Моделирование работы комплексированной навигационной системы подвижного объекта на основе совместного использования радиобаровысотомера и многоканального приемника снс глонасс/gps.
Постановка задачи: Потребитель (пользователь) СНС движется равномерно и прямолинейно в вертикальной плоскости (плоскости стрельбы) и оснащен комплексированной бортовой навигационной системой, включающей радиобаровысотомер и многоканальный приемник СНС ГЛОНАСС/GPS. Необходимо провести имитационное моделирование процесса навигационных определений на основе совместного использования обеих навигационных контуров с учетом неточности задания начальных условий, систематических и случайных ошибок измерений (варианты).
Методические указания к заданию №5.
В рамках данного задания используется траекторная СК (см. рис.5.1.), в которой уравнения движения объекта записываются в виде:
Y
y(t)
V
k
hизм
профиль высот
h(x)
x(t)X
где
V- абсолютная скорость объекта;
k- угол наклона траектории.
Необходимо отметить, что полный вектор состояния пользователя задается компонентами положения и скорости начальный вектор состояния является случайным, распределенным по нормальному закону с заданным вектором математического ожидания и ковариационной матрицей.
Для пользователя определен эталон профиля высот, находящийся в памяти бортовой ЭВМ и представляющий собой файл (массив), содержащий высоты опорных точек подстилающей поверхности. В промежутках между опорными точками значения эталонных высот восстанавливаются линейной интерполяцией.
Предполагается, что радиобаровысотомер, установленный на борту объекта, производит измерения текущей высоты в соответствии со следующим:
,
где hизм - высота, измеренная высотомером;
у - вертикальная координата объекта;
hпр(x) - текущая высота профиля подстилающей поверхности;
- систематическая ошибка измерений
высоты, представляет собой случайную
центрированную гауссовскую величину
с заданной дисперсией;
h - случайная аддитивная ошибка, представляющая собой реализацию случайного процесса, определяемого следующим уравнением формирующего фильтра первого порядка:
,
w – белый шум;
h и h – интервал корреляции и с.к.о. данного случайного процесса.
Моделирование работы резервного навигационного контура СНС сводится к следующему алгоритму:
где
- оценка положения
и скорости, вычисленная многоканальным
приемником ГЛОНАСС/GPS;
- «истинный» вектор
состояния объекта;
- ошибка
определения положения и скорости:
,
-
систематическая ошибка определения
координат и скоростей;
аддитивная
ошибка определения координат и скоростей,
представляет собой реализацию случайного
процесса, определяемого следующим
уравнением формирующего фильтра первого
порядка:
где
w – белый шум;
и – интервал корреляции и с.к.о. данного случайного процесса.
Определение положения и скорости объекта с использованием основного навигационного контура (радиобаровысотомера) заключается в решении уравнений дискретного фильтра Калмана:
где 
- апостериорная оценка отклонения
вектора состояния от опорного значения;
yi – вектор истинных измеренных параметров (высота над постилающей поверхностью);
Hi – матрица частных производных измеренных параметров по вектору состояния в окрестности опорной траектории;
Di – матрица интенсивностей шумов измерений.
Необходимо
помнить, что при определении матрицы H
(
)
нужно учитывать текущий профиль эталонных
высот, построенный на опорной траектории
объекта.
Кроме того, в состав расширенного вектора состояния объекта можно включить систематическую ошибку измерений высотомера с формальным диф. уравнением вида:
с целью уточнения значения ошибки и последующей коррекции опорных измерений.
Определение положения и скорости объекта с использованием комплексированного навигационного решения аналогично предыдущему случаю, однако в качестве опорного вектора состояния объекта необходимо использовать оценку, полученную многоканальным приемником СНС.
Кроме того, в состав расширенного вектора состояния объекта можно включить систематическую ошибку определения координаты y по данным СНС с формальным диф. уравнением вида:
