Шебшаевич В.С. Сетевые спутниковые радионавигационные системы (2-е изд., 1993) (1151869), страница 86

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

Текст из файла (страница 86)

Под устойчивостью функционирования сложной системы понимается ее спосйбность сохранять требуемые свойства в условиях воздействия возмущений. Чтобы придать понятию устойчивости ззз более точный смысл, необходимо конкретно выделить показатели, сохранения значения которых мы добиваемся, установить класс допустимых возмущений и способы их измерения, а также уточнить суть самого понятия сохранения требуемых свойств. атак осованностн исследования эя<еаитнвностн спутниковых энс Спутниковые РНС предназначены для обеспечения навигационной информацией соответствующих П, находящихся в различных районах земной поверхности и околоземного пространства. условия функционирования этих систем характеризуются влиянием среды н различных возмущающих воздействий.

По характеру влияния на процесс навигационных определений различают: условия навигационного применения (структура системы, свойства сигналов и т. и.), физические условия работы аппаратуры (метеоусловия, характеристики радиационных поясов Земли, свойства каналов связи, характеристики поля естественных помех и т. п.), условия эксплуатации (комплекс мероприятий, направленных на поддержание условий нормального функционирования системы). Применительно к оценке эффективности перечисленные условия целесообразно разделить на две группы.

В первую включаются условия, которые в процессе создания н функционирования системы можно в ограниченных пределах выбирать нли менять. Это — условия применения и часть физических условий (выбор сигналов, метод передачи, метод измерения и т. и.), а также часть условий эксплуатации (режимы работы бортовой аппаратуры, методы контроля работоспособности и т. и.).

Ко второй группе относятся условия, на которые в процессе функционирования воздействовать нельзя (например, характеристики естественных радиационных поясов Земли) . Такое деление условий позволяет дифференцированно оценивать их влияние на эффективность функционирования СРНС. Чтобы обеспечить выполнение требований, предъявляемых к активному и пассивному режимам работы СРНС потребителями, система должна обладать определенной совокупностью свойств. Эти свойства характеризуются следующими показателями качества (рис. см. 27.!): информационной пропзлоднтгльп<нетью системы плоппк <ьл потока требований Н, который м<пкст быть обслужен системой (отношением заявок П, обслужспных системой в тсчспнс определенного времени, к общему числу заявок па том же интервале); глобальностью — масштабом функционирования системы, т, с.

областью, в которой П могут производить с требуемой точностью навигационные определения; точностью; звз непрерывностью — способностью системы обслуживать П с минимальным временем ожидания; гибкостью функционирования — способностью системы оперативно реагировать на управляющие воздействия; помехозащищенностью — способностью системы к функционированию в условиях воздействия естественных и искусственных помех (помехоустойчивостью), а также способностью работы, вероятность обнаружения которой достаточно низка (скрытностью); надежностью; живучестью — способностью системы противостоять воздействию физических факторов естественного и искусственного происхождения; экономичностью — способностью системы выполнять возложенные функции при минимальных затратах на ее создание и эксплуатацию.

Спутниковая РНС представляет собой открытую большую вероятностную динамическую систему с пространственной, структурной и функциональной динамичностями, означающими соответственно изменение пространственного расположения элементов СРНС, нх состава и способов функционирования с течением времени. Как открытая система, СРНС в процессе своего функционирования взаимодействует с окружающей средой, с конфликтующей системой, которой соответствует совокупность воздействующих факторов естественного и искусственного происхождения, и с суперсистемами, в интересах обеспечения объектов которых функционирует СРНС. Вероятностный характер задачи радионавигационного определения заключается в том, что прием радионавигационных сигналов всегда происходит в условиях случайных помех, кроме того, на движение НИСЗ и П в процессе их функционирования оказывают общее воздействие различные случайные факторы.

Динамичность системы, обусловленная наличием в ней сети быстроперемещаюшихся НИСЗ, требует, чтобы во всех звеньях КИК автоматически передавались, принимались и обрабатывались потоки измерительной, телеметрической и командной информации, а также чтобы аппаратура П была способна автоматически проводить навигационный сеанс и оперативно выдавать определспныс параметры. Требовапюп иытекшошис нз динамичности, а также ограничения на срок службы аппаратуры НИСЗ определяют специфику конструкции н функционирования СРНС. Требования суперсистем определяют цель, структуру и поведение СРНС.

Среда н конфликтующая система влияют на ее структуру и поведение. Если предметом исследования является суперсистема, то СРНС можно рассматривать как простой элемент, выполняющий функцию навигационного определения П этой суперсистемы. 384 При исследовании СРНС в ней выделяются элементы, которые, в свою очередь, тоже могут рассматриваться как сложные системы. Так, нормальное функционирование системы обеспечивается (см. рис. 1.1) центром управления (1 уровень), который с помощью средств КИК (11 уровень) контролирует работу сети НИСЗ (111 уровень), корректирует их движение и уточняет программу передачи нкйигационной и служебной информации Г! (1т' уровень), а также при необходимости восполняет сеть НИСЗ, управляя космодромом (П уровень), откуда выводятся на орбиты новые НИСЗ вместо отслуживших свой срок или вышедших нз строя по какой-либо непредвиденной причине.

