Соловьев Ю.А. Системы спутниковой навигации и их применения (2000) (1151868), страница 48
Текст из файла (страница 48)
Это дифференциальная станция (ДС) и подвижные объекты (ПО) — потребители информации СРНС, радиомаяки-псевдоспутиики н ВС, а также просто группа ПО с АП СРНС, например группа воздушных илн морских судов, реализующих методы относительной навигации. Во всех этих ситуациях при взаимных удалениях не болев 10...20 км н задержках не более 1...2 с имеет место в том или ином виде взаимная компенсация квазнсистематических ошибок СРНС, обусловленных неточностью зфемеридной информации, особенностями распространения радиоволн в ионосфере н синхронизацией НКА, а также селективным доступом ОРЗ. После такой компенсации основными погрешностями, определяющими точность навигации взаимодействующих ПО, оказываются случайные ошибки, обусловленные шум»- ми измерений, помехами, миопшучевостью и распространением радиоволн в тропосфере.
КОМПЛЕКСИРОВАНИЕ СРНС И ДРУГИХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ око. м 2.$ $$ $ 1 21 27 41 4$ $1 1 Ф 4$441$44 $.4 В41В4$44 И140 икю 21 Рис. 12.10. Точность определения координат Снизить этн ошибки возможно за счет использования алгоритмов комплексной обработки информшгии группы таких в общем случае подвижных объектов, реализующей условия дифференциального режима н учнтываюшей как квазисистематнческие, так и случайные составляющие ошибок СРНС. При этом вводятся: вектор параметров движения группы нз ! ПО и обший вектор состояния, состоящие из соответствующих векторов лля каждого ПО, а также вектор состояния квазнснстематическнх погрешностей СРНС, обший для группы ПО. В него, в частности, могут вхошпь квазисистематнческие ошибки определенна координат н скорости ПО с помощью СРНС, обусловленные неточностью ЭИ и синхронизации НКА, а также особенностями прохождения сигнала НКА через ионосферу.
Для этих векторов строятся соотвегствуюшне модели, аналогичные тем, которые созданы при синтезе алгоритмов КОИ для одного ПО. Эаметим также, что в обработку мо1уг вводиться и взаимные измерения между ПО (взаимные дальности, азимуты, скорости сблюкення н т.д.). В этом случае оптимальная опенка навигационных параметров группы ПО также дается соотношениями ОПФ.
Остановимся на некоторых частных случаях. Пусть группа состоит из 3-х ПО. Тах, общий вектор параметров движения может характеризовать вектор НП потребителя (в нашем случае ВС), а также известные координаты двух стационарных дифференциальных станций. Соответствующие дисперсии в коварнацнонной матрице алгоритма ОПФ булуг описывать погрешности привязки ДС. В случае, если имеются взаимные измерения дальности Ъ72, Ъ13, то ПО2 и ПОЗ являются цсевдоспутниками.
Предполагается, что на ВС имеются все данные измерений благодаря использованию линий связи и передаче по ним измерений, а также осушесталяегся оценка вектора состояния в соответствии с алгоритмами ОПФ. На рис. 12.10 и 12.11 приведены результаты моделирования и опенки точности определения прямоугольных координат ВС, заходяшего иа посадку (х — вдоль ВПП, у — вбок, х — вверх), т.е. плановых координат и высоты. ГЛАВА 12 20О СКО; оиииии оценки; и 5 Рмо.
12.11. Точность определения координат прн посадке Рнс. 12.10 дает представление об изменении СКО определения координат в обычном днфференцнальном режиме. Прн этом вндно, что за счет фильтрации случайных ошибок погрешносгн по всем трем коордннатам сннзнлнсь почти в 3 раза н на высоте 30 м (высота проверки точности для 1-й категории ИКАО) составили 1,2...1„5 м. Аналогичный результат получен н для случая вычисления относительных координат (по отношенню к ДС (П02), точность (СКО) привязки которой составила 20 м). На рнс.
12.11 представлены результаты оценки точности (СКО) определения относительных координат ВС н поведение ошибок ЛХ лУ, .52 лля случая, когда П02 н ПОЗ являются псевдоспутннкамн, расположенными вбпнзн ВПП. Точность (СКО) определения коордннат х, у, х в этом случае на высоте 30 м составляла 0,7.„0,8 м. Для опнсанных выше ситуаций былн приняты следующее условна моделирования: начальные ошибки (СКО) определения координат ВС по осям х, у составнпн 50 м, по осн х— 1О м, СКО случайных н квазнснсгематнческнх погрешностей определения координат АП СРНС составляли 3 н 20 м соответственно. На рнс.
12.12 приведены результаты оценки точности определения взаимных коордпнат (дальностн н азнмуга) в группе нз 3-х ВС (П01„П02 н ПОЗ), осущестаяжощих поиск терпящего бедствия обьекта. Начальные точности определения абсолютных координат н характернстнкн ошибок СРНС были приняты такими же, как н в предылущнх случаях, точность нзмерення взаимных дальностей составляла 30 м. Как видно нз рнс. 12.12, точность (СКО) определения взанмной дальностн после 60 шагов обработки находится на уровне 1,! ...1,3 м, что существенно выше точностн определенна взаимной дальности без комплексной обрабаткн ннформацнн (3...5 м), а СКО определенна азимута составляет примерно 0,2 градуса, КОМПЛЕКСИРОВАНИЕ СРНС И ДрртИХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ око,и рея в е 1 21 61 ВРевы. Р Рис.
