89. Планирование миссии: waylines, RTH, failsafe, geofence #

Автономный полёт строится на миссии: набор waylines (точек), RTH (возврат на старт), failsafe (действия при отказе), geofence (геозона). Здесь — как спланировать миссию (высота, скорость, батарея), как работает возврат, какие «цепочки» срабатывают при отказах и как не вылететь из зоны. После этой статьи — нагрузки (90) и обслуживание (91–97).

Содержание

1. Цели статьи
- Что вы сможете после прочтения
2. Глоссарий величин
- Все величины с единицами измерения
3. Структура миссии
- Wayline, RTH, failsafe, geofence: роли
4. Планирование waylines
- Высота, скорость, батарея, карта
5. RTH и geofence
- Возврат на старт, геозона, логика
6. Failsafe: цепочки
- Приоритеты, пороги, действия
7. Практика: типовые задачи
8. Резюме
- Чек-лист самопроверки
9. Источники
- Референсы

1. Цели статьи

Планирование и логика автономного полёта: waylines (точки, высота, скорость), RTH (возврат), failsafe (действия при отказах), geofence (геозона). Материал рассчитан на оператора/инженера: спланировать миссию, настроить возврат и «цепочки» отказов, не вылететь из зоны.

Спланировать waylines: высота (100–300 м), скорость (10–30 м/с), батарея (запас 20–30 %).
Настроить RTH: высота (120–150 м), скорость (15–25 м/с), «старт = точка взлёта».
Понять failsafe: приоритет (батарея → радио → GNSS → геозона), пороги, действия.
Выставить geofence: радиус (500–5000 м), высота (верх/низ), «выход → RTL/Land».
Считать: длина/время/батарея миссии (задачи 1–5).

Позиция в категории 9. 86–88 — архитектура/ФК/связь, 89 (здесь) — миссии и логика отказов, 90 — нагрузки. Миссия = «план + страховка»: waylines — план, RTH/failsafe/geofence — страховка.

↑ К оглавлению

2. Глоссарий величин

Полный перечень величин с единицами измерения.

Величина	Обозначение	Единицы	Типичные значения
Количество wayline	N	шт	2–500
Длина сегмента (между точками)	L	м (км)	10–5000
Высота миссии (AGL)	H	м	100–300
Скорость миссии	V	м/с (км/ч)	10–30 (36–108)
Высота RTH	H_RTH	м	120–150 (выше препятствий)
Скорость RTH	V_RTH	м/с	15–25
Радиус geofence	R_gf	м	500–5000
Высота geofence (верх/низ)	H_gf	м	0–500 / 0–20
Остаток батареи (failsafe)	φ_бат	%	30–40 (RTL), 20–25 (Land)
Напряжение failsafe (6S)	V_fs	В	19,5–20,5 (3,25–3,4 В/ячейка)
Запас батареи миссии	φ_зап	%	20–30

↑ К оглавлению

3. Структура миссии

[Планирование полёта — Flight_planning] Миссия = 4 элемента:

Элемент	Роль	Когда
Waylines (точки)	План: «куда и как летим» (N точек, высота, скорость, действия в точке)	«по плану» (Auto-мод)
RTH (Return to Home)	Возврат: «старт = точка взлёта», высота/скорость возврата	по команде оператора / failsafe
Failsafe (действия при отказе)	«Что делать» при обрыве связи/батареи/GNSS/выходе из зоны	при отказе (автомат)
Geofence (геозона)	«Границы»: радиус/высота, выход → предупреждение/RTL/Land	при выходе (автомат)

Логика: «план» (waylines) + «страховка» (RTH/failsafe/geofence). Failsafe — «судья»: при отказе выбирает действие по приоритету (статья 89 §6). Geofence — «граница»: не «связь», а «куда нельзя» (статья 98: воздушное пространство).

↑ К оглавлению

4. Планирование waylines

[Waypoint — Waypoint (рисунок — Wikipedia) / Путевые точки] Wayline = точка (широта/долгота/высота + «действие»: фото, задержка, скорость). Миссия = N waylines (2–500).

Карта: рельеф (препятствия: ЛЭП, деревья, здания), зоны (аэродромы, города — статья 98), ветер (по карте, 5–15 м/с).
Высота (AGL): 100–300 м (выше препятствий + 50 м «запас»); 120 м — «типовая» (видео/фото), 300 м — картография.
Скорость: 10–30 м/с (видео 10–15, картография 15–20, «дальний» 25–30). Ветер: +5–10 м/с «по ветру» (запас), «против ветра» — медленнее.
Батарея: (статьи 36–38, 93) запас 20–30 %: миссия + RTH + «резерв» (5–10 мин). Пример: 6S 10 Ач (статья 80): \(100 \% = 40\ \text{мин} \), миссия 20 мин + RTH 5 мин + запас \(20 \% = 8\ \text{мин} \) — «комфорт».
Действия в точке: фото (камера, статья 90), задержка (1–60 с), «лоитер» (круг), «RTL/Land» (преждевременный возврат).
Проверка (GCS, статья 88): «симуляция» (полёт на карте), «расчёт» (время/батарея), «предпросмотр» (видео-курс).

«Три невидимых». 1) Преграда (ЛЭП/дерево) — на карте «тонкая линия»: высота +50 м. 2) Ветер — «горизонтальный снос»: миссия «против ветра» (запас дальности). 3) Батарея — «невидимая»: 20–30 % запас «на RTH + посадку» (не «в ноль»!).

↑ К оглавлению

5. RTH и geofence

RTH (Return to Home). «Возврат на старт»: старт = точка взлёта (GNSS, статья 86). Параметры: высота RTH (120–150 м — выше препятствий), скорость (15–25 м/с), «посадка» (Land) / «висение» (Loiter). Логика: (1) набор высоты RTH (3–5 с), (2) полёт к старту (15–25 м/с), (3) посадка/висение. При «потере GNSS» (статья 86): RTH «не работает» (нет старта) → Loiter/IMU. При «ветре 10 м/с»: RTH «против ветра» — «дольше» (запас 20–30 %).

Geofence (геозона). [Geofence — Geofence / Геозоны] «Границы»: радиус (500–5000 м) + высота (верх 0–500 м, низ 0–20 м). «Выход» → действие: (1) предупреждение (звук ГНС), (2) RTL (возврат), (3) Land (посадка). Типовое: радиус 2000 м + высота 300 м + «выход → RTL» (статья 98: зона). Geofence «не замена» связи: это «граница», а не «связь» (failsafe по RSSI — отдельный, статья 88).

Сценарий	RTH	Geofence	Failsafe
Обрыв связи (RSSI ниже порога)	—	—	RTL (3 с, статья 88)
Выход из зоны (радиус/высота)	—	RTL/Land (немедленно)	—
Батарея ниже порога	—	—	Land (20–25 %) / RTL (30–40 %)
Команда оператора	RTL (кнопка)	—	—

↑ К оглавлению

6. Failsafe: цепочки

«Судья» (статья 87 §6): при отказе — действие по приоритету. Приоритет (высший → низший): батарея → радиоканал → GNSS → геозона.

Отказ	Порог	Действие	Почему
Батарея (низкое V / %)	19,5–20,5 В (6S) / 20–25 %	Land (на месте) / RTL (в 30–40 %)	«Топливо кончается» — посадка «ближе»
Радиоканал (RSSI/обрыв)	−100…−105 дБм / 3 с	Loiter (3 с) → RTL (5–10 с)	«Оператор пропал» — «ждать/возврат»
GNSS (нет фикса)	0 спутников / 5–10 с	Loiter (IMU+баро, статья 86)	«Нет позиции» — «висеть на месте»
Геозона (выход)	радиус/высота + 1–3 с	RTL / Land (по настройке)	«Граница» — «возврат/посадка»

Настройка (GCS, статья 88): «Порог» (V/RSSI/высота), «Действие» (Land/RTL/Loiter/Terminate), «Задержка» (1–5 с, «фильтр» от ложных). Терминация (Terminate): «последнее» (Land + «заглушить» моторы) — при «критическом» (батарее 10 % / «неуправляемый»).

«Два уровня» по батарее. 30–40 % → RTL (возврат «с запасом»); 20–25 % → Land (посадка «на месте» — «не долетим до старта»). Один порог «в ноль» — «не долетим»: 2 уровня = «страховка».

↑ К оглавлению

7. Практика: типовые задачи

Задача 1. Длина миссии

Задача. Миссия: 5 wayline, сегмент 500 м, скорость 20 м/с. Определить длину и время (без манёвров).

Заданные параметры:

Параметр	Значение
N (wayline)	5
L (сегмент)	500 м
V	20 м/с

Искомые параметры: длина (км); время (с, мин).

Решение.

Длина: (\(N - 1)\cdot L = 4\cdot 500 = 2\,000\ \text{м} = 2\ \text{км} (4 \) сегмента между 5 точками).
Время: \(\frac{2\,000}{20} = 100\ \text{с} \approx 1{,}7\ \text{мин} \).

Ответ: 2 км; \(100\ \text{с} (\approx 1{,}7\ \text{мин}) \).

Вывод. 5 точек = 4 сегмента (не 5!). Время 100 с — «короткая» миссия; батарея: \(100\ \text{с} \times 15\ \text{А} = 0{,}42 \) Ач (из 10 Ач — 4 %): «запас» на RTH + посадку «избыточный». При 50 сегментах (25 км) — 20 мин: «средняя» миссия (запас 20–30 %).

Задача 2. RTH

Задача. RTH: дистанция 500 м, скорость 25 м/с. Остаток батареи 15 %. Определить время RTH и «хватит ли» (\(1 \% \approx 25\ \text{с} \) полёта).

