Шебшаевич В.С. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е изд., 1993) (1151869), страница 45
Текст из файла (страница 45)
В качестве такого может быть принят критерий точности прогнозирования движения 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): Ьт — — ЗХ(бра+ Ьи,т /л,р), где Ьт — возмущение в положении КА, обусловленное погрешностями оценки начальных значений геоцентрического радиуса Ьр, и скорости по касательной к орбите Ьо,ы и„— угловая скорость КА; х — долгота в орбите.
Поэтому особенно важно требование повышенной точности определения критического параметра в виде суммы Ьрз+Ьо*е/л1г. В общем случае выбор полного состава оцениваемых параметров диктуется условиями конкретной задачи и может значительно различаться. Здесь опишем лишь самую простую ситуацию, когда вектор оцениваемых параметров включает только уточненные компоненты положения н скорости НИСЗ на некоторый момент времени. Простейшим н одновременно основным будет случай полной наблюдаемости движения, имеющий место, например, при определении КА по сетевой СРНС, позволяющий получать засечки положения н скорости в фиксированные моменты времени. Возникающая здесь задача сводится к нахождению целесообразной органиэации намерений на интервале наблюдения дли получения наилучшей точности наиболее критичного нз параметров. Условие полной наблюдаемости позволяет получить в явном виде выраже. ния для корреляционной матрицы погрешностей оцениваемых параметров и их систематических погрешностей.
Исследование этих выражений показывает пути реализации оптимальной стратегии измерений. Так, если погрешности засечки внешнеплоскостных параметров по положению а. н по скорости о, равноточны: о,=о ./лчь то достижение наилучшей нх оценки по шумовой погрешности требует большого объема практически одномоментных измерений. Их число находится иэ условия согласовании точности определения по шумовой и систематической погрешностям.
В случае неравноточностн оценок бокового уклонения КА по положению и по скорости оптимизация точности оценои внешнеплоскостных параметров приводит к необходимости выполнять две серии практических одномоментных измерений наиболее точного нз .навигационных параметров (НП). При этом иэ-за увеличения систематических погрешностей оценок с ростам продолжительности интервала наблюдения последний должен иметь наименьшее иэ возможных его значений.
Эта величина в рассматриваемом случае будет равна четверти периода обращения КА. При определении оптимальной стратегии измерений внутриплоскостных параметров орбиты главную роль также играет компромисс между шумовой н систематической составляющими погрешностей оценки. Слелует подчеркнуть, что влиипие погрешностей будет различным и зависимости от того, п(юизволитсн ли оценка параметров движении из середину интервала измерений или иа момент последнего измерения. Для симметричного мерного интервала мансимвльния точность оценки критического параметра достигается при измерениях, вэнтых через половину нериода обращения КА.
При этом при ограничении на число выполняемых намерений следует группировать намерении на концах мерного интервала максимальной продолжительности. Оптимальная длительность мерного интервала выбирается из условия равенства иа нем шумовой н аисте. матнческой погрешностей оценки критического параметра, поскольку для него справедлива общая закономерность, в силу которой с увеличением продолжи- 20( тельиости интервала измерений шумовая погрешность уменьшаетсн, а система.
тическан растет. Указанный общий подход к выбору оптимальной длительности мерного интервала остается справедливым и для несимметричного его случаи. Если точность оценивания параметров движения оказывается недостаточной нз-за больших систематических погрешностей, то возникают новые задачи о расширении вектора оцениваемых параметров, т. е. выявлении целе. сообразного состава включаемых в оценку дополнительных параметров, и определении оптимальной стратегии измерений и соответствующего новому вектору состояния оптимального мерного интервала.
!2.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЗАИМНЫХ КООРДННАТ 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 управления движением для повышения надежности процесса управления и безопасности движения последних, но они могут существовать и самостоятельно. Система предупреждения столкновений должна решать задачи: . обнаружения в зоне движения объекта потенциально опасных (конфликтующих) объектов, с которыми может произойти столкновение; определения расстояния наибольшего сближения с конфликтующим 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 объекта до конфликтующих с ним объектов радиолокационным методом, активным навигационным методом «запрос — ответ» или пассивным методом (при обеспечении участников движения хранителями частоты и времени и средствами 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 крайней морс соизмеримыми с оппспымп расстояниями сближения конфликтующих объектов.
(з среднем они могут колебаться от единиц до сотен метров. При 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 иэ участников движения в том же районе примет эти данные и, сравнивая со своими координатами и параметрами движения, сможет выделить опасные конфликтующие объекты 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 движении позволит определить относительные координаты участников движения, которые будут точнее абсолютных вследствие исключения ряда систематических составляющих погрешностей измерений.
Наличие в составе передаваемой объектами информации кроме данных о координатах еще и данных о составляющих вектора скорости и высоте избавит объект от затрат времени иа анализ параметров движения конфликтующих объектов и позволит сразу перейти к анализу относительных составляющих параметров движения н оценке возможности столкновения. Та же идея сравнения текущих координат участников движения, полученных по сигналам одного н 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. а.э. высокоточная гяодязичвскдя паивязка Геодезическая привязка предполагает определение длины базовой линии и ее проекции в выбранной системе координат.
Требования к погрешностям этих определений высокие: относительные погрешности должны быть порядка 1О ~...10 Геодезическая привязка не является процедурой высокой оперативности, и для иее 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.
Пркмеиение метода относительных определений позволит повысить точность геодезической привязки. Различают дна метода обрпботки отппсительшах измерений, Г!српый — определение длины базовой лпппп и сс состиплнкпцих через независимые вычисления геодезических координат оконечных точек по одновременным измерениям навигационных параметров относитслыю одних тех же НИСЗ.
Второй — совместная обработка массивов измеренных навигационных пара. метров, полученных в обоих пунктах измерений. Примером совместной обработки может служить составление иэ массива измеренных кпазндальностей системы разностных 203 уравнений для исключения влияния расхождения частот и шкал времени опорных генераторов, относительно которых измеряются квазидальности до созвездия НИСЗ, общего для привязываемых точек. Можно показать [193[, что составление первых разностей квазидальностей исключает расхождение шкал времени объектов и НИСЗ, вторые разности измерений относительно двух НИСЗ исключают расхождение частот опорных генераторов привяэываемых объектов и, наконец, третьи разности измерений, проведенных в разнесенные моменты времени, исключают приращения дальности, обусловленные ноносферной и тропосферной рефракциями.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
