Шебшаевич В.С., Дмитриев П.П., Иванцевич Н.В. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е издание, 1993) (1141982), страница 83
Текст из файла (страница 83)
26.2, 26.3). Для выявления выигрыша от комбинирования НРНТ с НИСЗ полезно сравнить полученные результаты со случаем, когда все три РНТ принадлежат НРНС. Например, сравним точпостные характеристики наземной системы, состоящей из трех станций А', В', 0', и комбинированной из двух станций А', В' и стационарного НИСЗ 5. Точность наземной системы практически зависит только от погрешностей измерения РНП.
Линии равных значений ГФ наземной системы представлены на рис. 26.4. Анализ точностных характеристик систем по рис. 26.1 — 26.4 позволяет сделать вывод, что при хорошем зфемеридном обеспечении использование орбитальной станции позволяет приземным потребителям улучшить точность навигационных определений на главном направлении системы приблизительно в два раза и расширить площадь рабочей зоны в два-три раза, Приведенные результаты свидетельствуют, что один из вариантов увеличения точности и расширения рабочих областей НРНС может быть включение стационарных НИСЗ в состав системы наземных станций. Зй.з.
КОМПЛЕКСНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НИЗКООРБИТАЛЬНОЙ СРНС И ЮАЗОВОЙ СДВ РНС Особого внимания заслуживает создание аппаратуры для комплексной обработки данных низкоорбитальной СРНС типа «Транзит» ()х))ч56) и наземной фазовой РНС «Омег໠— глобальной гиперболической системы, работающей в диапазоне сверхдлинных волн (СДВ). Основным недостатком наземной системы является относительно низкая точность навигационных определений, обусловленная погрешностями за счет распространения радиоволн. Такие погрешности имеют сравнительно большую постоянную составляющую и незначительные кратковременные вариации.
Один из самых простых способов совместного использования этих РНС состоит в независимой обработке результатов измерений по каждой из систем и периодической коррекции фазового отсчета путем ввода поправок на распространение радиоволн по результатам навигационных определений более точной РНС— спутниковой. В интервалах времени, когда невозможно проводить определения по СРНС, задача решается по результатам измерений от наземной фазовой РНС, скорректированным на значение найденных поправок.
Наивысшая точность определения координат П соответствует точностным характеристикам СРНС, однако из-за изменений условий распространения радиоволн точность навигационных определений будет со временем падать. Более перспективным направлением совместного использования наземных и спутниковых РНС является построение аппаратуры, в которой обработка результатов измерений производится комплексно.
Рассмотрим более подробно один из вариантов решения навигационной задачи с использованием фильтра Калмана, в котором объединяется информация о скорости корабля, полученная по наземной СДВ РНС, и информация о месте, определяемом по СРНС [145). Обработка результатов измерений реализуется на основании известных уравнений (см, $15.1): ей= Ф, |ей ы Кев, = Ф,-~ Кен-о Ф,-1+ Ч,-ы К = К м С ( С К в, С, + Тйг,) д, = д, + К( г„, — Ро;), Ке ( 1 К С) К ь( 1 К! С) + К 'Ч К Применительно к рассматриваемой задаче в вектор определяемых параметров включены координаты Х,ср, составляющие скорости по долготе и широте ох, оч и разность частот генераторов НИСЗ и П61; ей = 1)' сй 57 оз ° 0 ! 376 го 7 б 5 5 д г г Рис. 26.6.
Временные зазиснмости погрешностей определения координат места корабля по результатам моделироиания прн обработке данных системы «Транзит» стандартным методом (!) и даннык систем «Омега» и «Транзит» с использоианием фильтра Калнина (2) д бр! да б, — — 1 0 0 дЛ дгз 0 0 0 1 0 0 0 0 0 д г г 5 3 5 бе« озг, 0 0 0 о„О 0 О о„' ! 0 0 б( 0 0 ! 0 0 Лг' 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 011 Г!12 013 014 0!5 021 022 023 024 1125 03! 0зз озз 034 035 041 042 043 044 045 051 052 053 054 055 где аан рмццнн имн»гб Н»М 377 На вход фильтра поступают измеренные значения доплеровского сдвига частоты ьтгм от СРНС и составляюшие скорости 03„„0 „;, определяемые по данным СДВ и РНС. Матрица наблюдения Сг и корреляционная матрица погрешностей измерений %, имеют вид Предполагается, что скорость 0 и курс ф корабля во в емя обсерва ии по СРНС р ц ь(С постоянны, а возмущения по этим параля во время метрам представляются в виде белого шума с нулевыми математическими ожиданиями и дисперсиями о„, о„.
В этом случае 2 О11 = ом «»4, ом = 031 = 045 31!1, оы — 041 = 044 «»», 015 = 024 = 042 = 051 = 045 «»4, 022 Г!55 «»( 025 Г!52 055 «»» 2 ° 2 0„=( о, з!п «р+ 0 соз фсф ал, 2 2 2 045 — — ( о„— 0 ог) з!пз)3 созт)3 ал ат, ом =( о' .соз' 4)г+ 0' з)п' фое) а„', а,, ах — константы, полученные в результате преобразования ас- стояний в координаты долготы и широты; гзг — время выборки измерений по системе «Транзит». об абот и Точностные характеристики приведенного метода компле ксной р тки измерений исследовались путем моделирования процес- сов навигационных определений [145) . На рис. 26.5 для реальных 376 характеристик приемных устройств представлены зависимости во времени погрешностей определения координат места корабля (20„) при стандартном методе вычислений, принятом в системе «Транзит>, и при обработке результатов измерений рассматриваемым способом. Результаты моделирования показали, что применение фильтра Калмана для совместной обработки измерений позволяет повысить точность навигационных определений гю сравнению с обычным методом определения координат места в системе «Транзит» на 20...50 %.
