Соловьев Ю.А. Системы спутниковой навигации и их применения (2000) (1151868), страница 49
Текст из файла (страница 49)
При выполнении последнего неравенства происходит обнаружение и исключение отказа. Необходимо однако отметить, что в этом направлении получены лишь первые результаты. Так, описанный подход реализован в схеме комплексирования и программном продукте фирмы 1.щоп (361, в котором алгоритм СА1М, названный алгоритмом А)МЕ (Авгопопюпз 1игейпгу Мопйогеб Ехпаро!ы(оп), предназначен для обеспечения неточного (некатегорированного) захода на посадку в соответствии с ТНХ 0,3 морских мили или 555 м (вероятность 95эь). При этом максимальный показатель целостности не должен превосходить 1110 и с вероятно- КОМПЛЕКСИРОВАНИЕ СРНС И ДРУГИХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ 203 Таблица 12.3.
Требования к аппаратуре СРНС Непрерыв- ность Точность, и, % Параметр оступность Целостность Примечание 1-1ьЕ-5 за час полета 1 — 1ЯŠ— 5 за час полета 1 — 1ЯЕ-7 за оце 555 Использование других средств не требуется Единствен- ное средство Требуется Требуется Требуется Требуется Используется при приемлемых доступности н не ерывности Полное выполнение не требуется Полное выполнение не требуется Основное средство Требуется Требуется для Требуется для Используется неконтроли- неконтролируе- только с единструемого ис- мого использова- венным средстпользования нна вом Вспомога- тельное средство Требований нет Требований нет Примечание: р — доверительная вероятность В [Зб) рассматривается комплексирование и комплексная обработка информации АП СРНС, ИНС и СВС, определяющей барометрическую высоту, причем при отказе АП СРНС предусматривается обеспечение снижения ВС с помощью ИНС в течение примерно 2,3 мнн.
Необходимо замеппь, что понятие "единственного" средства применительно к АП СРНС по существу подвергается сомнению. Поэтому далее этот термин относится к комплексной системе АП СРНС+ИНС+СВС с алгоритмами А1МЕ. Для характеристики возможностей такой системы в табл. 12.4 приведены показатели досгупносги точности 555 м (р=95%) для неточного захода на посадку в случае КА1М н А1МЕ и различного числа НКА в группировке ОРБ. При этом вероятность иметь заданное число НКА в группировке ОРБ рассчитана с учетом принятых временных харакгернстик ввода резервных КА в работу.
Данные 3-й и 4-й колонок получены для типичных созвездий, выбранных комитетом БС-159 КТСА, чтобы вычислить усредненные показатели. Данные 5-й колонки получены для всех возможных пространственно-временных комбинаций созвездий. Таблица 12.4. Характеристики алгоритмов стью„не меньшей 1-1ЯЕ-7; доступность должаа быть не хуже 99,999%, а потеря непрерывности за полетный час для одного и нескольких самолетов соответственно — 1*Е-5 и 1~Š— 7.
Частично эти показатели вошли в табл. 12.3, в которой по существу представлены концепции единственного или сольного (зо1е), основного (рпшагу) и вспомогательного или дополаительного (знрр!епзепга1) средств навигации, принятые ФАА США. ГЛАВА 12 Из табл. 12.4 видны преимущества А1МЕ перед КА1М в особенности при неполной гругшировке ОРБ. В работе [37) приведены результаты исследования возможностей зтой же схемы комплексированиа в интересах обеспечення захода нв посадку по 1-й категории в условиях работы и использования широкозонной (йГААБ) или локааьной (1.ААБ) дифференциальных подсистем. При зтом принимается во внимание, что доступность точностн, соответствукицей 1-й категории, для СААБ составляет 99,9%, что удовлетворяет требованиям для основного, но не единственного средства навигации.
Кроме того, автономный контроль целостности требуется для обеспечения безопасности полета в условиях возможных локальных угроз и нарушений, не обнаруживаемых %'ААБ. При использовании ЕА1М доступность целостности оказывается менее 90%. Предсказывается, что при добавлении алгоритмов А1МЕ доступность требуемых характеристик возрастает до 99,999%. Способность А1МЕ обеспечивать надежное снижение ВС при заходе на посадку с требуемой точностью в условиях отсутствия сигналов СРНС или при их подавлении помехами в течение нескольких минут приводит к повышению до этого же уровня н непрерывности навигационного обеспечения.
Таким образом, АП СРНС с ИНС, СВС и А1МЕ может рассматриваться в условиях использования йгААБ в качестве единственного средства навигации при поселке по 1-й категории. Дальнейшее возможное повышение точности автономного инерциального режима может позволить использовать зти средства с ттААБ н 1.ААБ лля обеспечения посадки по П-й категории. Необходимо отметить, что в качестве олной из возможных угроз рассматриваются локальные неоднородности ионосферы типа "пузырей" ('ЪцЪЫез") н "капель" ("ЫоЪ"), диаметр которых может составлять от 200 до 300 км. Такие явления ожндаютсл в шищ солнечной акгнвности, повторяющиеся примерно через 11 лет. Блнжайший пик ожцхается с 2000 по 2004 годы. Алгоритмы КОИ АП СРНС, ИНС и СВС имеют каскадную структуру с предфияьтрацней измерений АП СРНС в алгоритмах предфильтрации и оценкой наиболее важных источников ошибок ИНС а основном фильтре.
