Интегрированные системы ориентации и навигации для морских подвижных объектов - Анучин О.Н.
ISBN 5-90780-22-8
Скачать (прямая ссылка):
?\< ¦
Матрица Ну и шумы \у измерений в соответствии с уравнениями (2.4.4) и принятыми допущениями в данном случае бу-д>т равны
'0 0 10] г ГГ
Ну= 0 0 0 1 ' vv = ^ bVKeY- <2-4-8)
Следует заметить, что при такой постановке задачи перемен-гйые вектора ху состояния системы содержат не полные погреш-
156
ностн аналога вертикали БИИМ, а только их динамические ^ ставляюшие, т.е. отклонения от смещений, обусловленных CHc тематическими составляющими инструментальных погрещнос^ ЧЭ БИИМ и начальной неопределенностью погрешностей ана лога ИСК 5т* (?) и 5р*(/о) в начальный момент времени.
Как известно [51], при включении фильтра Калмана в обрат, ную связь непрерывной динамической системы управляють сигнал u(t) (сигнал обратной связи) датжен быть равен
*(/)=-?(/>(/), (2.4.9)
где K(t) — матричный коэффициент усиления фильтра Калмана.
Подставляя (2.4.9) в уравнение (2.4.5) для расчетной модели погрешностей аналога всртикали БИИМ, получим, что динамика рассматриваемой замкнутой системы будет описываться уравне. н и ем
xv = (Fy-KyHy)Xj- + Gj-uy - KrVj/. (2.4.10)
полностью соответствующим уравнению для ошибок ху - Xy - ху оценок фильтра Калмана.
Отметим, что данный подход, когда для случая непрерывного времени отдельно канал оценок в фильтре Калмана не строится, а используется только ковариационный канал фильтра, справедлив лишь для случая полностью управляемой системы, причем управления вида (2.4.9) могут быть физически реализованы по всем переменным состояния системы. В противном случае предварительно необходимо формирование оценочного канала в фильтре Калмана по тем переменным состояния, для которьй управления вида (2.4.9) не могут быть физически реализованы Однако в связи с тем, что в современных навигационных системах реализуются в ЦВМ дискретные алгоритмы и, следовательно в реальной ИСОН реализуется дискретный алгоритм фильтр-1 Калмана, оценочный канал в фильтре, находяшемся в обратно11 связи системы, для дискретного времени строится по всем пер*1' менным состояния в соответствии с расчетной моделью погрей1' ностей системы. При этом в расчетной модели системы учитЫВЗ' ется факт замыкания обратной связи.
При начальной выставке ИСОН одновременно с выстави' аналога вертикали БИИМ решается и задача начальной выстави аналога ИСК. Для этого обычно привлекаются следующие п°31' ционные измерения, формируемые по данным БИИМ (верхн1 индекс «и») и ПА CHC (верхний индске «с»): 157
- Дф-5фС, 1
(2.4.11)
= ДА.--—Шс,
СОБф
где офС^^С = 5А.? соэф — погрешности CHC по координатам яеста.
расчетная модель погрешностей аналога ИСК БИИМ при аппроксимации погрешностей 8ф(~,5А.с CHC и остаточных погрешностей ?,7 выставки аналога вертикали белыми шумами, а также при использовании алгоритма фильтра Калмана в обратной связи может быть представлена в виде:
і» = /•A + G, w, + и«,
(2.4.12)
z, = Я,х, + v.,
где для БИИМ на ЛГ
- [5а, 5т, 5p*f , w, = [дсо^ Да>у, Д«2б]^ ,
(2.4.13)
[5а, 5т,
"0 0 0 "
0 0 І*
0 -А, 0
v
" о or
-1 tg<p 0
vx_
-ОфС-
1
1
=--bWc +-ys
COS ф COS ф
a управление формируется в виде (2.4.9).
Отметим, что достичь высокой точности начальной выставки HCDH без одновременной калибровки в пуске систематических составляющих инструментальных погрешностей ЧЭ БИИМ не представляется возможным. Поэтому данный режим запуска ИСОН используется на объектах, накладывающих существенное ограничение на время готовности системы, например, в ракетной технике. Калибровка систематических составляющих инструментальных погрешностей ЧЭ БИИМ в этом случае осуществляется только при изготовлении системы. В прецизионных ИСОН, устанавливаемых на самолетах и морских подвижных объектах, до-лускаюших время готовности системы соответственно до 10 мин и до 2 ч и более, режим начальной выставки совмещается с режимом калибровки.
158 11'
Режим начальной выставки и калибровки ИСОН, как уже отмечалось, 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 характеризуется значительной размерностью используемого в нем фильтра Калмана, так как все коррелируемые составляющие инструментальных погрешностей ЧЭ БИИМ включаются в вектор состояния расчетной модели системы. Например, режим начальной выставки и калибровки аналога ИСК для БИИМ на ЛГ при уже решенной задаче начальной выставки аналога вертикали приводит к размерности фильтра Калмана без учета УОЛ не менее 11. Так, в соответствии с принятым описанием моделей погрешностей ЛГ (2.1.67) вектор состояния расчетной модели системы в этом случае при использовании позиционных измерений (2.4.11) может быть представлен в следующем виде:
(2.4.14)
В соответствии с (2.4.14) должны быть описаны матрицы расчетной модели (2.4.12) погрешностей аналога ИСК БИИМ и измерений.
Так, ненулевые элементы матрицы динамики рассматривае-
те p. Awxb Доу, A®zb AMgx AMgz ?(, yrf
]
мой системы
