|
|
| 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 |
3.4.2 Формирование требований к точности навигационных измерений для эффективного функционирования регуляризирующего алгоритма |
|
|
Результаты численного моделирования работы навигационных алгоритмов, приведенные в предыдущих разделах, соответствуют стандартной производительности работы СРНС (имеется в виду точность навигационных измерений).
Необходимо показать, что свойство чувствительности регуляризующего алгоритма к изменению параметров модели на относительно коротком временном интервале проявляется при наличии высокоточных навигационных измерений, которые можно получить от СРНС. Данное свойство не проявляется при нарушении свойства монотонности последовательности, как достаточное условие выполнения неравенства Чебышева в разделе 3.4, Условие выполнения неравенства Чебышева нарушается в случае, когда ошибки
измерений превышают по величине изменения траекторных параметров вследствие погрешностей в знании параметров модели движения.
Это условие можно иллюстрировать на тестовом примере, аналогичном описанном в разделе 3.3. Пусть баллистический коэффициент равен: Se = 0,03 м3/кг*с2 и его ошибка составляет 30% от Ss. Тогда величина ошибки баллистического коэффициента равна: Д5б = 0,3*0,03 (м3/кг-с2) = 0,01 (м3/кгс3).
Ошибка ускорения (Да) выражается через ошибку баллистического (Две) в соответствии с выражением влияния сопротивления воздуха на движение КА из /27/ : n-v2
Aa=ASs - ,где
р - плотность атмосферы (на высоте 300 км р Я 10"11 кг/м3);
V - орбитальная скорость НКА (на высоте 300 км V ~ 7000 м/с).
Таким образом, ошибка знания ускорения для класса орбит с высотой 300 км имеет
10~" 4700012
следующий уровень: Да=0,01 (м/с2) ~ 2,5' Ю-6 (м/с2).
Ошибка положения НКА вдоль орбиты Дт на интервале навигационных измерений [ti, tfi] равном 18 минут (при 10 измерений через 2 минуты) определяется величиной Да и
Aa-(jtN-ti[)2 2,5-Ю"6-|QgQ2 , ч
имеет следующий порядок: Дт= ™ - = ~2 (м) (м).
Это уровень точности стандартной производительности СРНС.
Таким образом, если уровень сферической ошибки навигационных измерений не превышает уровень Дт , то навигационный регуляризирующий алгоритм обладает чувствительностью к неточности знания баллистического коэффициента Д8б- Такую точность можно получить в частности из СРНС. На интервале навигационных измерений [ti, IN], большей по продолжительности, величина Дт возрастает пропорционально квадрату его длины Jtn - tij и степень эффективности регуляризирующего алгоритма возрастает. На
высоких орбитах величина плотности р, а следовательно и ошибка ускорения Да, уменьшается, и значит уменьшается степень эффективности алгоритма для коротких интервалов [ti,
Ошибки знания геопотенциала Земли также порождают ошибки навигации, однако, на коротких интервалах их уровень не превышает стандартной точности навигационных измерений СРНС. Это превышение имеет место при использовании модели геопотенциала с малым количеством гармоник ( 0 (центральное поле), 2 (нормальное поле), 4 ) на интервале навигационных измерений до 1-го витка. На основании этих рассуждений эффективность
алгоритма должна повысится при сочетании всех ошибок модели, что наблюдается на орбитах функционирования НКА.
На основании сказанного можно описать область чувствительности алгоритма к изменениям параметров модели движения в зависимости от средней высоты полета (Нс), от интервала прогноза по виткам при используемой модели движения с учетом четырех гармоник в разложении геопотенциала Земли (рисунок 3.3).
500 -. .
400 -
300 1
о -I , , , , , витки
0 1 2 3 4 5
Рисунок 3.3 - Область чувствительности алгоритма
|
| << Предыдушая |
|
Следующая >> |
|
= К содержанию = |
|
Информация, релевантная "3.4.2 Формирование требований к точности навигационных измерений для эффективного функционирования регуляризирующего алгоритма" |
- 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
- 3.6 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
- 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
- 1.1 Сравнительный анализ свойств существующих спутниковых радионавигационных систем
требованиям, как глобальность, оперативность и точность. Однако в силу причин, в первую очередь экономического характера, отечественная СРНС ГЛОНАСС достаточно продолжительное время является не полностью развернутой. Это значит, что количество НС меньше штатного. Кроме того, нужно отметить, что количество нормально функционирующих навигационных спутников может уменьшиться в результате их выхода
- Заключение
формирована база данных для весового коэффициента а для типовых орбит и продолжительности перерыва в поступлении измерений до одних суток и определены требования к ресурсам БЦвМ. Разработанная программная реализация регуляризирующего алгоритма получения оценок параметров движения низковысотного космического аппарата позволила построить эталонную орбиту и оценить точность навигационных решений,
- 3.5.1 Описание допущений, принимаемых при численном моделировании
точностных характеристик с традиционным алгоритмом, вычисляющим оценку с использованием средневзвешенного МНК, использовалась модель со специально подобранными параметрами. выбор параметров модели для численного исследования обусловлен необходимостью имитирования решения навигационной задачи для характерных схем навигационных измерений при использовании СРНС, характерных орбит КАДЗЗ, используемых
- 3.1 выбор вида функционала для вычисления навигационной оценки НКА
точность прогноза (см. п. 1.2) позволяет сделать выводы о возможных способах повышения эффективности определения навигационной оценки в прогнозе. Предварительные численные исследования выявили особенности, определяющие качество навигационных решений: неустойчивость вычисления навигационной оценки на значительных интервалах прогнозирования до момента t*, как следствие применения линеаризованной
- 2.1.2 Анализ эффективности использования алгоритма сглаживания в стандартной схеме НБО
точность которой на момент ее определения и в прогнозе на удаленный момент времени существенно зависит от различных факторов. Ниже перечисляются основные из них с кратким пояснением и сопоставлением им соответствующих параметров в структуре навигационного алгоритма (раздел 2.1.1). Точность навигационных решений, поступающих из НП, задается ковариационными матрицами ошибок Kqj навигационных
- 1.3.2 Математическая формулировка задачи обработки навигационных измерений навигационного приемника при потере свойств целостности СРНС
требований предъявляемых к точности решения навигационной задачи. в данной работе принимается, что основная задача навигации (задача вторичной обработки навигационных решений, поступающих из НП) решается алгоритмом сглаживания на момент времени t* использования навигационной информации и с учетом уровня погрешностей используемой модели движения. Предметом исследования в данной работе является
- 4.4 Алгоритм получения навигационного решения при синтезированной ковариационной матрице
точность навигации незначительно, но с другой стороны существенно влияние статистической неопределенности, которая является следствием неполноты СРНС. в предыдущем разделе 4.3 описана методика определения коэффициентов корреляции компонент навигационных решений, основанная на учете взаимного расположения спутника потребителя навигационной информации и НС из опрашиваемого созвездия. Стандартный
|
|
