Методы повышения точности позиционирования судов на внутренних водных путях
Authors: Базылев А.В. , Мельников М.А. , Плющаев В.И. , Михеева Т.А. 
Published: December 2024

Внедрение элементов концепции безэкипажного судовождения требует реализации сложных алгоритмов управления судном (движение по заданной траектории, расхождение судов, швартовка и пр.). Их разработка диктует необходимость измерения ряда параметров судовых технологических процессов, в том числе координат судна. Существующие глобальные навигационные спутниковые системы позволяют определять координаты с погрешностью в несколько метров. Для решения многих задач судовождения на внутренних водных путях эта величина погрешности является неприемлемой. В данной работе рассмотрена взаимосвязь величины погрешности измерения координат судна с использованием навигационных приборов и качественных показателей процесса управления при удержании судна на заданной траектории при внешних воздействиях. Показана нецелесообразность использования развернутой на внутренних водных путях системы контрольно – корректирующих станций дифференциальной коррекции в судовых системах управления, не позволяющей снизить погрешность позиционирования. Проведена экспериментальная проверка характеристик точности позиционирования навигационных приемников при работе с системами ГЛОНАСС, NavStar, GALILEO и BeiDou в различных сочетаниях в одночастотном и двухчастотном режиме работы. Проведено машинное моделирование динамики судна при отработке алгоритма удержания на заданной траектории, изучена взаимосвязь погрешностей измерения координат и качества процесса управления. Показано, что снижение погрешностей определения координат судна на внутренних водных путях может быть достигнуто использованием мультичастотных и мультисистемных модулей приемников глобальных навигационных спутниковых систем.

The introduction of elements of the concept of unmanned navigation requires the development of complex ship control algorithms (movement along a given trajectory, vessel divergence, mooring, etc.). Their development dictates the need to measure a number of parameters of ship technological processes, including the coordinates of the vessel. Existing global navigation satellite systems allow you to determine coordinates with an inaccuracy of several meters. To solve many problems of navigation on inland waterways, this margin of error is unacceptable. In this paper, the relationship between the magnitude of the error in measuring the coordinates of the vessel using navigation instruments and the qualitative indicators of the control process when holding the vessel on a given trajectory under external influences is considered. The inexpediency of using a system of differential correction control stations deployed on inland waterways in shipboard control systems, which does not allow reducing the positioning error, is shown. The experimental verification of the characteristics of the positioning accuracy of navigation receivers when working with GLONASS, NavStar, GALILEO and BeiDou systems in various combinations in single-frequency and dual-frequency operation modes was carried out. A computer simulation of the dynamics of the vessel was carried out while working out the retention algorithm on a given trajectory, the relationship between coordinate measurement errors and the quality of the control process was studied. Reducing errors in determining the coordinates of a vessel on inland waterways can be achieved using multi-frequency and multi-system modules of receivers of global navigation satellite systems.