УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ КООРДИНАТ ЦЕНТРА МАСС БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА (БЛА) СПУТНИКОВОГО КАНАЛА ГЛОНАСС/GPS

Областью применения устройства являются радиолокационные и радионавигационные системы определения координат в перспективных навигационных системах беспилотных летательных аппаратов (БЛА).
В современных радиолокационных и радионавигационных системах определения координат БЛА 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 БЛА. Однако, значительное накопление ошибок счисления с БИНС и ФАР, приводит к увеличению ошибок собственного положения и определения координат БЛА, а начиная с некоторого времени и к их физической невозможности продолжить 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 координат с помощью алгоритмов калмановской фильтрации, другим-альтернативным способом улучшения точностных характеристик в определении координат центра масс БЛА 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 координат от БИНС и ФАР, в реальном времени.
Известное в навигационной системе БЛА устройство определения координат от 1 приемника спутникового канала ГЛОНАСС/GPS можно модернизировать и значительно минимизировать среднеквадратическую ошибку (СКО) η(t) в определении координат центра масс БЛА за счет увеличения количества приемников в n раз. Устройство включает в себя n приемников спутникового канала ГЛОНАСС/GPS, через который приходит сигнал о собственном местоположении в геоцентрической системе координат (RU 98574 U1, 20.10.10).
Недостатком известного решения является недостаточность контроля в реальном времени контроля координат центра масс БЛА.
Задачей настоящей полезной модели является расширение арсенала технических средств в навигационных системах перспективных БЛА.
Техническим результатом предложенного устройства является возможность контроля координат центра масс БЛА в реальном времени, что позволяет создать многоканальную систему управления, что в конечном счете существенно повышает функциональные характеристики БЛА, в частности уменьшение ошибок местоположения.
Технический результат достигается тем, что устройство системы контроля координат центра масс БЛА содержит установленные по периметру летательного аппарата приемники спутникового канала ГЛОНАСС/GPS, цифровой сумматор и бортовую цифровую вычислительную машину, при этом приемники сообщены с сумматором и бортовой цифровой вычислительной машиной интерфейсной оптико-волоконной шиной и установлены по периферии на шпангоутах с помощью кронштейна.
На Фиг.1 - схема возможного расположения (16-21) приемников спутникового канала ГЛОНАСС/GPS на перспективном многофункциональном БЛА.
На Фиг.2 представлено изменение средней квадратической ошибки сигнала с сумматора n приемников ГЛОНАСС/GPS.
Устройство системы контроля координат центра масс БЛА содержит установленные по периметру летательного аппарата приемники 1, 2, 3, 4, 5, и 6 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.
Среднее значение сигнала ошибки E(t)c j-го приемника определяется формулой
, .
Для n приемников с выхода с сумматора математическое ожидание (МО) ошибки сигнала
, .
Дисперсией сигнала с выхода 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 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 рис.1. Устойчивость процесса наблюдается уже для 1-6 приемников.
Устройство обладает следующими преимуществами: бесконтактный способ измерения координат местоположения БЛА, достаточно высокое пространственное разрешение положения центра масс, автоматизация и комплексирование навигационной информации процесса измерений в бортовой ЦВМ БЛА.