Ярлыков М.С. и др. Радиоэлектронные комплексы навигации, прицеливания и управления вооружением летательных аппаратов. Том 2 (2012) (1152003), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Полагаем, что полезные сигналы наблюдаются с погрешностями: ти(!) = т(г)+ е!(Г) и г;(!) = т(Г)+аз(г), где т(г) — истинное значение задержки сигнала; а,(г) и аз(Г) — погрешности измерения СНПр и ИНС, соответственно. Рис. !.! ! 4! Как известно, такая схема позволяет снизить погрешности измерения, обусловленные влиянием флуктуационных помех по радиоканалу, путем сужения полосы пропускания следящего измерителя, а затем введением данных от ИНС скомпенсировать увеличение динамической ошибки, вызванное сужением полосы [2). Ширина полосы пропускания схемы слежения за задержкой в типовых приемниках СРНС с узкополосными следящими измерителями, образованными за счет подобного комплексирования, на практике может быть сужена от 1 до 0,03 Гц [7), что значительно повышает помехоустойчивость СНПр.
При комплексировании на уровне вторичной обработки информации, т.е. при раздельно-блочном построении ИССН, совместной обработке подвергаются выходные навигационные данные ИНС и СНПр. При этом в каждом из блоков системы имеется свой субоптимальный фильтр, полученный методами ОЛО, который формирует оценки координат и скорости ВС. Зта информация из каждого блока поступает в общую БЦВМ, где вырабатываются поправки к показаниям ИНС (см. 1.4).
При такой структуре ИССН точность полученных оценок в значительной степени зависит от работоспособности самих СНПр и ИНС, а также от точности синхронизации во времени процессов обработки данных в каждом нз двух субоптимальных фильтров и общей БЦВМ. При комплексировании па уровне первичной обработки информации, т.е. в интегрированной ИССН, у которой перекрестными и обратными связями также охвачен собственно СНПр (в частности, его дискриминатор), радиосигналы СРНС обрабатываются в едином субоптимальном фильтре совместно с информацией, синхронно поступаюшей от гироскопов и акселерометров ИНС.
В таком случае точность, а главное устойчивосп работы аппаратуры при определении координат ВС в реальных условиях боевого применения (в частности, при воздействии помех) заметно выше, чем в случае комплексирования на уровне вторичной обработки информации (см. гл. 3, т.1). Структура и характеристики интегрированной ИССН при КОИ на уровне первичной обработки информации, а также ее преимущества по сравнению с раздельно- блочной ИССН показаны, например, в [12 — 14). При определении технического облика ИССН и, в частности, ее составной части собственно СНПр следует учитывать тот факт, что эта аппаратура предназначается для установки на борту ВС (а, например, не на автомобиле) и к ней дополнительно предъявляются специфические требования.
В случаях решения ряда боевых задач истребитель может совершать маневры с креном до -~70'. При таких маневрах можно ограничиться установкой одной антенны в верхней части фюзеляжа [Ц. Выбирая СНПр для военных самолетов необходимо учитывать диапазон скоростей и высот ВС, так как у многих спутниковых приемников, предна- 42 значенных для использования в гражданской авиации, введены ограничения прн их применении по скорости и высоте полета: ~'с900 км!ч и Н<1! км, где !' и Н вЂ” воздушная скорость и высота полета ВС соответственно [Ц. Требования, предъявляемые к СНПр или ИССН для военных самолетов и вертолетов по точности определения координат и скорости, по показателям передачи данных, по целостности системы, по показателям безопасности полетов представлены в [Ц.
Основные требования к СНПр или ИССН для самолетов и вертолетов военного назначения сведены в табл. 1.1 [Ц, где обозначено: Є— вероятность необнаружения неисправности; Кв — коэффициент безопасности, под которым понимается вероятность выхода ВС за границы коридора заданной ширины. При установке на борт самолета СНПр, входяшего в состав СРНС типа ГЛОНАСС или ОРИ, следует рассматривать два режима его функционирования [4, 7, 8): 1) основной, когда приемник автономно определяет координаты и скорость ВС; 2) дифференциальный, когда на СНПр с наземной контрольно- корректирующей станции по телекодовой линии радиосвязи поступают дифференциальные поправки, которые устраняют значительную часть погрешностей определения ТКМС, обусловленных искажением радиосигнала от НКА при прохождении через тропосферу и ионосферу.
Как показано в [Ц, в составе ИССН достаточно полно удовлетворяют предъявленным требованиям (см. табл. 1.1), например, следующие типы СНПр: 24-канальный приемник фирмы АЗНТЕСН, 20-канальный приемник фирмы ЯЕХТА!9Т и ТОРБТАК-100-1 и 12-канальный приемник А-737 КБ «Компас», основные характеристики которых представлены в табл. 1.2. Важным при построении ИССН является выбор и обоснование технического облика СНПр и спецвычислителя. В бортовой ИССН, рассмотренной в [Ц, совместная обработка данных СНПр и ПНК в спецвычислителе производится с частотой 18 Гц; с этой же частотой формируются данные о плановых координатах ВС для внешнего потребителя. При быстрых эволюциях самолета по крену возможна потеря наиболее точной спутниковой информации. Информация от ПНК, поступая стабильно, обладает сравнительно невысокой точностью.