12.12. Точность определения взаимных координат в группе ЛА 12.2.4. Контроль целостности и комплексирование бортовой спутниковой навигационной аппаратуры потребителя с другими системами и средствами Комплексирование АП спутниковых радионавигационных систем (СРНС) с другими измерителями шхшоляет иовысвть эффективность контроля целостности СРНС (22-37).
Как известно, некачественный сигнал (отказ) навнгациошюго космического аппарата может быть обнаружен н исключен из расчетов в АП СРНС благодаря функции автономного контроля целостности в приемнике ЕА(М в том случае, если в поле "зрения" АП находится не менее б НКА. Однако могут сущеспювать интервалы времене, когда зто условие (дяя ОРЗ) не выполняется. Учет таких ситушн2й и необходимость извещений о нвх экипажей ВС в соответствии с правилами и действующей практикой ИКАО может породнть неприемлемо большой поток соответствующик уведомлений (НОТАМ).
По разным оценкам нх число применительно к ОРЗ без ГЛОНАСС может колебаться от 190 до 7000 в сутки (35), Возможно, выходом из положения может быть прогноз таквх ситуаций по данным альманаха приемника кшкдого ВС. Они могут быль приняты во вннманне при составлении соответствуюнпгх планов полета н проведении расчетов времен прибытия ВС в аэродромную зону. Другая возможность открмвается при нсвользованнн лля целей контроля всего потевциала навизвпионных комплексов (НК) подвижных обьектов, т.е.
алгоритмов СА)М. Вопросам контроля качества сигналов СРНС лрн комплексировании АП с высотомерным оборудованием, аппаратурой системы Лоран-С и ИНС посвящены работм [22-34). Действительно, имея одну дополнительную линию положения (например, прн измерении высоты полста с помощью системы воздушных сипшяов (СВС) нли баровысотомера (2б, 33)), можно решать закачу изоляции отказа и прн 5 КА в поле "зрения" АП. Привлечение измерений системы Лоран-С/Чайка предоставляет дополнительные возможности. Кроме того, прн калиб- ГЛАВА 12 рокке системы или при использовании псевдодифференциального режима Лорка-С в условиях селективного доступа ОРИ повышение точности за счет совместного использования этих систем может быть также достаточно ощутимым (в 1,4 раза).
Это может быть полезным и в сложной помеховой обстановке, которая характерна, например, для ОРЗ во многих регионах южной Европы. Обоснованные надежды на повышение эффективности решення задачи контроля целостности СРНС связываются (особенно в авшшии) с комплексированием АП СРНС с ИНС. При этом в основном рассматриваются две схемы: разомкнушя и сильносвязанная. В первом сдучае предполагается„что по данным АП СРНС производятся периодические коррекции счисления ИНС, причем перед коррекцией проводится решение задачи КА1М. Если произошло обнаружение отказа, ИНС не корректируется до его исключения. И только если искжочение осуществлено, коррекция может быть проведена.
Здесь существует опасность не уложиться во временные требования к контролю целостности, принимаемые в соответствии с концепцией требуемых навигационных харакгеристик (ТНХ) ИКАО вследствие того, что процесс обнаружения н исключения отказа может затянугься. В тоже время ИНС достаточной точности в ввтономном режиме может удовлетворить ТНХ в течение сравнительно длительного времени. В этом случае ИНС принимает иа себя функции основной системы. Подробный анализ временных соотношений и исследование алгорипиов контроля нашли свое отражение в (171. Во втором случае применительно к сильносвязанной схеме комплексирования находят свое применение алгоритмы контроля невязок цсевдодальностей (ПД) .Юя типа 11 г М АО„~~О„Р„„Оа+й„,~ ~а, где На — матрицы-строки частных производных ПД; йов — дисперсия шумов (-й ПД; а- порог, при превышении которого фиксируегся отказ.
Этот же алгоритм применяется для контроля работоспособности измерителей в целом (181, Однако, будучи пригодной для выявления больших нарушений, зта схема может оказаться неработоспособной лля выявления медленных, но длительных и устойчивых смещений, В таком случае более эффекпаным может оказаться метод анализа решений, получаемых при одновременной реализации как фильтра Калмвна, обрабатывающего все ПД (индекс "А"), так и фильтров с комбинациями ПД, последовательно не включающими измерения по сигналам одного (индекс ' Р) из НКА (23, 27, 36). Если оценки параметров движения общего ("А") н частных (Р) фильтров соответственно пе, д„,1=1,..., Аг, где ьг- число "видимых" НКА, Р,~ и Рв соответствующие ковариационные матрицы оценок состояний фнньтров, а Ь„ г)„- гам, Ь~,' = Р— Р„, и Я„= ЬЯЬР„' ) ܄— распределены в соответствни с критерием 2', то решающим правилом, определяющим согласованность нли несогласованность решений общего н частного фильтров, будет соответственно совокупность неравенств 2 ь Т„, 2„> Т„, где Тв — порог, устанавливаемый в соответствии с размерностями моделей, принимаемыми доверительными уровнями н вероятностями ошибок 1-го и 2-го родов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
