RU2640312C2 - Automated navigation system with navigation data integrity control of satellite radionavigation systems based on mechanical and doppler speed information - Google Patents
Automated navigation system with navigation data integrity control of satellite radionavigation systems based on mechanical and doppler speed information Download PDFInfo
- Publication number
- RU2640312C2 RU2640312C2 RU2016123443A RU2016123443A RU2640312C2 RU 2640312 C2 RU2640312 C2 RU 2640312C2 RU 2016123443 A RU2016123443 A RU 2016123443A RU 2016123443 A RU2016123443 A RU 2016123443A RU 2640312 C2 RU2640312 C2 RU 2640312C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- navigation
- satellite
- equipment
- information
- speed sensor
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C23/00—Combined instruments indicating more than one navigational value, e.g. for aircraft; Combined measuring devices for measuring two or more variables of movement, e.g. distance, speed or acceleration
Abstract
Description
Изобретение относится к области навигации наземных транспортных средств, а именно к комплексной навигационной аппаратуре на основе аппаратуры счисления координат и спутниковой навигационной системы.The invention relates to the field of navigation of land vehicles, and in particular to integrated navigation equipment based on coordinate reckoning equipment and satellite navigation system.
Существуют системы (см. патент RU №2195632 C2, опубл. 27.12.2002), реализующие принципы построения навигационных комплексов на основе инерциальных навигационных систем и спутниковой навигационной аппаратуры. Комплексная аппаратура счисления координат (КАСК) включает в свой состав путевую систему (ПС1), курсовую систему (КС2), вычислитель координатных скоростей (ВКС3), интегратор (И4), сумматор (5), блок ввода начальных координат (БВНК6), позиционную навигационную аппаратуру (ПНА7), блоки сравнения параметров (БСП8, БСП9), блоки ввода поправки или коррекции (БВПК10, БВПК11) и фильтры (Ф12, Ф13), а для обеспечения точной работы устройства в паузах работы ПНА7 в него введены преобразователи плановых координат в радиальные (ППКР14, ППКР15), преобразователь радиальных координат в приращения плановых координат (ПРКППК16), формирователь приращений позиционных координат (ФППК17) ПНА, блок режима начальной установки (БРНУ18) и блок дифференцирования (БД19) с фильтром (Ф20).There are systems (see patent RU No. 2195632 C2, published December 27, 2002) that implement the principles of building navigation systems based on inertial navigation systems and satellite navigation equipment. Integrated coordinate calculating equipment (KASK) includes a track system (PS1), course system (KS2), a coordinate velocity calculator (VKS3), an integrator (I4), an adder (5), an initial coordinate input unit (BVNK6), positional navigation equipment (PNA7), parameter comparison blocks (BSP8, BSP9), correction or correction input blocks (BVPK10, BVPK11) and filters (F12, F13), and to ensure accurate operation of the device in pauses of PNA7 operation, planar to radial coordinates converters (PPKR14, PPKR15), the converter is radial coordinate increment in plane coordinates (PRKPPK16) generator increments the position coordinates (FPPK17) PNA block initial setting mode (BRNU18) and differentiation unit (BD19) with filter (F20).
Недостатком представленного устройства является то, что применение систем, основанных на приеме сигналов от спутников, требует дополнительно решения задачи обеспечения целостности навигационных данных, что и отсутствует в аналоге. Нарушение целостности навигационных данных связано с нарушением целостности радиосигналов навигационных спутников и проявляется в виде наличия резко выделяющихся из ряда измерений параметров этих сигналов. Причиной этого может быть сбой или искусственный ввод неточных данных о координатах навигационных космических аппаратов, что приводит к существенным ошибкам определения текущих координат местоположения.The disadvantage of the presented device is that the use of systems based on the reception of signals from satellites requires an additional solution to the problem of ensuring the integrity of navigation data, which is absent in the analogue. Violation of the integrity of navigation data is associated with a violation of the integrity of the radio signals of navigation satellites and is manifested in the form of the presence of parameters of these signals that stand out sharply from a number of measurements. The reason for this may be a malfunction or artificial input of inaccurate data on the coordinates of navigation spacecraft, which leads to significant errors in determining the current location coordinates.
