Розробка способу контролю місця судна багатопозиційною радіолокаційною системою - Автореферат

ОДЕСЬКА НАЦІОНАЛЬНА МОРСЬКА АКАДЕМІЯ РОЗРОБКА СПОСОБУ КОНТРОЛЮ МІСЦЯ СУДНА БАГАТОПОЗИЦІЙНОЮ РАДІОЛОКАЦІЙНОЮ СИСТЕМОЮОптимізація структури багатопозиційної радіолокаційної системи полягає у тому, що при завданих характеристиках точності вимірювань дистанції і пеленга станціями і їх числі необхідно розмістити станції так, щоб досягти мінімального значення скалярного критерію точності (дисперсії позиційної погрішності). Показано, що розробка аналітичної процедури урахування обмеження по розміщенню станцій системи є достатньо громіздкою і трудомісткою, що зумовило розробку імітаційної моделі вибору оптимальної структури системи радіолокаційних станцій, використовуючи електронні карти даного району розміщення станцій системи. У роботі проведено аналіз можливостей устаткування підходів до порта Феодосія багатопозиційними радіолокаційними системами, структура яких включає до шести радіолокаційних станцій, одержані оцінки точності і позитивний висновок відносно пропонованих структур устаткування радіолокаційних станцій. Оптимизация структуры многопозиционной радиолокационной системы заключается в том, что при заданных точностных характеристиках измерений дистанции и пеленга станциями и их числе необходимо разместить станции таким образом, чтобы достигнуть максимальной точности обсервации судна в некотором заданном районе. Обобщая полученные результаты имитационного моделирования, следует отметить, что в работе получен способ выбора оптимальной структуры многопозиционной радиолокационной системы, использующий графическое отображение ее структуры и соответствующее распределение значений скалярного показателя точности в районе действия системы.Незважаючи на зростаюче технічне оснащення суден і розробку систем берегового базування для забезпечення контролю за їх місцеположенням, плавання суден в стислих водах через інтенсивне судноплавство та навігаційні перешкоди значно ускладнено, що створює передумови для виникнення аварійних ситуацій. Більше двох третин всіх навігаційних аварій суден відбувається в стислих водах, що свідчить як про велику складність умов плавання в них, так і про необхідність вдосконалення методів судноводіння в таких районах. Значне підвищення надійності судноводіння, яке зменшує ризик виникнення аварій, можливе при розробці альтернативи супутниковій навігаційній системі у вигляді високоточної наземної системи визначення місця судна. Тому розробка такої системи відповідає сучасним запитам практики і визначає актуальність та перспективність проведення наукових досліджень з вибраної тематики. Вперше розроблено спосіб високоточного визначення місця судна в стислих водах, який складається з методу і засобу відмінних тим, що: метод високоточного визначення місця судна побудований на використанні надмірних навігаційний параметрів (пеленгів та відстаней), які оброблюються методом максимальної правдоподібності; засіб представляє багатопозиційна радіолокаційна система, що складається з декількох радіолокаційних станцій (РЛС), одна з яких є головною і приймає виміряні навігаційні параметри з інших станцій та оброблює їх запропонованим методом з наступною передачею високоточних координат на судно, що супроводжується.У залежності від характеру задач, для їх рішення були застосовані: методи дослідження операцій для декомпозиції головної задачі дисертаційного дослідження декількома складовими; теорії ймовірностей в частині випадкових багатовимірних величин для опису математичної моделі скалярного показника точності системи контролю місця судна; теорії надійності і комбінаторики для оцінки характеристик точності багатопозиційної радіолокаційної системи; теорії похибок для опису залежності величини скалярного показника точності від структури багатопозиційної радіолокаційної системи, а також методи синтезу моделей при розробці імітаційної моделі дисертаційного дослідження. Виконаний аналіз чисельних характеристик розподілу показника точності показав, що при чотирьох радіолокаційних станціях в системі мінімальне значення показника точності складає 16-17 МІ, а для системи з шести РЛС - 14-15 МІ. Система має в своєму складі радіолокаційну станцію , яка є головною, оскільки до неї поступає і обробляється інформація про положення супроводжуваного судна, виміряна допоміжними станціями . У загальному випадку в дисертації розглянуто два варіанти устаткування судноплавного локального району багатопозиційною радіолокаційною системою, які формулюються як різні оптимізаційні задачі, що передбачають оптимізацію структури системи по різним критеріям. Для синтезу багатопозиційної радіолокаційної системи показником точності контролю місця супроводжуваного судна був вибраний скалярний критерій точності, повязаний з коваріаційною матрицею векторіальної похибки.Рішення полягає в застосуванні способу синтезу багатопозиційних радіолокаційних систем, структуру яких можна оптимізувати по критерію точності, змінюючи число станцій і їх взаємне розташування.

2. Основний зміст