|
|
| Боровков Владимир Алексеевич. Алгоритм спутниковой радионавигации низковысотного космического аппарата при перерывах в поступлении измерений: Дис. ... канд. техн. наук : 05.07.09 ,-М.: РГБ, 2006, 2006 |
3.4.1 Формирование рекомендаций по выбору параметра регуляризации |
|
|
Как показано в 3.3 степень влияния параметра а на значение навигационной оценки Ј((t*), вычисленной регуляризирующим алгоритмом, можно оценить по значению параметра a0pt. При a0pt - 0 на основании структуры функционала I влияния на Ј((t*) погрешностей сглаживающего и стабилизирующего функционалов уравниваются. Как подтверждается статистическим моделированием, если aopt > 0, то влияние возрастает, а если aopt < 0, то влияние уменьшается.
Значение параметра aopt для t* можно использовать в качестве начального приближения для выбора величины весового множителя а в алгоритме 3.2.
в развитой теории решения некорректно поставленных задач предложены различные подходы к выбору параметра регуляризации а. Одним из подходов является описанный в /34/ метод обобщенной невязки, который устанавливает зависимость а от ошибок входных данных или, пользуясь терминологией операторного анализа, величинами ошибок правых частей уравнений и величинами ошибок, обусловленными ошибками оператора.
Опишем идею принципа обобщенной невязки выбора параметра а,, который в применении к рассматриваемому регуляризирующему алгоритму заключается в выборе значения параметра а из условия равенства двух невязок:
невязки двух векторов навигационных оценок, вычисленных в момент t* для выбранного а и для a = 0 при ошибках исходных данных, равных нулю;
невязки двух векторов навигационных оценок, вычисленных в момент t* для предельных значений ошибок модели и для ошибок модели, равных нулю.
Для вычисления а сначала последовательно вычисляются два спрогнозированных на момент времени t* вектора навигационной оценки в соответствии с разделом 3.2. Первый вектор вычисляется при a = 0 для невозмущенных векторов навигационных измерений и при отсутствии ошибок параметров модели (т.е. ошибок входных данных). Этот "номинальный" вектор, полученный без ошибок входной информации, обозначим qH(f) = (ХН, YH, 2м, VxH, VyK,Vz").
второй "возмущенный" вектор вычисляется, при a - О, для максимально возможных ошибок навигационных измерений и ошибок модели обозначим: qB(t*) = (XB, YB,ZB, VxB, VyB, VzB). вычисляется невязка между "номинальным" и "возмущенный" вектором. Невязка вычисляется в виде сферической ошибки по трём параметрам (Xй -XB)2+(YH -YB}2 +(ZH -2е)2. Необходимо решить задачу выбора параметра а. Параметр а выбирается из условия равенства невязки между "номинальным"
вектором оценки и вектором, вычисленным с этим параметром при отсутствии ошибок входных данных. Обозначим через qp(t*,a) = (Хр(а), Yp(a),Zp(a), Vxp(a), Vyp(a),Vzp(a)) регуляризированный вектор Е((Г), вычисленный на момент времени t* с параметром а.
Параметр а, выбранный по обобщенному принципу невязки, должен удовлетворять условию:
(Хн -Xе)3 +(Y" - Ys)2 +(ZH -Z")2 = (Хн -Xp(а))г + (YH - Yp(a))z + (ZH -Zp(a)):.
в рассматриваемой навигационной задаче ошибками входных данных являются ошибки навигационных измерений и ошибки прогнозирования на интервале [ti, f], обусловленные неточностью знания параметров модели.
Опишем структуру функциональной зависимости величины параметра регуляризации a для фиксированных условий полета НКА.
Функциональная зависимость имеет вид: a = f ( ДТ , ДЭбтах , р , ст, N ), где
ДТ - продолжительность интервала прогнозирования: AT=|t* - tN|;
ДЭбтах - максимальная величина ошибки баллистического коэффициента;
р - количество используемых гармоник в модели движения;
ст - вектор дисперсий ошибок навигационных измерений: ((7\j, ст yj, СТ , (Ту xj, СТ Vjj, стyzj);
N - количество навигационных измерений.
