Вейцель В.А. Радиосистемы управления (2005) (1151989), страница 62
Текст из файла (страница 62)
Отметим, что часто в практических задачах упрввлення представляют интерес параметры состоявия УО не в геоцентрической системе координат (см. рис. 7.24), а в каких-либо иных глобальных или местных земных координатных системах. В атнх случаях в вычислителе радиокоордннатора УО п(юдусматрнвается воаможвость соответствующего пересчета вектора Лз. Необходимые для расчета )ч", простравственные координаты и составляющие скорости ИСЗ Ло„= (хг рг зг хг уа зд(', для требуемого текущего мсмюгга времени вычисляются на УО ва основе краткосрочного прогноаа траекторий ИСЗ с нспользоваввем так называемой зфемеридвов информации — информации о параметрах движенна ИСЗ, непрерывно передавамвой каждым ИСЗ в составе своих служебных сосбщеннй. Кроме того, соотношения (7.30), (7.31) предполагают, что параметры АТе, ЬУс являются одинаковыми для всех ИСЗ, что справедливо, если измерения ва УО проэодятса одномоментно по всем ИСЗ и все ИСЗ функционируют в единой чжтстно-временной шкале.
Фактически взаимная синхронизация излучений ИСЗ осуществляется с конечной точностью, поэтому информация о смещевни бортовой частотно-временной шкалы каждого ИСЗ относительно эталонной высокостзбильвой шкалы также передается на УО в виде поправок в составе служебных сообгценнй ИСЗ. Вся служебнаа информация. передаваемая ИСЗ, подразделяется на оперативную н неоператявную. Эфемеридные данные, метки барсовой шкалы времени ИСЗ, частотно-временные в другие пооравкн относятся к оперативной служебной информации. которая необходима непосредственно для расчета вектора состояаия УО.
Каждый ИСЗ передает оперативную ивформацвю, отвосяпгуюся только к данному ИСЗ. Долговременная служебная информация, нли альманах, как и оперативная, харзктериауог параметры движения и аппаратуры ИСЗ, однако в отличие от оперативной долговременная информация, передаваемая кюкдым ИСЗ, относится ко всем ИСЗ орбитальной группировки. Кроме того, долговременная информация нужна не для собственно расчета вектора состояния УО, а только для процедуры выбора рабочего соавездня ИСЗ, пояска их сигналов н вхождения в связеч поэтому треГювання к точнасти долговременной информации могут быть звнвжевы.
Служебвая информация формнруетсн в основном наземным комплексом командного управления орбитальной группировкой ИСЗ (см. гл. 2) и а сеансах свези закладывается в память бортовой ЭВМ каждого ИСЗ для последующей рез 329 трансляции на УО (небольшая часть служебной информации формируется непосредственно аппаратурой ИСЗ).
Именно высокостабильный стандарт времеви и чжтоты нааемного комп. лекса урразления залает эталонаую частопю-временную шкалу спутниковой измерительной ситемы, с которой синкроннаируются (с конечной точностью) эсе бортовые шкалы ИСЗ, а также местная шкала УΠ— э результате определения состояния УО. Кроме того, зомаожна сипхроннаация местной шкалы УО и с выбранной универсальной шкалой, если ИСЗ в состане служебной информации передают данные о расхождении эталонной наземной школы с универсальной.
Таким образом, сигналы, излучаемые ИСЗ, должны обеспечивать как измерение координат УО, так и передачу служебной информации. Для решения этой задачи радиолннии ИСЗ— УО строятся как соемси)еяяые (равд. 3.1). При этом энергетнчсскй эффективное уплотнение каналов передачи информации и намерений, а также обеспечение высокой точности намерений одновременно по далыюстн и скорости достигается использованием фзэоманипулированных псеедошумоэых сигналоэ, рассмотренных в разд. 3.1. В агом случае псеадодальность измеряется по задержке дальномерного кода — даончвой псевдослучайной последоэательности, а радиальная псеэдоскарость — по доплероэскому смещению несущей частоты сигнала, принимаемого УО. Принцип Формирования ПШС, излучаемого ИСЗ системы ОРЗ, можно проследить по рнс.