Автоматизированная система навигации и топопривязки (см. патент RU №2439497 C1, опубл. 10.01.2012) принята за прототип. Автоматизированная система навигации и топопривязки (АСНТ) состоит из аппаратуры счисления координат, в качестве основного элемента которой используется бесплатформенная инерциальная навигационная система 1 (БИНС), оснащенной датчиком скорости механическим 2 (ДСМ), датчиком скорости доплеровским 3 (ДСД) и барометрическим высотомером 4 (БВ), спутниковой навигационной аппаратуры 5 (СНА), бортовой ЭВМ 6, выносного комплекса спутниковой навигационной аппаратуры 7 (ВК СНА), устройства контроля качества 8 (УКК) навигационных полей спутниковых систем и формирования корректирующей информации. Бесплатформенная инерциальная навигационная система 1 (БИНС) оснащена вычислителем навигационных параметров 9 (ВНП), выполненным с возможностью автоматического учета температурных поправок, а в качестве датчиков первичной информации БИНС используются инерциальные датчики: лазерные гироскопы 10 (ЛГ) и кварцевые акселерометры 11 (КА). Спутниковая навигационная аппаратура 5 (СНА), основой которой является приемоиндикатор 12 (ПИ), оснащена антенной системой 13 (АС), состоящей из четырех антенных модулей 14 (AM). Бортовая ЭВМ 6 связана с барометрическим высотомером 4 (БВ), состоящим, в свою очередь, из датчика температуры 15 (ДТ), измерителя цифрового атмосферного давления 16 (ИЦАД) и блока обработки данных 17 (БОД), а через блок согласования 18 (БС) - с датчиком скорости механическим 2 (ДСМ) и датчиком скорости доплеровским 3 (ДСД). Кроме того, она оснащена периферийными устройствами: клавиатурой 19 (К), видеомонитором 20 (ВМ), устройством документирования 21 (УД), манипулятором графической информации 22 (МГИ). Выносной комплекс спутниковой навигационной аппаратуры 7 (ВК СНА), состоящий из носимого приемоиндикатора 23 (НПИ) и антенны геодезической 24 (АГ), оснащен переносным накопителем навигационной информации 25 (ННИ). Бортовая ЭВМ 6 связана по соответствующим каналам обмена и управления с вышеперечисленной аппаратурой, дополнительно - с аппаратурой передачи данных 26 (АПД).The automated navigation and topographic location system (see patent RU No. 2439497 C1, publ. 10.01.2012) is adopted as a prototype. The automated navigation and topographic reference system (ASNT) consists of coordinate numbering equipment, the main element of which is the strapdown inertial navigation system 1 (SINS), equipped with a mechanical speed sensor 2 (DSM), a Doppler speed sensor 3 (DSD) and a barometric altimeter 4 ( BV), satellite navigation equipment 5 (SNA), on-
Недостатком представленной системы является отсутствие алгоритма контроля целостности навигационного обеспечения спутниковых радионавигационных систем, что может сказаться на ошибочном определении координат вследствие неверных данных от спутниковой навигационной системы.The disadvantage of the presented system is the lack of an algorithm for monitoring the integrity of the navigation support of satellite radio navigation systems, which may affect the erroneous determination of coordinates due to incorrect data from the satellite navigation system.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в создании автоматизированной системы навигации с контролем целостности навигационных данных спутниковой навигационной аппаратуры за счет введения схемы разрешения использования информации спутниковой навигационной аппаратуры, которая позволяет выявить факт неправильного функционирования спутниковых радионавигационных систем и изолировать выдачу данных от спутниковой навигационной аппаратуры, таким образом повышая целостность системы.The technical result obtained by the implementation of the invention is to create an automated navigation system with integrity control of navigation data of satellite navigation equipment by introducing a resolution scheme for using information from satellite navigation equipment, which allows to detect the fact of incorrect functioning of satellite radio navigation systems and isolate the data output from satellite navigation equipment , thus increasing the integrity of the system.
