RU2566381C1

RU2566381C1 - Method of primary processing of output information of astro-viewing device

Info

Publication number: RU2566381C1
Application number: RU2014129168/28A
Authority: RU
Inventors: Сергей Михайлович Бабурин; Валентина Вилениновна Силина; Олег Юрьевич Данилов; Сергей Анатольевич Черенков
Original assignee: Открытое акционерное общество "Московский институт электромеханики и автоматики" (ОАО "МИЭА")
Priority date: 2014-07-16
Filing date: 2014-07-16
Publication date: 2015-10-27

Abstract

FIELD: instrument engineering.

SUBSTANCE: sorting out of defective signals is carried out. And the pairs of signals are generated, which constitute the maximum value of the obtained absolute difference value, and it is excluded from further consideration. Sorting out of the remaining signals is repeated until only one signal remains unexcluded from consideration, in case of odd initial number of processed signals, or two signals, in case of an even initial number of processed signals. A constant is formed, equal to the value of the remaining signal, or the arithmetic average of the two signal remaining in consideration, and the averaged value is formed as the measure as the sum of the signals, the absolute value of the difference of which and the constant formed in the process of sorting out does not exceed the predetermined threshold, which value is determined by accuracy characteristics of the astro-viewing device and dividing the resulting sum by the number of signals that satisfy this condition.

EFFECT: improvement of accuracy.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к высокоточным астроинерциальным системам для применения в составе пилотируемых авиационно-космических объектов и беспилотных летательных аппаратов.The invention relates to the field of instrumentation, in particular to high-precision astroinertial systems for use in manned aerospace objects and unmanned aerial vehicles.

Известны способы первичной обработки информации астровизирующего устройства, применяемые в устройствах астроинерциальной навигации, описанных в RU 2442108 C1, 10.02.2012 или RU 2012123083 A, 10.12.2013, в которых первичная обработка информации астровизирующего устройства представляет фиксированную последовательность цифровых сигналов, формируемых при визировании выбранной звезды, каждый из которых представляет разность между фактическими угловыми координатами этой звезды и их расчетными значениями, заключающаяся в осреднении полученной информации путем суммирования всех полученных выходных сигналов с последующим делением полученной суммы на количество этих полученных сигналов. Однако в отдельных случаях, в отличие от штатного случая поступления выходных сигналов, имеют место сбои (дефектные сигналы) в формировании выходных сигналов. При этом, такого рода сбои не связаны с какими-либо аппаратурными сбоями, а являются следствием внешних факторов при визировании звезды. Естественно, что при наличии такого рода сбоев измерения будут содержать ошибку, порождаемую этими сбоями.Known methods for the primary processing of information of the astroizing device used in astroinertial navigation devices described in RU 2442108 C1, 02.10.2012 or RU 2012123083 A, 12/10/2013, in which the primary processing of information of the astroizing device is a fixed sequence of digital signals generated when the selected star is sighted , each of which represents the difference between the actual angular coordinates of this star and their calculated values, which consists in averaging the obtained information put we summarize all the received output signals, followed by dividing the received amount by the number of these received signals. However, in some cases, unlike the regular case of the output signals, there are failures (defective signals) in the formation of the output signals. At the same time, such failures are not associated with any hardware failures, but are a consequence of external factors when sighting a star. Naturally, in the presence of such failures, the measurements will contain the error generated by these failures.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности получаемых измерений путем предварительной отбраковки указанных сбоев с достижением такого технического результата, как повышение точности формирования выходных сигналов с соответствующим повышением точности определения фактических координат звезды.The objective of the invention is to increase the accuracy of the measurements obtained by pre-rejecting these failures with the achievement of such a technical result as improving the accuracy of generating output signals with a corresponding increase in the accuracy of determining the actual coordinates of the star.

