Лекция №4 алгоритмы определения основных пилотажно-навигационных параметров полета

Текущие значения параметров движения ЛА в пространстве в целях повышения их точности рассчитываются в виде оптимальных с точки зрения среднеквадратических ошибок оценки каждого из параметров.

Для определения таких оценок могут использоваться методы оптимальной обработки информации, а также значения математических ожиданий измерений параметров за несколько циклов вычислений при дискретной обработки информации или использования интеграторов из заданным значением времени интегрирования.

Для навигационных параметров, обладающих избыточностью (структурной или информационной) могут быть применены комплексные методы обработки с применением оптимальных фильтров.

На современных ПНК эти методы применяются наиболее часто для оценки составляющей путевой скорости ЛА в инерциально-доплеровской системе навигации.

Возможный вариант построения функциональной схемы таких систем представлен на рис. 1.

Рисунок 1 Система обработки и оценки путевой скорости системы ИНС-ДИСС

Как видно из рис. 1, в такой системе реализуется алгоритм обработки информации с ДИСС и ИНС по схеме компенсации. При этом полученные в результате комплексной обработки информации значения проекций путевой скорости используются для коррекции инерциальной системы. В свою очередь информация ИНС об углах крена , тангажа и курса , используется в ДИСС для пересчета вектора путевой скорости на оси гироплатформы ИНС, то есть для вычисления .

Рассмотрим особенности оценки высоты полета.

1. Различные начала отсчета у различных измерителей высоты и ее производных (баровысотомер, вариометр) – связаны с изобарической поверхностью районов полета; РВ – с земной поверхностью, вертикальный акселерометр – с полем ускорения.

2. Необходимость для различных условий полетов ЛА измерять различные высоты и их производные.

В связи с этим возникают проблемы комплексирования измерителей высоты из-за расхождения в полетной информации.

В качестве примеров рассмотрим некоторые типовые схемы субоптимальной фильтрации продольного движения.

Оценка вертикальной скорости

,

(1)

где - оценка вертикальной скорости;

- действительная вертикальная скорость;

- шум акселерометра.

Рисунок 2 Схема комплексирования вариометра и акселерометра

линейных ускорений

Схема, представленная на рис. 2, позволяет ликвидировать инерционность вариометра. Ошибка вариометра незначительна, а шумы ДЛУ фильтруются инерционным звеном. Однако необходимо в данной схеме обеспечить равенство постоянных времени запаздывания вариометра и фильтра в цепи сигнала акселерометра.

Для оценки производной истинной высоты путем дифференцирования сигнала РВ приходиться сталкиваться с высоким уровнем высокочастотных шумов. Фильтрация такого сигнала приводит к запаздыванию полезного сигнал, связанного со сменой высоты. В этом случае хорошие результаты можно получить путем комплексирования РВ с вертикальным акселерометром

В этом случае хорошие результаты можно получить путем комплексирования РВ с вертикальным акселерометром (рис. 3).

Для схемы рис. 3 выходной сигнал в операторной форме имеет вид

,

(2)

где - оценка скорости истинной величины;

- действительная вертикальная скорость;

- вторая производная высот рельефа местности;

- шум РВ после дифференцирования;

- шум акселерометра.

Здесь шумы и интенсивно фильтруются апериодическими звеньями, а наличие в выходном сигнале составляющей можно рассматривать как полезный эффект фильтрации дробной структуры рельефа в сигнале .

Рисунок 3 Схема комплексирования и