СИСТЕМА И СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КУРСОВОГО УГЛА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

1. Система для определения курсового угла транспортного средства или оборудования, соединенного с транспортным средством, при этом, система содержит:
первую антенну, связанную с транспортным средством, причем, первая антенна сконфигурирована с возможностью приема первых сигналов, содержащих данные глобальной системы местоопределения;
вторую антенну, связанную с транспортным средством, причем, вторая антенна сконфигурирована с возможностью приема вторых сигналов, содержащих данные глобальной системы местоопределения;
входной каскад приемника для приема первых и вторых сигналов;
устройство электронной обработки данных данных, способный принимать данные глобального местоопределения из входного каскада приемника, причем, устройство обработки данных сконфигурирован или запрограммирован с возможностью:
измерения фаз несущих для несущих, соответствующих первым сигналам и вторым сигналам;
определения множеств решений многозначности для измеренных фаз несущих, с использованием известной базовой длины между первой антенной и второй антенной, чтобы удовлетворить ограничивающим условиям по постоянной длине и угловой пространственной ориентации в процессе поиска в кинематическом механизме поиска в реальном времени;
применения фильтра компенсации погрешности к измеренным фазам несущих и множествам решений многозначности, соответствующих первым и вторым сигналам, с использованием известной базовой длины между первой и второй антеннами в качестве виртуального измерения в фильтре;
оценки местоположений первой и второй антенн, с использованием фильтрованных фаз несущих и фильтрованных множеств решений многозначности первых и вторых сигналов; и
определения курсового угла транспортного средства или его оборудования на основании оценок местоположений первой антенны и второй антенны.
2. Система по п.1, в которой вес виртуального измерения в фильтре компенсации погрешности пропорционален дисперсии положения.
3. Система по п.1, в которой фильтр компенсации погрешности содержит калмановский фильтр и применяется с использованием разложения в ряд Тейлора первого порядка.
4. Система по п.1, в которой устройство обработки дополнительно сконфигурировано с возможностью модификации дисперсии виртуального измерения на основании точности плавающего решения после того, как измерены как фазы несущих, так и псевдодальности.
5. Система по п.1, в которой первая и вторая антенны соединены с транспортным средством вдоль продольной оси транспортного средства.
α
6. Система по п.4, в которой устройство обработки дополнительно сконфигурировано с возможностью определения курсового угла (α) и точности (σ) в виде:
<mrow><mi>α</mi><mo>=</mo><msup><mrow><mi>tan</mi></mrow><mrow><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow></msup><mrow><mo>(</mo><mrow><mi>E</mi><mo>,</mo><mi>N</mi></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
,
<mrow><msub><mi>σ</mi><mi>α</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msqrt><mrow><mfrac><mrow><msubsup><mi>σ</mi><mi>E</mi><mn>2</mn></msubsup></mrow><mrow><msup><mi>N</mi><mn>2</mn></msup></mrow></mfrac><mo>+</mo><mfrac><mrow><msup><mi>E</mi><mn>2</mn></msup><msubsup><mi>σ</mi><mi>N</mi><mn>2</mn></msubsup></mrow><mrow><msup><mi>N</mi><mn>4</mn></msup></mrow></mfrac></mrow></msqrt></mrow><mrow><mn>1</mn><mo>+</mo><msup><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mi>E</mi><mi>N</mi></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msup></mrow></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><msqrt><mrow><msup><mi>E</mi><mn>2</mn></msup><msubsup><mi>σ</mi><mi>N</mi><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msup><mi>N</mi><mn>2</mn></msup><msubsup><mi>σ</mi><mi>E</mi><mn>2</mn></msubsup></mrow></msqrt></mrow><mrow><msup><mi>N</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mi>E</mi><mn>2</mn></msup></mrow></mfrac></mrow>
,
<mrow><msubsup><mi>σ</mi><mi>N</mi><mn>2</mn></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>σ</mi><mi>E</mi><mn>2</mn></msubsup></mrow>
где N и E означают, соответственно, северную и восточную составляющие базы, и
и
означают соответствующие дисперсии.
φ
7. Система по п.5, в которой устройство обработки дополнительно сконфигурировано с возможностью определения определения угла () тангажа в виде:
,
где U означает составляющую вертикального смещения.
8. Система по п.5, в которой устройство обработки дополнительно сконфигурировано с возможностью применения функции расширения для повышения точности виртуального базового измерения, когда базовая длина меньше, чем некоторая пороговая длина, чтобы отразить линеаризованные ошибки для виртуального базового измерения базовой длины.
9. Система по п.7, в которой некоторая пороговая длина приблизительно равна 1 метру.
10. Система по п.1, в которой первая и вторая антенны соединены с транспортным средством вдоль поперечной оси транспортного средства.