3. 3: вначале двоичные символы Р(г) (см. Рис. 3.3, а), передающие кодированную служебную информацию. складываются по модулю 2 с дальяомерной ПСП (см. Рис. 3.3, г), а затем несущее колебание (см. Рнс. 3. 3, 6) манипулируют по фазе результатом сложения.
Соотзетстэенио радиокоордииаторы соеременныл спутниковых систем управления представляют собой аппаратяо-программные устройства приема и обработки ПШС, аналогичные рассмотренным в раэд. 3.4 и 3.5. 7.6.2. Обнести применения и точность оценки состояния управляемых обьектое Рассмотрим вначале систему полуаэтономного спутникового радиоупраэления двнжеаием атмосбмрного лА, структурная схема которой была иаображена на рис. 7.23. В качестве примера конкретизируем ее для случая движения ЛЛ в горизонтальной плоскости, уже рассматривавшегося в равд. 7.3.2 и 7.4.3 примсннтелыю к полностью автономному управлению. Как и ранее, будем полагать, что команда упраэлеяия формируется в соотзетстэии с алгоритмом (7.16), т. е.
таким 336 обрезом, чтобы в пРоцессе наведении направить эектор око. рости ЛА на цель (см. Рис. 7.11): М, т )- Соответстаующая схема контура полуавтономного спутникового рэдиоупраэления изображена на рис. 7.26. Оценинаемымн с помощью радиокоордииатора компонентами вектора состояния УО прн управлении движением а горизонтальной плоскости являются дае координаты хе, уе и дэе состаэляющие скорости еэ„, ис„. Следовательно, по результатаы ИЗМЕРЕНИЙ ОЦЕНКН УГЛОВ У И т и.
НЕОбХОДИМЫЕ ДЛЯ фОР- мироэания командного сигнала, могут быть получены в виде уч уа Ре У, = згс(е ., тго = эгс(Š—.„, и, таины образом, формярохэ хо ватель команды реализует следующий алгоритм: и„= Еек х хд — хэ Кипематические сэяаи в контуре отображены двуми зненьями. В первом для текущего угла отклонения траектории т по Рас. 7.26. Схема контура пслуазтонемвсго Ралнсуправлення движением ЛА э гаряэоатальяой плоскости Ф 331 Таблица 7,1 Требуемое эцццеээее . н тэ бтс. значение а», н Рэшамэх цццццэ маршрутный полет самолета 30 ... 40 Заход самсаэтэ на сюсэдку пс категориям Междузародней оргавизацнн гршхцапской аэнэцнн (1САО) 0,2 ...
2 Нэкатегорнроввкэьсй заход самолета ээ посадку 1 ... 10 Специэльнмэ псцэты сэнслэта (Лля аэрофотосъемки, разведка полезных ископаемых, поиска з спасенна н ап.) 1400 ... 3700 Пленение морских судов в открытом маре (океане) 50 ... 100 Плавание морских судов в прибрежной зоне В ... 20 Плавание моршсих судов з экзатарках портов я гаваней, з проливных эснэх н узксхтах 0,25 ... 5 Слсцнэльнсе плэээянэ морских судов (пра праэедеаии картографических, скеаэогрэфнческвх, с'эоцогсрээзедсчвмх в др.
раббе) Дввсглэнэ еаземэых транспортных средств 1О... 50 15 5 Спецнальвое дэнжекае аэээмаых транспортных средстз (прп лерэзоэке экологически опасны:с н ценных грузов, поиске угнанных средств и др.) Ущаэленнс наэемвьсэн мэспкнамн, аг1мгатамя в пронзэодстэеввотэхпслсгаческими эрэцессэмн прн п1юэеденна цен лсустронтслъвых, гэслогораээедсчвьпс н гэсдэзвчссквх рабат 0.01 ... 5 (7.18), (7.14) определяются коордиааты и компоненты скорости в горизонтальной плоскости, которые затем пересчитываются в вектор состояния УО в геоцентрической системе координат (см. рис.
