Многоканальный глонасс/gps приемник

Перейдем теперь к описанию математических моделей измерений, реализуемых многоканальным приемником ГЛОНАСС/GPS. Здесь мы полагаем, что для приема сигналов СНС используется многоканальный комбинированный (ГЛОНАСС/GPS) приемник, осуществляющий формирование первичных кодовых (псевдодальность, псевдоскорость) измерений или оценок положения и скорости ц.м. вертолета (или точнее, фокуса антенны приемника СНС) в географической (WGS-84 или ПЗ-90) СК [ ] на основе традиционной двухконтурной схемы [7.10] и обновлением навигационного решения с частотой 1 Гц.

Наиболее общие математические модели этих измерений приведены выше в главе 2. Здесь мы приведем более утилитарную модель измерений, используемую при построении функционально-программного прототипа бортового интегрированного комплекса беспилотного вертолета.

Так как в слабосвязанной схеме комплексирования навигационных данных используются именно оценки, формируемые приемником, то в рамках рассматриваемого процесса имитационного моделирования достаточно использовать простую стохастическую модель формирования данных оценок с учетом влияния необходимого состава возмущающих факторов, а именно:

(7.43)

где

- “истинные” (полученные с помощью моделирования) координаты вертолета в географической СК;

- компоненты вектора “истинной” скорости вертолета в географической СК;

–погрешность в определении координат, вносимая бортовой аппаратурой навигационных космических аппаратов (НКА), вызванная неучетом релятивистского эффекта замедления хода бортовых часов НКА в системе отсчета, связанной с навигационной аппаратурой потребителя; погрешностью групповой задержки навигационного радиосигнала в бортовой аппаратуре НКА, ошибками эфемерид и величиной ухода бортовых часов НКА – моделируется случайной гауссовской величиной с нулевым математическим ожиданием и заданным СКО ;

–погрешность в определении координат, вызванная ионосферной задержкой сигнала – моделируется случайной гауссовской величиной с нулевым математическим ожиданием и заданным СКО ;

–погрешность в определении координат, вызванная тропосферной задержкой сигнала – моделируется случайной гауссовской величиной с нулевым математическим ожиданием и заданным СКО ;

–погрешность в определении координат, вызванная эффектом многолучевости (эффект многократного переотражения навигационного радиосигнала от естественных препятствий, находящихся в непосредственной близости от принимающей антенны приемника) – моделируется случайной гауссовской величиной с нулевым математическим ожиданием и заданным СКО ;

–погрешность в определении координат, вносимая внутренними шумами приемника – моделируется случайной гауссовской величиной с нулевым математическим ожиданием и заданным СКО ;

- систематическая погрешность определения компонент вектора скорости вертолета, вносимая высокочастотной чаcтью приемника– моделируется случайной гауссовской величиной с нулевым математическим ожиданием и заданным СКО ;

- случайные аддитивные составляющие ошибок оценивания компонент положения, представляющие собой стационарные случайные процессы с нулевым математическим ожиданием и корреляционной функцией вида:

где - среднеквадратическое отклонение от среднего значения;- коэффициент затухания корреляционной функции для случайной ошибки оценки i^ой координаты;

- случайные аддитивные составляющие ошибок оценивания компонент вектора скорости, представляющие собой стационарные случайные процессы с нулевым математическим ожиданием и корреляционной функцией вида:

где - среднеквадратическое отклонение от среднего значения;- коэффициент затухания корреляционной функции для случайной ошибки оценки i^ой компоненты;

Все перечисленные выше систематические и случайные ошибки рассматриваются как случайные величины и процессы, т.е. представляют собой результат влияния неучтенных возмущающих факторов и использование упрощенных моделей измерений.

Процесс навигационных определений с помощью многоканального ГЛОНАСС/GPS приемника предполагает вычисление географических координат вертолета на основе высоты, долготы и широты вертолета. Такой пересчет осуществляется с использованием формул (7.2 и 7.3).

Для использования навигационных определений, полученных с помощью многоканального ГЛОНАСС/GPS приемника в интегральном фильтре Калмана, необходимо пересчитать полученные оценки компонент положения в сферическую географическую СК и компонент скорости вертолета в горизонтную СК:

(7.44)

, (7.45)

где

- вектор оценок скорости вертолета в горизонтной СК;

- вектор оценок скорости вертолета в географической СК;

- матрица перехода между географической и горизонтной СК, определяемая с использованием (7.2).