Основная задача КОИ в ИССН состоит в снижении ошибок определения координат и составляющих скорости полета самолета, а также в обеспечении непрерывного и устойчивого слежения за трассой самолета при любых его эволюциях и удержания достаточной точности в интервалах между поступлениями информации СНПр за счет обработки информации 43 Таблица 1.1 (1) Таблица 1.2 (1! )~а п/и Характеристики Тип СНП Значение па аме а Наименование параметра Яа пlп АЗНТЕСН ОО24 А-737 ТОРБТАК Число каналов 12— ГЛОНАСС 12 — ОРБ 12 20 Погрешности определения координат в горизонтальной плоскости в реальном времени (СКО), м - основной режим - ди е нциальный ежим 100 50 5 1.2 !0-20 0,5 — 1 15 — 50 1 — 3 10 5 1 20 1 — 3 Погрешность определен ия скорости в реальном времени СКО, м/с 0,1 0,!в 0,3 0,1 1.3 Обновление коо дннат, Гц 4,5 1,2 01 По ебляемая мощность Вт 1,8 15 — 20 21 Масса, кг 02 1,3 1.4 2,4 0,5 0 05 1.5 25 15 2 Показатель целостности — Р 2 10 2.1 2 10 Решение задач упповых действий 10 2.3 3.1 !0' 2„5 10' 2510' Решение задач упповых действий 3.2 1О 3.3.
Погрешности определения координат и скорости ВС, СКО Решение задач движения по заданной траектории (маршруту) и в зоне барражирования: - в плоскости горизонта, м - в вертикальной плоскости,м - по око ости полета, м/с Решение задач организации групповых действий: - в плоскости горизонта, м - в вертикальной плоскости, м - по око ости полета, м/с Автоматический заход на посадку и посадка самолета (1 и П категория сложности); - в плоскости горизонта, м - в вертикальной плоскости, м - по ско ости полета м/с Автоматический заход на посадку и посадка самолета (Ш категория сложности): - в плоскости горизонта, м - в вертикальной плоскости,м - по око и полета, м/с Решение задач целеуказания ракетам: - в плоскости горизонта, м - в вертикальной плоскости,м - по око ости полета м/с Движение по заданной траектории (маршруту) и в з оне ба ажи вания Автоматический заход на посадк и посадка Показатель безопасности полета — Кз Движение по заданной траектории (маршруту) и в зо- не барражирования: для высотных трасс для маловысотных трасс Автоматический заход на посадк и посадка акселеромегров.
Снижение ошибок и удержание достаточной точности достигается за счет оптимальных фильтрации и экстраполяции. Для оценки координат в ИССН требуются следующие вычислительные ресурсы спецвычислителя (11: тактовая частота процессора — не менее 33 МГц; разрядность вычислительной машины — 32; объем оперативной памяти — 256 Кбайт; наличие режима плавающей точки; частота выдачи оценок — ! 8 Гц. Как представлено в [1], КОИ в ИССН, состоящей из одноантенного комбинированного ГЛОНАСС/ОРБ СНПр одного из типов, содержащихся в табл. 1.2, и штатного ПНК, позволяет снизить ошибки определения прямоугольных координат и составляющих вектора скорости полета самолета в 3...4 раза после 8 — 10 замеров радиосигналов СРНС. Как следует из рассмотренных характеристик, подобные ИССН позволяют получить требуемую точность и устойчивость работы при решении боевых задач военными самолетами, в том числе (1): 1) движения по заданному маршруту; 2) групповых действий 3) выдачи целеуказания авиационным средствам поражения и т.д.
В то же время следует иметь в виду, что современные СНПр в ряде случаев уязвимы при постановке помех и ухудшают качество функционирования в условиях многолучевости (16). Все это обусловливает необходимость модернизации самих СРНС (модернизнрованная ОРЗ, система Оай1ео и тд.) и приводит, в частности, к разработке и применению в таких СРНС нового класса шумоподобных сигналов (ВОС-сигналов) (! 7-20).
45 1.6. ОСОБЕННОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ В АВИАЦИОННЫХ РЭК АЛГОРИТМОВ АВТОНОМНОГО ВЫЧИСЛЕНИЯ КООРДИНАТ ВС Естественно, что в реальных авиационных РЭК навигации, прицеливания и управления вооружением алгоритмы автономного вычисления координат самолета методами счисления пути далеко не исчерпываются вышеизложенными. В зависимости от типа ВС и решаемых им задач в число реализованных навигационных алгоритмов могут входить алгоритмы [3]: счисления геоцентрическнх координат ф, 1., В; счисления геодезических координат В, /.,Н; счисления ортодромических координат геодезического (а не только геоцентрического) типа и др. Кроме того, навигационные алгоритмы включаог в свой состав различные алгоритмы для преобразования координат из одной СК в другую.
Простейшие типовые алгоритмгв счисления геоцентрическнх илн геодезических координат местоположения ВС, каждый из которых описывается системой из трех дифференциальных уравнений для параметров ф(г), 3.(г) и 6„(г) или В(г), /(г) и 0,(г) соответственно, имеют существенный недостаток, который состоит в том, что онн не являются вссширотными [3]. Такие алгоритмы в полярных районах, где значение широты ф(г) (или В(/)) близко к ~я/2, становятся неустойчивыми, так как правые части двух из трех дифференциальных уравнений в обоих алгоритмах терпят разрыв. По этой причине для навигационных систем в составе некоторых авиационных РЭК, которые должны применяться и в полярных районах, используют всеширотные алгоритмы, которые свободны от указанного недостатка.
В то же время всеширотные алгоритмы автономного счисления координат местоположения ВС описываются уже системой шести дифференциальных уравнений [3], а не трех, т.е. являлися гораздо более сложными. В настоящее время в авиации на практике применяются алгоритмы автономного счисления координат местоположения ВС, обладающие свойством всеширотности, но требующие решения системы не шести дифференциальных уравнений, а лишь четырех, т.е. более простые. Теория таких всеширотных алгоритмов основывается на использовании метода конечных поворотов твердого тела с применениеи кинематических парачетров Родриго-Гамильтона [3, 21].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
