A game-theoretic approach to managing the composition and structure of a bearing-only measurement system in conditions of a priori uncertainty

G. A. Ugolnitsky; Угольницкий Г. А.; E. N. Chepel; Чепель Е. Н.

doi:10.31857/S0002338824020067

A game-theoretic approach to managing the composition and structure of a bearing-only measurement system in conditions of a priori uncertainty

Authors: Ugolnitsky G.A.¹, Chepel E.N.¹
Affiliations:
1. Southern Federal University
Issue: No 2 (2024)
Pages: 53-66
Section: MANAGEMENT IN STOCHASTIC SYSTEMS AND UNDER CONDITIONS OF UNCERTAINTY
URL: https://rjmseer.com/0002-3388/article/view/676427
DOI: https://doi.org/10.31857/S0002338824020067
EDN: https://elibrary.ru/VOKHAW
ID: 676427

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract

The problem of managing the composition and structure of a bearing-only measurements system (BOMS) in a game-theoretic formulation is considered. An approach of cooperative search for the placement of BOMS points and a method for estimating the work-time indicator of the system are proposed. The search for the placement of BOMS points uses the toolkit of multi-agent potential games. The criteria for selecting the placement of points and the type of potential function are determined. The management of the composition and structure of the BOMS is based on the results of the cluster-variation method. A structural and functional description of the simulation model is presented. The above results of simulation modeling confirm the practical effectiveness of the proposed approaches.

Keywords

radiating target, bearing-only measurements, game-theory, multi-agent, сluster analysis, passive location

Full Text

About the authors

G. A. Ugolnitsky

Southern Federal University

Author for correspondence.
Email: gaugolnickiy@sfedu.ru
Russian Federation, Rostov-on-Don

E. N. Chepel

Southern Federal University

Email: evgeny_c@bk.ru
Russian Federation, Rostov-on-Don

References

Мельников Ю.П., Попов С.В. Радиотехническая разведка. Методы оценки эффективности местоопределения источников излучения. М.: Радиотехника, 2008.
Сытенький В.Д. Пассивная локация на основе амплитудных измерений // Изв. вузов. Радиоэлектроника. 2011. № 1. С. 69–75.
Колесса А.Е. Оценивание координат совокупности объектов, наблюдаемых многопозиционной системой пеленгаторов // РЭ. 1987. Т.32. № 12. С. 2534–2540.
Булычев Ю.Г., Бурлай И.В. Пеленгация в условиях априорной неопределенности // Изв. РАН. ТиСУ. 2002. № 5. С. 46–51.
Радзиевский А.Г., Сирота А.А. Информационное обеспечение радиоэлектронных систем в условиях конфликта. М.: ИПРЖР, 2001.
Смирнов Ю.А. Радиотехническая разведка. М.: Воениздат, 2001.
Amelin K, Miller A. An Algorithm for Refinement of the Position of a Light UAV on the Basis of Kalman Filtering of Bearing Measurements // J. Communications Technology and Electronics. 2014. V. 59. No. 6. P. 622–631.
Miller A. Development of the Motion Control on the Basis of Kalman Filtering of Bearing-only Measurements // Automation and Remote Control. 2015. V. 76. No. 6. P. 1018–1035.
Miller A., Miller B. Stochastic Control of Light UAV at Landing with the Aid of Bearing-only Observations // Proc. SPIE. Eight Intern. Conf. on Machine Vision (ICMV 2015). Barcelona 2015. V. 9875, 987529. P. 1–10. doi: 10.1117/12.2228544A.
Karpenko S., Konovalenko I., Miller A., Miller B., Nikolaev D. UAV Control on the Basis of 3D Landmark Bearing-Only Observations // Sensors. 2015. Iss. 15(12). P. 29802–29820. doi: 10.3390/s151229768
Karpenko S., Konovalenko I., Miller A., Miller B., Nikolaev D. Visual Navigation of the UAVs on the Basis of 3D Natural Landmarks // Proc. SPIE. Eight Intern. Conf. on Machine Vision (ICMV 2015). Barcelona 2015. V. 9875. 98751I. P. 1–10. Doi: 10.111712.2228793.
Кондратьев В.С., Котов А.Ф., Марков Л.Н. Многопозиционные радиотехнические системы. М.: Радио и связь, 1986.
Булычев Ю.Г., Головской В.А. Обработка измерений угломерных систем в условиях априорной неопределенности в регуляризированной постановке // РЭ. 2010. Т. 55. № 1. С. 71–77.
Булычев Ю.Г., Чепель Е.Н. Мультиструктурный метод триангуляционного оценивания параметров движения излучающей цели в условиях априорной неопределенности // Изв. РАН. ТиСУ. 2019. № 6. С. 26–42.
Булычев Ю.Г., Чепель Е.Н. Оптимизация кластерно-вариационного метода построения многопозиционной пеленгационной системы для условий априорной неопределенности // АиT. 2023. № 4. С. 96–114.
Bar-Shalom Y., Rong Li X., Kirubarajan T. Estimation with Applications to Tracking and Navigation: Theory, Algorithms and Software. N.Y.: John Wiley &Sons, 2004. https://doi.org/10.1002/0471221279.
Lin X., Kirubarajan T., Bar-Shalom Y., Maskell S. Comparison of EKF, Pseudo-measurement and Particle Filters for a Fearing-only Target Tracking Problem // SPIE Proceedings. 2002. V. 4728. P. 240–250. https://doi.org/10.1117/12.478508.
Черняк В.С. Многопозиционная радиолокация. М.: Радио и связь, 1993.
Булычев Ю.Г., Булычев В.Ю., Ивакина С.С. и др. Обоснование методов оптимального оценивания параметров движения цели в триангуляционной измерительной системе // Изв. РАН. ТиСУ. 2015. № 4. С. 94–110.
Теоретические основы радиолокации / Под ред. Я.Д. Ширмана. М.: Сов. радио, 1970.
Pei Li, Haibin Duan. A Potential Game Approach to Multiple UAV Cooperative Search and Surveillance // Aerospace Science and Technology. 2017. V. 68. September.
G. Arslan, J.R. Marden, J.S. Shamma. Autonomous Vehicle–target Assignment: a Game-theoretical Formulation // J. Dyn. Syst. Meas. Control 2007. V. 129 P. 584–596.
J. R. Marden and J. S. Shamma. Revisiting Log-linear Learning: Asynchrony, Completeness and Payoff-based Implementation // 48th Annual Allerton Conf. on Communication, Control, and Computing (Allerton). Monticello, IL, USA, 2010. P. 1171–1172.
L. Blume. The Statistical Mechanics of Strategic Interaction // Games and Economic Behavior. 1993. V. 5. P. 387–424.