Методы определения пространственной ориентации вектора-базы. Разработка и исследование динамического алгоритма определения угловой ориентации вращающегося объекта на основе систем спутниковой навигации ГЛОНАСС (GPS). Моделирование алгоритма в MathCad.
Аннотация к работе
В настоящее время большой інтерес представляет радионавигационная аппаратура ГЛОНАСС и GPS, измеряющая пространственную ориентацию объектов. С развитием новых технологий в области спутниковых радионавигационных систем (СРНС) ГЛОНАСС и GPS навигационные измерения стали доступны практически во всех областях народного хозяйства, вплоть до бытовых приборов. Применение фазовых методов измерения радионавигационных параметров позволяет расширить функциональные возможности радионавигационной аппаратуры, в частности, измерять пространственную ориентацию объектов. Спутниковые радионавигационные системы ГЛОНАСС/GPS имеют особенности, которые затрудняют их применение в качестве угломерных систем. Основной проблемой при определении пространственной ориентации объектов является наличие фазовой неоднозначности измерения фазовых сдвигов. При использовании сигналов СРНС отношение длины баз к длине волны сигналов может составлять несколько десятков, поэтому в данном случае проблема разрешения фазовой неоднозначности стоит особенно остро. Такими методами являются переборные методы, в которых перебираются все возможные значения фазовых сдвигов сигналов НКА, а решение выбирается по критерию максимального правдоподобия. Определение пространственной ориентации объектов 1.1 Параметры пространственной ориентации Для решения задачи определения пространственной ориентации объектов необходимо осуществлять пересчет направляющих косинусов из одной системы координат в другую. Физические углы заданы в местной топоцентрической системе координат (ТЦСК) углами Эйлера. Координаты навигационных космических аппаратов (НКА) СРНС задаются в декартовой геоцентрической системе координат (ГЦСК), координаты объекта-потребителя определяются в геодезической системе координат. Геоцентрическая гринвичская система координат жестко связана с Землей. В России распространены референцная система координат 1942 года и общеземная система ПЗ-90 (Параметры Земли 1990 г.). Для решения системы уравнений (2.2.5) требуется поворот вектора-базы на достаточно большой угол. 2.3 Блок схема алгоритма Рис. 2.3 Блок-схема динамического алгоритма определения угловой направленности вращающегося объекта 2.4 Моделирование алгоритма в MathCad Для моделирования в MathCad14 файл формата *.xls с измерениями был разбит на 10 (Кс1, ……Кс10) файлов каждый из которых соответствует измерениям с одного спутника и содержит информацию о координатах НКА и измеренных фазах сигнала, также создан файл с координатами вектора базы. 2.4.1 Получение исходных данных Рис. 2.4.1 результаты вычисления траектории вектора-базы (X, Z) Рис. 2.4.2 результаты вычисления траектории вектора-базы (X, Y) 3 Технико-экономическое обоснование работы Для оценки и выбора наиболее конкурентоспособного метода среди подходов одного и того же класса, могут быть использованы различные методы анализа, применяемые на стадиях НИР и ОКР. Целью данной дипломной работы является выбор наиболее оптимального алгоритма определения угловой ориентации вращающегося объекта на основе систем спутниковой навигации «ГЛОНАСС (GPS)».