Содержание к диссертации
Формулы нормального распределения силы тяжести, принятые
в гравиметрии; формула Гельмерта системы 1971 г 25
2.5.1 Поправка за высоту 26
Модельные уравнения двухкомпонентной горизонтируе-
мой относительно свободной ИНС 30
А.З Схема пересчета географических координат в случае использования различных навигационных моделей формы Земли . . . 108 А.4 Значения параметров связи координатных систем СК-42, ПЗ-
90, \VGS-84 110
А.6 Численный алгоритм определения географических координат <р, А, к точки по ее декартовым гринвичским координатам Ящ,
[7] 111
А.8.2 Определение погрешности АТ часов навигационного
спутника 117
А.8.3 Поправка координат и относительной скорости навигационного спутника за вращение Земли при прохождении
радиосигнала 118
А.8.4 Углы возвышения Е1 и азимута Ах навигационного
спутника 119
А.9 Алгоритм позиционирования СНС 125
А.9.1 Инициализация координат потребителя 125
А.9.3 Интегрированный итерационный алгоритм определения координат потребителя и навигационных спутников по измерениям псевдодальностей объект-спутник . 129
Литература 132
Введение к работе
Задача комплексирования инерциальных и спутниковых навигацинных систем возникает при построении интегрированных навигационных комплексов и в ряде специфических приложений. Среди них задача авиационной гравиметрии, задача топопривязки, задача выставки инерциальной навигационной системы на подвижном основании. Для инерциальных навигационных систем характерны накапливающиеся ошибки при достаточной гладкости решения. Спутниковые системы дают устойчивое решение, обладающее при этом высокочастотными погрешностями. Цель комплексирования — получение навигационного решения, вобравшего в себя достоинства обоих систем, а также улучшение точности определения углов ориентации объекта.
Диссертация посвящена алгоритмам комплексирования инерциальных и спутниковых навигационных систем по первичным данным, то есть с использованием измеренных псевдодальностей и псевдоскоростей объект-спутник. Задача комплексирования описана как для стандартного режима, с использованием одного приемника спутниковой навигационной системы, так и для дифференциального режима, когда для повышения точности используются показания второго, неподвижного приемника, установленного на земле. Полученные алгоритмы проверены на реальных данных, полученных в ходе летных испытаний в районе Ладожского озера в июне 2000 года.
До сих пор фрагментарно, с той или иной степенью подробности, описаны модели и алгоритмы задачи комплексирования по вторичным данным СНС (по координатам, определяемым спутниковой навигационной системой), и по первичным данным в стандартном режиме. Комплексирование в дифференциальном режиме описано лишь на языке блок-схем [1, 4, 15, 17, 35, 36, 38, 39, 40, 41]. В данной работе описаны все модели, возникающие при решении задачи комплексирования по первичным данным в стандартном и дифференциальном режиме. При этом использованы известные модели первичных измерений спутниковых навигационных систем [7, 12, 32, 34, 42] и инерциальных навигационных систем [2, 5, 21]. Использован стандартный подход к задаче коррекции в инерциальной навигации [13, 21].
Результаты применимы как к платформенным, так и к бесплатформенным инерциальным навигационным системам. Особенность полученных алгоритмов комплексирования в том, что возможна обработка спутниковых измерений при малом их числе (одно, два, три), когда автономное решение спутниковой навигационной системы невозможно, а значит, не работают и алгоритмы комплексирования по вторичным данным. Приведены модели погрешности часов приемоиндикатора спутниковой навигационной системы. В диссертации также представлены модели, позволяющие решать задачу выставки инерциальной навигационной системы на подвижном основании. Для выставки используются измерения псевдоскоростей объект-спутник.
Диссертация является продолжением работ лаборатории управления и навигации кафедры прикладной механики и управления МГУ по разработке математического и программного обеспечения для инерциальных и спутниковых навигационных систем [7, 8, 9, 10, 13, 20].
Алгоритмы тестировались на данных, полученных в результате летных испытаний, проведенных в июне 2000 года в районе Ладожского озера. Обрабатывались измерения инерциальной навигационной системы И-21 и приемников спутниковой навигационной системы АвЫесЬ Z-12. Приборы были установлены на борту ИЛ-114, производящего полет на высоте 1300 м со скоростью порядка 100 м/сек.
Работа построена следующим образом. Вначале приведены основные сокращения и обозначения, а также дан краткий обзор литературы по комп- лексирования инерциальных и спутниковых навигационных систем. В первом разделе дано содержание задачи комплексирования. В нем описаны принципы работы спутниковой и инерциальной навигационных систем, приведены основные идеи построения алгоритмов комплексирования.
