НАВИГАЦИЯ ОТНОСИТЕЛЬНО ПЛОЩАДКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ИЗМЕРЕНИЙ РАССТОЯНИЯ

1. Способ навигации относительно площадки с использованием измерений расстояния, причем
1
4
- четыре или более передатчика (T-T) сигналов определения положения расположены на и/или около площадки первого объекта, и
1
3
- второй объект, приближающийся к площадке, содержит три или более приемника (A-А) для приема сигналов определения положения, и
причем способ содержит действия по:
- выполнению для каждого полученного сигнала определения положения измерения расстояния между передатчиком сигнала определения положения и приемником сигнала определения положения, и
- оценке относительного положения и относительной ориентации каркаса корпуса второго объекта по отношению к первому объекту напрямую посредством обработки измерений расстояния с помощью алгоритма оценки пространства состояний, реализующего модель системы первого и второго объекта.
2. Способ по п. 1, причем оценка относительного положения и относительной ориентации каркаса корпуса второго объекта по отношению к первому объекту содержит также обработку измерений одного или более дополнительного датчика, прежде всего радиолокационного или лазерного высотомера.
3. Способ по п. 1 или 2, причем алгоритм оценки пространства состояний является фильтром Калмана, фильтром точки сигма или другим фильтром, позволяющим выполнять оценку пространства состояний, либо в формулировке полного пространства состояний, либо в формулировке пространства состояний ошибки.
4. Способ по п. 3, причем алгоритм оценки пространства состояний содержит формулировку пространства состояний ошибки и выполняет следующие итеративные действия по:
- предположению относительного положения и относительной ориентации второго объекта из измерений расстояний,
- оценке ошибок в предполагаемых относительном положении и относительной ориентации второго объекта, и
- коррекции предполагаемых относительного положения и относительной ориентации второго объекта на основе оцененных ошибок.
5. Способ по п. 4, причем алгоритм оценки пространства состояний реализует следующее системное дифференциальное уравнение для оценки ошибок в предполагаемых относительном положении и относительной ориентации второго объекта:
s
<mrow><msubsup><mi>ψ</mi><mi>s</mi><mover accent="true"><mi>s</mi><mo>⌢</mo></mover></msubsup></mrow>
ω
x
причем δx означает ошибки в относительном положении,
означает ошибки в относительной ориентации, n и n образуют вектор шума системы.
6. Способ по п. 2, 4 или 5, причем предполагаемая относительная ориентация второго объекта распространяется на стадии предсказания фильтра алгоритма оценки пространства состояний с использованием измерений дополнительных датчиков, прежде всего блока инерциальных измерений.
<mrow><msub><mover accent="true"><mi>ρ</mi><mo>˜</mo></mover><mrow><mi>i</mi><mi>j</mi></mrow></msub></mrow>
7. Способ по п. 2, 4 или 5, причем алгоритм оценки пространства состояний моделирует измерение расстояния
между j-тым передатчиком и i-тым приемником следующим образом:
<mrow><msubsup><mi>r</mi><mrow><mi>T</mi><mo>,</mo><mi>j</mi></mrow><mi>s</mi></msubsup></mrow>
<mrow><msub><mi>η</mi><mrow><msub><mi>ρ</mi><mrow><mi>i</mi><mi>j</mi></mrow></msub></mrow></msub></mrow>
<mrow><msubsup><mi>r</mi><mrow><mi>A</mi><mo>,</mo><mi>i</mi></mrow><mi>s</mi></msubsup></mrow>
причем
означает положение j-того передатчика,
означает шум измерения расстояния, и причем положение i-того приемника
дано выражением:
<mrow><msubsup><mi>r</mi><mrow><msub><mi>O</mi><mi>b</mi></msub></mrow><mi>s</mi></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>I</mi><mi>i</mi><mi>b</mi></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>C</mi><mi>b</mi><mi>s</mi></msubsup></mrow>
b
b
где
означает положение начальной точки О каркаса корпуса второго объекта,
означает плечо кренящего момента от начальной точки О каркаса корпуса второго объекта к i-тому приемнику, а
означает матрицу направляющих косинусов, которая трансформируется из каркаса корпуса второго объекта в каркас корпуса первого объекта, причем эта матрица направляющих косинусов связана с предполагаемой матрицей направляющих косинусов через ошибки относительной ориентации.
8. Способ по п. 1, 2, 4 или 5, причем модель системы, реализуемая алгоритмом оценки пространства состояний, расширяется с помощью состояний ошибки относительной скорости, и способ, кроме того, содержит действия по:
- выполнению доплеровского измерения с каждым принятым сигналом определения положения, и
- оценке относительной скорости каркаса корпуса второго объекта по отношению к первому объекту посредством обработки доплеровских измерений с помощью расширенного алгоритма оценки пространства состояний.
9. Компьютерная программа, реализующая способ по одному из пп. 1-8.
10. Носитель записи, хранящий компьютерную программу по п. 9.
11. Компьютер, конфигурируемый посредством компьютерной программы по п. 9 для навигации относительно площадки.
12. Устройство (10) для навигации относительно площадки, содержащее:
1
4
1
3
- блок (12) измерения расстояния для выполнения для принятого сигнала определения положения измерения расстояния между передатчиком (T-T) сигнала определения положения, расположенным на и/или около площадки первого объекта, и приемником (A-А) второго объекта, приближающегося к площадке, с помощью которого принимается сигнал определения положения, и
1
4
1
3
- средства (14) обработки для оценки относительного положения и относительной ориентации каркаса корпуса второго объекта по отношению к первому объекту посредством обработки измерений расстояния между передатчиком (T-T) сигналов определения положения и приемником (A-А) сигналов определения положения с помощью алгоритма оценки пространства состояний, реализующего модель системы первого и второго объекта, причем средства обработки сконфигурированы для реализации способа по одному из пп. 1-7.
13. Транспортное средство, прежде всего БПЛА, содержащее:
1
3
1
4
- три или более приемника (A-А) для приема сигналов определения положения, испускаемых четырьмя или более передатчиками (T-T), расположенными на и/или около площадки другого транспортного средства, и
- устройство (10) по п. 12.
14. Система навигации относительно площадки с использованием измерений расстояния, содержащая:
1
4
- четыре или более передатчика (T-T) сигналов определения положения, которые расположены на и/или около площадки первого объекта,
1
3
- три или более приемника (A-А) для приема сигналов определения положения, которые расположены на борту второго объекта, приближающегося к площадке, и
- устройство (10) по п. 12.
15. Система по п. 14, причем
1
4
- передатчик (T-T) сигнала положения реализован в виде транспондера, выполненного для ответа на запросный сигнал, переданный приемником, ответным сигналом, а
1
3
- приемник (A-А) выполнен для приема в качестве сигнала определения положения ответного сигнала от транспондера и для измерения времени между передачей запросного сигнала и приемом ответного сигнала, причем измеренное время обрабатывается для измерения расстояния.
16. Система по п. 14 или 15, причем
1
4
- передатчик (Т-Т) сигнала определения положения реализован в виде псевдоспутника, выполненного для испускания аналогичного ГССН сигнала в качестве сигнала определения положения, причем несколько псевдоспутников, расположенных на и/или около площадки первого объекта, синхронизированы, а
1
3
- приемник (A-А) выполнен для приема сигнала определения положения от псевдоспутника и для измерения времени передачи сигнала определения положения, причем измеренное время передачи обрабатывается для измерения расстояния.