Оптимизация алгоритма статической фильтрации погрешностей первичных датчиков навигационного комплекса

Секция « Техническая эксплуатация электросистем и авионика »

но определять третью координату (высоту) при использовании навигации только по сигналам псевдоспутника, поэтому для обеспечения навигации ВС целесообразно комплексирование ПС с космическим сектором СРНС. При этом обеспечение навигационного поля в высоких широтах является наиболее привлекательной сферой применения систем на базе псевдоспутников. В этом случае посредством размещения псевдоспутников в стационарных точках возможно обеспечить оптимальную геометрию излучателей и, соответственно, стабильное навигационное обеспечение пользователей.

В работе рассматриваются вопросы расширения функциональных возможностей СРНС, в частности обеспечения решения задач посадки ВС в высоких широтах на необорудованные площадки. При решении этих задач, в первую очередь, необходим сравнительный анализ точностных и надежностных показателей НО, перспективных с точки зрения применимости их для обеспечения посадки ВС в высоких широтах. Кроме того, необходим анализ факторов, влияющих на точность местоопределения ВС при полетах в высоких широтах. При этом особый интерес представляет рассмотрение и совершенствование относительных НО, которые обладают тем преимуществом перед обычными дифференциальными НО, что не требуют геодезической привязки контрольной стан-

ции и следовательно применимы для обеспечения посадки ВС на необорудованные площадки типа льдины или палубы корабля.

Помимо решения навигационных задач, связанных с грузопассажирскими перевозками в высоких широтах, осуществляемыми ВС гражданской авиации, система навигации на базе ПС и НКА СРНС открывает широкие перспективы в проведении специальных работ с применением авиации, связанных с необходимостью высокоточного местоопределения подвижных объектов. Сюда относятся, в частности, задачи поиска и спасения терпящих бедствие, ледовой разведки, топогеодезии и др.

Библиографический список

1. URL: http://www.mstuca.ru/scientific_work/autore-ferats/AnornoHoe%20AA.

2. Горбачев О. А. Влияние высокоширотной ионосферы на рассеивание сигналов СРНС. // Научный Вестник МГТУ ГА. Сер. «Радиофизика и радиотехника». № 117. 2007.

3. Псевдоспутники в локальных системах расширения функциональных возможностей СРНС. Вып. № 27. РИРВ. СПб., 2002.

© Моховиков И. С., 2012

УДК 669.713.7

А. С. Орленко Научный руководитель - М. В. Тюпкин Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

ОПТИМИЗАЦИЯ АЛГОРИТМА СТАТИЧЕСКОЙ ФИЛЬТРАЦИИ ПОГРЕШНОСТЕЙ ПЕРВИЧНЫХ ДАТЧИКОВ НАВИГАЦИОННОГО КОМПЛЕКСА

Рассматриваются датчики комплексных навигационных систем, алгоритмы фильтрации погрешностей датчиков и возникающие при их разработке задачи. Целью работы является разработать оптимальный алгоритм обработки информации датчиков навигационного комплекса.

В настоящее время в качестве первичных датчиков навигационных комплексов наибольшее распространение получили:

• инерциальные системы

• доплеровские измерители скорости

• радиотехнические системы дальней навигации

• системы спутниковой навигации

• пеленгаторы светил и визиры наземных ориентиров в виде бортовых оптических или радиолокационных станций.

Навигационная информация должна поступать от комплекса непрерывно и в объеме, необходимом для осуществления текущего режима полета, и, кроме того, удовлетворять предъявляемым к ней требованиям по точности и надежности [1].

Комплексная навигационная система строится следующим образом: информация от отдельных датчиков поступает в вычислительную систему, с выхода которой после соответствующей обработки поступает информация о координатах ЛА, его скорости и уско-

рения. В некоторых случаях к выходной информации относят также значения углов курса, тангажа и крена. В комплексных системах возможно не только поступление информации от датчиков в вычислительную систему, но и наоборот, от вычислителя в датчики. В этом случае можно добиться повышения качества работы датчиков. Например, подавая информацию (приблизительную) о дальности между самолетом и источником радиоизлучения в соответствующий радиоприемник, можно добиться более устойчивого приема сигналов. Приблизительное значение расстояния может быть рассчитано, например, по показаниям систем счисления координат и известным координатам источника радиоизлучений [2].