Вектор состояния последнего включает 29 переменных (ошибки места — 3, скорости — 3, ориентации — 3, ошибки акселерометров — 3, скорости дрейфов гироскопов — 3, уход и скорость ухода часов — 2, медленно меняющиеся ноносфериые погрешности со временем корреляции около 10-12 мин). В алгоритмах предфнльтрацни в вектор состояния помимо очевидных должны входить составляющие, характеризующие гравитационные возмущенна уровня с вероятностью 95% на уровне 60'1О Б с радиусом корреляции 20 морских миль (37 км), что при скорости 100 узлов соответствует времени корреляции порядка 400 с. В работе (371 также показано, что для обеспечения необходимой для категорий П и 1П точности в инерциальном режиме требуется прешарительное опрелеленяе и компенсация в ИНС гравитационных возмущений в районах азропортов. Алгоритмы предфнльтрации позволяют обнаруживать и исключать аномалыые измерения, обусловленные "быстрыми" ионосферными возмущениями, вызывающими нараспнощие погрешности с темпом до 6 м в минуту, с надежностью, соответствующей П-й категории ИКАО.
Дальнейшие исследования предполагается направипь в частности, на детальную оценку возможностей основного фильтра по обнаружению медленных возмущений, угочнению способности алгоритмов А1МЕ к обнаружению более чем одного отказавшего КА и иа подготовку к сертификации рассмотренного комплекса АП СРНС+ИНС+СВС+А1МЕ для использования в качестве единственного средства на глобальной основе. Проведенное рассмотрение показывает, что в настоящее время наметилась устойчивая тенденция осуществления контроля целостности СРНС с привлечением для этих целей дру- КОМПЛЕКСИРОВАНИЕ СРНС И ДРУГИХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ гих навигационных средств и систем находящихся на борту подвижного объекта, использующего СРНС для управления движением.
Если для морских судов характерна комплексная обработка информации АП СРНС, Лоран-С и автономного счисления, то для ВС более характерной оказывается КОИ СРНС, ИНС и СВС. Применительно к ВС алгоритмы А1МЕ являются мощным средством существенного повышения надежности работы дополнений СРНС (СААБ и 1.ААБ) не только при отказах КА, но и при локальных утрозах типа "быстрых" ионосферных возмущений, помех и террористической деятельности. Таким образом, комплексирование АП СРНС и другого навигационного оборудования вышло из стадии теоретических проработок. Конкретные положительные результаты получены в ходе испытаний.
Достаточно широки области применения комппексироваиного оборудования: авиация, морской флот, наземные ПО и геодезические комплексы, управляемое вооружение, системы точного визирования. Если первые работы относились к комплексированию АП СРНС и ИНС на военных объектах, то сейчас налицо тенденция к использованию комплексных систем в гражданских целях. Так, авиацию и флот в первую очередь интересуют контроль целостности 138), борьба с помехами и обеспечение безопасности движения. Разработан специальный миниатюрный блок, включающий упропгенную ИНС и встроенную ипату СРНС, для путешественников, туристов и т.д. Комплексирование спутниковой аппаратуры с инерциальными средствами ведетса в тесной увязке с решением ряда технологических проблем по созданию микромеханнческих датчиков, волоконно-оптических гироскопов.
Оно также связано с разработкой н внедрением более совершенных методов и алгоритмов обработки навигационной информации, таких, как адаптивные и нелинейные фильтры, алгоритмы параллельной и иерархической обработки. Важная роль при зтом должна отводиться также унификации и сертификации соответствующего математического обеспечения. Можно ожидать, что развитие комплексирования спутниковой аппаратуры с другими навигационными системами и устройствами будет идти в следующих направлениях; ° синтез более совершенных нелинейных алгоритмов оценивания переменных состояния и контроль качества решения навигационных задач; ° синтез алгоритмов комплексной обработки информации ГЛОНАСС/ОРБ и автономных систем совместно с корректирующей информацией широкозонных, регионаяьных и локальных дифференциальных подсистем (СААБ, Е61 1ОБ, МБАБ, 1.ААБ и др,); е разработка алгоритмов КОИ измерений СРНС и автономных систем с обнаружением и идентификацией помех, а также с идентификацией характеристик моделей автономных систем; ° синтез алгоритмов КОИ кодовых и фазовых измерений СРНС и автономных средств для борьбы с многолучевостью; ° разработка методов комплексирования информации новых СРНС (ОНББ-2, Галилео) и других измерителей и др.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