7.24). Второе кинематическое звено реализует соотношение (7.30), (7.31) я дает вектор иамеряемых псевдодальнсогсй н псевдоскоростей. Анализ предстанлевного на рис. 7.25 контура управления с целью исследования характеристик ошибок управления Ьхэ =- хц хе Аус Рц Ус, а также Успсйчивосги системы в общем случае может быть проведен с помощью имитационного моделирования. В реаультате атого анализа, в частности, можно сформулировать требования к точности иамернтельной подсистемы контура управления.
В настоящее время спутниковые радиосистемы широко испсльзуютсв при уп(велении атмосферными и околоземными космическими летательвыми аппаратами, морскими и рзчпымн судами, автомобильным и железнодорожным транспортом. Интенсивно развивается спутниковое радиоуправление сельскохозяйственными, строительными и дорожвымн машинами, а также стделънымн рабочими органами машин; контейнерамн при пагрувочно-разгрузочных работах, лезвиямн грейдеров я ковшами екскаваторов при землеустроительных работах и т. и. Помимо перечисленных выше задач, в которых осуществляются оценка координат и скорости и управление движевием и ориентацией объектов, спутниковые системы могут использоваться для управления стандартами времеви и частоты и тем самым обеспечиншь, например, сннхровиаацию любых зависимых от времени систем и прнлоскеняй. Так, в частности, ОРБ-управление применяется для обеспечения синхронизации в сотовых системах связи с кодовым многостанциовным доступом (СОМА).
Наконец, спутниковые системы применяютгл при управлении производственно-технологическими процесоэми, требующими прецизионного позиционирования, например, при проведении геодеаичегких н топографических работ. Системы управления различными типами УО могут быть представлены схемамн контуров, аналогичными наображенной на рис. 7.25, анализ показателей качества которых позволяет сформулировать требования к точности определения вектора состояния УО в кажлой конкретной аадаче.
Некоторые примеры требуемых авачений среднеквадратических ошибок определении местоположения в горивонтальной плоскости и„, и высоты пп представлены в табл. 7.1 [11, 12). Посмотрим, в некой мере могут удавлетворгпь втим треба ваыиям спутниковые системы ОРЗ и ГЛОНАСС. Осяозные состаеллюишс погрешностей измерения псседо дплькастсй (задержек) и псеедаскоростей (доплсроеских чсс тот) иа этапе первичной обработки з радиокоордиыаторе УО в зависимости от их происхождения делятся на: ° погрешности частотно-временного и эфемеридного обеспечения ИСЗ," ° погрешности, вносимые на трассе при распространении рэдиосигналовИСЗ; ° пагрепшости, вносимые внешними источниками мешазфйу излучений; ч "4Фгрешносгы, вносимые рщиокоординатаром УО. Погрешности частотко-еремеккаго обеспечения ИСЗ возникают вследствие нестабильности характеристик бортового эталона времени и частоты ИСЗ, величия задержек в аппаратуре ИСЗ, а также несовершенства процедуры коррекции влияния этих факторов.
Непосредственная аппаратная коррекция бортовых шкал времени и частоты ИСЗ по командным сигналам с нааемного коьшлгкса управления осуществляется эпизодически. В промежутках между аппаратнымн коррекциями наземный комплекс управления формирует модель ухода этих шкал, по которой рассчитываются и аатем зэкладыван1тся в память бортовой ЭВМ кшкдого ИСЗ частотно-временные поправки, передаваемые в дзльнейчпем на УО в составе сыужсбных сообщений ИСЗ для обеспечения алгоритмической коррекции бортовых шкал ИСЗ на УО. В результате компонента дальномерной погрешности, свяаанывз с непрогноаируемым уходом бортовой шкалы времеви ИСЗ. для системы ОРЗ имеет аначение порядка 1...2 м. Погрсшкасти эфсмсридкого обеспечеииа вызваны неточностью опредедеиия параметров орбит ИСЗ з наземном комплексе управления и непроизвольными смещениями ИСЗ относительно экстраполированной орбиты.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
