Шебшаевич В.С., Дмитриев П.П., Иванцевич Н.В. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е издание, 1993) (1141982), страница 47

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 47)

Основной частью системы является вычислительный комплекс. который должен обслуживать да 20 млн абонентов. Навигационные параметры определяются путем измерения задержки ответного информационного сигнала относительно запросного Время определения координат около 0,6 с. Точностные характерис. тики зависят от геометричесного фактора системы. Наихудшие точности должны быть в районе экватора. 12.9.

ЦЕЛЕУКАЗАНИЕ В СИСТЕМЕ ОБНАРУЖЕНИЯ ТЕРПЯЩИХ БЕДСТВИЕ В настоящее время успешно функционирует Международная космическая радиотехническая система обнаружения терпящих бедствие «Коспас — Сарсат», разработанная СССР, США, Канадой и Францией на основе применения низкоорбитных НИСЗ [185). За период 1982 — !989 гг. с помощью этой системы спасено более !700 человек, находившихся на аварийных судах и самолетах, оснашенных специальными радиобуями.

Успех применения этой системы основан на том, что для определения местоположения аварийного объекта привлекаются спутниковые радиально-скоростные измерения, как в СРНС «Цикада» или «Транзит>, обеспечиваюшие точность порядка 1 км, а для передачи аварийного сообщения используется спутниковый ретранслятор. В ре- 2)! зультате сокращается как время оповещения о бедствии, так и время поиска аварийного объекта спасателями в районе бедствия. Так, время оповещения сокращается по сравнению с ранее имевшими место ситуациями в среднем на 40 ч и составляет в среднем 3 ч. Время поиска, которое ранее могло превышать сутки, теперь не больше 4 ч. Однако принципы построения низкоорбитных СРНС таковы, что на дальнейшее сокращение времени, затрачиваемого на оповещение о бедствии н поиск, рассчитывать уже нельзя.

В то же время очевидно, что каждый лишний час пребывания людей, терпящих бедствие, без помощи приносит новые человеческие жертвы. Новые возможности открываются при базировании системы обнаружения терпящих бедствие на среднеорбитальных ИСЗ, когда над радиогоризонтом наблюдателя в любой момент находятся несколько ИСЗ. Если на навигационных ИСЗ ССРНС «Глонасс» установить ретрансляторы аварийных сообщений, то можно су!цественно улучшить характеристики системы «Коспас— Сарсат». Во-первых, за счет практически мгновенной доставки аварийного сообщения на наземные пункты приема информации значительно уменыцится время оповещения о бедствии, вовторых, возможность определения координат аварийного объекта с точностью до нескольких десятков метров приведет соответственно к сокращению поиска.

А это решительно повлияет на успешность проводимых работ и на эффективность помощи бедствующим людям. Г(ри использовании пассивного псевдодальномерного метода портативная аппаратура потребителя системы «Глонасс» и «Навстар» в любой момент будет фиксировать координаты подвижного объекта (самолета, корабля, подвижных исследовательских или туристских групп).

Не представляет трудностей прн зарождении аварийной ситуации ввести автоматически этн координаты в аварийное сообщение, которое немедленно будет доставлено в наземные пункты приема информации. Возможно и конструктивное объединение аварийного радиобуя с аппаратурой потребителя ССРНС. Отметим, что в АП систем «Глонасс» и «Навстар» измеряется также радиальная псевдоскорость, несущая информацию о составляющей скорости объекта. Если потерпевшие бедствие находятся в вынужденном дрейфе, то доплеровские измерения позволят уточнить составляющие скорости их движения для передачи в аварийном сообщении с целью ускорения процессов поиска н спасания.

Таким образом, одной из дополнительных областей применения сетевых СРНС «Глонасс» и «Навстар» является использование их аппаратуры в несколько дооборудованном виде для точного целеуказания при поиске и обнаружении терпящих бедствие. 2! 2 РАЗДЕЛ ВТОРОЙ ОСНОВЫ НАВИГАЦИОННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ССРНС ГЛАВА 13 АЛГОРИТМИЗАЦИЯ РЕШЕНИЯ НАВИГАЦИОННЫХ ЗАДАЧ 13Л. ЗАДАЧА СИНТЕЗА АЛГОРИТМА НАВИГАЦИОННЫХ ОПРЕДЕЛЕНИЙ Навигационный алгоритм представляет вычислительную процедуру решения собственно навигационной задачи, а также ряда вспомогательных задач (подготовнтельных, сопутствующих, сервисных). К числу подготовительных и сопутствующих решений относятся; выбор рабочего созвездия, организация поиска сигналов, прием и декодирование служебной информации, передаваемой с НИСЗ, предварительная обработка результатов измерения радионавигационных параметров (РНП), экстраполяция координат и составляющих скорости полета НИСЗ.

