Определение параметров движения центра масс беспилотного судна с использованием функционального дополнения дифференциально-фазовых корректирующих станций ГЛОНАСС
Authors: Данцевич И.М. , Халеева Е.П. , Лютикова М.Н. , Данцевич А.И. 
Published: December 2024

В работе приведены исследования параметров динамики (кинематики и реакции судна на ветро-волновые возмущения) безэкипажных судов с использованием функционального дополнения глобальной навигационной спутниковой системы позиционирования. Определение позиции и динамики геометрического центра антенн глобальной навигационной спутниковой системы производится по счислениям вектора положения, формируемого по отсчётам фазового центра приёмных антенн, расположенных на судне. Условием точного позиционирования судна является наблюдение не менее четырёх спутников, передающих сигналы. В условиях стесненного судового хода и наличии препятствий в виде гор, такие условия не всегда выполнимы. Таким образом, вычисление динамики необходимы в интерактивном режиме для реализации эффективного управления судном. Если судно управляется экипажем, то компенсация возмущений обеспечивается воздействием на средства управления. На безэкипажных судах требуется интеллектуальная система управления, способная оценивать динамику судна и устойчивость управления. Формирование модели управления предлагается выполнить в алгебре кватернионов. Необходимую корректировку вектора наблюдения можно выполнить по корректирующим сигналам дифференциально-фазовых станций поправок. В работе рассмотрены расчёты динамики с использованием станций функционального дополнения ГЛОНАСС расположенной на мысе Дооб в районе Новороссийска. Метод оценивания динамики геометрического центра антенн ГНСС судна, предложенный в статье позволяет использовать свойства берегового наблюдателя. Отображение динамики вектора, с пересчётом вращения геометрического центра антенн глобальной навигационной спутниковой системы судна, позволяет реально оценивать величины, наблюдаемых на борту безэкипажного судна.

The paper presents scientific investigations of the dynamics parameters (kinematics and ship's response to wind-wave disturbances) of unmanned vessels using a functional addition to the global navigation satellite positioning system. The position and dynamics of the geometric center of the antennas of the global navigation satellite system (GLONASS) are determined by calculating the position vector of the phase center of the receiving antennas located on the ship. The condition for accurate positioning of the vessel is the observation of at least four satellites transmitting signals. In case of congested waters and presence of such obstructions as mountains, such conditions are not always feasible. Thus, the calculation of dynamics is necessary interactively to implement effective ship management. If the vessel is controlled by the crew, the compensation of disturbances is provided by the impact on the controls. Unmanned vessels require an intelligent control system capable of assessing the dynamics of the vessel and the stability of the control. The formation of the control model is proposed to be performed in the algebra of quaternions. The necessary correction of the observation vector can be performed by means of the correction signals of the differential-phase correction stations. The paper considers the calculations of dynamics using GLONASS functional additional stations located on the Doob Cape in the Region of Novorossiysk. The method of estimating the dynamics of the geometric center of the ship's Global Navigation Satellite System (GNSS) antennas, proposed in the article, allows using the properties of a shore observer. Displaying the dynamics of the vector, recalculating the rotation of the geometric center of the antennas of the ship's GNSS, allows to estimate the values observed on board an unmanned vessel in reality.