Алгоритм определения систематических ошибок ШНО по сигналам СРНС

Суммарная погрешность формируемого вектора фазовых переменных определяется точностью ШНО и периодичностью коррекции ШНО от СРНС. При этом точность ШНО повышается с каждым последующим шагом уточнения коэффициентов, а периодичность коррекции AtKop обуславливается мощностью вычислителя, частотой выдачи навигационных параметров от АП СРНС и заданным временным интервалом. На последующем этапе полета [tnp;tK] реализуется установившийся режим системы - вычисление навигационных параметров основывается на данных от ШНО. Малое значение суммарной погрешности An вектора фазовых переменных обуславливается высокой точностью определения коэффициентов систематических погрешностей ШНО. Периодическая коррекция данных ШНО по СРНС устраняет случайные погрешности.

В момент времени t отключается спутниковый навигационный приемник. Далее, во всем временном интервале работают только штатные средства навигации, но точность их выше, чем точность ШНО в традиционной схеме навигационных определений (рис.4Л). Во-первых, суммарная погрешность An будет накапливаться с меньшей интен сивностью, так как рассчитаны коэффициенты систематических погрешностей ШНО. Во вторых, повышение точности достигается за счет отсутствия первоначальной ошибки оп ределения параметров Апноп, а величина начального значения близка к погрешности АП СРНС Q.. Интенсивность накопления ошибки будет зависеть от точности значений коэффициентов погрешностей ШНО, рассчитанных в вычислительном устройстве. Поэтому наиболее благоприятным является вариант, когда отключение СРНС произошло на установившемся режиме работы системы, то есть:

С точки зрения практического использования предлагаемой схемы комплексиро-ванного навигационного блока на вертолете, полезным является определение характери стик вычислительного устройства: времени выхода системы на установившийся режим работы и точности определения коэффициентов систематических погрешностей ШНО.

В предыдущем параграфе был сделан вывод о том, что уменьшение численного значения суммарной погрешности комплексированной системы в большой степени обуславливается расчетом коэффициентов систематических погрешностей ШНО. Поэтому интересным видится более детальное рассмотрение работы вычислительного устройства с целью определения главных моментных характеристик коэффициентов.

Структурная схема работы вычислительного устройства по определению коэффициентов систематических погрешностей ШНО представлена на рисунке 4.6. Совокупность навигационных параметров полета от спутникового радионавигационного приемника поступает в линеаризованный фильтр Калмана. Здесь происходит их уточнение с целью получения значений, принимаемых в дальнейшем за истинные. Уравнения фильтра Калмана для оценки вектора фазовых переменных вертолета по измерения от АП СРНС имеют вид:

В дополнение к приведенным моделям, следует отдельно остановиться на работе вычислительного устройства при определении истинного значения истинной высоты по лета - ucm. В блок вычисления систематических погрешностей вычислительного устройства от барометрического высотомера поступает значение абсолютной высоты полета. Разность этого значения и значения истинной высоты полета от радиовысотомера дает высоту рельефа, выдаваемую спутниковому навигационному приемнику.

На основании собственных данных об абсолютной высоте и полученной высоте рельефа в спутниковом навигационном приемнике рассчитывается значение истиной высоты полета, выдаваемое на линеаризованный фильтр Калмана и предназначенное для определения коэффициента систематической погрешности радиовысотомера.

Рассчитанные коэффициенты систематических погрешностей от вычислительного устройства поступают к датчикам ШНО и используются для компенсации ошибок определения начального положения и уточнения навигационных параметров полета. Модель работы ШНО с учетом поправок имеет вид: параметры ШНО, с учетом корректирующих поправок.

Таким образом, в вычислительном устройстве на основании данных параметров полета от комплексируемого навигационного оборудования происходит уточнение вектора навигационной информации спутникового навигационного приемника и расчет коэффициентов систематических ошибок ШНО. За счет этого повышается точность навигационного обеспечения на всех режимах работы комплексируемой системы.

Для исследования точностных характеристик комплексированной навигационной системы записывается алгоритм фильтрации данных, поступающих с навигационного приемника. Алгоритм фильтрации рассматривается применительно к упрощенной модели движения вертолета на типовых режимах полета. Выбор упрощенной математической модели движения обуславливается тем, что типичное полетное задание транспортного вертолета состоит из типовых режимов (простых маневров) легко математически описываемых. Кроме того, условия эксплуатации навигационного и радиоэлектронного оборудования на вертолете (высокий уровень вибрации, наличие вращающихся винтов) не позволяют использовать аппаратуру с большими вычислительными мощностями. Следовательно, использование громоздких математических моделей, описывающих сложное движение на неустановившихся режимах нецелесообразно. В качестве примера рассматривался типовой полет «Полет в зону на простой пилотаж» [12], включающий в себя все шесть основных режимов (простых маневров), математически определенных во второй главе исследования: горизонтальный полет, вираж, набор высоты (снижение), спираль (восходящая и нисходящая), маневр скоростью (разгон и торможение), висение (