При решении широкого спектра прикладных задач возникает потребность в исследовании протяженных объектов, таких как реки, трубопроводы, аэродромы, сельскохозяйственные поля и др. Перспективным способом решения задач данного рода является применение гетерогенной системы, состоящей из БПЛА и наземной зарядной станции, передвигающейся сонаправленно с летательным аппаратом. В работе описана дискретно-событийная модель функционирования БПЛА. Представлена математическая модель совместного передвижения БПЛА и наземной станции. Предложены системы уравнений для определения прогнозируемой координаты зарядной станции в момент посадки БПЛА и оптимальной скорости движения зарядной станции. Для численного решения данных уравнений были применены методы последовательных приближений и градиентного спуска. Совокупность разработанных математических моделей легла в основу разработанного моделирующего программно-алгоритмического комплекса. На входе алгоритма, описывающего работу моделирующего комплекса, – координаты опорных точек протяженного объекта и предполагаемого пути зарядной станции. На выходе – рекомендованное значение скорости зарядной станции в каждый момент времени. Проведенный в виртуальной среде эксперимент показал эффективность предложенного подхода.