ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования. Под ред. А.И.Перова (2010) (1151961), страница 107
Текст из файла (страница 107)
Результаты работы современных ИСНС с ИНС высокого класса точности в условиях долговременного отсутствия сигналов НС представлены на рис. 17.18 для аппаратуры 1.Х-2000 ~17.251. Ошибка по апво1е, и Рис. 17.18. Характеристики аппаратуры 1.Х-2000 при долговременном отсутствии сигналов НС 679 Глава 1 7 В табл. 17.4 представлены точностные характеристики ИСНС 1.Х-2000 при долговременном отсутствии сигналов НС [17.121.
К сожалению, сведения о примененном алгоритме отсутствуют. Таблица 17.4. Точностные характеристики ИСНС ЬМ-2000 17.3.3. Помехоустойчивость интегрированных инерцнально-спутниковых систем навигации В Российской Федерации официальные требования к помехоустойчивости НАП СРНС, в том числе и ИСНС, отсутствуют.
Типовые требования к помехоустойчивости НАП СРНС и ИСНС, соответствующие зарубежным стандартам, приведены в табл. 17.4 [17.26]. Таблица 17.4. Требования по помехоустойчивости НАП СРНС Основными факторами, ограничивающими помехоустойчивость НАП СРНС, являются [17.151, [17.301: кратковременная нестабильность частоты опорных генераторов НАП и НКА; дрейф погрешностей измерений ИНС. Как было показано в гл. 8, наиболее уязвимой для помех является система ССФ. Поэтому для оценки помехоустойчивости ИСНС достаточно рассчитать только помехоустойчивость системы ССФ.
В [17.301 приведена методика расчета помехоустойчивости комплексной системы ССФ при наличии скоростной поддержки от ИНС. Показано, что полоса (и помехоустойчивость) такой комплексной системы ССФ/ИНС не зависит от динамики движения носителя НАП, но определяется лишь динамикой уходов частоты ОГ и динамикой погрешностей скорости ИНС. Причем параметры динамики ОГ (Бог) и динамики по- 680 Интегрированные инерциально-спутниковые навигационные системы грешностей скорости ИНС (синс ) сведены к единому суммарному параметру динамического возмущения 5~ = Янис +Лог. Ниже дана методика расчета предельной помехоустойчивости системы ФАП при заданном параметре 5 .
1. Исходные данные: Д вЂ” несущая частота радиосигнала; АРс — полоса сигнала; Л(ог (~) [Гц], г„,.„, < ~ < ~„„„, — экспериментальная выборка дрейфов частоты ОГ относительно несущей До; Я'инс (Г) [мlс1', Г„,„, < г < ~„,„„, — экспеРиментальнаЯ выбоРка погРешности скорости ИНС в проекции на ту ось, где динамика погрешности наибольшая; А, — апертура ДХ дискриминатора фазы (360' — 1 тип, 180' — 2 тип); Т, — длительность интервала преддетекторного накопления в корреляторе (для дискриминатора фазы, учитывающего смену символа навигационного сообщения).
2. По выборкам ЛДг(г), Я'инс(~) определяется спектральная плотность эквивалентного суммарного шума динамических возмущений Я~: ~г 2 г (2~(о '1 ~х = (2~г) ~ог+'[ ~ синс Т с (17.52) где 0о„- дисперсия приращений (в Гц) процесса ф~г(г) за интервал дискретизации Т; синс - дисперсия приращений (в м'/с') процесса Я;щс(г) за интервал дискретизации Т . 3. Искомое значение предельной помехоустойчивости (К„) при использовании дискриминатора фазы, не учитывающего смену символа навигационного сообщения ( А, = 2к ), выражается формулой 8 Кп (АдСА )3 Лрс . 3 4 Ят (17.53) где С =0,076. 68! 4. Искомое значение предельной помехоустойчивости при использовании дискриминатора фазы, учитывающего смену символа навигационного сообщения ( А, = г ), выражается формулой Глава 17 (17.54) 1-й тип дискриминатора (А =360') д 10 10 10 10 -1 я Ю 10 10 10 10 10 10 10 10 ((з /т), Г з 10 Рис.
17. 19. Множества допустимых значений характеристик ИНС и ОГ при различных значениях заданной помехоустойчивости. Дискриминатор фазы ориентирован на сигнал без модуляции навигационным сообщением 682 где С, = 0,076. Применение изложенной методики, например, к сигналам ГЛОНАСС СТ (АР~=1,022 МГц, 7 =1600 МГц, Т~=10 мс) дает графики рис. 17.19 — 17.20. Каждый график является кривой, которая ограничивает сверху область допустимых значений характеристик ИНС финс /Т) и ОГ аког ~Т).
Координаты любой точки, лежащей под кривой, представляют пару допустимых значений указанных параметров для данной помехоустойчивости. На каждом рисунке представлено по 5 кривых для пяти наиболее актуальных значений помехоустойчивости. Данные рис. 17.19 и 17.20 отличаются различным выбором типа дискриминатора фазы. Интегрированные инерциально-спутниковые навигационные системы 2-й тип дискриминатора (А =180') к 10 10 10 10 х 10 0ТК 10 10 10 10 10 10 10 10 10 <ооглх гц' Рис. 1720. Множества допустимых характеристик ИНС и ОГ при различных значениях заданной помехоустойчивости.