Координаты любого подвижного объекта могут быть определены двумя способами:

- путем прямого их вычисления при помощи геометрических соотношений, когда исходной информацией являются дальности, азимуты или курсовые углы до точек с известными координатами, а также

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

высоты и азимуты светил, наблюдаемых с объекта;

- путем непрерывного вычисления линии движения (траектории) по данным о векторе скорости и координатах начальной точки движения.

На первом способе основаны методы ближней и дальней радионавигации, спутниковой навигации, а также определение местоположения самолета по данным, получаемым от бортовых оптических или радиолокационных станций о направлении и дальности до наземного ориентира, координаты которого известны. На втором способе основаны инерциальные системы навигации. Разнообразие применяемого оборудования является причиной того, что при разработке навигационного комплекса и создании его алгоритмического обеспечения приходится пользоваться достижениями различных областей науки и техники. К ним, прежде всего, следует отнести: теорию фигуры Земли, теорию гироскопических устройств, теорию радионавигации и теорию фильтрации случайных процессов. При разработке алгоритмов обработки информации возникают две основные группы задач:

Первые - это геометрические задачи вычисления текущих координат самолета по сигналам позиционных навигационных датчиков, таких как РСБН. РСДН. БРЛС и др. и задачи счисления по показаниям измерителей скоростей и курсовертикалей.

Вторые - это задачи фильтрации погрешностей датчиков. Для решения второй группы задач необходимо располагать математическими моделями погрешностей навигационных датчиков. Геометрические задачи первой группы могут быть решены в отрыве от конкретного технического устройства измерителей. Задачи второй группы, напротив, могут быть решены только с учетом их конкретного устройства [2].

На основе языка блок-диаграмм в 70-х годах был создан и в последующем адаптирован к ПК широко используемый в настоящее время для моделирования большого класса систем язык и система моделирова-

ния GPSS (General Purpose Simulation System - Система моделирования общего назначения).

Язык GPSS представляет собой интерпретирующую языковую систему, применяющуюся для описания пространственного движения объектов. Такие динамические объекты в GPSS называются транзак-тами и представляют собой элементы потока. В процессе имитации транзакты «создаются» и «уничтожаются». Функцию каждого из них можно представить как движение через модель с поочередным воздействием на ее блоки.

Модели на GPSS компактны, часто состоят из меньшего числа операторов, чем такие же модели, написанные на процедурных языках (например, на Паскале или Си). Это объясняется тем, что в GPSS встроено максимально возможное число логических программ, необходимых для моделирующих систем. В него также входят специальные средства для описания динамического поведения систем, меняющихся во времени, причем изменение состояний происходит в дискретные моменты времени. GPSS очень удобен при программировании, поскольку моделирующая часть системы GPSS многие функции выполняет автоматически

В настоящий момент работа находится на этапе поиска оптимального алгоритма обработки информации для применения в современных навигационных комплексах.

Библиографические ссылки

1. Чернов В. Ю., Никитин В. Г., Иванов Ю. П. Надежность авиационных приборов и измерительно-вычислительных комплексов : учеб. пособие / СПбГУАП. СПб., 2004. 96 с.

2. Бабич О. А. Обработка информации в навигационных комплексах. М. : Машиностроение, 1991. 512 с.

© Орленко А. С., 2012

УДК 621.396.932.1

Л. В. Прусс Научный руководитель - М. В. Тюпкин Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

СПУТНИКОВЫЕ СИСТЕМЫ ПОСАДКИ ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ WAAS И LAAS

Спутниковая система навигации - комплексная электронно-техническая система, состоящая из совокупности наземного и космического оборудования, предназначенная для определения местоположения (географических координат и высоты), а также параметров движения (скорости и направления движения и т. д.) для наземных, водных и воздушных объектов.

GPS: Принадлежит министерству обороны США. Этот факт, по мнению некоторых государств, является её главным недостатком. Устройства, поддерживающие навигацию по GPS, являются самыми распространёнными в мире [1].

Для повышения точности спутниковой навигационной системы GPS и возможности ее использования на всех этапах полета, включая посадку, в США была

создана региональная вспомогательная система Wide Area Augmentation System (WAAS),включающая в себя сеть наземных станций (Wide Area Reference Stations) на материковой части США и Гавайских островах. Сигналы, принимаемые станциями, обрабатываются, проводится вычисление ошибок, а затем корректирующая информация передается на геостационарные спутники и оттуда ретранслируются пользо-