Момент времени t* характеризует продолжительность интервала прогнозирования от последнего навигационного измерения IN до момента t*. величина ошибки ASemax определяется параметрами орбиты и текущим уровнем солнечной и геомагнитной возмущенности, которые можно измерить. величина р соответствует варианту программной реализации навигационного алгоритма. величина а соответствует характеристикам НП. Для НКА с известными параметрами орбиты, характеристиками систем, схемами навигационного обеспечения параметры ASemax, р> CF, N являются известными. Таким образом, функциональная зависимость величины параметра регуляризации а принимает простой вид: а = f (ДТ). Таким образом, есть возможность сформировать базу данных ctj, упорядоченную по ATj - интервалам продолжительности прогнозирования (i=l,2, ...,М).
Предлагается алгоритм вычисления регуляризированной оценки c((t*) o входные данные алгоритма:
qO) _ вектора навигационных измерений (j=l,N );
Seo - последнее уточненное значение S6(Ha предыдущих сутках полета); t* - момент времени вычисления навигационной оценки. 1). вычисляется и анализируется значение параметра a0pt (см. раздел 3.2). При aopt больше нуля применяется регуляризирующий алгоритм.
. выбирается величина параметра регуляризации а. возможны два варианта выбора а:
а) метод, основанный на методе обобщенной невязки;
б) метод линейной интерполяции по значениям aj из базы данных, (база данных
формируется, методом статистического подбора в узловых значениях ATj), при этом a для момента времени t* при условии tN+ATj < t* < tN+ATj+t вычисляется: a = di + ((ai+i - ai)/( ДТм - ДТ| )) * (t* - ДТ1- tN).
. вычисление регуляризированной оценки Ј[(t*) в соответствии с алгоритмом раздела 3.2.
Учитывая нелинейность задачи поиска регуляризированной оценки, самым эффективным способом для нахождения значения параметра а оказался способ подбора, который основывается на статистическом моделировании для разных моментов времени t*. При этом способе значение а выбирается из условия минимума отклонения:
I q(t*,a , S60) - ^6(t*, q0j S6 ) | => min ,
a
где
q0, Sg) - прогноз опорного невозмущенного вектора q0 на момент времени t*, = Seo + ASgmax,
q{ t*,a,Sso) - регуляризированная оценка <|(t*), вычисленная в момент времени t*, с выбранным значением параметра а и значении баллистического коэффициента Збо" отличающегося от Se на максимально возможную величину AScmax для данного вида орбиты.
Данный способ применяется для формирования базы данных параметра регуляризации, упорядоченной по значению t*, для фиксированной рассматриваемой орбиты (см. пример базы данных для типовой орбиты НКА в З.б).
|
| << Предыдушая |
|
Следующая >> |
|
= К содержанию = |
|
Информация, релевантная "3.4.1 Формирование рекомендаций по выбору параметра регуляризации" |
- введение
формирования навигационного решения. Кроме того, навигационное поле, формируемое не полностью развернутой СРНС, является менее точным, чем в случае штатного состава орбитальной группировки НС. Это обстоятельство обусловлено пространственным расположением навигационных спутников относительно КАДЗЗ, которое не обеспечивает достаточный уровень информативности измерений для получения высокоточной
- 3.5.4 Численное моделирование при совместных ошибках модели поля Земли и ошибках баллистического коэффициента
рекомендации уточнения (согласования) баллистического коэффициента на временном интервале до суток. выбор длительности этого интервала связан, в том числе, с необходимостью уменьшить влияния ошибок навигационных измерений на точность определения баллистического коэффициента. На низких орбитах, на которых влияние атмосферы на параметры движения велико, можно сократить длительность интервала
- 3.6 Область использования регуляризирующего алгоритма и формирование требований к БЦвМ для его реализации
формированных для данных условий функционирования НКА. Предлагается следующая база данных для типовой орбиты НКА (орбита с параметрами: высотами перигея и апогея: h~250 км, 11=350 км и наклонением i=67 градус) полученная путем численного подбора (см. раздел 3,5.4 , таблицу 3.7). Значение параметра регуляризации а Интервалы витков 1 1 -2 1 2-4 0.8 5-6 0.5 7-8 0.3 8-11 0.1 12-16 При
