Диссертация (Разработка алгоритмов коррекции навигационных систем летательных аппаратов в условиях аномальных измерений), страница 14

Эффективность ПНК на i-м этапе его работы вычисляетсячерез вероятностные характеристики по формуле:∑∑{где∏}– номера режимов работы ПНК;(3.4)- вероятность нахождениякомплекса в j -м режиме на i-м этапе полета;определяющих эффективность работы ПНК на i-м этапе,– номера параметров,| |-вероятность нахождения l-го параметра ПНК в заданных значениях в j-мрежиме работы на i-м этапе полета;- вероятность безотказной работы ПНКна i-м этапе его работы.Несмотря на то, что эффективность ПНК определяется в основномточностью КОИ в вычислении навигационных параметров, использование (3.2)для определения эффективности ПНК, при оценке эффективности КОИ не даетвозможности в полной мере оценить точность КОИ приемника СНС с другиминавигационными системами.

Требования к точностным характеристикам ПНКна различных этапах полета в большинстве своем существенно уступают98точностным характеристикам навигационных параметров приемника СНС. Сдругой стороны, знание соотношений между точностными характеристикамипараметров КОИ параметров приемника СНС позволит оценить эффективностьПНК на различных этапах полета с помощью (3.4).В КОИ используется модель погрешностей ИНС, параметры которойбыли оценены в режиме «коррекции». Поэтому точностные характеристикиКОИ в режиме «прогноза» должны быть лучше точностных характеристикИНС и сравнимы с соответствующими характеристиками СНС на участкахкоррекции.ОцениваниеэффективностиКОИв«режимепрогноза»осуществляется с помощью сравнения с точностными характеристикамиприемника СНС, которые получены на участках «коррекции».КоэффициентэффективностиКОИврежиме«коррекции»определяется как отношение СКО погрешности СНС к СКО погрешности КОИ.СНС(3.5)ОКоэффициент эффективностивычисляется отдельно для каждогооцениваемого навигационного параметра.

Чем меньше СКО погрешностинавигационных параметров КОИ, тем больше коэффициентэффективности. Значенияточностной, близкие к 1, свидетельствуют о совпаденииточностных характеристик параметров КОИ и корректора. При уменьшениипогрешностей КОИ по сравнению с погрешностями корректора величинакоэффициентабудетбольше1.Еслиоцененныехарактеристикипогрешности параметров КОИ будут больше соответствующих характеристикприемника СНС, то значения коэффициентовокажутся меньше 1.Сформулируем критерий эффективности КОИ в режиме «коррекции».Будем оценивать эффективность КОИ по величине коэффициентавеличина.

Еслидля некоторого параметра окажется больше 1, то следует признатьКОИ эффективной в определении данного параметра. При< 1 использованиеКОИ неэффективно в определении соответствующего параметра. Отметим, чтозначение коэффициентаэффективности определяется в соответствии с (3.5)99по величинам СКО погрешности корректора и КОИ, а каждое из нихоценивается по материалам летных испытаний с некоторой ошибкой. Поэтомуесли оцененное значение коэффициентаэффективности окажется близким к1, то можно считать, что КОИ не изменяет уровень погрешности корректора вопределении данного параметра. Допуская уровень ошибки в определениидо 5% от величины параметра, под «близостью» к 1 будем подразумеватьотклонение от 1 не более чем на 0,05, т.е. все значенияиз интервала от 0,95до 1,05 можно считать близкими к 1.Отметим,чтоприменениеКОИ,необладающейточностнойэффективностью в определении ряда навигационных параметров, может бытьоправдано такими свойствами, как непрерывность и целостность сигнала КОИ.Уровень точности, достигнутый в определении навигационных параметров спомощью приемника СНС, намного превышает уровень требований поопределению навигационных параметров, предъявляемый к ПНК самолетов набольшинстве участков полета.

Поэтому снижение точности в определениинавигационных параметров с помощью КОИ в режиме «коррекции» может ненарушать при этом соответствие точностным требованиям.При работе КОИ в режиме «прогноза», когда происходит временноепропадание информации корректора, навигационные параметры вычисляютсятолько по текущим данным ИНС. Характеристики погрешности корректора вопределении навигационных параметров считаем определенными при работеКОИ в режиме «коррекции».

Точностную эффективность КОИ в режиме«прогноза» также будем определять по соотношению между характеристикамипогрешности КОИ, оцененными в режиме «прогноза», и вычисленнымихарактеристиками погрешностей корректора. Для этого введем два параметра,один из которых будет характеризовать погрешность КОИ в определениикоординат, другой - погрешность КОИ в определении составляющих вектораскорости.

