Интегрированные системы ориентации и навигации для морских подвижных объектов - Анучин О.Н.
ISBN 5-90780-22-8
Скачать (прямая ссылка):
контроль принимаемой информации и состояния оконеч-"ЫХ устройств (ОУ);
ПА CHC-^
Штурманский пульт с автопрокладчиком
Рис.1.5. Радиальная структура информационных связей:
ГК - гирокомпас; цвм - цифровая вычислительная машина; ПА chc приемная аппаратура спутниковой навигационной системы
и оконечное устройство, которое осуществляет:
• сопряжение навигационных измерителей и потребителей магистралью;
• выполнение адресованных ему команд контроллера;
• контроль принимаемой информации.
Контроллер ПА CHC БОРТОВЫЕ
ПОТРЕБИТЕЛИ
Рис,1.6. Информационная сеть типа «общая шина» для ИСОН: ОУ - оконечное устройство: БИИМ - бескарданный шгерциальный измерительный модуль; ПА CHC - приемная аппаратура спутниковой навигационной системы; ЭКНИС — электронная картографическая навита пионно-информационная система
Скорость передачи информации по «обшей шине» составляет 1 Мбод.
И, наконец, в 1990 г. фирма Sperry Marine (США) разработала навигационную систему с быстродействующей информационной сетью в виде «эстафетного кольца», т.е. кольцевой магистрали. Главным элементом сети являются интерфейсные блоки (ИБ) и центры проводной связи, соединенные экранированными кабелями. При выходе из строя какого-либо узла сети он закрывается, а вся система продолжает работать через взаимосвязанные интерфейсные блоки. К кольцу подсоединены те же навигационные измерители и потребители данных. На рис.1.7 приведена информационная сеть в виде «эстафетного кольца» для ИСОН.
Каждый интерфейсный, блок представляет собой независимый локальный микропроцессор, преобразующий выходные аналоговые или цифровые сигналы своего навигационного измерителя в
27
Рнс.1.7. Информационная сеть в виде «эстафетного кольца» для ИСОН; HB1, ИБ2, И Bi- ИБ4 - интерфейсные блоки
стандартный, основанный на стандартах NMEA, для передачи их по кольцу к автоматизированному рабочему месту (АРМ) штурмана с навигационным пультом. Управление передачей информации в сети с помощью специального элемента — «маркера» позволяет достичь скорости 4 Мбод. Маркер посылается по кольцу из одного интерфейсного блока к следующему, осуществляя кііждьій раз запуск очередного интерфейсного блока для передачи собранной им информации в кольцо. При достижении навигационного пульта любым информационным пакетом его содержание принимается и выводится на дисплее для показа вахтенному штурману, а также при необходимости вводится в запоминающее устройство и в систему управления авторулевым.
Обновление информации в такой сети происходит путем перезаписи данных каждого пакета при его возвращении в исходный интерфейсный блок. Основными преимуществами таких сетей являются высокая скорость обмена информацией (быстродействие) и достаточно высокая надежность, так как в каждом навигационном измерителе имеется свой процессор (сеть является распределенной).
1.3 Режимы работы к используемые в ннх методы комплексной обработки информации
Режимы работы ИСОН определяются главным образом решаемой задачей и наличием ограничений на использование внешней по отношению к БИИМ информации. Из теории инер-
28
погрешности выработки навигационных и динамических параметров автономных систем определяются погрешностями знания начальных значений вырабатьгоаелшх параметров и инструментальными погрешностями чувствительных элементов (в основном, гироскопов и акселерометров). Для объектов, движущихся, вблизи поверхности Земли, эти погрешности имеют растущие во времени и колебательные составляющие с периодом, близким к1 суточному (Гс=24ч), и с шулеровским периодом (Tv = 84,4 мин). Совместная обработка в ИСОН информации БИИМ, СНС, относительного лага и HPJIC позволяет осуществлять демпфирование или коррекцию колебательных составляющих и ограничивать уровень растущих во времени погрешностей БИИМ, а также производить калибровку инструментальных погрешностей его чувствительных элементов. Это определяет следующие режимы работы ИСОН:
1. Режим начальной выставки (и калибровки).
2. Автономный режим.
3. Обсервационный режим.
4. Режим взаимодействия с бортовыми потребителями. Режим начальной выставки ИСОН включается после запуска
системы из холодного состояния и предназначается для нахождения оценок начального состояния погрешностей аналогов ииср-циальной системы координат (ИСК) и вертикали места, а также вертії кального канала БИИМ и их коррекции. Задача оценки решается в настоящее время, как правило, с использованием алгоритмов фильтрации калмановского типа, при этом для формирования измерений привлекаются либо геодезические данные о координатах места и «нулевое» значение вектора линейной скорости объекта (при выставке у пирса), либо данные CHC по координатам места и составляющим вектора линейной скорости (при выставке и море).
В прецизионных ИСОН. устанавливаемых на сам метах п MO])CKHX подвижных объектах, допускающих время готовности системы соответственно до 10 мин и до 2 ч и более, режим начальной выставки совмещается с режимом калибровки. Режим начальной выставки и калибровки ИСОН предусматривает^ нахождение оценок как начального состояния погрешностей системы, так и входных возмущений, представляющих собой инструментальные погрешности чувствительных элементов БИИМ. Это наиболее сложный режим работы системы, который характе-29
