Компьютерная модель оценки точности определения координат объекта с использованием системы ГЛОНАСС

Решетневские чтения

ных нейронных сетей не изменяются соответствующие размерности векторов и матриц. Вместе с тем вышеназванные алгоритмы, как показали результаты исследований [7], имеют значительно лучшие точностные характеристики при сопровождении как неманеврирующей, так и маневрирующей цели.

Библиографический список

1. Кузьмин, С. З. Основы проектирования систем цифровой обработки радиоэлектронной информации / С. З. Кузьмин. М. : Радио и связь, 1986.

2. Зингер, Р. А. Оценка характеристик оптимального фильтра для слежения за пилотируемой целью / Р. А. Зингер // Зарубежная радиоэлектроника. 1971. № 8.

3. Фарина, А. Цифровая обработка радиолокационной информации / А. Фарина, Ф. Студер. М. : Радио и связь, 1993.

4. Li, X. R. F survey maneuvering target tracking -part V: multiple-model methods / X. R. Li, V. P. Jilkov // Signal and Data Processing Small Target : proc. 2003 SPIE Conf. (August 2003, San Diego, CA). Vol. 5204. San Diego, 2003.

5. Бакулев, П. А. Сопровождение маневрирующей цели с помощью интерактивного многомодельного алгоритма / П. А. Бакулев, М. И. Сычев, Н. Ч. Лыю // Радиотехника. 2004. № 1.

6. Бочкарев, А. М. Цифровая обработка радиолокационной информации при сопровождении целей / А. М. Бочкарев, А. Н. Юрьевич, М. Н. Долгов и др. // Зарубежная радиоэлектроника. 1991. № 3.

7. Богомолов, Н. П. Сопровождение маневрирующей цели с применением искусственных нейронных сетей / Н. П. Богомолов, А. В. Новиков, В. Г. Сидоров // Вестник СибГАУ. Вып. 2. 2006.

N. P. Bogomolov Siberian Federal University, Russia, Krasnoyarsk V. G. Sidorov

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

ALGORITHMS OF THE MULTIMODELLING FILTRATION OF THE RADAR-TRACKING INFORMATION WITH APPLICATION OF ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS AT SUPPORT OF THE MANEUVERING PURPOSES

The possibilities to use new algorithms for increase of estimation accuracy of maneuvering air object coordinates are considered.

© Богомолов Н. П., Сидоров В. Г., 2009

УДК 629.056.8

А. С. Будников

Балтийский государственный технический университет «Военмех» имени Д. Ф. Устинова, Россия, Санкт-Петербург

КОМПЬЮТЕРНАЯ МОДЕЛЬ ОЦЕНКИ ТОЧНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ОБЪЕКТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СИСТЕМЫ ГЛОНАСС

Рассматривается модель определения координат заданного объекта спутниковой системой навигации ГЛОНАСС при использовании различных методов. Проводится оценка точности позиционирования объекта.

Спутниковая система навигации (ССН) ГЛОНАСС - это 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.

Принцип работы спутниковых систем навигации основан на измерении расстояния от антенны на объекте (координаты которого необходимо получить) до спутников, положение которых известно с большой точностью. Таблица положений всех спутников называется альманахом, им должен располагать любой спутниковый приемник до начала измерений. Обычно приемник сохраняет альманах в памяти со времени последнего вы-

Системы управления, космическая навигация и связь

ключения и, если он не устарел, мгновенно использует его. Каждый спутник передает в своем сигнале весь альманах. Таким образом, зная расстояния до нескольких спутников системы, с помощью обычных геометрических построений, на основе альманаха можно вычислить положение объекта в пространстве.

В реальности работа системы происходит значительно сложнее. Ниже перечислены некоторые проблемы, требующие специальных технических приемов по их решению:

- отсутствие атомных часов в большинстве навигационных приемников;

- неоднородность гравитационного поля Земли, влияющая на орбиты спутников;

- неоднородность атмосферы, из-за которой скорость и направление распространения радиоволн может меняться в определенных пределах;

- отражения сигналов от наземных объектов, что особенно заметно в городе;

- невозможность разместить на спутниках передатчики большой мощности, из-за чего прием их сигналов осуществляется только в прямой видимости на открытом воздухе.

Основной навигационной задачей, решаемой с помощью навигационной аппаратуры потребителя (НАП), является определение пространственно-временных координат подвижного объекта (судна), а также составляющих его скорости. В результате решения навигационной задачи должен быть определен вектор состояния судна.

Непосредственно измерить элементы вектора состояния не представляется возможным. У принятого с НКА радиосигнала определяют отдельные его параметры (например, задержку или доп-леровский сдвиг частоты). Поэтому измеряемый в интересах навигации параметр радиосигнала называют радионавигационным, а соответствующий ему геометрический параметр - навигационным. Например, задержка радиосигнала и его допле-ровское смещение частоты (доп) являются радионавигационными параметрами, а соответствующие им дальность до судна (О) и радиальная скорость сближения ^р) - навигационными параметрами.

Геометрическое место точек пространства с одинаковым значением навигационного параметра называется поверхностью положения.

Пересечение двух поверхностей положения определяет линию положения - геометрическое место точек, имеющих два определенных значения двух навигационных параметров.

Местоположение судна определяется координатами трех поверхностей положения или двух линий положения. Иногда (из-за нелинейности) две линии положения могут пересекаться в двух точках. Тогда для нахождения места судна необходимо использовать дополнительную поверхность положения или другую информацию о его месте.

Для решения навигационной задачи используют функциональную зависимость между навигационными параметрами и компонентами вектора состояния судна. Соответствующие функциональные зависимости называются навигационными функциями.

Навигационные функции получают различными методами, основные из которых следующие:

- дальномерный;

- псевдодальномерный;

- разностно-дальномерный;

- радиально-скоростной.

Могут быть использованы и другие методы и их комбинации.

При решении навигационной задачи возникает необходимость оценивания точности позиционирования спутниковой системой.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- произвести анализ существующих ССН и исследование их точности;

- разработать математическую модель для определения ССН координат объекта;

- разработать компьютерную модель для оценки точности позиционирования ССН;

- исследовать влияние количества спутников и их положения на орбите на результаты определения координат.

Полученные разработки могут быть использованы в различных областях: городском хозяйстве, путешествиях, авиации, в сфере социальных наук, природных ресурсов и др.

A. S. Budnikov

Baltic State Technical University «Voenmech» D. F. Ustinova's name, Russia, Saint Petersburg

COMPUTER MODEL TO ESTIMATE THE ACCURACY OF OBJECT COORDINATE DEFINITION BY GLONASS APPLICATION

The model to define object co-ordinates by navigation satellite system GLONASS applying various methods is considered. The object positioning accuracy estimation is done.

© EygHHKOB A. C., 2009