ЗУ.З. ОВЩИЕ И ЧАСТНЫЕ КРИТЕРИИ ЭФФЕКТИВНОСТИ СРНС Важным является вопрос о выборе показателя эффективности СРНС. Можно рассмотреть две схемы исследования и оценки эффективности СРНС: замкнутую и разомкнутую. По замкнутой схеме эффективность оценивается с помощью показателя, определяющего приращение, эффективности операций, в интересах которых используется СРНС. По разомкнутой эффективность оценивается по результатам решения только задач навигационных определений; без увязывания этой оценки с результатами решения потребителем его функциональных задач, вытекающих нз целей и задач, которые определяет ему суперсистема'.

В случае замкнутой системы задается множество С=(С~), 1=1, ..., Я', задач, решаемых с применением данной системы, и находятся коэффициенты значимости К=(Кс,) этих задач хотя бы методом экспертных оценок. Далее вычисляются значении показателей эффективности выполнения поставленных задач ус, при отсутствии информации от СРНС ус, (О) и при ее наличии ус,(Н). А затем вычисляется относительное приращение эффективности в виде Тс~ (О) — ~с~ (В! Успнс( С~) / О (27.5) Средняя по рассмотренным задачам эффективность СРНС тю ИС = 1 КПС тСППС( С~) . (27.6) ! 1 Например, способом оценки эффективности использовании СРНС в народном хозяйстве по замкнутой схеме является подсчет доходов от выполнения всех операций, для решения которых привлекается спутниковая РНС.

Такая схема позволяет оценивать решение задач навигационного обеспечения для транспортного и промыслового флота, геофизических судов, самолетов гражданской авиации. 'Расчеты по рассматрпааемым критерием были проеедеиы ииж. Л. П. Андрее. аым. за5 !З ааж!929 Основными факторами, определяющими ожидаемый экономический эффект от использования СРНС на транспортном флоте, являются увеличение эксплуатационной скорости и уменьшение вероятности посадок на мель. Использование системы на судах промыслового флота позволит получить экономический эффект за счет приращения эксплуатационной скорости, уменьшения вероятности посадок на мель, сокращения времени на лов и снижения вероятности потерь орудий лова.

Внедрение спутниковой аппаратуры на геофизические суда позволит получить экономический эффект за счет увеличения производительности труда и роста годового объема работ, снижения себестоимости работ и сокращения объемов работ при выявлении нефтегазоносных структур. Гак гражданской авиации экономический эффект от использования СРНС может быть получен за счет увеличения пропускной способности трасс и, уменьшения количества коридоров в районах с наиболее интенсивным воздушным движением.

Из сказанного следует, что экономическую эффективность использования СРНС в народном хозяйстве можно оценить по следующей формуле: с сгнс = Ксф ссРнс (ТФ) + К ф ссРнс (Пф) + Кгс ссгнс (~ С) + + К- /сгнс(ГА), (27.7) где К вЂ” коэффициент значимости, а усрнс — доходы от использования СРНС. В замкнутой модели наиболее полно отражается функциональное назначение системы, ее полезность и целесообразность применения для решения конкретных задач, К недостаткам замкнутой схемы можно отнести: трудность учета всех задач, решаемых системой, и определения значения показателей эффективности выполнения этих задач, а также сложность назначения коэффициента значимости.

Кроме того, замкнутая модель в силу необходимости учета большого числа факторов и параметров, не относящихся непосредственно к СРНС, сглаживает влияние интересующих нас факторов на качество функционирования системы. Поэтому в ряде случае эффективность целесообразно оценивать по разомкнутой схеме. Тогда следует считать, что после получения информации от СРНС П и их действия из схемы оценки эффективности исключаются. Недостаток разомкнутой модели состоит, естественно, в том, что при этой схеме определяются лишь внутренние свойства анализируемой СРНС и применяемые показатели не позволяют оценить ее качества в смысле результатов применения системы.

В то же время разомкнутая схема позволяет детально проанализировать влияние различных факторов на качество функционирования системы, выявить ее слабые звенья и выработать рекомендации по оптимизации отдельных характеристик системы, чего лишена замкнутая схема. 386 Чтобы оценить эффективность навигационной системы, необходимо выбрать такие критерии, которые с достаточной объективностью отражали бы влияние использования этой системы на выполнение задач П. Однако прн этом число критериев должно быть сведено к разумному минимуму, поскольку многокритериальность затрудняет сравнительный анализ систем н нх оптимизацию. Известно, что для оптимизации удобно использовать один критерий, который отражает наиболее существенные свойства системы. В этом случае либо формируют частный критерий, выбирая из множества характеристик качества системы одну, наиболее важную, либо на базе множества частных критериев строят некоторый обобщенный, способный наиболее полно характеризовать систему.

Характеристики

Список файлов книги