α
11. Система по п.9, в которой устройство обработки дополнительно сконфигурировано с возможностью определения курсового угла (α) и точности (σ) в виде:
<mrow><mi>α</mi><mo>=</mo><mi>tan</mi><msup><mn>2</mn><mrow><mo>−</mo><mn>1</mn></mrow></msup><mrow><mo>(</mo><mrow><mo>−</mo><mi>N</mi><mo>,</mo><mi>E</mi></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow>
,
<mrow><msub><mi>σ</mi><mi>α</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msqrt><mrow><mfrac><mrow><msubsup><mi>σ</mi><mi>E</mi><mn>2</mn></msubsup></mrow><mrow><msup><mi>N</mi><mn>2</mn></msup></mrow></mfrac><mo>+</mo><mfrac><mrow><msup><mi>E</mi><mn>2</mn></msup><msubsup><mi>σ</mi><mi>N</mi><mn>2</mn></msubsup></mrow><mrow><msup><mi>N</mi><mn>4</mn></msup></mrow></mfrac></mrow></msqrt></mrow><mrow><mn>1</mn><mo>+</mo><msup><mrow><mrow><mo>(</mo><mrow><mfrac><mi>E</mi><mi>N</mi></mfrac></mrow><mo>)</mo></mrow></mrow><mn>2</mn></msup></mrow></mfrac><mo>=</mo><mfrac><mrow><msqrt><mrow><msup><mi>E</mi><mn>2</mn></msup><msubsup><mi>σ</mi><mi>N</mi><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msup><mi>N</mi><mn>2</mn></msup><msubsup><mi>σ</mi><mi>E</mi><mn>2</mn></msubsup></mrow></msqrt></mrow><mrow><msup><mi>N</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msup><mi>E</mi><mn>2</mn></msup></mrow></mfrac></mrow>
,
<mrow><msubsup><mi>σ</mi><mi>N</mi><mn>2</mn></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>σ</mi><mi>E</mi><mn>2</mn></msubsup></mrow>
где N и E означают, соответственно, северную и восточную составляющие базы, и
и
означают соответствующие дисперсии.
φ
12. Система по п.10, в которой устройство обработки дополнительно сконфигурировано с возможностью определения угла () крена в виде:
,
где U означает составляющую вертикального смещения.
13. Система по п.11, в которой устройство обработки дополнительно сконфигурировано с возможностью применения функции расширения для повышения точности, когда базовая длина меньше, чем некоторая пороговая длина, чтобы отразить линеаризованные ошибки для виртуального базового измерения базовой длины.
14. Система по п.12, в которой некоторая пороговая длина, приблизительно, равна 1 метру.
15. Система по п.1, в которой устройство обработки сконфигурировано с возможностью применения уравнения двойной разности к измеренным фазам несущих и псевдодальностям первых и вторых сигналов перед применением фильтра компенсации погрешности к измеренным фазам несущих и псевдодальностям первых и вторых сигналов.
16. Система по п.1, дополнительно содержащая декодер для декодирования псевдокодов, закодированных в первых сигналах и вторых сигналах, чтобы оценивать псевдодальности между каждой из антенн и соответствующими спутниками, способными передавать первые и вторые сигналы.
17. Система по п.1, в которой устройство обработки сконфигурировано с возможностью определения предварительно заданного числа возможных многозначных множеств посредством применения процесса поиска многозначности.
18. Система по п.16, в которой предварительно заданное число возможных многозначных множеств приблизительно составляет от 30 до 40.
X
fix
19. Система по п.16, в которой устройство обработки сконфигурировано с возможностью вычисления фиксированного решения () для каждого возможного многозначного множества, с использованием следующего уравнения:
fix
float
float
fix
X=X+A·(N-N).
20. Система по п.18, в которой ограничивающее условие, подлежащее удовлетворению для предварительно заданного числа возможных многозначных множеств, представляет собой:
ограничивающее условие по известной базовой длине, в дополнение к расчетному допуску;
ограничивающее условие по известной базовой угловой пространственной ориентации, в дополнение к расчетному допуску;
X
N
float
f
плавающую 3-мерную базовую оценку (), соответствующую плавающей многозначности ();
Χ
N
fix
f
фиксированное решение (), вычисляемое с использованием корректировочной матрицы A(3 × ()).
X
fix
21. Система по п.19, в которой устройство обработки сконфигурировано с возможностью не обеспечивать фиксированного решения (), если отсутствует или существует только одно из предварительно заданного числа возможных многозначных множеств, удовлетворяющее ограничивающему условию.
22. Система по п.16, в которой устройство обработки сконфигурировано с возможностью сохранения в памяти предварительно заданного числа возможных многозначных множеств.
23. Способ определения курсового угла транспортного средства, при этом, способ содержит следующие этапы, на которых:
измеряют фазы несущих для несущих, соответствующих первым сигналам и вторым сигналам, принятым, соответственно, первой антенной и второй антенной, связанных с входным каскадом приемника;
определяют множества решений многозначности для измеренных фаз несущих, с использованием известной базовой длины между первой антенной и второй антенной, чтобы удовлетворить ограничивающим условиям по постоянной длине и угловой пространственной ориентации в процессе поиска в кинематическом механизме поиска в реальном времени;
применяют процесс фильтрации к измеренным фазам несущих и множествам решений многозначности, соответствующих первым сигналам и вторым сигналам, причем, процесс фильтрации использует известную базовую длину между первой антенной и второй антенной в качестве виртуального измерения;
оценивают местоположения первой антенны и второй антенны, с использованием фильтрованных фаз несущих и фильтрованных множеств решений многозначности первого сигнала и второго сигнала; и
определяют курсовой угол транспортного средства или его оборудования на основании оценок местоположений первой антенны и второй антенны.
24. Способ по п.23, в котором вес виртуального измерения пропорционален дисперсии положения.
25. Способ по п.23, в котором этап применения содержит применение процесса фильтрации калмановским фильтром, который использует разложение в ряд Тейлора первого порядка.
26. Способ по п.23, дополнительно содержащий этап модификации дисперсии виртуального измерения на основании точности плавающего решения после того, как измерены как фазы несущих, так и псевдодальности.