:

Комбинация геодезических методов и веб-технологий: Разработана архитектура, совмещающая алгоритмы расчёта ортодромии на эллипсоиде WGS84 с интерактивной визуализацией на платформе Yandex Maps API. Это позволяет проводить расчёты в геодезически точной системе координат с одновременным отображением результатов в пользовательском интерфейсе.

Алгоритм адаптивного обхода запретных зон: Предложен метод динамической коррекции маршрута на основе топологического анализа пересечений. В отличие от существующих аналогов, алгоритм учитывает не только статические зоны, но и позволяет оперативно обновлять их конфигурацию через веб-интерфейс.

Интеграция цифровых моделей рельефа (DEM) в реальном времени: Реализован механизм автоматической коррекции высоты полёта БПЛА на основе растровых данных высокого разрешения (до 1 м/пиксель) с использованием библиотеки rasterio. Это обеспечивает безопасность маршрутов в условиях сложного рельефа.

Сквозная связь с аппаратурой БПЛА: Разработан протокол взаимодействия веб-приложения с бортовыми системами БПЛА через MAVLink, включая передачу параметров полёта (скорость, высота) и мониторинг состояния аппарата. Данный подход устраняет необходимость использования промежуточного ПО для конвертации данных.

Вклад работы в развитие области Результаты исследования расширяют возможности систем управления БПЛА за счёт:

Повышения точности планирования маршрутов через учёт геодезических и высотных характеристик местности.

Снижения временных затрат на подготовку полётных заданий благодаря автоматизации расчётов и визуализации.

Обеспечения безопасности полётов за счёт алгоритмов проверки пересечений с запретными зонами и DEM-коррекции.

Унификации процесса взаимодействия с аппаратурой через открытые стандарты (MAVLink, KMZ).

Практическая реализация проекта подтверждает возможность создания универсальных решений для динамического управления БПЛА, что открывает перспективы для их применения в критически важных сферах, таких как доставка медицинских грузов в труднодоступные регионы или мониторинг зон стихийных бедствий.