Использование принципа репродукции измерений в пилотажно-навигационных комплексах
Введение
В современном мире выработка навигационных (составляющих скорости и координат) и динамических (углов ориентации) параметров является одной из важных задач, которая определяет положение летательного аппарата в пространстве. Такая задача решается, благодаря использованию пилотажно-навигационных комплексов, в сокращенном варианте – ПНК. Они в свою очередь комплексируют информацию, принимаемую от различных датчиков. Следовательно, это будет повышать точность определения всех навигационных параметров и также будет повышать надежность этих измерений, которое происходит за счет сравнения полученных показаний от отдельных датчиков и обмена информацией, а также обеспечение получения и поступления точной информации непрерывно во времени.
Оглавление
Список условных обозначений
Введение
Глава 1 Пилотажно-навигационные комплексы (ПНК) в современном мире
1.1 Функции и особенности ПНК
1.2 Структура, состав средств и характеристики ПНК
1.3 Проводимые измерения и их особенности
1.4 Анализ ошибок измерителей в составе ПНК
Глава 2. Инерциальные навигационные системы
2.1 Принципы построения БИНС на акселерометрах и ДУС
2.2 Пример построения БИНС с направляющими косинусами
2.3 Элементарный анализ ошибок БИНС при систематическом характере ошибок чувствительных элементов
2.4 Скалярная модель ошибок БИНС
2.5 Уравнения ошибок БИНС в определении параметров ориентации
2.6 Модели погрешностей инерциальных чувствительных элементов
Глава 3 Основные принципы комплексирования информации
3.1 Инвариантная схема обработки информации
3.2 Постановка линейной задачи оценивания
3.3 Дискретный фильтр Калмана
3.4 Использование формирующих фильтров для описания небелошумных возмущений и ошибок измерений
Глава 4. Комплексирование БИНС и СНС
4.1 Комплексирование БИНС и СНС по слабосвязанной схеме
4.2 Комплексирование БИНС и СНС по сильносвязанной схеме
4.3 Глубокоинтегрированная схема комплексирования
Глава 5. Сравнительный анализ поведения ошибок выработки навигационных и динамических параметров при разном характере ошибок чувствительных элементов
5.1 Моделирование задачи комплексирования информации от БИНС и СНС для северного канала БИНС
5.2 Результаты моделирования и сравнительный анализ поведения ошибок
Заключение
Список литературы
Приложение
Список литературы
1. В.В. Матвеев, В.Я. Распопов «Основы построения без платформенных инерциальных навигационных систем» СПб., ГНЦ РФ ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2009г.
2. О.А Степанов Методы, обработки навигационно-измерительной информации-СПб: Университет ИТМО, 2017. -196с.
3. О.А.Бабич Обработка информации в навигационных комплексах. М. «Машиностроение», 1991,512с.
4. Антонец Е.В., Смирнов В.И., Федосеева Г.А. Авиационные приборы и пилотажно-навигационные комплексы. Часть 1. Учебное пособие. - В 2-х ч. Ч.1. — Ульяновск: Изд-во УВАУ ГА(И), 2007. — 119 с.
5. Техническая эксплуатация пилотажно-навигационных комплексов. Под редакцией А.В.Скрипуа, М. « Транспорт» 1992г. 296 стр.
6. Автоматизированные бортовые системы управления и пилотажно-навигационные комплексы. М.: РИО МИИГА, 1987. Кузнецов С.В., 92стр.
7. Ривкин С.С. Метод оптимальной фильтрации Калмана и его применение в инерциальных навигационных системах. Ч.1,2. – Л.: Судостроение, 1973.-1974.
8. Ривкин С.С., Ивановский Р.И., Костров А.В. Статистическая оптимизация навигационных систем. – Л.: Судостроение, 1976. – 284 с.
9. Синицын И.Н. Фильтры Калмана и Пугачева: Учебное пособие, -М.: Университетская книга, Логос,2006. – 640 с.
10. Иванов Ю. П., Синяков А.Н., Филатов И.В. Комплексирование информационно-измерительных устройств летательных аппаратов:Учебное пособие для вузов / Под ред. Боднера В.А. – Л.:Машиностроение, Ленингр. отд-ние. 1984. – 207 с.
11. Соловьев Ю.А. Системы спутниковой навигации. – М.: Эко-Трендз,2000. – 268 с.
12. Сейдж Э., Мелс Дж. Теория оценивания и её применение в связи и управлении. Пер. с англ. под ред. проф Б.Р. Левина. М, «Связь», 1976. – 496с.
13. Емельянцев Г.И., Степанов А.П. Интегрированные инерциально-спутниковые системы ориентации и навигации. / Под общей редакци-ей академика РАН Пешехонова В.Г. – СПб.: ГНЦ РФ АО «Концерн
14. Степанов О.А. Основы теории оценивания с приложениями к зада-чам обработки н
Чтобы совершить обратный же переход требуется использовать матрицу С = АT, которая транспонирована по отношению к матрице А. Данное преобразование координат выражается зависимостью: [1]
QUOTE (2.20)
где QUOTE – матрица столбец из координат точки в системе Оξηζ, а QUOTE - матрица столбец из координат в системе ОХYZ, С - матрица преобразования координат при переходе от системы ОХYZ к системе Оξηζ.
Для того чтобы взять и установить связь между направляющими косинусами и угловыми скоростями, нужно продифференцировать по времени уравнение (2.20), умножить обе части на матрицу А. Затем уже можно конечно будет получить уравнение относительно матрицы А:
. (2.21)
В конце после всех этих операций, если у нас имеется информация о проекциях вектора абсолютной угловой скорости, то соответсвенно направляющие косинусы по отношению к неподвижной системе координат можно рассчитать, если проинтегрировать матричное уравнение:
(2.22)