Автоматизированная система навигации с контролем целостности навигационных данных спутниковых радионавигационных систем по информации механического и доплеровского датчиков скорости, представленная на фиг. 1, состоит из аппаратуры счисления координат, в качестве основного элемента которой используется бесплатформенная инерциальная навигационная система 1 (БИНС), оснащенной датчиком скорости механическим 2 (ДСМ), датчиком скорости доплеровским 3 (ДСД) и барометрическим высотомером 4 (БВ), спутниковой навигационной аппаратуры 5 (СНА), бортовой ЭВМ 6, выносного комплекса спутниковой навигационной аппаратуры 7 (ВК СНА), устройства контроля качества 8 (УКК) навигационных полей спутниковых систем и формирования корректирующей информации. Бесплатформенная инерциальная навигационная система 1 (БИНС) оснащена вычислителем навигационных параметров 9 (ВНП), выполненным с возможностью автоматического учета температурных поправок, а в качестве датчиков первичной информации БИНС используются инерциальные датчики: лазерные гироскопы 10 (ЛГ) и кварцевые акселерометры 11 (КА). Спутниковая навигационная аппаратура 5 (СНА), основой которой является приемоиндикатор 12 (ПИ), оснащена антенной системой 13 (АС), состоящей из четырех антенных модулей 14 (AM). Бортовая ЭВМ 6 связана с барометрическим высотомером 4 (БВ), состоящим, в свою очередь, из датчика температуры 15 (ДТ), измерителя цифрового атмосферного давления 16 (ИЦАД) и блока обработки данных 17 (БОД), а через блок согласования 18 (БС) - с датчиком скорости механическим 2 (ДСМ) и датчиком скорости доплеровским 3 (ДСД). Кроме того, она оснащена периферийными устройствами: клавиатурой 19 (К), видеомонитором 20 (ВМ), устройством документирования 21 (УД), манипулятором графической информации 22 (МГИ). Выносной комплекс спутниковой навигационной аппаратуры 7 (ВК СНА), состоящий из носимого приемоиндикатора 23 (НПИ) и антенны геодезической 24 (АГ), оснащен переносным накопителем навигационной информации 25 (ННИ). Бортовая ЭВМ 6 связана по соответствующим каналам обмена и управления с вышеперечисленной аппаратурой, дополнительно - с аппаратурой передачи данных 26 (АПД). Отличительной особенностью от прототипа является наличие схемы разрешения использования информации спутниковой навигационной аппаратуры 30 (СРИИСНА) на основе алгоритма контроля целостности навигационных данных спутниковых радионавигационных систем. В ее состав входят вычитающее устройство (ВУ) 27, пороговое устройство 28 (ПУ) и ключевое устройство 29 (КУ).An automated navigation system with integrity control of navigation data of satellite radio navigation systems according to the information of mechanical and Doppler speed sensors presented in FIG. 1, consists of coordinate calculating equipment, the main element of which is the strapdown inertial navigation system 1 (SINS), equipped with a mechanical speed sensor 2 (DSM), a Doppler speed sensor 3 (DSD) and a barometric altimeter 4 (BV), satellite navigation equipment 5 (SNA), on-
Автоматизированная система навигации и топопривязки (АСНТ) работает следующим образом. Работа АСНТ построена на обработке входных данных с БИНС 1, ДСМ 2, ДСД 3, БВ 4, СНА 5, ВК СНА 7, УКК 8, АПД 26. Обработка данных осуществляется аппаратно-программными средствами, в которые входят бортовая ЭВМ 6 с периферийными устройствами К 19, ВМ 20, УД 21, МГИ 22, БС 18.Automated navigation system and topographic location (ASNT) works as follows. The ASNT operation is based on processing input data from BINS 1, DSM 2, DSD 3, BV 4, SNA 5, VK SNA 7, UKK 8, APD 26. Data is processed by hardware and software, which includes an
Для осуществления контроля целостности навигационных данных используется значение скорости объекта VДСМ, ДСД, определяющееся по сигналам ДСМ и ДСД после обработки в БС 18, которое можно представить в виде VДСМ, ДСД=VИСТ+ΔV, где VИСТ - истинное значение скорости объекта, ΔV - случайная ошибка измерения, и сигнал на выходе бортовой ЭВМ 6 VДСМ, ДСД, который получается в результате совместной обработки информации, поступающей на ее вход. Случайная ошибка измерения ΔV БС18 обычно не превышает некоторого максимально допустимого значения ΔVМАКС, определяемого типом используемых датчиков скорости. Сигналы с выходов поступают в схему разрешения использования информации спутниковой навигационной аппаратуры СРИИСНА 30. Схема включает в свой состав ключевое устройство КУ 29, пороговое устройство ПУ 28 и вычитающее устройство ВУ 27. В вычитающем устройстве из сигнала скорости объекта VДСМ, ДСД вычитается сигнал с выхода бортовой ЭВМ 6 VДСМ, ДСД For the control of navigation data integrity is used the speed of the object V MPA DBD, which is determined by signals MPA and SBR after processing in the
δV=VДСМ, ДСД-V=VИСТ-V+ΔV=ΔV1+ΔV.δV = V DSM, DSD -V = V IST -V + ΔV = ΔV 1 + ΔV.
