Air Vehicle Optimal Trajectories for Radar Exposure Minimization

This study addresses the problem of analyzing the single vehicle path planning problem for radar exposure minimization. The calculus of Variations and optimal control are applied to formulate the cost function and numerical algorithms are used to solve for the optimal paths. Cost sensitivity to path length is analyzed for flight against one radar; a second radar is then included in the formulation and the optimal path for flight between the radars is found for cases of equal and unequal radar power. The costs of the optimal path, direct path, and Voronoi diagram-generated paths are compared. Results indicate low sensitivity of the cost to suboptimal paths for flight versus one radar; against two radars, approaching the Voronoi curves optimally from the endpoints may be feasible for on-line use

Time optimal Zermelo's navigation problem with moving and fixed obstacles

In this paper, we consider a time optimal Zermelo’s navigation problem (ZNP) with moving and fixed obstacles. This problem can be formulated as an optimal control problem with continuous inequality constraints and terminal state constraints. By using the control parametrization technique together with the time scaling transform, the problem is transformed into a sequence of optimal parameters selection problems with continuous inequality constraints and terminal state constraints. For each problem, an exact penalty function method is used to append all the constraints to the objective function yielding a new unconstrained optimal parameters selection problem. It is solved as a nonlinear optimization problem. Different scenarios are considered in the simulation, and the results obtained show that the proposed method is effective

Tiergemeinschaften im offenen Ozean: ein theoretischer Ansatz

Many aspects of the behavioural ecology of oceanic predators are little understood due to difficulties related to costs and reduced accessibility of their habitat. Often only certain parts and factors of an ecosystem can be studied. Hence it is important to compile results of previous research so as to extract the most possible information from what is available. In the scope of this study a review of animal grouping in the oceanic environment identified possible evolutionary drivers towards congregation in cetacea which were then quantitatively evaluated by a meta-analysis of group size correlations with a number of ecological and behavioural parameters, including habitat range, migration behaviour, prey composition, foraging depth and predation risk. The latter was quantified based on vertical and horizontal overlap of cetacea habitat with that of their predators, and from both, the probability of attack during an encounter with a predator and attack fatality. Tuna-dolphin associations were qualitatively analysed with regard to fitness benefits related to predation risk, foraging and improved navigation accuracy.Durch hohe Kosten verbunden mit der Erforschung der Hochsee und geringe Zugänglichkeit dieser Gebiete sind viele verhaltensökologische Aspekte ozeanischer Prädatoren kaum bekannt. Oft können nur Teile und bestimmte Faktoren eines Ökosystems untersucht werden. Dadurch ist es wichtig Resultate vergangener Studien so effizient wie möglich zu kompilieren um mit den Informationen die verfügbar sind den größtmöglichen Einblick zu gewinnen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Review über das Gruppenverhalten in Hochseegewässern angefertigt, der mögliche evolutionäre Haupteinflussfaktoren identifiziert. Diese sind dann quantitativ im Rahmen einer Meta-analyse von Korrelationen zwischen Gruppengröße und verschiedenen ökologischen und verhaltensspezifischen Parametern ausgewertet worden. Diese sind unter anderem Ausbreitungs- und Migrationsverhalten, Nahrungszusammensetzung, Nahrungstiefe und Prädationsgefahr. Letztere wurde auf der Basis von der Überlappung zwischen Räuber- und Beutehabitat, der Wahrscheinlichkeit, dass das Zusammentreffen mit einem Prädator zu einem Angriff führt und der Letalität eines solchen Angriffs quantifiziert. Thunfisch-Delphin Gemeinschaften sind im Hinblick auf mit der Ernährung, der Navigationspräzision und der Prädationsgefahr zusammenhängende Fitnessvorteile qualitativ untersucht worden