УСТРОЙСТВО СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ КООРДИНАТ ЦЕНТРА МАСС И УГЛОВОЙ ОРИЕНТАЦИИ ПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА

Областью применения устройства являются радиолокационные и радионавигационные системы определения местоположения и угловых координат в перспективных навигационных системах подвижных объектов.
В современных радиолокационных и радионавигационных системах определения угловых координат подвижных объектов применяются пассивные и активные фазированные антенные решетки (ФАР), бесплатформенные инерциальные навигационные системы (БИНС), пространственная избирательность в определении координат которых напрямую зависит от апертуры антенны и ошибок с БИНС подвижного объекта. Однако, значительное накопление ошибок счисления с БИНС и ФАР, приводит к увеличению ошибок собственного положения и определения угловых координат подвижного объекта, а начиная с некоторого времени и к их физической невозможности продолжить автономный полет. Возникает необходимость в поиске и разработке новых подходов для решения подобных задач. Одним из способов решения данной проблемы является улучшение качества переходных процессов и определения собственных угловых координат с помощью алгоритмов калмановской фильтрации, другим - альтернативным способом улучшения точностных характеристик в определении координат центра масс подвижного объекта является коррекция координат от глобальных спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS.
Один из возможных вариантов: комплексирование данных от известных датчиков с использование коррекции от n приемников спутникового канала ГЛОНАСС/GPS, при одновременной возможности контроля текущих ткущих координат от БИНС и ФАР, в реальном времени.
Известно в навигационной системе подвижного объекта устройство определения координат от 1 приемника спутникового канала ГЛОНАСС/GPS (RU 108834 U1, 27.09.2011). Устройство включает в себя n приемников спутникового канала ГЛОНАСС/GPS, через который приходит сигнал о собственном местоположении в геоцентрической системе координат. Известное устройство можно модернизировать и значительно минимизировать среднеквадратическую ошибку (СКО) η(t) в определении координат центра масс и угловых координат подвижного объекта за счет увеличения количества приемников в n раз.
Задачей настоящей полезной модели является расширение арсенала технических средств в навигационных системах перспективных многофункциональных подвижных объектах.
Техническим результатом предложенного устройства является возможность контроля координат центра масс и углового положения подвижного объекта в реальном времени, что позволяет создать многоканальную систему управления, что в конечном счете существенно повышает функциональные характеристики подвижного объекта, в частности уменьшение ошибок местоположения и угловой ориентации подвижного объекта в пространстве.
Технический результат достигается тем, что устройство системы контроля координат центра масс и угловой ориентации подвижного объекта приемников спутникового канала ГЛОНАСС/GPS содержит приемники спутникового канала, установленные по периметру объекта, цифровой сумматор и бортовую вычислительную систему, при этом приемники спутникового канала соединены с сумматором и бортовой вычислительной системой (БВС) интерфейсной оптиковолоконной шиной, причем цифровой сумматор выполнен многоканальным с перекрестными связями приемников спутникового канала.
На фиг. 1 - схема возможного расположения приемников спутникового канала ГЛОНАСС/GPS на перспективном многофункциональном подвижном объекте в виде БЛА.
На фиг. 2 представлено изменение средней квадратической ошибки сигнала с многоканального сумматора n приемников ГЛОНАСС/GPS.
Устройство содержит установленные по периметру летательного аппарата приемники 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, и 12 спутникового канала ГЛОНАСС/GPS, цифровой сумматор и бортовую цифровую вычислительную машину (на чертеже не показано), при этом приемники сообщены с сумматором и бортовой цифровой вычислительной машиной интерфейсной оптико-волоконной шиной и установлены по периферии на шпангоутах с помощью кронштейна.
, .
Для n приемников с выхода с сумматора математическое ожидание (МО) ошибки сигнала
, .
Дисперсией сигнала с выхода многоканального сумматора n приемников спутникового канала ГЛОНАСС/GPS является зависимость
j
полагая в приемниках D=D получим формулу как
D(E)=D/n,
т.е. дисперсия ошибки сигналов от многоканальной системы приемников спутникового канала ГЛОНАСС/GPS в n раз меньше дисперсии сигнала с одного приемника. Изменение средней квадратической ошибки η(t) с n приемников спутникового канала ГЛОНАСС/GPS показано на чертеже Устойчивость процесса наблюдается уже для 4-6 приемников.
Устройство обладает следующими преимуществами: бесконтактный способ измерения координат местоположения и угловой ориентации подвижного объекта, достаточно высокое пространственное разрешение положения центра масс и определение угловой ориентации подвижного объекта, автоматизация и комплексирование навигационной информации процесса измерений в БВС подвижного объекта.