Методы и алгоритмы калибровки математической модели погрешности средств траекторных измерений

• Автор: Колодяжный, Артем Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 144 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Постановка задачи исследований.

1.1. Задача калибровки математической модели погрешности ТРИ

1.2. Классификация погрешностей измерений.

1.3. Модель погрешности измерений. Постановка задачи калибровки.

1.4. Оценка закона распределения и характеристик погрешностей ТРИ.

1.5. Анализ основных этапов решения задачи калибровки.

1.6. Выводы.

Глава 2. Выявление аномальных результатов измерений.

2.1. Проблема выявления аномальных результатов измерений
2.2. Выявление аномальных измерений с использование вейвлетов.
2.2.1. Вейвлеганализ в определении аномальностей.
2.2.2. Алгоритм определения аномальных измерений с использованием вейвлетов
2.3. Выводы.
Глава 3. Сглаживание измерений
3.1. Задача сглаживания измерений.
3.2. Выбор оптимального размера окна сглаживания равноточных измерений
3.3. Выбор оптимального размера окна сглаживания неравноточных измерений
3.4. Оценка регулярной составляющей ТРИ.
3.5. Выводы.
Глава 4. Оценивание систематических погрешностей измерений
4.1. Метод рекуррентной фильтрации с декомпозицией по вектору мешающих парамегров
4.2. Модификация алгоритма оценивания с декомпозицией на основе устойчивых методов вычислений
4.3. Методика определения систематических погрешностей ТРИ на основе их представления в виде ортогональных полиномов
4.4. Выводы
Глава 5. Оценивание погрешности временной привязки измерений.
5.1. Метод оценивания временных задержек измерений.
5.2. Применение методики к обработке ТРИ.
5.3. Выводы
Глава 6. Программный комплекс моделирования процессов обработки ТРИ
6.1. Описание программного комплекса.
6.1.1. Программа анализа вейвлетпакетов
6.1.2. Программа определения аномальных измерений.
6.1.3. Программа оценивания регулярной погрешности измерений
6.1.4. Пррамма оценивания систематических погрешностей измерений
6.1.5. Программа оценивания погрешности временной привязки измерений
6.2 Описание обрабатываемых данных.
6.3. Обработка реальных данных.
6.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


Результаты диссертационного исследования были внедрены на Информационно-вычислительном центре Центра эксплуатации измерительного комплекса филиал ФГУП «Научно-производственное объединение измерительной техники» г. Байконур, в том числе в рамках ОКР «Байко1гур-». Разработанные методические материалы использовались в учебном процессе при проведении лабораторных и курсовых работ гю курсу «Численные методы», для студентов специальности в Московском Авиационном Институте филиале «Восход» г. Байконур. Публикации. По теме диссертации опубликованы 4 научные статьи (2 статьи -из перечня изданий, рекомендованных ВАК). Работа состоит из 6 глав, заключения, списка используемой литературы. В главе 1 проводите я классификация погрешностей измерений, обзор методов оценивания их параметров, анализируются недостатки существующих методов и возможные пути решения, дается постановка задачи исследования. В главе 2 рассматривается вопрос определения аномальных результатов измерений, приводится разработанный алгоритм определения аномальных ТРИ (формирования «опорной выборки») с использованием вейвлет-анализа и результаты экспериментов по применению алгоритма. В главе 3 рассматривается вопрос сглаживания измерений, приводятся разработанные методы выбора оптимального размера окна сглаживания равноточных и неравноточных измерений, алгоритм расчета параметров регулярной составляющей ТРИ. В главе 4 рассматривается вопрос оценивания систематических похрешностсй измерений, приводится модификация метода определения погрешностей ТРИ на основе их предегавления в виде ортогональных полиномов, а также результаты экспериментов по применению методики. В главе 5 рассматривается вопрос оценивания по1решности временной привязки измерений, приводится разработанный метод оценивания и результаты экспериментов но его применению. Глава 6 содержит описание разработанного программного комплекса моделирования процессов обработки ТРИ и моделируемых данных, а также результатов численных экспериментов с реальными данными. Объем работы составляет 4 печатных листов. Глава 1. В данной главе рассмотрена задача калибровки математической модели погрешности измерений (ПИ), а также проведена классификация Г1И. Исследованы законы распределения регулярной сосгавляющей погрешности реальных ТРИ, в связи с этим приняты ограничения области решения задачи. Проведен обзор основных этапов решения задачи калибровки математической модели ПИ. Под траекторными измерениями понимается процесс измерения параметров движения объекта (координат и их производных), а также обработки полученных данных для определения траектории полета объект на и I нерв ал е измерений и прогнозирования его последующего движения. В траскторных измерениях участвуют различные но назначению устройства, образующие единый радиоэлектронный комплекс. ЭВМ), выполняющие математические операции определения параметров траектории по данным измерений, а также операции прогнозирования последующего движения объекта. ДА): самолетов, ракет, управляемых снарядов, космических аппаратов (КА) и так далее. Однако, по мере развития ракетной и космической техники, функции ТРИ расширились, усложнились и вышли далеко за пределы задач, связанных с летными испытаниями указанных объектов [6, 8, ,]. КА (коррекция орбиты, маневры в космосе, стыковка с другими КА, спуск и посадка объекта на Землю и т. ТРИ наряду с процессами измерения параметров оптических и радиосигналов, особое значение приобретают вопросы цифровой обработки данных измерений с помощью ЭВМ. Это, в свою очередь, требует широкого использования методов и положений теории полета ЛЛ, небесной механики, математической статистики, вычислительной математики и функционального анализа. Некоторые вопросы обработки ТРИ и пути их решения можно найти в [, , , , , ]. Основополагающими работами по данной тематике можно считать [, ]. В настоящее время используются различные траекторные ИС, которые можно разделить по своим конструктивным особенностям на три класса: оптические, радиотехнические и спутниковые радионавигационные. К оптическим можно отнести кинотеодолитное ИС «Висмутин», оптикоэлектронное ИС «Сажень», к радиотехническим - ИС «Кама», «Вега», к спутниковым радионавигационным системы - «Глоиасс», «GPS».