Прикладные методы обработки информации и моделирования при проектировании информационно-управляющих комплексов высокоманевренных летательных аппаратов

• Автор: Бабиченко, Андрей Викторович
• Шифр специальности: 05.11.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 422 с. : ил.

ПРИКЛАДНЫЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ И МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРИ ПРОЕКТИРОВАНИИ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИХ КОМПЛЕКСОВ ВЫСОКОМАНЕВРЕННЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
ОГЛАВЛЕНИЕ
ГЛАВА 1. МЕТОДЫ И ЗАДАЧИ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ И
МОДЕЛИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИХ КОМПЛЕКСОВ ВЫСОКОМАНЕВРЕННЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
1.1. Структура, состав и развитие бортовых информационно- 22 управляющих комплексов высокоманевренных летательных аппаратов
1.2. Математическое моделирование ИУК и его связей в реальном 34 масштабе времени в задачах комплексной обработки информации
1.2 Л. Информационная метасистема и ее связи
1.2.2. Многоуровневая система комплексной обработки
информации ИУК ВМЛА
1.3. Математическое моделирование комплекса как звено 65 технологического процесса разработки и исследований бортовых алгоритмов и систем
1.3.1. Роль и место математического моделирования при 66 проектировании, испытаниях и эксплуатации ИУК ВМЛА
1.3.2. Система имитационного математического моделирования
СПИСОК СОКРАЩЕНИИ ВВЕДЕНИЕ

ИУК ВМЛА 1.4. Выводы по главе

МОДЕЛЬ
ГЛАВА

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ
ИНФОРМАЦИОННОГО ПРОСТРАНСТВА

2.1. Геометрия базовых поверхностей околоземного навигационного 90 пространства
2.1.1. Базовые поверхности навигационного пространства
2.1.2. Метрические свойства навигационного риманова 92 пространства
2.1.3. Особые точки навигационного риманова пространства
2.2. Решение геодезических задач на поверхности квазиэллипсоида
2.2.1. Бесселево изображение геодезической линии
квазиэллипсоида на единичной сфере
2.2.2. Решение прямой геодезической задачи на квазиэллипсоиде
2.2.3. Решение обратной геодезической задачи на
квазиэллипсоиде
2.2.4. Линия центрального сечения и ортодромические
координаты в решении геодезических задач на квазиэллипсоиде
2.2.5. Согласование счисленных и картографированных 116 координат
2.3. Кинематика координатных трехгранников навигационного 119 пространства
2.4. Математические модели информационных полей
2.5. Выводы по главе
ГЛАВА 3. ФОРМИРОВАНИЕ ЭТАЛОННОЙ ТРАЕКТОРИИ
ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТА В ИНФОРМАЦИОННОМ ПРОСТРАНСТВЕ
3.1. Эталонная траєкторная информация
3.1.1. Основные требования к эталонной траектории
3.1.2. Выбор ключевых параметров
3.2. Формирование массивов опорной траекторией информации
3.2.1. Метод разбиения траектории на типовые элементы
3.2.2. Численные решения уравнений движения объекта

3.2.3. Использование результатов натурных испытаний
3.3. Формирование аппроксимирующих функций для массивов опорной информации
3.3.1. Кусочная аппроксимация элементарными кривыми
3.3.2. Аппроксимация с помощью тригонометрических рядов Фурье
3.3.3. Кубические сплайны и их приложение к задаче аппроксимации
3.4. Восстановление полной эталонной информации
3.4.1. Восстановление траекторией информации по географическим координатам и углам ориентации
3.4.2. Восстановление траекторной информации по вектору относительной скорости
3.4.3. Восстановление траекторной информации по декартовым координатам и углам ориентации
3.4.4. Восстановление траекторной информации по декартовым координатам и вектору конечного поворота
3.5. Моделирование движения произвольных точек ВМЛА
3.6. Выводы по главе
ГЛАВА 4. МОДЕЛИ БАЗОВЫХ ИНЕРЦИАЛЬНЫХ СИСТЕМ ИУК ВМЛА
4.1. Нелинейные модели инерциальных навигационных систем
4.1.1. Обобщенный алгоритм инерциального счисления
4.1.2. Алгоритмы обработки инерциальной информации
4.1.3. Точность алгоритмов обработки инерциальной информации
4.2. Модели ошибок инерциальных навигационных систем
4.2.1. Модели ошибок ориентации координатных трехгранников
4.2.2. Модели ошибок счисления линейной скорости

устанавливающих параметры элементов системы, их взаимодействие и определяющих облик и функциональность системы. В соответствии с фундаментальным определением информации [115] как «связей в любых целенаправленных системах, определяющих их целостность, устойчивость, уровень функционирования», получение такого описания представляет собой построение информационного образа моделируемой реальной системы. Структурным элементом ИУК, осуществляющим это построение и тем самым обеспечивающим интеграцию всего бортового оборудования, является вычислительная среда комплекса, оснащенная соответствующим ПМО. Краеугольным камнем решения проблем информационной интеграции бортового оборудования являются два фундаментальных положения:
1) объективные единство и целостность всех взаимодействующих объектов;
2) определение «информации» как связей внутри физической системы, обеспечивающих ее целостность, устойчивость и уровень функционирования.
Реализация этих положений требует рассматривать все физические объекты, участвующие в решении задач целевого применения ВМЛА (бортовые системы комплекса, ЛА, цели, навигационные ориенгиры, геофизические поля, ИУК других ЛА тактической системы и т.д.), как структурные элементы единой метасистемы, а информационные взаимодействия между объектами - как соответствующие связи.
Главная задача комплексной обработки информации (КОИ) ИУК ВМЛА может быть сформулирована как задача построения адекватной математической модели метасистемы (рис. 1.4), а задачи, решаемые ИУК, рассматриваются как задачи по определению связей в метасистеме и управлению ими [19, 20]. Основными структурными элементами введенной метасистемы являются:
• околоземное информационное пространство;
• информационные системы ИУК;