Остановимся кратко на синтезе алгоритма решения собственно навигационной задачи. Фактическое состояние потребителя (П) в общем случае описывается весьма большим числом параметров, что делает практически невозможным точное определение его состояния. Решение навигационной задачи позволяет дать лишь оценку состояния П, описываемого математической моделью с конечным числом параметров. Выбор математической модели П зависит от физических процессов, протекающих в навигационных системах, и определяется существом решаемых задач. Г!ри решении прикладных задач один и тот же П может описываться различными моделями.

Однако любая модель должна задаваться конечным числом параметров, совокупность которых характеризует вектор состояния П: 11(!)= !!!1!(!)!)»(!) -, д.(!)~~, где т — размернос~ь этого вектора (размерность модели П). Увеличение размерности модели позволяет более полно представить реальный процесс и получить в ряде случаев более высокие точности навигационных определений, однако при этом усложняется алгоритм обработки измерений. В качестве основной формы записи динамических моделей П можно использовать систему дифференциальных уравнений т-го порядка ц(!)=Е(й г), т), где ч — т-мерный вектор случайных возмущений П. Связь между измеряемыми навигационными параметрами (НП) Я„(!) и вектором г((!) дается навигационной функ- 2!3 цией (см.

гл. 2). Учет характеристик канала измерения требует задания модели этого канала К(!)= !4(1, 4), 41„4ч), где ()и - вектор состояния бго НИСЗ, тч, — вектор погрешностей измерений. Совокупность результатов измерений образует вектор измерений К(!)= ![К,(!), ..., Кх(!)!! или выборку измерений объема п. Задача оценки вектора состояния П сводится к отысканию алгоритма вида 4)" (!)= у[К(!), (!(!) [, который позволяет по выборке измерений К(() оценить вектор 4)(!).

Минимально необходимый объем выборки равен размерности вектора оцениваемых параметров (п=т), при этом алгоритм решения навигационной задачи сводится к решению нелинейной системы совместных уравнений (см. $ 3.!). Для повышения точности навигационных определений за счет фильтрации случайных погрешностей измерений применяют статистические методы обработки, основанные на использовании выборки избыточного объема (и) т), и отыскания такого значения оценки 4(*(!), которое наилучшим (оптимальным) образом согласуется с результатами измерений.

Смысл оптимальности получаемых оценок определяет критерий качества. Процесс навигационных определений можно оптимизировать по различным критериям, используя соответствующие методы статистического оценивания. Среди них наиболее распространены метод наименьших квадратов, максимального правдоподобия, максимальной апостериорной плотности вероятности, минимаксный и др. Выбор критерия качества в значительной мере зависит от полноты априорной информации об условиях проведения навигационных определений, а именно от степени знания структуры и параметров определяющегося П, статистических характеристик случайных возмущений, действующих на П, статистических характеристик погрешностей измерений радионавигационных параметров.

Таким образом, для синтеза алгоритма решения задачи оценивания необходимо задать пространство вектора состояния П, математическую модель динамики П, математическую модель канала измерения, критерий качества. Г1остановка задачи должна удовлетворять определенной совокупности условий [!32[, а именно математические модели динамики П и каналов измерения должны быть достаточно близки к реальным процессам (условие адекватности математических моделей), между множествами оцениваемых и измеряемых параметров должно существовать взаимно- однозначное соответствие (условие наблюдаемости), критерий качества решения задачи должен обеспечить получение оптимальных в некотором смысле оценок с заданными предельными свойствами по объему выборки (условие состоятельности получаемых оценок). Принимаемые допущения справедливы только для определенных условий. Поэтому по мере увеличения объема выборки обрабатываемых измерений все большее влияние на точности 2ы р " я могут оказывать отличия принятых нки вектора состояния м г п и ешения навигационной Поэтому при р р п и аз аботке алгоритмов реше уделять исследованию задачи необход имо особое внимание уде~ т у ри стремлении асимптотических свойств оцен ок, пол,чаемых и и объема выборки к бесконечности.

43ДЪ МОДЕЛЬ НАВИГАЦИОННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ В радиотехнич с ческих системах навигационн ая ин о мация ~ Р ха акте истиках сигнала, зависящих от взаим ного ия П опорных ~~~юна~~- положения и относительного движения и о ных точек. В ССРНС наиболее распространены дальнор " авигационных определений, мерный д и оплеровский методы н енин в емени распространения и основанные на пассивном измерении вре о с вига частоты сигнала (см. гл.

Характеристики

Список файлов книги