В конце 70-х годов фирма Мадпачох разработала комплексную судовую радионавигационную аппаратуру МХ-1105 (рис. 26.6) (149), которая являетси комбинацией известных приборов МХ-!102, работаюшего по навигационной системе «Транзит», и МХ-1104, работающего по сигналам системы «Омега». Для решения навигационной задачи используются данные о скорости и курсе корабля, которые, как и данные радиотехнических систем, через устройства связи поступают на основной вычислитель (7-80). Программы обработки измерений и выдачи результатов расположены в запоминающем устройстве.
Испытания аппаратуры в реальных условиях показали, что точность определения координат места может быть повышена на 60 охг~ по сравнению с точностью навигационных определений по системе «Транзит». Рис. 266 Структурная схема аппаратуры МХ-! )Об В навигационном комплексе М)х)8-2000, серийно выпускаемом с 1983 г. !!79), предусмотрена совместная обработка данных НРНС «Лоран-С», «Декка», «Омега» и СРНС «Транзит». Выбор радионавигационных систе:4 осуществляется автоматически с помощью ЭВМ или вручную. В ЭВМ установлен следующий приоритет использования сигналов радионавигационных систем: НРНС «Декка» выбирается в качестве основной при нахождении судна в оптимальной рабочей зоне; НРНС «Лоран-С» используется тогда, когда ожидаемая точность выше, чем точность РНС «Декка»; СРНС «Транзит» и НРНС «Омега» выбираются там, где точность выше, чем точность РНС «Лоран-С»; информация от НРНС «Омега» используется для обсерваций в промежутках между определениями с помощью СНС «Транзит».
В комплексе на перспективу заложена возможность работы с датчиком ССРНС «Навстарж 24.4. КОМПЛЕКСИРОВАНИЕ АППАРАТУРЫ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ НА УРОВНЕ ПЕРВИЧНОЙ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ Типичным примером комплексирования на уровне первичной обработки информации является введение в контур слежения за задержкой сигнала информации об относительной скорости П вЂ” НИСЗ (см. з 8.6). Относительная скорость вычисляется бортовой ЭВМ на основании эфемеридной информации и данных о координатах П и его скорости от инерциальной навигационной системы. На рис.
26.7 представлена функциональная схема введения скорости в систему слежения. Здесь Х и Х* — измеряемая и измеренная задержки сигнала соответственно, ЗХ вЂ” скорость изменения задержки, К вЂ” относительная погрешность измерения скорости, т — постоянная времени измерительной цепи, обусловливающая задержку выдачи скорости. Погэпешность измерения задержки сигнала в схеме е=а, где а=5 Х вЂ” ускорение изменения задержки. Если скорость вводится точно (т=0, К=О), то погрешность измерения задержки отсутствует, но и при неточном введении скорости (т-»0 и К«1) погрешность измерения может быть уменьшена.
Таким образом, для снижения погрешности измерения, обусловленной влиянием флуктуационных помех, можно су- 1-К юх— «зег Рис. 26.7. Функциональная схема вве дення скорости в систему слежения зта зять полосу 1!гоп с с пропускания следящего измерителя, а затем введен ем й данных от автономных средств за счет этого сужения ибки. ско мпенсировать увеличение динамической оши ки. В $ 8.6 приводились зависимости ширины полосы сис ем и в .. истемы слежения за несущей (ССН) и системы слежения за задержкой (ССЗ) от относительной погрешности инерциальной навигационной системы (ИНС) при фиксированных значениях динамических погрешностей измерения (рис.
8.11). Из графиков следует, что при м ри изменении К от ! (комплексирование отсутствует ь меньдо 0,00! ширина полосы пропускания ССН может быть у щена от 20 до 2 Гц, а полоса ССЗ от 1 до 0,03 Гц. Значение К=О,ОО! соответствует точности современных инерциальных датчиков без специальной калибровки, имеющих уход порядка Сравнительный анализ методов комплексирования на уровнях вторичной и й и первичной обработки информации позволил сделать ки ин мации во о том, что на уровне первичной обработки информаци комплексирование обеспечивает бблыпую точност у 1 у слежения в условиях сильных помех и высокой динамики движения объекта, а на уровне вторичной обработк и информации — лучшие результаты в условиях изменяющихся во времени погрешностей ИНС и хранителя времени.
ГЛАВА 27 КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ НАВИГАЦИОННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СРНС 27Л. ЭФФЕКТИВНОСТЬ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ, Сложная система представляет собой иерархическую (многочат ю) ст ктуру, состоящую из многих взаимодействую- щих элементов, объединяемых в подсистемы раз ч ур азличных овней. Основные отличительные признаки сложных систем следующие [40]: большое число взаимодействующих составных элементов, сложность функции, выполняемой системой ради достижения за- данной цели, возможность разбиения системы на подсистемы раз- личных иерархических уровней, централизованное (или иерархи- ) управление, разветвленная информационная сеть и интен- сивные потоки информации, взаимодействие с внеш " р д " и срункциониров и ф ирование в условиях воздействия возмущающих факторов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
