Шебшаевич В.С., Дмитриев П.П., Иванцевич Н.В. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е издание, 1993) (1141982), страница 44
Текст из файла (страница 44)
В качестве простейшей модели орбитального движения КА можно принять кРУговУю орбиту При этом, разумеетсн, оказываются неучтенными некоторые пот возмушения, порождаюшие систематические погрешности. Вид систематнч еских решнсстей описания орбиты в значительной степени апреле;яется ее пара'. метРами, а также числом учитываемых возмушаюших факторов и требуемой точностью аппрокснмадии. Наиболее сушеогвенными иа длинных интервалах будут возмущения, содержащие вековые члены. Важным вопросам является выбор критерия оптимизации определения пара- и огнози о а ия метров движение. В качестве такого может быть принят кригер й и точности р р вания ввижения НИСЗ на достаточно продолжительном интервале времени (несколько витков). Можно показать, что в этом случае порядок погрешности прогноза будет определяться вековым членом в аргументе широты (26); Лт — З3',Лро+Лп,о /п,р), где Лт — возмущение в положении КА, обусловленное погрешностями оценки начальных значений геоцентрического радиуса Лр, и скорости по касательной к орбите Лц,о, и„— угловая скорость КА, Х вЂ” долгота Поэтому особенно важно требование повышенной точности определения критического вараметра в виде суммы Лро+Ло.о/и, .
В об е о шем случае выбор полного состава оцениваемых параметров диктуется о оно. условиями конкретной задачи и может значительно различаться. Здесь опйцоем лишь самую простую ситуацию, когда вектор оцениваемых параметров включает только уточненные компоненты положения и скорости НИСЗ на некоторый момент времени Простейшим и олновременно основным будет случай полной наблюдаемости движения, имеюший место, например, при определении КА по сетевой СРНС, позволявший получать засечки положения и скорости в фиксированные моменты времени.
Возникающая здесь задача сводится к нахожо дению целесообразной организации измерений на интервале наблюдения юд ния для и лучения наилучшей точности наиболее критичного из параметров Условие полной наблюдаемости позволяет получить в явном вице выраже. ния для корреляционной матрицы погрешностей оцениваемых параметров и их систематических погрешностей. Исследование этих выраженнй показывает пути реализации оптимальной стратегии измерений Так.
если погрешности засечки внешнеплоскостных параметров по положению о, и по скорости и; равноточны п,=о, /п,р, та достижение наилучшей их оценки по шумовой погрецзности требует большого объема практически одномоментных изме ений Их число надо нт х днтся из условия согласования точности определения по шумовой х измерений и систематической погрешностям. В случае неравноточности о ено б уклонения КА по цепок окового по положению н по скорости оптимизация точности оценок внешиеплоскостных параметров приводит н необходимости выполнять две серии практических одномоментных измерений наиболее точного из на па амет ов (НП,'. П и из навигационных р .
р ( ,'. Ри этом из-за унеличения систематических погрешностей оценок с ростам продолжительности интервала наблюдения последний должен иметь наименьшее из возможных его значений. Эта вели чина и рассматриваемом случае будет равна четверти периода обраоцения КА. При определении оптимальной стратегии измерений анутрнплоскостных параметров орбиты главную роль также играет номпромисс менсду шумовой и систематической составляюгцими погрешностей оценки.
Следует подчеркнуть, что влияние погрешностей будет различным в зависимости от того, производится ли оценка параметров движения на середину интервала изме е ий момент по . мал следнего измерения. для симметричного мерного инте" а а . ьная точность оценки критического параметра достигается прн измерениях, взятых через половину периода обрашения КА При этом п и иа число выполняемых измерений следует группировать измерения на концах мерного интервала максимальной продолжительности. Оптимальная длитель ность мати р тервала выбирается из условия равенства на нем шумов й ической погрешностей оценки критического параметра, поскольку для него справедлива обшая занономерность, в силу которой с увеличением продолжи- 201 тельности интервала измерений шумовая погрешность уменьшается, в систематическая растет , казанный о У . " бший подход к выбору оптимальной длительности мерного интервала ест стается справедливым и для несимметричного его случая.