При совместной обработке информации нескольких измерителей, определяющих один и тот же параметр, ошибка определения этого параметра всегда меньше максимальной ошибки наименее точного измерителя. Так как точность определения скорости спутниковой навигационной аппаратурой СНА 5 в нормальном (без отказов, сбоев или искусственного ввода неточных данных о координатах навигационных космических аппаратов) режиме работы значительно выше точности значения скорости объекта VДСМ, ДСД в БС 18, то величина сигнала на выходе вычитающего устройства не должна превышать величиныIn the joint processing of information from several meters that determine the same parameter, the error in determining this parameter is always less than the maximum error of the least accurate meter. Since the accuracy of determining the speed of satellite navigation equipment СНА 5 in the normal (without failures, malfunctions, or artificial input of inaccurate data on the coordinates of navigation spacecraft) operation mode is much higher than the accuracy of the speed value of the object V ДСМ, ДСД in
δV<2ΔVδV <2ΔV
В случае отказов, сбоев или искусственного ввода неточных данных о координатах навигационных космических аппаратов спутниковая навигационная аппаратура СНА 5 будет выдавать информацию о скорости с ошибкой равной или большей, чем ошибка значения скорости объекта VДСМ, ДСД в БС 18. В этом случаеIn the event of failures, malfunctions, or artificial input of inaccurate data on the coordinates of navigation spacecraft, satellite navigation equipment СНА 5 will give information about the speed with an error equal to or greater than the error of the speed value of the object V JSM, DSD in
δV≥2ΔVδV≥2ΔV
Полученный на выходе вычитающего устройства ВУ 27 сигнал поступает на пороговое устройство ПУ 28, имеющее порог 2ΔVМАКС. Данное устройство управляет работой ключевого устройства КУ 29. Если δV<2ΔVМАКС, то сигналы, поступающие с выхода спутниковой навигационной аппаратурой СНА 5, проходят через ключевое устройство КУ 29 на вход бортовой ЭВМ 6. Если δV≥2ΔVМАКС, то сигналы с выхода спутниковой навигационной аппаратурой СНА 5 не проходят через ключевое устройство КУ 29 на вход бортовой ЭВМ 6.The signal received at the output of the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016123443A RU2640312C2 (en) | 2016-06-15 | 2016-06-15 | Automated navigation system with navigation data integrity control of satellite radionavigation systems based on mechanical and doppler speed information |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016123443A RU2640312C2 (en) | 2016-06-15 | 2016-06-15 | Automated navigation system with navigation data integrity control of satellite radionavigation systems based on mechanical and doppler speed information |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016123443A RU2016123443A (en) | 2017-12-20 |
RU2640312C2 true RU2640312C2 (en) | 2017-12-27 |
Family
ID=60718204
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016123443A RU2640312C2 (en) | 2016-06-15 | 2016-06-15 | Automated navigation system with navigation data integrity control of satellite radionavigation systems based on mechanical and doppler speed information |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2640312C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2723205C1 (en) * | 2019-10-31 | 2020-06-09 | Евгений Сергеевич Солдатов | Multimodal container for transportation and storage of liquefied cryogenic gases |
RU2760345C1 (en) * | 2021-02-25 | 2021-11-24 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method for monitoring navigation measurements reliability of navigation equipment of aircraft satellite radionavigation system user |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3630079A (en) * | 1969-03-27 | 1971-12-28 | Texas Instruments Inc | Navigation method and apparatus utilizing multiple sensors |
DE3033279A1 (en) * | 1980-09-04 | 1982-04-08 | Bodenseewerk Gerätetechnik GmbH, 7770 Überlingen | Vehicle navigation device accurate enough for motorised artillery - generates landmark position coordinates from known landmark positions and distance and course angle corrections |
SU1747905A1 (en) * | 1990-10-31 | 1992-07-15 | Botuz Sergej P | Method of multichannel recording of measurement results and device thereof |
RU2146803C1 (en) * | 1998-11-05 | 2000-03-20 | Акционерное общество Раменское приборостроительное конструкторское бюро | Complex navigation system |
RU2173834C1 (en) * | 2000-05-22 | 2001-09-20 | Государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал" | Coordinate reckoning equipment with compensation for error caused by unit rotation |
RU2184936C1 (en) * | 2001-03-06 | 2002-07-10 | Государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал" | Method of determination of azimuth in navigation, surveying, guidance and aiming systems (versions) |
RU2195632C2 (en) * | 2001-02-27 | 2002-12-27 | Государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал" | Complex coordinate reckoning equipment |
