Диссертация (Повышение точности определения навигационных параметров вертолета при посадке на корабль), страница 2

Анализ показал, что предлагаемый алгоритм позволяетснизитьвероятностьпоявленияаномальнойошибкиразрешенияцелочисленной неоднозначности примерно в 20 раз и тем самым уменьшитьсреднеквадратическую погрешность определения координат вертолета болеечем в 10 раз по сравнению с линейным подходом.3) Разработана имитационная модель определения навигационных параметроввертолета с использованием измерений параметров радиосигналов локальнойрадионавигационной корабельной системы посадки, позволившая провестисравнительный анализ разработанного алгоритма с известными аналогами,решить задачу параметрической оптимизации размещения навигационныхмодулей на корабле и определить допустимые смещения фазовых центровантенн навигационных модулей.10Практическая и теоретическая значимость работы1) Рассмотренные принципы построения и функционирования локальныхрадионавигационных корабельных систем посадки вертолета на палубу могутбыть использованы при проектировании радионавигационных систем захода иавтоматизированной посадки пилотируемых и беспилотных летательныхаппаратовнавертолетныеплощадкиморскихбуровыхплатформ,стационарные аэродромы и наземные неподготовленные площадки.2) Разработанныеметодысинхронизациимогутприменятьсявмногопозиционных радиолокационных системах с малыми базами дляобеспечения когерентного излучения распределенных передающих устройств;3) На основе теории линейного рекуррентного оценивания с использованиемнеоднозначныхпсевдофазовыхвстречающаясявтеорииизмерениймодификацияразработанаалгоритмаранеенемногомодальнойфильтрации, позволяющая снизить вероятность появления аномальной ошибкив 20 раз по сравнению с линейным алгоритмом.4) Разработанный алгоритм многомодальной фильтрации может применяться приобработке фазовых измерений в наземных и авиационных когерентноимпульсных радиолокационных станциях, многобазовых пеленгаторах и приопределении навигационных параметров объекта по сигналам ГНСС.5) Результатыанализавлияниясмещенийфазовыхцентровантеннрадионавигационных модулей корабельного сегмента и параметрическойоптимизации размещения модулей на корабле могут быть использованы наэтапах проектирования и развертывания корабельных ЛРНС.Методы исследованияВ диссертационном исследовании были использованы методы теориивероятности и математической статистики, численные методы математическогоанализа, линейной алгебры и аналитической геометрии, статистической теориирадиотехническихсистем,теорииоптимальнойфильтрациислучайныхпроцессов, программирование.

В процессе исследования применялись программы11компьютерного моделирования, учитывались рекомендации и нормативныедокументы ИКАО и МСЭ, а также материалы периодической печати.Основные положения, выносимые на защиту1) Предложены принципы построения илокальныхрадионавигационныхфункционированиясистем,корабельныхпреимуществомкоторыхпосравнению с действующими спутниковыми радионавигационными системамиявляется способность в условиях воздействия организованных помехопределять навигационные параметры вертолета с погрешностью, требуемойдля посадки на палубу корабля в автоматизированном режиме, за счетповышения энергетики радиосистемы, обеспечения когерентности излучаемыхсигналовипримененияфильтрационныхалгоритмовобработкипсевдофазовых измерений с разрешением целочисленной неоднозначности.2) Разработаны методы синхронизации пространственно-разнесенных модулейкорабельного сегмента в процессе его работы по целевому радиосигналу, нетребующие проведения калибровки приемо-передающих трактов модулей иобеспечивающиекогерентноеизлучениесосреднеквадратическойпогрешностью не хуже 0,6 рад, благодаря совместной обработке измеренийпараметровизлучаемыхрадиосигналовииспользованииданныхопространственном положении фазовых центров антенн.3) Разработанныйалгоритммногомодальнойфильтрациипсевдофазовыхизмерений, основанный на развитии теории линейного рекуррентногооценивания на класс нелинейных задач, позволяет увеличить объем областисходимости до 70 %, что снижает вероятность появления аномальной ошибки в20 раз по сравнению с линейным подходом за счет уменьшения влиянияошибки линеаризации, изменении правила выбора наиболее правдоподобноймоды на шаге коррекции и нормировки функции правдоподобия.4) Имитационная модель корабельной радионавигационной системы захода ипосадки вертолета на палубу корабля, позволяет провести исследованиеразличных алгоритмов вторичной обработки, результаты сравнительного12анализа которого показывают, что в условиях плохого геометрическогофактора Кг ≫ 2 разработанный алгоритм многомодальной фильтрацииобеспечивает уменьшение среднеквадратической погрешности определениякоординат в 10 и более раз, что подтверждает преимущество разработанногоалгоритма по сравнению с известными аналогами.Достоверность полученных результатовДостоверность полученных результатов обуславливается использованиемадекватного статистического и математического аппарата, представленнойметодикойпроведениявычислительныхэкспериментовимногократнойповторяемостью результатов, а также подтверждается соответствием полученныхрезультатов с результатами исследований, приведенных в общедоступнойлитературе.Внедрение результатов работыОсновныерезультатыдиссертационнойработывнедренывОАО «Радиотехнический институт им.

