Моделирование вычислительного процесса в системах навигации летательного аппарата, разработка алгоритмов и комплексов программ для его реализации на программируемых логических интегральных схемах

• Автор: Чумакова, Екатерина Витальевна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 225 с. : ил.

Позиционные методы навигации используют измерение первичных параметров, линию или поверхность положения. Для определения двух или грех навигационных параметров необходимо иметь две или три взаимно пересекающиеся поверхности положения. Позиционные методы подразделяю на астрономические, радиотехнические, изобарические, изодинамические. Вычисление координат самолета по показаниям позиционных датчиков всегда носит итеративный характер последовательного уточнения координат, принимаемых за начальное приближение. Обзорносравнительные методы навигации основаны на сравнении наблюдаемого экипажем или обзорными навигационными устройствами поверхности Земли с ее изображением на карте или ориентирами в системе памяти. Реализация этих методов возможна лишь при видимости ориентиров. Позиционные и обзорносравнительные методы навигации являются неавтономными или смешанными , . Методы счисления пути являются основными для ЛА. Методы счисления пути позволяют определить навигационные параметры координаты местоположения интегрированием во времени измеряемых скоростей и ускорений. Текущие координаты движущегося объекта вычисляются по известным координатам точки его старта и непрерывной информации о величине и направлении его горизонтальной скорости. Аэромеханический и доплеровский методы навигации позволяют получить информацию о векторе путевой скорости ЛА. Определение параметров навигации астрономическими методами основано на пеленгации светил. Эти методы не зависят от дальности и продолжительности полета, однако их использование ограниченно видимостью небесных светил. Среди рассмотренных методов явными преимуществами над всеми остальными обладают ииерциальные методы, так как являются полностью автономными и помехоустойчивыми , . Поэтому для выбора алгоритмов вычисления координат рассмотрим более подробно существующие инерциальные методы навигации. Инерциальный метод использует для вычисления координат места ЛА двойное интегрирование по времени составляющих абсолютных ускорений ЛА. Он основан на применении на борту ЛА инердиальных гироскопических датчиков платформенных и бесплатформенных, которые задают на борту некий координатный треугольник, определенным образом ориентированный в пространстве, и позволяющий измерить углы курса тангажа и крена. Этот метод не зависит от магнитного поля Земли, атмосферных условий и других факторов. Пространственные гироскопические системы ориентации содержат гироплатформы, физически реализующие опорные системы координат, относительно которых определяется текущая угловая ориентация ЛА. Положение опорной системы координат и законы ее движения в пространстве являются основополагающими для каждого типа инерциальных систем. Задача ориентации в этих системах решается геометрическим путем непосредственного измерения угловых отклонений, характеризующих взаимное положение корпуса прибора, связанного с ЛА, и гироплатформы. В зависимости от типа опорной системы координат, реализуемой платформой, платформенные инердиальные системы разделяют на системы геоцентрического, ортодромического и геодезического типа 2, . Для всех типов платформенных инерциальных систем существует общая схема их функционирования, показанная на рис. По показаниям горизонтальных акселерометров вычисляются либо путевые, либо абсолютные скорости горизонтального движения самолета. На основании известных скоростей вычисляются координаты самолета с помощью соответствующего типу платформы алгоритма. По известным координатам и скоростям движения находятся требуемые угловые скорости и моменты вращения платформы. Вычисленные моменты подаются на гироскопы платформы, что заставляет ее двигаться с нужными угловыми скоростями и занимать требуемое положение. Рис. В платформенной инерциальной системе определяются следующие навигационные параметры углы гироскопического курса, крена и тангажа, горизонтальные скорости, координаты ЛА. Платформенные системы ориентации, реализующие геоцентрическую систему координат. На борту ЛА гироскопическая курсовертикаль реализует систему координат Мг.