Дискриминатор фазы ориентирован на сигнал с модуляцией навигационным сообщением Наиболее очевидным применением представленных графиков с точки зрения разработчика НАП является подбор совокупности параметров (синс /Т),(.Оог /Т) для достижения заданной помехоустойчивости при работе по сигналам ГЛОНАСС СТ. Менее очевидный вывод, следующий из сопоставления семейств графиков рис. 17.19 и рис. 17.20, заключается в том, что при одних и тех же характеристиках ИНС и ОГ применение фазовых дискриминаторов 1-го типа с сигналами, не модулированными навигационным сообщением, способно повысить помехоустойчивость ССФ более чем на 10 дБ, что подтверждается другими публикациями. Анализ динамических характеристик погрешностей существующих типов ИНС и опорных генераторов с точки зрения описанной методики показывает, что выигрыш в помехоустойчивости может существенно варьироваться (от 0 до 15 дБ). При идеальных ИНС и ОГ помехоустойчивость НАП ограничивается нестабильностью частоты несущей радиосигнала НКА и составляет Ка =45 дБ для сигнала СТ ГЛОНАСС, не модулированного навигационным сообщением, и К„=36 дБ для сигнала СТ ГЛОНАСС, модулированного навигационным сообщением.
Данные цифры получены на основе ИКД ГЛОНАСС, а также измерений девиации Аллана для фазовых шумов несущей НКА ГЛОНАСС-М, проведенных в 117.331. Также установлено, что при использовании ИНС навига- 683 1лава 17 ционного класса точности, помехоустойчивость ИСНС потенциально может быть ограничена скорее из-за фазовых шумов несущей радионавигационного сигнала (и пользовательского ОГ), чем из-за динамики ошибок ИНС. Одной из существующих тенденций является отказ от высокой точности измерения радионавигационных параметров в угоду повышения помехоустойчивости приема сигналов НС. Это достигается за счет использования некогерентных схем приема сигналов НС, что приводит к дополнительному повышению помехоустойчивости приблизительно на б дБ (см. гл. 8).
Следует отметить три основных достоинства, которыми обладают интегрированные инерциально-спутниковые навигационные системы: введение скоростной информации с выхода интеграционного фильтра НАП СРНС/ИНС в схемы слежения за сигналом НС позволяет обеспечить сужение шумовых полос и поднять пороговое отношение помеха/сигнал; принципиально различный характер спектров погрешностей скорости в ИНС и НАП СРНС позволяет эффективно производить фильтрацию этих погрешностей и повышать таким образом точность определения скорости в 2...10 раз. использование моделей ошибок ИНС, включающих параметры ориентации, позволяет существенно повысить точность определения параметров пространственной ориентации и обеспечивает сохранение высокоточных навигационных определений в течение длительных интервалов отсутствия сигналов НС.
17.4. Обзор современных интегрированных инерциально-спутниковых навигационных систем На сегодняшний день лидирующие позиции на рынке инерциальноспутниковой навигации занимают ведущие мировые производители авионики: 11поп, Нопеуке11, Вое1п8, Кос1съе11 Со111пз, Яуз1гоп Воппег [17.8 — 17.10~. Большое внимание разработкам ИСНС уделяется и в России, где на первый план выходит продукция предприятий ФНЦП «Раменское приборостроительное конструкторское бюро» (г. Жуковский), ЗАО «НПК Электрооптика» (г. Москва), ЦНИИ «Электроприбор» (С-Петербург), Пермской НППК (г. Пермь) [17.21, 17.27, 17.281.
Основную массу производимых сегодня интегрированных систем составляют ИСНС с комплексированием на вторичном уровне (слабо связанное комплексирование). В ЦНИИ «Электроприбор» разработана миниатюрная ИСНС «Мини- навигация-1», которая предназначена для малых судов, летательных аппаратов и наземных транспортных средств. «Мининавигация-1» состоит из бесплатформенного инерциального измерительного модуля на волоконно-оптических гироскопах и миниатюрных акселерометрах, микровычислителя и приемника спутниковых навигационных систем ОРИ/ГЛОНАСС, установленных в едином корпусе.
Основные характеристики системы приведены в табл. 17.5 [17.2 Ц. 684 Интегрированные инерциально-спутниковые навигационные системы Таблица 17.5. Характеристики ИСНС «Мининавигация-1» Таблица 17.6. Характеристики ИСНС ИСС-1 ИСНС Пог ешности: 100 5 400 м/ч координат, м относительной скорости, м/с к ена и тангажа, град 2,4 0,8 0,1 0,1 истинного к са, угл. мин/ч 12 15 (с гирокомпасированием) 10 по заданном к с Время готовности, мин По ебляемая мощность, Вт 200 Габа итные азме ы, мм Масса, кг 400х240х230 Интерфейс В стандарте й8-422, 614 кГц 685 Другая российская фирма — ФНЦП «Раменское приборостроительное конструкторское бюро» вЂ” ведущий российский разработчик интегрированных комплексов, систем и приборов бортового радиоэлектронного оборудования— представляет интегрированные навигационные системы: инерциальноспутниковую систему ИСС-1, лазерную инерциально-спутниковую систему ЛИНС-2000, инерциальную систему ИНС-2000, работающую с приемником СНС, и навигационную систему определения ориентации БКВ-95 117.11, 17.27].
Инерциальная навигационная система ИСС-1 разработана на основе инерциальной гироскопической платформы и сервисной электроники. Система обеспечивает определение и выдачу пилотажно-навигационных параметров и предназначена для комплексов наведения различных типов летательных аппаратов. Она интегрируется со спутниковыми навигационными системами ОРИ и ГЛОНАСС (табл. 17.6). Глава 17 Таблица 17.7.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