академика А.Л. Минца» при разработкетехнических предложений по реализации дополнительного канала в изделии«БРИЗ», требуемого для обеспечения посадки вертолета на палубу корабля. Акт овнедрении приведен в приложении к диссертации.Апробация результатов работыОсновныерезультатыдиссертационнойработыдокладывалисьиобсуждались на всероссийских и региональных конференциях и вошли всборники тезисов докладов:1) Шевченко Р.А., Прядкин С.П., Кишко Д.В., Ялин А.К. Решение задач ближнейнавигацииипосадкивертолетовприиспользованиисигналовширокополосных радиолиний связи. «Перспективы развития РЛС дальнегообнаружения и интегрированных систем и комплексов информационногообеспечения Воздушно-космической обороны (РТИ Системы ВКО-2013)».13Всероссийская научно-техническая конференцию: Сборник материалов.

– М.:Вега-Инфо, 2013. – 328 с.2) Прядкин С.П., Кишко Д.В., Шевченко Р.А. Комплексный способ определениякоординат, вектора путевой скорости и дальности авиационно-космическихобъектов на основе разностно-дальномерного метода. «Перспективы развитияРЛС дальнего обнаружения и интегрированных систем и комплексовинформационногообеспеченияВоздушно-космическойобороны(РТИСистемы ВКО-2014)»: II Всероссийская научно-техн. конф.: – Сборникматериалов. – М.: Радиотехника, 2014, - 368 с.: ил.3) Шевченко Р.А., Кишко Д.В.

Средства и методы посадки летательного аппаратана палубу корабля. Московская молодежная научно-практическая конференция«Инновации в авиации и космонавтике - 2015». 21-23 апреля 2015 года.Москва. Сборник тезисов докладов.ПубликацииОсновные результаты диссертационного исследования изложены в 5печатных работах, среди которых 4 статьи опубликованы в изданиях, входящих вперечень ведущих рецензируемых журналов ВАК, рекомендованных дляпубликации основных научных результатов диссертации на соискание ученойстепени кандидата наук, и 1 патент на изобретение:1) Кишко Д.В.

Влияние смещения фазовых центров антенн на точностьопределения координат летательныхкорабельныхсистемахпосадки.//аппаратов в радионавигационных«Наукоемкиетехнологии»,М.:Радиотехника. 2015, № 8 стр. 31-35.2) Кишко Д.В. Определение координат объекта на основе многомодовойфильтрации неоднозначных фазовых измерений // Электронный журнал«Труды МАИ», Москва, 2015, № 82.3) КишкоД.В.Синхронизацияпередающихустройствраспределенныхрадиотехнических систем навигации и посадки летательного аппарата //Электронный журнал «Труды МАИ», Москва, 2015, № 82.144) Кишко Д.В.

Анализ точности определения собственных координат прииспользовании радионавигационной̆ системы с малыми базами междупередатчиками. // Электронный̆ журнал «Труды МАИ», Москва, 2014, № 78.5) Урличич Ю.М., Жодзишский А.И., Большаков В.О., НестеровО.В.,Кишко Д.В. Способ определения местоположения объекта при использованииглобальных навигационных спутниковых систем и система для его реализации.– Патент на изобретение RU № 2492499 C1 от 01.03.2012Личный вклад автораРезультаты исследований и теоретических расчетов, представленные вдиссертационной работе, получены лично автором или при его непосредственномучастии.

Рассматриваемые в диссертации алгоритмы вторичной обработкирезультатов измерений параметров радиосигналов были реализованы в видемоделей и программ лично автором.Структура и объем работыДиссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения,списка сокращений, списка литературы и приложения А. Работа изложена на 160страницах машинописного текста, содержит 37 рисунков, 5 таблиц и 164формулы, список литературы включает 69 наименований.Во введении рассмотрены актуальность темы исследования и степень ееразработанности. Определяются объект и предмет работы, формируются цели изадачи исследования.

Конкретизируется научная новизна, теоретическая ипрактическая значимость работы. Формулируются положения, выносимые назащиту, приводится степень апробации результатов работы.В первой главе приведены требования к морским навигационным системамавтоматизированнойпосадкивертолета,которыепомимостандартныхтребований, например, таких как климатическое исполнение дополнительновключают требования к площади размещения и габаритам аппаратуры на корабле,массе бортового оборудования вертолета, точности определения навигационных15параметров вертолета относительно корабля, способности работать в условияхвоздействия помех. На основе рассмотренных требований проведен анализсовременных средств и методов, обеспечивающих посадку вертолета на палубукорабля.Изанализаавтоматизированнойследует,посадкичтонаиболееудовлетворяютполнодляобеспеченияпредъявленнымтребованиямлокальные радионавигационные системы.Исследованапомехозащищенностьаппаратурылокальнойрадионавигационной системы в сравнении с аппаратурой ГНСС.Рассмотрены основные методы учета качки корабля, необходимые дляобеспечения автоматизированной посадки вертолета на палубу.Представлены основные принципы увеличения точности определениянавигационныхпараметроввертолетавлокальныхрадионавигационныхсистемах.Во второй главе рассмотрены принципы построения и функционированиялокальных радионавигационных систем посадки вертолета на палубу корабля ииспользуемыесигнально-кодовыеконструкции.Приведеныметодыформирования измерений параметров радиосигналов, на основе которыхрешается задача определения навигационных параметров вертолета, а такжепредставлены математические модели формируемых измерений.