Анализ и синтез алгоритмов высокоточной морской навигации по геофизическим полям

• Автор: Дешнер, Андрей Иванович
• Шифр специальности: 05.22.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 124 с. : ил.

Содержание
Содержание
Введение

1. Морские навигационные системы

1.1. Внутренние навигационные системы

1.1.1. Доплеровские навигационные системы

1.1.2. Инерциальные навигационные системы

1.1.3. Рекурсивная навигация

1.2. Внешние навигационные системы

1.2.1. Радионавигационные системы

1.2.2. Оптические системы

1.2.3. Акустические навигационные системы
1.2.4. Геофизическая навигация
Итоги главы 1
2. Характеристики навигационных полей
2.1. Навигационное поле рельефа и его характеристики
2.2. Аномальные пространственные поля Земли
Итоги главы 2
3. Алгоритмы оценивания параметров движения
3.1. Постановка задачи оценивания
3.2. Минимаксный фильтр калмановского типа непрерывного времени
3.3. Минимаксный фильтр Калмана в дискретном времени
3.4. Минимаксный фильтр определения параметров движения эллипсоидального типа
3.5. Структурная схема системы навигации по геофизическим полям Итоги главы 3
4. Информационное обеспечение систем навигации по геофизическим полям
4.1. Методы восстановления геофизических полей
4.1.1. Метод минимальной кривизны
4.1.2. Обобщенный метод эквивалентного источника
4.1.3. Кригингалгоритм
4.1.4. Метод
4.1.5. Сплайнинтерполяция
4.1.6. Пример расчета
4.2. Пример расчета оценок координат
4.3. Методика построения оптимальных оценок параметров движения с использованием геофизических полей
Итоги главы 4
Заключение НО
Список литературы


На практике встречаются две основные задачи оценивания состояния систем: задача фильтрации, решение которой производится в реальном масштабе времени, те. Решения этих задач в случае, когда корреляционные функции возмущений известны, были даны Н. Винером и А Н. Колмогоровым [7, ]. Но в подавляющем большинстве практических задач корреляционные функции многих возмущений точно не известны, а известны лишь некоторые их статистические характеристики, например, дисперсии, дисперсии производных и т. Возмущения такого рода, как правило, присутствуют в составе ошибок измерительных средств. Эти ошибки, с одной стороны, нельзя считать как систематическими, так и некоррелированными по времени. Аналогичным образом ведут себя многие возмущения в уравнениях модели системы. Впервые задача подобного класса была поставлена У. Гренандером в [], где решена задача прогнозирования (фильтрации) стационарного случайного процесса, наблюдавшегося без шумов, о котором известна лишь его дисперсия. С общих позиций теории принятия решений задача минимаксной фильтрации рассматривалась В. Г. Репиным и Г. П. Тартаковским в []. Близкие по постановке задачи для нестационарных систем рассмотрены в работах Г. А. Голубева, П. Е. Эльясберга, О. М. Куркина, Е. В. Латышева, Н. И. Ринго и др. Для стационарных систем в случае ограниченности дисперсии возмущения и белого шума измерения частный случай задачи фильтрации (фильтрация непосредственно самого значения полезного сигнала) был рассмотрен в []. Несколько иное направление имеют работы В. А. Бесекерского, A. B. Небылова и Г. А. Голубева [9, ], в которых задача линейной минимаксной стационарной фильтрации решается на заданной параметрической структуре фильтров (с конечным числом параметров). В литературе главным образом рассматривается задача минимаксной фильтрации с детерминированными возмущениями. В обширный перечень работ входят работы H. H. Красовского, А. Б. Куржанского и других авторов [, , 1, , , , ]. В работе [] развит метод, который позволяет использовать все достоинства решений задач оценивания как в классической, так и минимаксной постановке и являющийся объединением двух подходов. Исследования в области теории корреляционно-экстремальных навигационных систем также достаточно обширны и включают [3, 8, , , , ]. ЗО, , , , , , , , ,]. Настоящая работа представляє! Получение оценки текущих координат объекта производится с помощью теории гарантированного оценивания, что позволяет корректно обрабатывать неслучайные ошибки модели состояния и движения объекта, а также учитывать неполноту и неопределенность исходной информации. Рассматриваются вопросы совместного использования различных по природе геофизических полей. Актуальность темы. Успешное решение задачи выполнения точных навигационных определений является решающим фактором обеспечения безопасности мореплавания в современных условиях. Вместе с тем, используемые в настоящее время бортовые навигационные комплексы не соответствуют ряду требований к современным системам как по точности, так и по оперативности подготовки к рабочему режиму. Развитие и практическая реализация алгоритмов навигации по геофизическим полям может существенно повысить безопасность мореплавания при использовании данных навигационных систем в качестве резервных. При этом в настоящее время открытыми являются вопросы информационно-алгоритмического обеспечения задач навигации по геофизическим полям, включая вопросы подготовки, хранения и эффективного использования больших массивов данных эталонных карт, оценки изученности и применимости данных измерений геофизических полей различных районов Морового океана, а также оценки достижимой при этом точности местоопределений. Целью работы является исследование и решение проблемы высокоточной морской навигации с использованием геофизических полей в условиях недостаточной полноты и неопределенности исходных данных, построение и исследование вычислительных алгоритмов высокоточной навигации. Методы исследования, используемые при выполнении работы, основаны на положениях теории вероятности и математической статистики, теории оптимальной фильтрации, теории управления. Научная новизна.