Решение навигационной задачи на основе тесной интеграции инерциально-спутниковых навигационных систем, комплексируемых с одометром, без упрощающих допущений о модели объекта и о траектории его движения. Доказано эффективность полученного решения.
Аннотация к работе
Решение задачи тесной интеграции инерциально-спутниковых навигационных систем, комплексируемых с одометром Рассмотрено решение навигационной задачи на основе тесной интеграции инерциально-спутниковых навигационных систем, комплексируемых с одометром, в самом общем случае - без упрощающих допущений о модели объекта, о траектории его движения и т.д.В связи с этим возникает задача разработки такого подхода, который позволял бы решить задачу тесной интеграции инерциально-спутниковых НС в самом общем случае - без допущений о величине и характере ошибок измерения, о траектории движения объекта и пр., а также обеспечивал возможность обобщения этого решения на случай комплексирования с другими внешними измерителями, например, одометром. Для решения данной задачи далее используем правые системы координат (СК) [2,3]: · - приборную СК (ПСК) J , начало которой расположено в центре масс (ЦМ) объекта, а оси направлены по взаимно ортогональным осям чувствительности приборов измерительного комплекса БИНС, · - вращающуюся вместе с Землей гринвичскую СК (ГРСК) , · - инерциальную СК (ИСК) с началом в центре Земли, · - сопровождающую (ССК) S OXYZ, начало которой совпадает с центром масс объекта, ось совпадает с направлением местного меридиана, ось направлена по линии отвеса от центра Земли, а ось дополняет систему до правой. Система уравнений навигационных параметров исследуемой БИНС, инвариантная к характеру движения объекта и виду его физической модели, имеет в этом случае следующий вид [3,10]: (1) , , где a, b, g - углы Эйлера-Крылова, определяющие ориентацию трехгранника ПСК относительно ИСК, - вектор измерений трех ортогональных ДУСОВ, - вектор аддитивных помех измерения ДУСОВ (белый гауссовский шум (БГШ) с нулевым средним и матрицей интенсивностей ), долгота, широта, h - высота объекта, - проекции линейной скорости объекта на соответствующие оси сопровождающей СК, - радиус Земли, - угловая скорость вращения Земли, - гравитационное ускорение, - вектор выходных сигналов акселерометров, - вектор помех акселерометров (БГШ с нулевым математическим ожиданием и матрицей интенсивностей ), - матрица направляющих косинусов, определяющая ориентацию ССК относительно ПСК, - матрица поворота 2-города [4], определяющая ориентацию ПСК относительно ИСК (приведена в Приложении 1), - матрица 2-города, определяющая ориентацию ССК относительно ИСК. В связи с этим, рассмотрим далее возможность использования в качестве наблюдателя вектора навигационных параметров дифференциального одометра (хронометрического спидометра), выходной сигнал которого пропорционален модулю скорости подвижного объекта и может быть представлен следующим образом: Z=?S WS=k WS = H(Y,t) WS , (5) где ?S - текущее приращение пройденного объектом пути за такт измерения, k - коэффициент пропорциональности, WS - помеха измерения, описываемая в общем случае БГШ с нулевым математическим ожиданием и интенсивностью .Полученные результаты и численные оценки позволяют сделать вывод как о теоретическом решении задачи тесной интеграции СНС и БИНС с использованием других внешних измерителей (одометров), так и о возможности эффективного практического использования предложенного подхода.