The represented research results are aimed to formulate an optimization task of ground based navigational aids network in order to improve performance of provided navigational service. Proposed approach is based on iterative process with estimation performance of positioning in each point of airspace and further selection of the most optimal location for new ground facilities. Methods: Represented approach is grounded on analytical and statistical methods of positioning estimation performance, binary integer linear programing theory, and computer-based simulation at verification stage of development. Results: Ground navigational aids network has been represented as a set of geometrical location of standard service volumes in tree-dimensional space. The possible locations for new ground stations were considered together with an existing navigational aids network. The optimal location of new ground stations of navigational aids are result of objective function maximization with specific constraints. Weighted coefficients of linear objective function indicate a volume of predefined performance level of positioning by navigational aids. Results of optimization task solution in terms of linear programming will provide the most optimal location for new ground station within a pool of possible coordinates. Discussion: Formulation of optimization task in terms of binary integer linear programing represents the problem of optimal location search for new navigational aids in one linear objective function and constraints that can be solved by various math methods. Represented results can be implemented during airspace design and in the development of navigational aids network.
Формулювання задачі оптимізації мережі наземних радіо-навігаційних засобів
Abstract in Ukrainian
Представлені результати досліджень спрямовані на формулювання задачі оптимізації мережі наземних радіо-навігаційних засобів з метою підвищення ефективності наданих навігаційних послуг. Запропонований підхід базується на ітеративному підході на основі ефективності позиціонування в кожній точці повітряного простору та подальшому вибору найбільш оптимального місця для нового радіонавігаційного засобу. Методи: представлений підхід ґрунтується на аналітичних та статистичних методах оцінювання точності позиціонування, методах теорії цілочисленого лінійного програмування та комп'ютерного моделювання на етапі верифікації результатів. Результати: мережа наземних раді-навігаційних засобів розглядається у вигляді геометричної сукупності стандартних об’ємів простору у межах яких забезпечується належне їх функціонування у три-мірному просторі. Місця можливого розташування нової наземної станції розглядаються разом з існуючою мережею навігаційних засобів. Оптимальне розташування нової наземної станції навігаційних засобів є результатом мінімізації цільової функції з певними обмеженнями. Зважені коефіцієнти лінійної цільової функції відображають характеристики позиціонування за навігаційними засобами. Результати рішення задачі оптимізації в термінах лінійного програмування забезпечать найбільш оптимальне розташування нової наземної станції з ряду можливих координат. Обговорення: Формулювання задачі оптимізації в термінах двійкового цілочисленного лінійного програмування представляє собою проблему оптимального пошуку місця розташування нових радіо-навігаційних засобів за допомогою однієї лінійної функції та обмежень, для вирішення якої можуть застосовуватись різні математичні методи. Отримані результати можуть бути застосовані під час проектування повітряного простору та модернізації мережі наземних радіо-навігаційних засобів. Ключові слова: літак, навігація, DME, наземна станція, навігаційні засоби, BILP, RNAV.
Type
Peer-Reviewed Articles, Published in Local Journals
Ostroumov I.V., Kharchenko V.P., Kuzmenko N.S.Optimization task of navigational aids ground network. Proceedings of the National Aviation University. . № 76(3). P. 16-22 DOI: 10.18372/2306-1472.76.13150 .
IEEE
I.V. Ostroumov, V.P. Kharchenko, and N.S. Kuzmenko, "Optimization task of navigational aids ground network," in Proceedings of the National Aviation University, vol. 76, issue 3, , pp. 16-22 , doi: 10.18372/2306-1472.76.13150.
Harvard
Ostroumov I.V., Kharchenko V.P., and Kuzmenko N.S., 2018. Optimization task of navigational aids ground network. In Proceedings of the National Aviation University, 76(3) (pp. 16-22).
Springer
Ostroumov, I.V., Kharchenko, V.P., Kuzmenko, N.S.: Optimization task of navigational aids ground network. Proceedings of the National Aviation University 76(3), 16-22 (2018). doi: 10.18372/2306-1472.76.13150.
Ivan OSTROUMOV, DSc and PhD