Исследование информационных аспектов навигационных измерений при плавании в стесненных водах

• Автор: Черная, Елена Анатольевна
• Шифр специальности: 05.22.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 100 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 4

1. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ 8

НАВИГАЦИОННОЙ ИНФОРМАЦИИ

ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ

1.1. Аналитический обзор методов обработки

навигационной информации

1.2. Постановка задачи

1.3. Выводы

2. ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРИИ ИНФОРМАЦИИ В

СУДОВОЖДЕНИИ

2.1. Абстрактная информация по Шеннону, получаемая при движении судна, и определение ее количества
2.2. Связь избыточности навигационных измерений и
количества информации
2.3. Выводы
3. ВЛИЯНИЕ СООТНОШЕНИЯ СИСТЕМАТИЧЕСКИХ
И СЛУЧАЙНЫХ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРЕНИЙ
НА ИДЕНТИФИКАЦИЮ ТРАЕКТОРИИ ДВИЖЕНИЯ СУДНА
3.1. Геометрические характеристики единичных
траекторий
3.2. Сплайнаппроксимация единичных траекторий
3.3. Восстановление криволинейных траекторий движения
3.4. Общие выводы по результатам моделирования
восстановления заданной траектории
3.5. Изменение формы восстанавливаемой траектории и
соотношение случайных и систематических погрешностей навигационных измерений
3.6. Выводы
4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕДУРЫ
ВОССТАНОВЛЕНИЯ ТРАЕКТОРИИ В КОНКРЕТНОЙ УЗКОСТИ
4.1. Моделирование сложных траекторий
4.2. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Разработка редактора траекторий движения судна на основе кубических полиномов. Исследование процедуры сплайн-восстановления траекторий движения судна по их дискретному представлению информационными точками. Определение необходимого количества информации для восстановления траекторий движения судна с заданной точностью и имеющих различную форму. Исследование необходимого количества информации по Шеннону для обеспечения безопасного движения судна в конкретных узкостях. Методы и математическая основа нсследова! Шя. В качестве метода исследования и анализа полученных результатов используется компьютерное моделирование на базе алгоритмического языка УиЛЬ ВАБ1С. Впервые в качестве причины навигационной аварийности исследована недостаточность абстрактной информации о траектории движения судна. Разработаны информационные аспекты восстановления траекторий движения судна, имеющие различную форму. На базе полученных результатов определеЕга зависимость между количеством информации и соотношением случайных и систематических погрешностей навигационных измерений. Показан феномен появления «скачка» восстанавливаемой траектории при уменьшении количества информации, когда систематические погрешности навигационных измерений близки к случайным флуктуациям измерений. Показана связь между топологией траектории и количеством необходимой информации для её восстановления. Показано влияние систематических погрешностей измерений на топологические характеристики (форму, длину) восстанавливаемой по измерениям траектории движения судна. Результаты исследования, касающиеся информативности навигационных измерений, напрямую связаны с безопасностью мореплавания и могут быть использованы в качестве дополнения к Резолюции 1МО А. Стандарты точности судовождения”. Реализация и апробация результатов работы. Основные положения диссертационной работы внедрены в учебный процесс для подготовки инженеров-судоводителей по курсу «Математические основы судовождения» и «Навигация» в ГМА им. С.О. Макарова, а также на кафедрах Кораблевождения, Математики и Методов математического моделирования Морского корпуса Петра Великого - Санкт-Петербургского Военно-Морского Института. Результаты диссертационной работы докладывались в ГМА им. С.О. Макарова на Научно-технических Конференциях профессорско-преподавательского состава в и годах и на 4-ом Международном семинаре «Субстандартное судоходство -проблемы и пути их решения через сотрудничество. МО РФ по закрытой теме «Оптимист-». Практические результаты и выводы внедрены в разработку программного обеспечения навигационного тренажера Navi-Trainer Professional в ЗАО TRANSAS MARINE LTD. Внедрение результатов диссертации подтверждено соответствующими актами. Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 7 печатных работ. Структура и объем работы. Общий объем диссертации 0 страниц включает: содержание 2 страницы, введение 4 страницы, 4 главы страниц, заключение 4 страницы, список литературы из наименований 6 страниц, 6 приложений 6 страниц, иллюстрации и таблиц. Современные методы обработки и анализа измерительной навигационной информации на движущемся судне основаны на классическом вероятностно-статистическом подходе, использующем при избыточности измерений в основном метод наименьших квадратов (МНК), либо его многочисленные модификации и теорию вероятностей, построенную на аксиоматике А. Н. Колмогорова. Большое количество серьезных научных трудов теоретического и прикладного характера по применению вероятностно-статистических методов в обработке навигационной информации нашли применение в создании алгоритмического обеспечения навигационной измерительной техники []. Априорная информация, используемая в этих методах вносит существенный вклад в теорию анализа измерений [9,,,,-,,,,,,,,,]. Эта информация о погрешностях измерений в совокупности с геометрическими характеристиками навигационных систем (НС) дает возможность прогнозирования точности и надежности обсерваций в различных навигационных ситуациях и конструирования вероятностностатистических моделей навигационных систем.