Заданные параметры:

Параметр	Значение
D (до старта)	500 м
V_RTH	25 м/с
Остаток	15 %
«1 %» ≈ 25 с	—

Искомые параметры: время RTH (с); остаток после RTH.

Решение.

Время RTH: \(\frac{500}{25} = 20\ \text{с} \).
Остаток: \(15 \% = 375\ \text{с} \); после RTH: \(375 - 20 = 355\ \text{с} \approx 14{,}2 \% \).

Ответ: 20 с; остаток ~14 % (достаточно для посадки).

Вывод. 14 % — «комфорт» (посадка 10–15 с: «запас» 340 с). При остатке 10 %: RTH 20 с + посадка \(15\ \text{с} = 35\ \text{с} \) из 250 с (10 %) — «на грани»: failsafe «Land на месте» (статья 89 §6: 2 уровня).

Задача 3. Geofence

Задача. Geofence: радиус 500 м. БПЛА на 450 м от центра. Определить «запас до границы» и % от радиуса.

Заданные параметры:

Параметр	Значение
R_gf	500 м
D (текущая)	450 м

Искомые параметры: запас (м); % от радиуса.

Решение.

Запас: \(500 - 450 = 50\ \text{м} \).
%: 450/500 = 90 % (до границы 10 %).

Ответ: 50 м; 90 % от радиуса (запас 10 %).

Вывод. 10 % — «мало» (ветер 5 м/с «снесёт» за 10 с): предупреждение ГНС (статья 88). При 80 % (400 м) — «комфорт» (запас 20 %). Геозона 500 м — «короткая» (локальная миссия); 2–5 км — «дальняя» (статья 98: зона).

Задача 4. Failsafe: батарея

Задача. ФК: батарея 6S, \(V_{fs} = 19{,}5\ \text{В} \) (3,25 В/ячейка), номинал 22,2 В. Текущее \(V = 19{,}8\ \text{В} \). Определить остаток (%) и действие failsafe (пороги: RTL 30–40 %, Land 20–25 %).

Заданные параметры:

Параметр	Значение
V_{номинал}	22,2 В (6 × 3,7)
V_fs (Land)	19,5 В
V_{текущее}	19,8 В

Искомые параметры: остаток (%); действие.

Решение.

Остаток: (19,8 − 19,5)/(22,2 − 19,5) = 0,3/2,7 = 11,1 % (относительно «пустого» 19,5 В).
Действие: 11 % — ниже порога Land (20–25 %): «Land на месте» (статья 89 §6).

Ответ: ~11 %; действие — Land (посадка на месте).

Вывод. 11 % — «критично»: RTL (возврат) «не успеет» (дистанция/ветер): Land. Порог RTL (30–40 %) — «раньше» (запас на возврат). 2 уровня (статья 89 §6): «не долетим» — «садимся тут».

Задача 5. Дальность миссии

Задача. Миссия: \(V = 20\ \text{м/с} \), время 600 с (10 мин). Определить дальность (линейная, без манёвров).

Заданные параметры:

Параметр	Значение
V	20 м/с
t	600 с

Искомые параметры: дальность (км).

Решение.

Дальность: \(V\cdot t = 20\cdot 600 = 12\,000\ \text{м} = 12\ \text{км} \).

Ответ: 12 км за 10 мин.

Вывод. 12 км — «дальняя» миссия: геозона 2–5 км «не хватит» (радиус = «половина» пути: 6 км > 5 км): геозона 5 км + «возврат на 6-м км» (failsafe). Батарея: 10 мин + RTH \(12 \frac{\text{км}}{25}\ \text{м/с} = 8\ \text{мин} \): «итого» 18 мин (запас 20–30 %: 22–23 мин). «Дальняя» миссия — «не для новичка» (статья 96: безопасность).

↑ К оглавлению

8. Чек-лист самопроверки знаний

Отметьте пункты, которые вы действительно понимаете и можете применить без подсказок.

✓	Навык	Проверка
	Миссия	waylines (план) + RTH/failsafe/geofence (страховка).
	Wayline	2–500 точек; высота 100–300 м; скорость 10–30 м/с; запас 20–30 %.
	RTH	высота 120–150 м, скорость 15–25 м/с; старт = точка взлёта.
	Geofence	радиус 500–5000 м; выход → предупреждение/RTL/Land.
	Failsafe-приоритет	батарея → радиоканал → GNSS → геозона.
	2 уровня батареи	30–40 % RTL; 20–25 % Land.

↑ К оглавлению

9. Источники

Wikipedia, «Waypoint» — контрольная точка. en.wikipedia.org/wiki/Waypoint / ru.wikipedia.org/wiki/Путевые_точки (Путевые точки)
Wikipedia, «Geofence» — геозона. en.wikipedia.org/wiki/Geofence / ru.wikipedia.org/wiki/Геозоны (Геозоны)
Wikipedia, «Flight planning» — планирование полёта. en.wikipedia.org/wiki/Flight_planning

Проверено: 05.09.2026.

↑ К оглавлению

мод. : Воскресенье, 13 сентября 2026