6.2. Библиотека параметров имитации отказов: ArduPilot SIM_* версии 4.7, настройки ветра и физики в FPV-симуляторах #

Параметры имитации доступны в Mission Planner на вкладке параметров (поиск по префиксу SIM_) либо в консоли MAVProxy командой param set. Порядок подачи вводной: установить значение параметра в полёте (большинство параметров SIM_* применяются немедленно), зафиксировать время подачи по журналу, наблюдать реакцию курсанта, после выполнения процедуры вернуть значение к норме. Время подачи и возврата — основа измерения времени реакции при разборе (статьи 4.2, 4.3; опорный пример: обнаружение 7,8 секунды, классификация 11 секунд, парирование 19 секунд).

1. Выберите строку упражнения в таблице статьи 6.1.
2. Найдите в разделах 3 и 5.2 параметры, соответствующие вводным сценария.
3. Установите дозировку: начальное значение (деградация) и конечное (отказ).
4. Запишите профиль в карточку сценария (форма — статьи 2.0, 6.3): параметры, значения, время подачи, ожидаемая реакция, критерий.

1. Запустите SITL с учебным профилем (статья 0.4); выполните тестовый вылет.
2. Подайте вводную; убедитесь, что признак отказа виден в телеметрии и в журнале.
3. Проверьте, что отказная логика аппарата настроена (параметры RTL, посадки, геозоны — статьи 1.1.06, 2.2, 2.3).
4. Верните параметры к норме; сохраните профиль сценария.

Условие. Собрать профиль сценария статьи 2.3 «деградация — потеря фиксации — помехи» для версии 4.7: указать параметры и значения каждой ступени и порядок подачи, если норма — 12 спутников, деградация — 6, потеря фиксации — 4 спутника с задержкой восстановления 20 секунд, помехи — до конца вылета.

Решение.

1. Ступень 1 (деградация): SIM_GPS1_NUMSATS 6; признак — снижение точности, предупреждение наземной станции.
2. Ступень 2 (потеря фиксации): SIM_GPS1_NUMSATS 4 и SIM_GPS1_LCKTIME 20; ожидаемая реакция — переход к режиму без позиционирования по отказной логике (статьи 1.1.07, 2.3).
3. Ступень 3 (помехи): SIM_GPS1_JAM 1; возврат фиксации после выключения — SIM_GPS1_JAM 0 и восстановление числа спутников до 12.
4. Каждая ступень подаётся не ранее завершения процедуры предыдущей; время подачи фиксируется для разбора (статья 4.3).

Ответ: профиль из трёх ступеней: NUMSATS 6, затем NUMSATS 4 с LCKTIME 20, затем JAM 1; порядок — по завершении процедуры предыдущей ступени.

Условие. Профиль сценария 1.1.05: SIM_WIND_SPD 5, SIM_WIND_DIR 90 (боковой); воздушная скорость аппарата 12 метров в секунду. Определить снос на участке 100 метров без коррекции, требуемый угол сноса и значение SIM_WIND_SPD, при котором снос на том же участке достигнет половины длины участка (предел для учебного сценария).

Решение.

1. Снос без коррекции (статья 3.1): \( 5 / 12 \cdot 100 = 41{,}7\ \text{метра} \) — около 42 метров.
2. Угол сноса: \( \arcsin(5/12) = 24{,}6^\circ \).
3. Условие сноса 50 метров на 100 метрах пути: составляющая ветра \( v_w \), при которой \( v_w / 12 \cdot 100 = 50 \); отсюда \( v_w = 6\ \text{метров в секунду} \).
4. Проверка по дозировке: 6 метров в секунду — верхняя граница сценариев Задачи 1 (до 5 метров в секунду); такой ветер переносится в сценарии Задач 2 и 3 (статьи 2.6, 3.6).

Ответ: снос 42 метра; угол сноса 24,6°; половина длины участка достигается при 6 метрах в секунду — за пределами дозировки Задачи 1.

Условие. Профиль сценария 2.1: SIM_BARO_DRIFT — дрейф около 0,3 метра в минуту. Порог обнаружения по расхождению с прочими источниками высоты — 3 метра. Определить время достижения порога и требуемое значение SIM_BARO_DRIFT, чтобы курсант обнаружил дрейф за 5 минут (усиленная дозировка).

Решение.

1. Время достижения порога: \( 3 / 0{,}3 = 10\ \text{минут} \); с учётом времени на сравнение источников — около 7,7 минуты по опорному примеру статьи 4.3 (дрейф обнаруживается раньше формального порога по тенденции).
2. Дозировка «5 минут до порога»: требуемая скорость дрейфа \( 3 / 5 = 0{,}6\ \text{метра в минуту} \); в единицах параметра (метры в секунду): \( 0{,}6 / 60 = 0{,}01 \).
3. Проверка: значение SIM_BARO_DRIFT 0,01 вдвое больше базового 0,005 — дозировка усилена в два раза, что соответствует переходу от распознавания тенденции к явному признаку.

Ответ: порог достигается за 10 минут (обнаружение по тенденции — около 7,7 минуты); для порога за 5 минут — SIM_BARO_DRIFT 0,01.