|
|
| 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 |
4.4 Алгоритм получения навигационного решения при синтезированной ковариационной матрице |
|
|
На коротких интервалах (до трех витков) влияние ошибок модели на 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 навигационный приемник формирует информацию о величине геометрического фактора, а значит и о дисперсиях вычисленных навигационных параметров, а информацию о взаимной корреляции параметров необходимо получить дополнительно для использования в навигационном алгоритме. Методика предыдущего раздела дает верхнюю оценку значений недиагональных элементов корреляционных матриц для измерений поступающих из НП. Такая информация представляет ценность в случае деградированной СРНС.
в алгоритмах навигационной обработки (см. разделы 2.1.1 и 3.2) при штатном функционировании СРНС кроме векторов навигационных измерений q^ на моменты времени ti используются также весовые матрицы ошибок параметров измерений
Ч- о '
диагонального вида: Dry =
, где сгcrjfy. а%, (TyxJ, alyJ, crfy - дисперсии
О ...о
г
Ч/
" nffl
ошибок параметров векторов измерений q . в этом случае значения указанных дисперсий фиксируются на всем временном интервале функционирования навигационной системы.
Матрицы Dili можно использовать в штатной ситуации в качестве корреляционных матриц К| для вектора измерений = (Xj, Yj, Zj, Vxj, Vyj, Vzj), т.к. в этом случае они близки к реальным.
в нештатной ситуации корреляционная матрица Kj для вектора измерения q^ имеет
'°%кткт 0 о о "
не диагональный вид:
kvjx, CTvj куИ ООО kzjYj kzjYj ООО 0 0 0 CTVxJ kvxjVtf kvxjVzj 0 0 0 kvyjvxj avyl kwjVz) ? ООО kv^/xj kvijvyj CTV4
Информация о корреляции параметров навигационного вектора может быть использована в навигационном алгоритме. При наличии подобной информации корреляционная матрица ошибок Kj навигационного измерения qU) получается в результате умножения матриц:
Kj = -Jd^ Rj JD^, где Dnj =
Ч- 0 '
где ст|. Ovxj,crVyj,crVzj - дисперсии
О ...ст^,
ошибок параметров векторов измерений q^ (поступают из навигационного приемника); Rj - нормированная (с единицами по диагонали) матрица корреляционных коэффициентов в орбитальной системе координат имеет следующую структуру:
1 ги rrn 0 0 0 гхг 1 r-m 0 0 0
гпт гпт 1 0 0 0
0 0 0 1 fvtvt Гул/п
ООО ГViVt 1 TVTVI.
ООО rvnViTvnVi 1
Rj =
, матрица Rj является симметричной причем координатные
и скоростные части ее коэффициентов равны: ris= Г12; Г|з; ггз из условия одинаковости вычисления этих частей. вычисляемые в разделе 4.2 корреляционные коэффициенты rm, г^ и гга определяют статистические характеристики в орбитальной системе координат, для их использования в алгоритмах, описанных в разделах 2 и 3, необходим их пересчет в ГСК.
1) выводы по четвертому разделу
По четвертой главе можно сделать следующие выводы:
Деградация СРНС является причиной работы НП с неоптимальным (с точки зрения качества навигационной информации) созвездием НС. Это приводит наряду с ухудшением точности поступающих из НП навигационных векторов к возникновению корреляционных зависимостей между компонентами вектора ошибок навигационных измерений, которые не поддаются определению в НП.
Отсутствие учета корреляционной зависимости в навигационном алгоритме обработки навигационных измерений является резервом в возможном повышении точности навигационных оценок, которые достигают от 20% до 40% в зависимости от уровня корреляции.
Предложенная методика дает возможность получить верхнюю оценку значений коэффициентов корреляционной матрицы векторов навигационных измерений.
Определены области эффективного совместного использования в структуре БНО НКА (см. рисунок) разработанного алгоритма и методики (выигрыш более 10%) в зависимости от интервала прогноза по виткам и средней высоты орбиты (Нср) в км, числа гармоник р =4, 8, 16 и Д8б от 10 до 40%.
Область эффективности эвристической методики вычисления статистических характеристик для использования в задаче вычисления навигационной оценки
500 -р 400-: 300
200 4:-
витки
4 8 -)б витки
гарм. гарм. гарм.
Рисунок - Области эффективности алгоритма и методики в зависимости от прогноза в витках и Ht
1. |
| << Предыдушая |
|
Следующая >> |
|
= К содержанию = |
|
Информация, релевантная "4.4 Алгоритм получения навигационного решения при синтезированной ковариационной матрице" |
- 3.3.1 Исследование регуляризнрующих свойств алгоритма при отсутствии ошибок модели движения
алгоритм (раздел 3.1). Для проверки регуляризнрующих свойств алгоритма необходимо провести исследования. Предлагается исследовать регуляризирующие свойства алгоритма при отсутствии ошибок модели движения (только при наличии ошибок навигационных измерений). Для сравнительного анализа точностных характеристик регуляризирующего алгоритма вычисляются параметры aopt, a^ и a^ (t*) , которые
- 1.3.2 Математическая формулировка задачи обработки навигационных измерений навигационного приемника при потере свойств целостности СРНС
алгоритмического обеспечения; от 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
- 1.2 Анализ современной структуры построения НБО при использовании СРНС
алгоритмов обработки навигационных измерений и получения навигационной оценки на борту НКА могут возникнуть существенные проблемы, обусловленные ограниченностью ресурсов БЦвМ. Недостаточная производительность БЦвМ может существенно ограничить возможности использования широкого спектра различных разработанных к настоящему времени алгоритмов обработки потока измерений, включающих случайные ошибки
- введение
алгоритмической обработки получаемой из навигационного приемника информации. Под качеством навигационной информации понимаются конечные показатели эффективности функционирования потребителей навигационной информации, выраженные через погрешности определения координат, скорости и времени движения НКА. Для современных КАДЗЗ характерно длительное время существования. Поэтому, необходимо
- 4.3 Методика определении компонент ковариационных матриц навигационных решений
алгоритме статистической обработки необходима методика, основанная на информации о взаимном расположении НС. При эксплуатации НКА, в условиях нарушения полноты группировки НС для повышения устойчивости функционирования возникает необходимость в учете статистических характеристик параметров навигационного вектора. в навигационном алгоритме (раздел 2 и 3) используется диагональная ковариационная
- Заключение
алгоритм получения оценок параметров движения центра масс низковысотного космического аппарата в требуемый момент времени при возникновении перерывов в поступлении измерений от СРНС продолжительностью до одних суток. Разработана методика выбора основного параметра регуляризирующего алгоритма - весового коэффициента а, с целью повышения точности навигационной оценки. выполнен параметрический
- 3.5.1 Описание допущений, принимаемых при численном моделировании
алгоритма и сравнения его 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
- 3.1 выбор вида функционала для вычисления навигационной оценки НКА
алгоритму на заданный момент времени (см. п. 2.3), и влияния ошибок параметров модели на 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
- 2.2.2 Сравнительный статистический анализ алгоритмов сглаживания
алгоритмов прогноза параметров движения. во втором случае (раздел 2.2.1) решается задача статистической обработки измерений с получением оценки на момент времени t* непосредственного использования оценки. в обоих случаях априорные статистические характеристики ошибок навигационной оценки могут быть описаны матричными выражениями статистической динамики. в разделе 2.1.2 приведены расчетные формулы
- 2.1.2 Анализ эффективности использования алгоритма сглаживания в стандартной схеме НБО
алгоритма прогнозирования. в результате работы навигационного алгоритма (раздел 2.1.1) отыскивается навигационная оценка, 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
|
|
