07. Навигационная аппаратура потребителя (1151892), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

определение, на основании полученных на первом этапе оценокРНП и соответствующих навигационных функций, вектора состояния потребителя. Кроме того, ПО вторичной обработки содержит блоки управления первичной обработкой, вводом и выводам необходимой информации, атакже программы для решения сервисных задач.Перечислим основные этапы решения навигационно-временной задачи:1.Выбор рабочих НКА, т.е.

определение номеров радиовидимых втечение ближайшего интервала времени НКА. В качестве исходных данныхиспользуется информация из альманаха СРНС.2.Прогноз ожидаемых значений РНП и подготовка целеуказаниядля поиска сигналов НКА. В качестве исходных данных используются данные прогноза положения НКА, а при наличии таковых – априорные данныео положении потребителя.223.Краткосрочный прогноз эфемерид для предельно точных расче-тов значений координат и составляющих вектора скорости НКА на моментизмерений.

Исходные данные для задачи - номера рабочих НКА и моментывремени измерений, а также оперативная служебная информация по НКА наближайший узловой момент времени.4.Формирование массива измерений. Проводиться с темпом съемаизмерений квазидальностей и радиальной квазискорости соответствующихсхем слежения за параметрами радиосигнала. При решении этой задачи измеренные значения НП корректируются с учетом поправок из служебнойинформации НКА и данных двухчастотных измерений для компенсацииионосферной погрешности; могут использоваться также данные дифференциальной коррекции (ДК) (см.

раздел 8.).5.Собственно задача НВО, т.е. расчет пространственных коорди-нат и составляющих вектора скорости и определение текущего времени всистемах отсчета СРНС и потребителя. Для решения этой задачи используются исходные данные в виде уточненных измеренных РНП, результатовкраткосрочного прогноза эфемерид, данных других средств навигации,6.Прием и обработка НИ.

Задача обеспечивает формирование иобновление данных альманаха, эфемерид и других поправок, передаваемыхв кадре служебной информации на период сеанса для каждого из рабочихНКА.В состав сервисных задач вторичной обработки входят, как правило,запись массивов измерений НП и координат, вывод визуальной информациио траектории объекта, расчет различных вспомогательных данных, например времени входа в заданный район, контроль траектории в заданных пределах и т.п. Особо следует выделить задачу априорной и апостериорнойоценки точности полученных определений, позволяющей оценить качествонавигационного обеспечения сеанса измерений.Поскольку минимальное число НКА, при котором навигационновременная задача имеет единственное решение, равно четырем, одномо23ментную выборку измерений РНП, содержащую не менее четырех независимых значений псевдодальностей (псевдоскоростей), в литературе принятоназывать полной.

Кроме одномоментных выборок могут использоваться результаты разновременных измерений РНП по каждому из НКА рабочего созвездия, т е. выборки нарастающего объема. Отметим, что современная АП,как правило, использует измерения всех радиовидимых НКА, при этом измерения по различным НКА могут быть несинхронными.Рассмотрим основы статистической обработки полной выборки измерений применительно к методу наименьших квадратов.Координаты НКА и потребителя при решении навигационновременной задачи удобно описывать в геоцентрической экваториальнойпрямоугольной системе с центром в центре масс Земли. В этом случае определение координат в АП по данным полной выборки измерений псевдодальностей сводится к решению системы нелинейных уравнений вида (7.2).При линеаризации такой системы в окрестностях расчетных значений определяемых параметров формируется градиентная матрица вида:R̂1xR̂2xGR̂3xR̂4xгде:R̂1yR̂2yR̂3yR̂4yR̂1zR̂2zR̂3zR̂4zR̂i ( xci  x ) R̂i ( yci  y );;xRiyRiR̂1c пR̂2c пR̂3c пR̂4c п4x4R̂i ( z ci  z );zRi(7.5)R̂i 1.c пРешение системы линеаризованных уравнений методом последовательныхприближений Ньютона производится по формулеg k  g k 1  Gk11Rk 1 ,24где:xyg– вектор оцениваемых параметров;zc пR̂1  R1R̂  R2– разница измеренных и расчетных дальностей от поR  2R̂3  R3R̂4  R4требителя до КА;Gk11 - обращенная матрица (7.5).Начальные условия итерационного алгоритма R1,0, R2,0, R3,0, R4,0 определяются исходя из имеющейся у потребителя априорной информации; заканчивается итерационный процесс при достижении заданной погрешностизначений определяемых параметров.Практические алгоритмы определения координат объекта по измерениям четырех квазидальностей могут отличаться используемыми численными методами решения системы уравнений и главным образом методамиобращения матрицы (7.5).

Если число НКА превышает число неизвестных,возникает избыточность системы. При этом матрица (7.5) имеет размерность4N, где N – число независимых измерений РНП.Рассмотренный выше алгоритм получен в предположении, что измерения по всем НКА приведены к одному моменту времени. На практике изза конечной точности сведения шкал времени НКА и АП это условие нарушается, однако для низкодинамичных объектов возникающая по указаннойпричине погрешность может считаться пренебрежимо малой. В случае динамичного объекта для высокоточного измерения и интерполяции координат необходима фильтрация высокочастотных составляющих погрешностей,которая должна выполняться с учетом модели динамики объекта, позволяющей прогнозировать текущие значения скорости, ускорения, а также использовать разновременные измерения.25В качестве навигационного фильтра, учитывающего модель динамики объекта, обычно используется дискретный фильтр Калмана или его модификации .

Такой фильтр, как известно, является оптимальным при условии, что модели системы и измерителя линейны, а случайные возмущения иошибки распределены по гауссовскому закону.В режиме навигации без использования информации от внешнихнавигационных датчиков для высокодинамичных объектов выработка текущих значений вектора состояния производится с помощью оцененныхфильтром значений скорости и ускорения. Вектор состояния в этом случаевключает одиннадцать компонент: три пространственные координаты, двеоценки погрешностей опорного генератора АП (фазы и частоты), три составляющие вектора скорости, три составляющие вектора ускорения.

Третьипроизводные перемещения объекта по времени и члены более высоких порядков трактуются как возмущающие силы в уравнениях погрешностей.Опыт построения АП на основе рассмотренных принципов показал,что обеспечиваемая с их использованием погрешность навигационныхопределений оказывается достаточной для большинства приложений. Болеесложные алгоритмы целесообразно использовать только в специальной АП,предназначенной для прецизионных измерений.26.

Характеристики

Список файлов лекций