Интегрированные системы ориентации и навигации для морских подвижных объектов - Анучин О.Н.
ISBN 5-90780-22-8
Скачать (прямая ссылка):
Для описания свойств изменяющихся во времени составляющих погрешностей используется традиционная модель стационарного случайного процесса, корреляционная функция которого аппроксимируется выражением
K11M = O1V^1I. (2,2.2)
где J = A2 = 5ф2,8Я.2,5/?2 обозначает рассматриваемую составляющую погрешности; — дисперсия случайной составляющей;
Ц/ — величина, обратная интервалу корреляции и характеризующая частотные свойства рассматриваемой погрешности. Можно считать, что численные значения этих параметров для современных ПА CHC ГЛОНАСС лежат в следующих пределах:
од =3 - 10 м, од^ = 5 - 15 м, цЛ2 =0,5 - 1,0 с"1. (2.2.3)
Для погрешностей определения составляющих вектора линейной скорости или приращений соответствующих координат будем использовать традиционную модель марковского процесса Первого порядка, численные значения параметров которой лежат в следующих пределах:
а,- = 1,0-6,0 см/с, ц,-=0,5- 1,0 с'1 (/ = 5*?.5Kv,SK/f). (2.2.4)
При этом дискретность выдачи информации потребителю составляет, как правило, 1 с.
150
Необходимо отметить, что высокая точность глобального определения геодезических координат места объекта с погрешностями, не превышающими в настоящее время 30 — 40 м (р=0,95), а в дифференциальном режиме на удалениях от контрольной станции до 200 - 300 км составляющими 5 — 10 м (р=0,95), а также возможность построения траектории движения фазового центра антенны ПА CHC относительно некоторой начальной точки с помощью доплеровских интегралов с погрешностями, не превышающими единиц сантиметров и не накапливающихся с течением времени, позволяют CHC второго поколения типа GPS или ГЛОНАСС считать одними из основных средств, обеспечивающих навигацию подвижных объектов различных классов.
Таблица 2.2 Бюджет погрешностей (la) фазового определения поправки ДК курсовой информации по средиеорбитным CHC (угл. мин)
Источники погрешности Тин вектора визирования (G1-G3)X(G2-G3
M но гол ученость распространения радиоволн 1,2
Шумовая погрешность измерения разности фаз (ГФ=0,7; Af =0.11 Гц) 0,23
Шумовая погрешность датчиков качек 0,1
Изменения положения фазового центра антенн 0,2
Ионосферная и тропосферная рефракшя 0.2
Результирующая погреіішость 1.3
Как показывает [60] анализ потенциальной точности определения по данным среднеорбитальных CHC в соответствии с приведенными ранее алгоритмами курсовой ориентации объекта поправок AK к информации БИИМ, бюджет погрешностей поправки AK представлен в табл. 2.2. При этом предполагается, что база, равная ~2 м, на которую разнесены приемные антенны фазового интерферометра ПА СНС, представляет собой абсолютно жесткое твердое тело.
2.3. Модель погрешностей относительного лага
В корабельных ИСОН для демпфирования шулеровских колебаний погрешностей в автономном режиме их работы предполагается использование данных относительного лага. Из отечест-151
венных лагов наибольшее распространение на кораблях и морских судах получили лаги индукционного типа, которые характеризуются достаточно низким уровнем инструментальных погрешностей. Так, для одного из последних отечественных лагов ИЭЛ-2 инструментальная погрешность в диапазоне скоростей от — 2 до + 10 уз, температуре забортной воды от — 2 до + 36°С и ее солености от 2 до 38^/ не превышает + 0,1 уз [21, 66]. Для индукционного лага, например, фирмы Litton Industries (США), инструментальная погрешность в диапазоне скоростей до 40 уз составляет + 0,05 уз |2L, 66].
Основная методическая погрешность относительных лагов определяется изменчивостью морских течений, северная и восточная составляющие которых могут быть представлены в виде [H]
SV/ = SV
т
EN.
(2.3.1)
0,1
И-1 =
0.2 —
' Ю
SV<j2) = -U2SKj2' + ^a2V2 ¦ ф). 0,4 уз, aj = 0,23 уз, U1 = 0.1 + |-
(2.3.2)
10
V - линейная скорость объекта в узлах.
Учитывая уровень изменчивости морских течений, инструментальными погрешностями относительных лагов, как правило, пренебрегают при совместной обработке их данных с данными инерциальньгх систем.
2,4. Модели погрешностей ИСОН в выработке навигационных и динамических параметров
Представим модель погрешностей ИСОН, которая по существу является моделью погрешностей БИИМ, корректируемого (демпфируемого) в составе ИСОН по данным СНС, НРЛС или лага, в выработке навигационных параметров и параметров ориентации в современной векторно-матричной форме в терминах пространства состояний:
152
F, 03x4T*,j J G. O3xAv, rv, Fy \_xv\ [о4х3 Gj, J_
" с, 03x4" и* '*.('<>)" x.tt
.O4X3 Су _ xy(l„)_ 1vo,
(2.4.1,
Ун-
Уо =
xv.
+ H'
+я
Л?дг •
Л?Я
+ ^ЗхЗ
А,,,
(2.4.3)
X. = [8а, 5т, Sp.f.x,-= [? Y ^E ^VnJ ,x1, = [AV1, AhJ -векторы состояний погрешностей соответственно аналогов ИСК и вертикали места, а также вертикального канала корректируемого БИИМ;
F,,Fy.Fh - матрицы динамики соответственно аналогов ИСК и вертикали места, а также вертикального канала БИИМ;
Fy*,F}ty — матрицы взаимосвязи соответственно аналога вертикали с аналогом ИСК и вертикального канала с аналогом вертикали;
w*,wy,wh и G,,Gy,Gj1 — входные возмущения и матрицы коэффициентов при входных возмущениях;