Если точность оценивания параметров движения оказывается недостаточной из-за олыиих систем б атических погрешностей, то возникают новые задачи о расширении т р вектора оцениваемых параметров, т е. выявлении целе- включаемых в оценку дополнительных параметров, и определении оптимальной стратегии измерений и соответствуюшего новому вектору состояния оптимального мерного интервала 12.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЗАИМНЫХ КООРДИНАТ В ИНТЕРЕСАХ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ СТОЛКНОВЕНИЙ ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ И ГРУППОВОГО ИХ ВОЖДЕНИЯ Системы предупреждения столкновений (СПС) подвижных объектов (самолетов, судов и т. п.) служат дополнением к системам управл аления движением для повышения надежности процесса управл р взения и безопасности движения последних, но онн могут существовать и самостоятельно. е упреждения столкновений должна решать задачи: Система преду р обна ужения в зоне движения объекта потенциально опасных (конфликтующих) обьектов, с которыми может произойти столкновение; определения расстояния наибольшего сближения ф, тующим объектом, время до возможного столкновения с ним;, определения и рекомендации маневра по предупреждению ' столкновения; расчета времени начала и окончания маневра.
Существующие СПС основываются на измерении относительных расстояний от обьекта до конфликтующих с ним объектов радиолокационным методом, активным навигационным методом — ответ> или пассивным методом (при обеспечении участ«запрос — от > е ствами ников движения хранителями частоты и времени и ср д их взаимного сведения). Для предупреждения столкновений летательных аппаратов необходимы еще и данные о высотах конфликтующих объектов, которые закладываются в излучаемые ими сигналы от автономных измерителей высоты. Для удовлетворительного решения задач СПС погрешности измерения расстояний должны быть достаточно малыми, по к айней мере соизмеримыми с опасными расстояниями сближения конфликтующих объектов.
В среднем они у крайней ме с мог т колебаться от единиц до сотен метров. П и создании СПС за основу могут быть приняты ССРНС, обеспечивающие погрешности определения абсолютных координат с такими же точностями. Если все участники движения будут излучать связные радиосигналы, содержащие информацию о своих текущих координатах (включая высоту) и составляющих вектора скорости, полученные 202 по сигналам оптимального для данной зоны созвездия НИСЗ, то каждый из участников движения в том же районе примет эти данные и, сравнивая со своими координатами и параметрами движения, сможет выделить опасные конфликтующие обьекты и рассчитать требуемые маневры для предотвращения столкновений.
В силу ограниченности размеров района, в котором для данного объекта возможна конфликтная ситуация, навигационные параметры будут измерены по одному и тому же созвездию НИСЗ. Сравнение измеренных координат и параметров движения позволит определить относительные координаты участников движения, которые будут точнее абсолютных вследствие исключения ряда систематических составляющих погрешностей измерений.
Наличие в составе передаваемой об.ьектами информации кроме данных о координатах еще и данных о составляющих вектора скорости и высоте избавит обьект от затрат времени на анализ параметров движения конфликтующих объектов н позволит сразу перейти к анализу относительных составляющих параметров движения и оценке возможности столкновения. Та же идея сравнения текущих координат участников движения, полученных по сигналам одного и того же созвездия ССРНС, может быть положена и в основу определения относительных координат для объектов, движущихся группой, что обеспечит вождение самолетов строем и судов ордером. 12зк ВЫСОКОТОЧНАЯ ГЕОДЕЗИЧЕСКАЯ ПРИВЯЗКА Геодезическая привязка предполагает определение длины базовой линии н ее проекции в выбранной системе координат.
Требования к погрешностям этих определений высокие: относительные погрешности должны быть порядка )О '...!О Геодезическая привязка не является процедурой высокой оперативности, и для нее могут использоваться протяженные во времени измерения с вовлечением в обработку наблюдений по разным созвездиям НИСЗ. Расчеты могут выполняться в процессе камеральной обработки запомненных результатов измерений.
Применение метода относительных определений позволит повысить точность геодезической привязки. Различают два метода обработки относительных измерений. Перв~й — о~ределе~~е дл~н~ базовой линни и ее составляющих через независимые вычисления геодезических координат оконечных точек по одновременным измерениям навигационных параметров относительно одних тех же НИСЗ. Второй -- совместная обработка массивов измеренных навигационных параметров, полученных в обоих пунктах измерений. Примером совместной обработки может служить составление из массива измеренных квазидальностей системы разностных 203 1 Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
