ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Реализация интегрированных систем навигации маневренных летательных аппаратов из "Управление и наведение беспилотных маневренных летательных аппаратов на основе современных информационных технологий " В предыдущих главах книги обсуждались различные варианты совместного использования (интегрирования) инерциальных навигационных систем аппаратуры потребителя ГЛОНАСС/GPS с целью достижения потребных тактико-технических характеристик подобных интегрированных навигационных систем. При этом основное внимание уделялось методическим аспектам построения подобных систем, включая обсуждение достоинств и недостатков того или иного подхода. [c.116] Настоящий раздел посвящен обсуждению существующего опыта реализации интегрированных навигационных систем маневренных беспилотных летательных аппаратов, включая отдельные вопросы сопряжения этих систем с бортовой системой ЛА в целом. [c.116] Наиболее приемлемы для рассматриваемого типа аппаратуры схемы слабо-, жестко- и глубоко интегрированных систем. Это связано с наличием у этих систем ряда положительных качеств, перечисленных в разделе 2.2, которые особенно ярко проявляются на высоко динамичных объектах. Так, переход к слабо связанной схеме позволяет при относительно небольших материальных затратах существенно повысить точность системы за счет постоянной оптимальной коррекции БИНС, в том числе коррекции инерциальных датчиков. Использование жестко связанной схемы дополнительно позволяет улучшить качество слежения за спутниковыми сигналами и снизить время восстановления после срыва слежения. Это особенно актуально для объектов с большими угловыми скоростями движения и большими амплитудами изменения углов крена, тангажа, курса. Организация системы по глубоко интегрированной схеме позволяет реализовать описанные выше преимущества при меньших массогабаритных характеристиках и меньшем энергопотреблении, что чрезвычайно важно для малогабаритных объектов с дефицитом энергетических ресурсов. Следует отметить, что последняя схема оказывается менее функционально надежной, на что уже указывалось ранее (раздел 2.2). [c.117] Таким образом, исходя из самых общих рассуждений, предпочтение следует отдавать слабо- и жестко связанной схемам, как обеспечивающим более высокие точность, устойчивость слежения и надежность информационного обеспечения по сравнению с другими схемами. Вместе с тем при проектировании малогабаритных аппаратов целесообразным может оказаться переход к глубоко интегрированной схеме. [c.117] Инструментальные погрешности инерциальных навигационных систем моделируются постоянными составляюш,ими, составляюш ими, зависящими от перегрузок, случайной компонентой формируемой как случайный процесс с заданными корреляционными свойствами (создается формируюпдий фильтр, см. п. 3.6.2). [c.118] Ошибки выставки и ввода начальных условий задаются случайными переменными, и определяют начальное значение матрицы ко-вариаций. Вычислительные погрешности имитируются белым шумом с интенсивностью, зависяш,ей от разрядной сетки вычислительной машины. [c.118] Для реализации комплексов указанной структуры чаще всего используют БИНС на лазерных гироскопах. Их достоинством является высокая точность и простота эксплуатации. Использование механических гироскопов, включая ДНГ, вряд ли является оправданным. [c.118] Еще одной возможностью построения комплексов является создание малогабаритных систем на основе микромеханических датчиков. Достоинство этих систем прежде всего в их чрезвычайно малых размерах, массе, энергопотреблении. [c.118] Суммируя итоги проведенного анализа, можно сделать вывод, что комплексы перспективных беспилотных маневренных ЛА должны иметь перестраиваемую структуру, позволяющую в зависимости от различных внешних и внутренних факторов работать по алгоритмам как слабо-, так и сильно связанной схемы. При этом они должны быть способны обрабатывать в качестве измерений как координаты и скорости, так и псевдодальности и псевдоскорости. Используемые при этом БИНС на современном этапе развития навигационной техники должны строиться на лазерных гироскопах. [c.118] Выходные данные ИНС, оперирующей в географической системе координат, с частотой 20 Гц поступают в центральный процессор, реализующий расширенный фильтр Калмана для 15-мерного вектора состояния, компоненты которого включают составляющие ошибок дрейфа ИНС. При этом ИНС с частотой 10 Гц корректирует каналы слежения за НИСЗ, что позволяет одноканальному приемнику захватить сигналы спутников и осуществлять слежение за ними при любой пространственной ориентации ракеты. [c.121] Выдача данных для коррекции ИНС осуществляется в начале двенадцатой секунды цикла выполнения калмановской фильтрации. При этом в момент преобразования координат поправка высоты относительно центра Земли трансформируется в поправку относительно уровня моря. В случае слежения приемника за тремя НИСЗ коррекция по высоте исключается. [c.121] Достоинством такой схемы является высокая надежность интегрированной системы, а недостатком — возможная коррелированность ошибок оценок, поступающих от Г Л ОНАСС / GPS-приемника на вход второго фильтра Калмана, и необходимость синхронизации измерений ИНС и Г Л ОН АСС / GPS-приемника. [c.121] Особенности реализации сильно (жестко, глубоко) связанных систем поясняются с помощью рис. 4.11. Здесь роль ИНС сводится лишь к измерению параметров поступательного и вращательного движений. По этой причине в таких системах ИНС включает лишь акселерометры и гироблоки, а в составе Г Л ОН АСС / GPS-приемника присутствуют лишь высокочастотный блок и блок, раскрывающий навигационное послание (коррелятор). В такой структуре ИНС и Г Л ОН АСС/GPS-приемник обеспечивают навигационные измерения для общего процессора обработки данных. [c.121] В такой системе фильтр Калмана оценивает вектор состояния, включающий двадцать—сорок компонент, и для его реализации требуется БЦВМ с высоким быстродействием. [c.121] Большое значение для точностных характеристик интегрированных комплексов с различными схемами сопряжения имеет выбор сложности реализуемых в их процессорах фильтров Калмана, т. е. размерность оцениваемого вектора состояния, характеризуюш,его количество учитываемых составляюш,их ошибок ИНС и Г Л ОНАСС / GPS-приемника. [c.123] Вернуться к основной статье