Некоторые методы и алгоритмы определения ориентации при помощи инерциальных и спутниковых навигационных систем

• Автор: Козлов, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 01.02.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 94 с. : ил.

Оглавление
Введение
I Определение взаимной ориентации приборных трехгранников двух БИНС, расположенных на одном носителе
1 Обозначения и системы координат
2 Варианты решения задачи
2.1 Решение задачи при использовании только информации об угловых скоростях приборных трехгранников
Схема решения
Численное моделирование задачи
2.2 Решение задачи в случае, когда угловая скорость приборного трехгранника эталонной БИНС недоступна
Схема решения
Численное моделирование задачи
3 Выводы
II Определение ориентации подвижных объектов при помощи фазовых спутниковых измерений с разнесенных антенн
1 Описание и принципы функционирования глобальной спутниковой навигационной системы GPS
2 Гринвичская, географическая и связанная декартовы системы координат

3 Общая постановка задачи
4 Фазовые спутниковые измерения
4.1 Модель фазовых спутниковых измерений
4.2 Первые разности фазовых измерений
4.3 Вторые разности фазовых измерений
4.4 Свойства разностных измерений
5 Геометрические параметры расположения антенн друг относительно друга
6 Зависимость погрешностей измерении от угла возвышения
навигационного спутника
7 Математическая постановка задачи
8 Алгоритм определения ориентации
8.1 Построение первого приближения по методу наименьших квадратов с использованием рекуррентной процедуры — этап CLS (coarse least-squares
approximation)
Уравнения измерений
8.2 Традиционные соотношения метода наименьших
квадратов
Соотношения метода наименьших квадратов
Соотношения рекуррентного цифрового фильтра
Ковариации ошибок оценки по методу наименьших
квадратов
8.3 Исключение целочисленной неопределенности
этап AF (ambiguity-free least squares)
8.4 Учет геометрической информации и различия в уровне помех для спутников с разными углами возвышения — этап EAF (extended ambiguity-free least
squares iterations)
Учет геометрических параметров
Весовая матрица
Уравнения вычисления оценки

9 Факторы ухудшения точности в задаче определения ориентации по фазовым измерениям
10 Результаты обработки данных
10.1 Условия измерений
10.2 Оценка по методу наименьших квадратов
10.3 Условия моделирования
10.4 Улучшение оценки от этапа к этапу
10.5 Зависимость качества оценки от параметров системы
11 Выводы
Заключение
Литература

Оценки углов рассогласования
Оценки постоянных составляюих дрейфов
О 100 х 10’3 рад

время, сек
Рис. 1.6: Моделирование оценки углов рассогласования и дрейфов на последовательности координированных разворотов при смене направления разворота раз в минуту)
плитудой (10—12 градусов), достаточно длительным периодом (1 минута) и рассогласованием по фазе колебаний для углов ориентации. Также самолет-носитель может выполнить несколько последовательных координированных разворотов. При этом желательно, изменять направление разворота на противоположное не реже, чем каждые 30—60 секунд. Однако первый вариант маневрирования гораздо более предпочтителен. По мнению специалистов, подобный режим движения легко реализуем и является допустимым даже для пассажирских самолетов.
3. В случае, когда в выставляемой БИНС доступны измерения угловой