2. Формирование разностных измерений для магнитного поля Земли

При использовании в составе БИИМ блока магнитометров и привлечении в качестве априорной информации цифровой карты магнитного поля Земли по траектории полета ЛА в вычислителе ИСОН формируются следующие разностные измерения:

• по навигационным параметрам для погрешностей в выработке составляющих вектора относительной линейной скорости объекта в проекциях на географические оси и погрешностейвыработки географических координат места (по широте, долготе и высоте) измерения для каждого из наблюдаемых;

• по параметрам магнитного поля Земли:

, (1)

где

- текущие приборные значения магнитометров, установленных в осях ИБ БИИМ, приведенные к осям объекта:=, здесь- матрица привязки измерительных осей ИБ БИИМ к осям объекта;

- матрица ориентации объекта, вычисляемая в алгоритмах БИИМ (задача ориентации);

- значения составляющих вектора напряженности магнитного поля Земли по траектории полета в осях сопровождающего географического трехгранника, вычисляемые по данным карты (- модуль вектора,- склонение,- наклонение):

, ,,. (2)

Положим, что имеют место аномалии магнитного поля Земли в географических осях, т.е. погрешности знания реального магнитного поля по траектории полета объекта. А также погрешностиматрицы ориентации, однозначно связанные с погрешностямианалитического построения в алгоритмах БИИМ трехгранника(где- основная погрешность по курсу,- погрешности построения вертикали места), и погрешностимагнитометров. Которые включают смещения нулейи флуктуационные составляющие. В этом случае линеаризованные разностные измерения (4.3.1) можно представить в виде

, (3)

где ,

, ,

или в скалярном виде

,

,

, (4)

где - элементы матрицы,

- шумы измерений, включающие флуктуационные составляющие погрешностей магнитометров в проекциях на географические оси.

3. Формирование разностных фазовых измерений снс

При формировании разностных фазовых измерений путем сравнения расчетных (по данным БИИМ и эфемерид ) и измеренных (по данным приемников СНС от разнесенных на определенной базе антенн) значений вторых разностей фаз согласно (4.2.20) имеем

, (5)

где в разностях присутствуют с соответствующими весами погрешности решения в БИИМ задачи ориентации объекта, неоднозначности измеренных значений вторых разностей фаз, погрешности ориентации базы в осях объекта и шумы измерений.

Полагая начальные погрешности БИИМ по навигационным параметрам и параметрам ориентации объекта в пределах малости (как результат начальной выставки БИИМ по внешней информации перед стартом ЛА) допустима линеаризация измерений (5). Как уже отмечалось ранее предварительная обработка разностных измерений (5) заключается в исключении исходной неоднозначности фазовых измерений с точностью до одной длины волны.

Линеаризованные разностные измерения (5) в данном случае (рис. 1) для двух баз могут быть представлены в следующем виде:

(6)

где

- погрешности БИИМ в решении задачи ориентации по построению географического сопровождающего трехгранника ;

- направляющие косинусы ортов антенных баз в географических осях, т.е. элементы векторов;

- элементы орта- направляющие косинусы ортаотносительно географических осей;

–остаточная неоднозначность фазовых измерений в пределах одной длины волны;

–шумы измерений, включающие в основном шумы измерений фазы несущей ПА СНС и погрешности привязки баз к осям объекта.

Измерения вместе с разностными измерениями по навигационным параметрам поступают для последующей обработки в задачу оценивания с использованием алгоритмов фильтра Калмана.

Следует заметить, что при вращении объекта по углу крена направляющие косинусы , как сомножители при погрешностях ориентации, носят колебательный характер и обеспечивают эффективную наблюдаемость погрешностей БИИМ на фоне шумов измерений. При этом из-за затенения первыепол-оборота используются фазовые измерения для первой базы , вторые пол-оборота – для второй .