Структура построения и особенности алгоритмического обеспечения

Дата добавления: 2014-10-02 | Просмотров: 1438

Необходимое для практики увеличение информационной автономности ИСОН морского применения в части выработки курса, угловой скорости изменения курса ( ) и углов качки было достигнуто в разработанном в ЦНИИ «Электроприбор» экспериментальном образце двухантенного GPS–компаса «ИСОН-1» (рис. 4.2.8а…4.2.8б) с длиной базы между антеннами 1.5 м [80].

Это было достигнуто тем, что :

• в измерительный модуль БИИМ дополнительно к блоку на ММД и магнитометрах (МД) устанавливается ВОГ с измерительной осью, ортогональной плоскости палубы. Как показали исследования, точностные требования к ВОГ могут быть на уровне ВОГ типа ВГ035ПД ф. «Физоптика» (1 ):

- смещение нуля от пуска к пуску – до 10 ⁰/ч;

- нестабильность нуля в пуске 0.3…0.6 ⁰/ч;

- шумовая составляющая около 7 ⁰/ч на частоте 100 Гц;

- погрешность масштабного коэффициента на уровне 0.1 %;

• в вычислительный модуль системы дополнительно поступают данные от судового лага и блока магнитометров для формирования соответствующих разностных измерений и их обработки с целью реализации автономного режима работы ИСОН;
• данные встроенных в корпусе БИИМ двух плат приемников СНС используются при начальном запуске БИИМ с целью определения начального значения курса судна и калибровки ВОГ. А также и периодически в процессе эксплуатации при движении судна с постоянным курсом и видимости используется информация от приемников СНС.

На рис. 4.2.7 изображена блок-схема рассматриваемой ИСОН, содержащей автономный режим работы.

Рис. 4.2.7. Блок-схема интегрированной системы «ИСОН-1»

(ИБ на ММД и МД – измерительный блок на микромеханических датчиках и магнитометрах, входящий в состав БИИМ; - курс, K_mk - курс магнитный, - углы качки; - вертикальные перемещения судна; - оценки погрешностей по курсу и углам качки; DGPS – в вычислительном модуле системы предусмотрена возможность приема диффпоправок)

Существо алгоритмического обеспечения задачи совместной обработки навигационных данных в рассматриваемой интегрированной системе сводится к формированию следующих разностных измерений:

• известных скоростных и позиционных измерений вида (2.4.4) и (2.4.5) с опорой на данные навигационного решения от ПА СНС;

• фазовых измерений путем сравнения расчетных (по данным БИИМ и эфемерид ) и измеренных (по данным приемников СНС от разнесенных на определенной базе антенн) значенийвторых разностей фазовых измерений

, (4.2.12)

где в разностях присутствуют с соответствующими весами погрешности решения в БИИМ задачи ориентации объекта, неоднозначности вторых разностей фазовых измерений, погрешности ориентации базы в осях объекта и шумы измерений;

• скоростных измерений вида (2.4.11) с опорой на данные относительного лага

(4.2.13)

где - шумы измерений, включающие морские течения, неизмеряемую поперечную составляющую вектора линейной скорости судна и инструментальные погрешности лага;

• дополнительного курсового измерения, которое используется в качестве резервного при отказе ПА СНС и которое приближенно может быть представлено в виде

, (4.2.14)

где - - курс от магнитного компаса (МК), формируемый по данным блока магнитометров

(4.2.15)

здесь , - сигналы магнитометров в осях объекта;

, - систематическая и флуктуационная погрешности МК.

Измерения (4.2.12) совместно с скоростными и позиционными измерениями вида (2.4.4) и (2.4.5) используются как при запуске системы, так и в процессе плавания для оценки и коррекции погрешностей БИИМ по курсу, углам качки и навигационным параметрам. А также для калибровки дрейфов ВОГ и ММД в условиях отсутствия «сбоев» ПА СНС и видимости .

При отсутствии данных от ПА СНС работа ИСОН осуществляется в автономном режиме с использованием скоростных измерений (4.2.13).