Формирование измерений для задачи ориентации

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

Для вторых разностей измеренных значений фазовых измерений дальностей от до антенн приемников СНС (разности между первыми разностями, относящиеся к одному моменту времени, но к разным ), имеем

. (4.2.16)

где - вычисленное по измерениям разности фаз сигнала на разнесенные антенны (опорную антенну и отнесенную ) значение направляющего косинуса орта (задающего направление на ) относительно базы .

При этом используется распространенный способ формирования вторых разностей, когда выбирается основной (опорный) , первые разности измерений для которого вычитаются из первых разностей измерений для остальных наблюдаемых .

Как уже отмечалось, располагая данными о декартовых координатах в гринвичской системе координат точки размещения на объекте опорной антенны и параметрах ориентации объекта от БИИМ, а также известными эфемеридами от ПА СНС, можно рассчитать направляющие косинусы орта соответственно в гринвичской (4.2.5) и географической (4.2.6) системах координат.

В связанных с объектом осям получим

(4.2.17)

Тогда можем сформировать расчетное значение направляющего косинуса орта относительно базы

. (4.2.18)

Соответственно для вторых разностей расчетных значений фазовых измерений получим

. (4.2.19)

Сравнивая расчетные и измеренные значениявторых разностей фазовых измерений, формируются искомые разностные измерения

, (4.2.20)

которые содержат с соответствующими весами в основном погрешности решения БИИМ задачи ориентации объекта (погрешности матрицы ориентации, однозначно связанные с погрешностями аналитического построения географического сопровождающего трехгранника: ; где - основная погрешность по курсу, - погрешности построения вертикали места), погрешности , ориентации базы (для продольной базы) относительно связанных с объектом осей, неоднозначности вторых разностей фазовых измерений (где - длина волны излучаемого сигнала, –целое число длин волн – собственно неоднозначность в фазовых измерениях) и шумы измерений.

Полагая начальные погрешности БИИМ по навигационным параметрам и параметрам ориентации объекта в пределах малости (например, по курсу – порядка 10⁰ при использовании магнитных датчиков, по углам качки - 3⁰), допустима линеаризация измерений (4.2.20). При этом вклад погрешностей БИИМ в измерения (4.2.20), как правило, при базе в пределах 1 м не превышает половины длины волны излучаемого сигнала.

Предварительная обработка разностных измерений (4.2.20) заключается в следующем. Т.к. априори известно, что полезная информация вместе с шумами составляет менее одной длины волны излучаемого сигнала в значениях приведенного измерения , то исключая целое число из значения и оставляя его дробную часть , тем самым исключается из восстановленных измерений неоднозначность фазовых измерений до уровня одной длины волны. При этом необходимо учитывать также и дополнительную неоднозначность вида , где - различие в длине волны излучаемых сигналов ГЛОНАСС. Остаточная неоднозначность фазовых измерений в пределах одной длины волны как случайная величина включается в число оцениваемых параметров [20, 79].

Измерения вместе с разностными измерениями по навигационным параметрам поступают для последующей обработки в задачу оценивания с использованием алгоритмов обобщенного фильтра Калмана.

Оценки, выработанные в ФК, поступают в обратную связь для коррекции погрешностей БИИМ в выработке параметров ориентации и навигационных параметров, компенсации погрешностей гироскопов и акселерометров, а также коррекции измерений в части их остаточной неоднозначности и погрешностей ориентации базы относительно связанных с объектом осей.

При разнесении двух антенн ПА СНС в осях объекта номинальные и приборные значения направляющих косинусов вектора в связанных с объектом осях будут равны

, (4.2.21)

где - погрешности ориентации орта . При этом значения могут оцениваться по результатам обработки измерений (4.2.20), а составляющая - из условия нормирования орта : .

В этом случае линеаризованные разностные измерения вида (4.2.20) для после предварительной обработки могут быть представлены в следующем виде

(4.2.22)

где - направляющие косинусы вектора-базы в географических осях, т.е. элементы вектора ;

и - элементы ортов , (направляющие косинусы орта относительно соответственно географических осей и осей объекта), формируемые согласно соотношениям (4.2.6), (4.2.17);

- погрешности, обусловленные остаточной неоднозначностью вторых разностей фазовых измерений для пары спутников и ;

- шумы измерений, включающие в основном измерительные шумы ПА СНС.