RU2439497C1 (en) * | 2010-06-09 | 2012-01-10 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" | Automated system of navigation and survey control |
-
2016
- 2016-06-15 RU RU2016123443A patent/RU2640312C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3630079A (en) * | 1969-03-27 | 1971-12-28 | Texas Instruments Inc | Navigation method and apparatus utilizing multiple sensors |
DE3033279A1 (en) * | 1980-09-04 | 1982-04-08 | Bodenseewerk Gerätetechnik GmbH, 7770 Überlingen | Vehicle navigation device accurate enough for motorised artillery - generates landmark position coordinates from known landmark positions and distance and course angle corrections |
SU1747905A1 (en) * | 1990-10-31 | 1992-07-15 | Botuz Sergej P | Method of multichannel recording of measurement results and device thereof |
RU2146803C1 (en) * | 1998-11-05 | 2000-03-20 | Акционерное общество Раменское приборостроительное конструкторское бюро | Complex navigation system |
RU2173834C1 (en) * | 2000-05-22 | 2001-09-20 | Государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал" | Coordinate reckoning equipment with compensation for error caused by unit rotation |
RU2195632C2 (en) * | 2001-02-27 | 2002-12-27 | Государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал" | Complex coordinate reckoning equipment |
RU2184936C1 (en) * | 2001-03-06 | 2002-07-10 | Государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал" | Method of determination of azimuth in navigation, surveying, guidance and aiming systems (versions) |
RU2439497C1 (en) * | 2010-06-09 | 2012-01-10 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" | Automated system of navigation and survey control |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2723205C1 (en) * | 2019-10-31 | 2020-06-09 | Евгений Сергеевич Солдатов | Multimodal container for transportation and storage of liquefied cryogenic gases |
RU2760345C1 (en) * | 2021-02-25 | 2021-11-24 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Method for monitoring navigation measurements reliability of navigation equipment of aircraft satellite radionavigation system user |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016123443A (en) | 2017-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109373999B (en) | Integrated navigation method based on fault-tolerant Kalman filtering | |
CN111721289B (en) | Vehicle positioning method, device, equipment, storage medium and vehicle in automatic driving | |
US5512903A (en) | Integrity limit apparatus and method | |
JP3548577B2 (en) | Fail-safe operation differential GPS ground station system | |
US7844397B2 (en) | Method and apparatus for high accuracy relative motion determination using inertial sensors | |
EP2957928B1 (en) | Method for using partially occluded images for navigation and positioning | |
US8170796B2 (en) | Ins based GPS carrier phase cycle slip detection and repairing | |
CN107747953B (en) | Multi-sensor data and track information time synchronization method | |
CN106840154B (en) | Underground space inertial measurement and wireless sensor combination positioning system and method | |
US10262403B2 (en) | Apparatus and method for image navigation and registration of geostationary remote sensing satellites | |
IL157914A (en) | Device for use with a portable inertial navigation system (pins) and method for processing pins signals | |
GB2391732A (en) | Integrated GPS/IMU attitude sensing arrangement with alignment angle estimation | |
KR20140138068A (en) | Method and apparatus for evaluating satellite positioning quality | |
RU2640312C2 (en) | Automated navigation system with navigation data integrity control of satellite radionavigation systems based on mechanical and doppler speed information | |
RU2565834C1 (en) | Automated navigation system with integrity control of navigation data of satellite radio navigation systems | |
RU107601U1 (en) | UNMANNED AIRCRAFT CONTROL SYSTEM WITH COMPLETE DEVICE FOR MEASURING HEIGHT OF FLIGHT | |
RU2642151C2 (en) | Automated navigation system with integration of integrity of navigation data of satellite radionavigation systems on information of the platform-free inertial navigation system | |
US20230341563A1 (en) | System and method for computing positioning protection levels | |
RU2702937C2 (en) | Method of detecting errors when determining angular spatial position using magnetometric measurements | |
KR100976965B1 (en) | Navigation device and posisitioning method thereof | |
RU2539131C1 (en) | Strapdown integrated navigation system of average accuracy for mobile onshore objects | |
RU2658538C2 (en) | Method of control of the pilotage-navigation complex and device for its implementation | |
CN115327587A (en) | Low-orbit satellite orbit error correction method and system based on GNSS positioning information | |
RU2754396C1 (en) | Adaptive method for correcting orientation angles of strapdown ins | |
Krasil’shchikov et al. | High accuracy positioning of phase center of multifunction airborne radar antenna |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190616 |