При оценивании погрешности КОИ в определении одной изкоординат на участке прогноза фиксируется начальное значение погрешности100для этой координаты сразу после пропадания данных корректора. Далеевычисляется величинамаксимального роста погрешности по формуле:(3.6)Здесь- максимальное отклонение отКОИ на участке «прогноза»;оцениваемой погрешности- длительность режима «прогноза». Величинапоказывает, с какой максимальной скоростью увеличивается погрешностьнавигационного параметра в режиме «прогноза». Чем меньше скорость, темэффективней признается работа КОИ на участке «прогноза».Пусть в режиме «коррекции» было оценено СКОпогрешностикорректора в определении скорости изменения соответствующей координаты.Обозначим черезудвоенную величину СКО:.

Будемсчитать определение координаты с помощью КОИ эффективным в режиме«прогноза», если величинадля данной координаты не превосходит.Для оценки погрешности КОИ в режиме «прогноза» в определениисоставляющих вектора скорости вводится показатель. Его величинаопределяется осреднением абсолютного значения погрешности составляющейвектора скорости на интервале прогноза.∑||(3.7)В выражении (3.7) суммирование производится по всем вычисленнымзначениям погрешностина участке прогноза. Величинавычисляетсяотдельно для каждой составляющей вектора скорости. Вычисление скорости врежиме «прогноза» признаетсяпревосходит величиныэффективным, если показательне.Чем меньше значение параметрови, тем лучше настраиваетсямодель погрешности ИНС на участках работы КОИ в режиме коррекции и темменьше скорость нарастания ошибки и абсолютная величина самой ошибки научастках «прогноза».101ДлявычисленияэффективностипримененияКОИ,необходимывычисления погрешностей корректора и КОИ.

Точность навигационныхпараметровприемникаСНС,используемыхвКОИдлякоррекции,относительно велика. Погрешность в вычислении координат приемником СНСс большой вероятностью не превышает десятков метров, а погрешность посоставляющим вектора скорости - десятых долей м/с. Для полученияпогрешностей навигационных параметров требуется во время полета самолетапроведение высокоточных траекторных измерений, что ведет к удорожаниюлетныхиспытаний.Поэтому,какправило,оцениваниепогрешностейнеобходимо произвести по весьма ограниченному объему статистическогоматериала.

Для получения достоверных оценок требуется набор независимыхмежду собой значений погрешности. Погрешности двух соседних по временизначений навигационных параметров приемника СНС коррелированны междусобой. При формировании набора погрешностей для статистической обработкинеобходимо это учитывать и включать в набор погрешности, временнойинтервал между которыми превышает радиус корреляции погрешностейнавигационных параметров корректора.Выходные параметры, используемые в навигационных комплексахприемников СНС: время; широта; долгота; высота; северная составляющаяскорости; восточная составляющая скорости; вертикальная составляющаяскорости.Эти параметры используются в КОИ для вычисления навигационныхпараметров. Эффективность КОИ оценивается отдельно по каждому параметру.Для оценивания погрешностей дифференциального режима работыприемника СНС и КОИ, использующей в качестве корректора данныедифференциального режима, требуется средство для определения координатЛА с погрешностью, не превосходящей 1 – 2 м, и составляющих вектораскорости с погрешностью менее 0,03 – 0,07 м/с.

Получение эталонных значенийтраекторных параметров с указанной точностью возможно, например, сприменением оптических средств типа кинотеодолитов «Янтарь», «Оникс» и102радиотехнических систем (РТС) «Вега-Н».Для обеспечения летных испытаний ЛА высокоточными траекторнымиизмерениями и регистрации параметров систем пилотажно-навигационногокомплекса самолета в 1995 году в ЛИИ им. М.М.

Громова был создан комплексбортовых траекторных измерений [13]. Комплекс обеспечивает получениетраекторных параметров на протяжении всего полета вне зависимости от места,времени проведения полета и погодных условий.Программно-математическоеобеспечениеКБТИвключаетвсебякомплексную обработку информации ИНС и СНС. В вычислителе КБТИпроизводитсяКОИвреальноммасштабевремени,еерезультатырегистрируются на диске КБТИ.

Алгоритм КОИ является модификациейпрограммногокомплекса«Эталон»[48],разработанноговЛИИим.М.М.Громова, предназначенной для работы на борту во время полета.Для проведения КОИ ИНС и приемника СНС после полета в ЛИИ им.М.М. Громова создана программа «Коинс» [48]. На участках маневрированиялегких ЛА антенна приемника СНС, встроенного в КБТИ, может затенятьсякорпусомЛА.информацииВрезультатеприемникаСНСпроисходиткратковременноеидифференциальногоданныхпропаданиережима.Программа «Коинс» предназначена для получения высокоточных значенийнавигационныхпараметровЛАнаучасткахпропаданияданныхдифференциального режима.Для оценивания эффективности КОИ в режиме «коррекции» необходимоиспользовать наборы независимых между собой значений погрешностей КОИ икорректора, вычисляются оценки СКО погрешности по каждому параметру.Если набор погрешностей содержит не менее N* = 45 значений, то СКОпогрешности оценивается по формуле (3.2).После получения оценок СКО погрешностей навигационных параметровкорректора и КОИ с помощью (3.1) вычисляется значениекоэффициентаэффективности КОИ для каждого параметра.