Введение к работе
Актуальность тени. Возрастающие требования к безопасности мореплавания, внедрение новых средств автоматизации судовождения и электронных- картографических систем, стремление к повышению экономичности грузовых перевозок выдвигают новые, все более жесткие требования к точности и надежности аппаратуры измерения параметров угловой ориентации осей симметрии судна, определения истинного курса, крона и дифферента.
Основными средствами курсоуказаїшя на судах морского флота в настоящее время являются магнитные и гиро-ксмпасы.
Ряд неоспоримых достоинств, таких как автономность и высокая надежность, определили использование этих приборов в качестве основных средств навигации. Однако, наряду с достоинствами компасам присущи известные недостатки, для преодоления которых ведутся поиски корректирующих к альтернативных средств. На роль такого средства могут претендовать и радиотехнические устройства, в которых может выделяться информация о векторном параметре пршшмаемого сигнала - направлении нормали к фазовому фронту приходящей электромагнитной волны относительно осей симметрии судна.
Зарубежные публикации и материалы зарубежных конференций (обобщенные ь известных отечественных периодических изданиях и книгах.) дают оривнтировочіше оценки достижимых точностей подобных измерителей но сигналам среднеорбиталышх спутниковых РИС - примерно З-б угловых минут. Такие радиотехнические измерители параметров пространственной угловой ориентации и могут играть роль
корроктирущих средств курсоуказания и измерения крена и дифферента. Появляются проспекты некоторых зарубежных фирм с неподтвержденной достоверно рекламой о создании подобных приборов.
По сравнению с аппаратурой, измеряющей координаты центра масс судна, создание радиотехнических измерителей параметров угловой ориентации подвижных объектов требует более сложной теории процессов первичной и, особенно, вторичной обработки информации, учета радиофизических явлений распространения, .радиоволн и инструментальных факторов. Эта же . тебрий ''-необходима.-. для обеспечения подготовки соответствуадих радиоспециалистов.
изучение доступных источников и публикаций позволило установить крайнюю недостаточность и отсутствие четких теоретических * положений о методах обработки результатов радиотехнических измерений параметров принимаемых сигналов. Имеются противоречивые утверждения о минимально необходимом количестве используемых ИСЗ. Показателем такой неблагоприятной ситуации является, в частности, наличие в только что 'вышедшем переиздании известного капитального труда1 утверждения но стр.207, что "для определения положения трех осей объекта в пространстве достаточно ... трех НИС5".
Нельзя не отметить, что решение задачи определения минимально необходимого количества ИСЗ имеет особо важное значение для обеспечения функционирования аппаратуры в
Сетевые спутниковые РНС. Под ред. В.С.Шебшаевича: -Н. Радио и связь. 1993 г.-408с.
экстремальных условиях приема.
Цель работы и основные задачи исследования. Целью-настоящей работы является разработка основ теории определения параметров угловой ориентации подвижных объектов в геоцентрической или горизонтной системе координат по результатам измерения первичных параметров принимаемого радиосигнала при минимальном количестве ИСЗ.
В соответствии с поставленной целью основными задачами являются:
1. Синтез аналитических соотношений и алгоритмов
вторичной обработки информации, связывапдих параметры
угловой ориентации судна ( крен, дифферент и истинный курс )
с результатами гаїтерферомотрических измерений, проведенных
на судне по сигналам мишшалыюго количества ИСЗ.
2. Анализ и оценка влияния основных источников и оценка
суммарной погрешности определения параметров угловой
ориентации судна.'
3. Анализ и выбор путей устранения многозначности
фазовых интерферометрических измерений.
4. Разработка некоторых рекомендаций по выбору основных
схемо-технических решешШ измерителя угловой ориентации
судна.
Аналитические иетоды исследований основаны на применении математического аппарата матричной алгебры, теории вероятностей, случайных процессов и корреляционного анализа. Математическое ыоделироваиио основано на статистических методах Монте-Карло.
Научная новизна.
Выведены аналитические соотношения, в явном виде
связыващио параметры угловой ориентации осей симметрии судна с результатами измерений по двум ИСЗ среднеорбиталыюй СРНО, проведенных на судне интерферометрами с двумя и тремя ортогональными базами. Получеїш аналитические соотношения для оценки точности угловой ориентации судна с помощыи инерферометрических измерителей с двумя и тремя ортогональными базами. Выработаны рекомендации по выбору оптимального рабочего созвездия из двух ИСЗ для измерителей с двумя и тремя ортогональными базами. Выполнен анализ и получены оценки влияния основных источников. Оценена суммарная погрешность определения угловых координат. Проведен анализ возможных- путей устранения многозначности интерферометрических измерений. Обоснованы зарнанты структурных схем измерителя угловой ориентации судна.
Практическая ценность проЕвдешшх исследований. Полученные в диссертационной работе результаты могут быть использованы при разработке и создании отечественного измерителя параметров угловой ориентации судна (крена, дифферента и истинного курса) при совершенствовании учебного курса по радионавигационным системам.
Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы использованы в материалах хоздоговорной НИР, выполняемой на кафедре РНПиС ГМА имени адмирала С.О.Макарова с РИРВ в 1991г.
Апробация работы. Основные положения и результата
работы обсуждены и одобрены на:
научно-технической конференции профессорско
преподавательского состава ГМА им.ада.С.О.Макарова в 1992г.
- xvi международной научно-технической конференции 4
секции радиосвязи и радионавигации, организованной Государствошюй Морской Академией совместно с СПБП НТОВТ и Российской академией транспорта в 1993г.
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 13 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти разделов, заключения, списка литературы и приложений. Работа содержит- 129 страїшц машинописного текста, 35 рисунков и таблиц, в списке литературы 77 работ, общий объем 129 страниц.