- Список используемых источников
формирования : Сб. тр. X всерос. научн.-техн. семинара по управлению движением и навигации летательных аппаратов / Самар. гос. аэрокосм. ун-т. - Самара, 2002. - с.133-136 Сбродов в.в., Свиридов в.П. Принципы построения систем уравнений с использованием датчика опознавания ориентиров. // Труды 1-ой Международной конференции "Новые технологии управления движением технических систем", СУП,
- 3.5.2 Исследование эффективности регуляризирующего алгоритма при ошибках баллистического коэффициента
выбор параметра регуляризации а путем моделирования не дает существенного выигрыша (см. столбцы 6 и 8 таблиц 3.1, 3.2, 3.3) по точности в сравнении с фиксированным значением а=0.1 для всего интервала прогнозирования. Это объясняется наличием в стабилизирующем функционале регуляризирующего алгоритма фв)п ф0)т 1 г" t -\-1 (см. 3.1) , которые соответствуют возрастанию нормирующих множителеи ошибок
- 3.3 Аналитическое исследование чувствительности алгоритма к выбору параметра регуляризации
выбора значения параметра а и выбора количества и расположения моментов навигационных измерений. Проведем исследование чувствительности параметра навигационной оценки q., (t*) от выбора значения а. Найдем значение параметра а в (3.8), при котором получается наименьшие дисперсии О2 . при выбранном составе навигационных измерений q(1), qt2), ..., q'N) и моменте времени Aq, t* получения
- в главе обосновывается выбор вида функционала для поиска навигационной оценки НКА в момент времени Г, удаленный от интервала навигационных измерений. вид функционала выбирается таким образом, чтобы, во-первых, компенсировать свойство неустойчивости, описанное в предыдущей главе, во-вторых, уменьшить влияние погрешностей параметров модели движения на точность навигационной оценки. С этой целью используется регуляризация, как методика решения некорректно поставленных задач. При выборе регуляризирующего слагаемого функционала используется свойство высокой точности получения навигационных решений при использовании измерений СРНС. На основе выбранного функционала в главе разработан рехуляризирующий алгоритм обработки навигационных измерений и проведено исследование его эффективности.
выбор вида функционала для поиска навигационной оценки НКА в момент времени Г, удаленный от интервала навигационных измерений. вид функционала выбирается таким образом, чтобы, во-первых, компенсировать свойство неустойчивости, описанное в предыдущей главе, во-вторых, уменьшить влияние погрешностей параметров модели движения на точность навигационной оценки. С этой целью используется
- 1.2 Анализ современной структуры построения НБО при использовании СРНС
формирования рабочих программ организации функционирования аппаратуры и передаваемых во время сеансов связи на борт. Навигационная оценка может быть получена в НКУ при обработке измерений полученных наземными средствами, для передачи в БКУ, как дублирующая информация при возникновении нештатных ситуаций. все перечисленные ранее варианты использования навигационной информации в НКУ определяют
- Целью диссертационной работы является конструирование новых классов ПСП
формирования максимальных по объему подмножеств квазиоптимальных последовательностей; формирования новых систем ортогональных сигналов большой ЛС; повышения безопасности связи в системах на основе стандартов IS-95 и cdma2000; 7. Экспериментальные исследования разработанных систем ортогональных сигналов объема 128 на базе действующей радиосистемы многостанционного доступа "СТС-ИСТОК CDMA РРК
- 4.4. Генератор последовательностей GMW на основе сдвигов т-последовательностей.
формировании сдвинутых копий двоичной m-последовательности значности v. При рассмотрении этого метода будем опираться на известные свойства линейных функционалов над полями Галуа [45]. Пусть L-линейный функционал из GF(2N) в GF(2) такой, что Ц1)=1. Соответственно, пусть Lo-сужение L до подполя GF(2m), а Ьг-линейный функционал из GF(2N) в GF(2m) такой, что для VxeGF(2N) выполняется условие:
|
|