Заявленный технический результат достигается способом первичной обработки выходной информации астровизирующего устройства, представляющей фиксированную последовательность цифровых сигналов, формируемых при визировании выбранной звезды, каждый из которых представляет разность между фактическими угловыми координатами этой звезды и их расчетными значениями, заключающийся в отбраковке дефектных сигналов путем вычисления абсолютной разности всех пар сигналов из общего числа полученных сигналов, определения пары, составляющей максимальное значение полученной абсолютной величины разности, и исключения ее из последующего рассмотрения, и повторения отбраковки оставшихся сигналов вплоть до того, как не исключенными из рассмотрения останутся один, в случае четного начального числа обрабатываемых сигналов, либо два, в случае нечетного начального числа обрабатываемых сигналов, после чего формируется константа, равная значению оставшегося сигнала, либо среднему арифметическому двух оставшихся в рассмотрении сигналов, а в качестве измерения формируется осредненное значение как сумма сигналов, абсолютная величина разности которых и сформированной в процессе отбраковки константы не превышает заданного порога, величина которого определяется точностными характеристиками астровизирующего устройства и делением полученной суммы на число сигналов, удовлетворяющих этому условию, с дальнейшим осреднением полученной информации путем суммирования всех полученных выходных сигналов с последующим делением полученной суммы на количество этих полученных сигналов.The claimed technical result is achieved by the method of primary processing of the output information of the astroizing device, which represents a fixed sequence of digital signals generated when the selected star is sighted, each of which represents the difference between the actual angular coordinates of this star and their calculated values, consisting in rejecting defective signals by calculating the absolute difference of all pairs of signals from the total number of received signals, determining the pair component maxi the minimum value of the obtained absolute value of the difference, and its exclusion from the subsequent consideration, and repeating the rejection of the remaining signals until one is left out of the consideration, in the case of an even initial number of processed signals, or two, in the case of an odd initial number of processed signals, after which a constant is formed that is equal to the value of the remaining signal, or the arithmetic average of the two remaining signals in consideration, and an averaged value is formed as a measurement calculation as the sum of signals, the absolute value of the difference of which and the constant formed during the rejection process does not exceed a predetermined threshold, the value of which is determined by the accuracy characteristics of the astroizing device and dividing the received sum by the number of signals satisfying this condition, with further averaging of the obtained information by summing all the received output signals followed by dividing the received amount by the number of these received signals.

Изобретение поясняется фиг. 1 и фиг. 2.The invention is illustrated in FIG. 1 and FIG. 2.

Фиг. 1 - штатный случай поступления выходных сигналов в процессе визирования звезды.FIG. 1 - a regular case of receipt of output signals in the process of sighting a star.

Фиг. 2 - сбои (дефектные сигналы) при формировании выходных сигналов. Осуществляют способ следующим образом.FIG. 2 - failures (defective signals) during the formation of output signals. The method is carried out as follows.

Первичная обработка выходной информации астровизирующего устройства представляет фиксированную последовательность цифровых сигналов, формируемых при визировании выбранной звезды, каждый из которых представляет разность между фактическими угловыми координатами этой звезды и их расчетными значениями, заключающаяся в осреднении полученной информации путем суммирования всех полученных выходных сигналов с последующим делением полученной суммы на количество этих полученных сигналов, что и отражено на фиг. 1 - группа выходных сигналов в виде угловых поправок ΔА_i, ΔВ_i по азимуту и высоте, поступающая в процессе визирования звезды.The primary processing of the output information of the astroizing device is a fixed sequence of digital signals generated when the selected star is sighted, each of which represents the difference between the actual angular coordinates of this star and their calculated values, which consists in averaging the received information by summing all the received output signals, followed by dividing the received amount by the number of these received signals, which is reflected in FIG. 1 - a group of output signals in the form of angular corrections ΔА _i , ΔВ _i in azimuth and altitude, coming in the process of sighting a star.

Для формирования измерения dA, dB проводится осреднение выходных сигналовTo form the measurement dA, dB, the output signals are averaged

где N - число выходных сигналов, представленное на фиг. 1. При этом, осредненное значение dB вычисляется аналогично.where N is the number of output signals shown in FIG. 1. In this case, the averaged value of dB is calculated similarly.

Однако, как указывалось выше, в отдельных случаях, в отличие от штатного случая поступления выходных сигналов, представленного на фиг. 1, имеют место сбои (дефектные сигналы) при формировании выходных сигналов, как это представлено фиг. 2. При этом, такого рода сбои не связаны с какими-либо аппаратурными сбоями, а являются следствием внешних факторов при визировании звезды. Естественно, что при наличии такого рода сбоев измерение, определяемое по (1), будет содержать ошибку, порождаемую этими сбоями.However, as indicated above, in some cases, in contrast to the regular case of receipt of the output signals shown in FIG. 1, there are failures (defective signals) in the formation of the output signals, as shown in FIG. 2. At the same time, such failures are not associated with any hardware failures, but are a consequence of external factors when sighting a star. Naturally, in the presence of such failures, the measurement determined by (1) will contain the error generated by these failures.

Таким образом, для исключения ошибок в формировании выходного сигнала, перед операцией осреднения, из общего числа полученных сигналов проводится отбраковка дефектных сигналов путем вычисления абсолютной разности всех пар сигналов из общего числа полученных сигналов, определения пары, составляющей максимальное значение полученной абсолютной величины разности, и исключения ее из последующего рассмотрения, и повторения отбраковки оставшихся сигналов вплоть до того, когда не исключенными из рассмотрения останутся один, в случае четного начального числа обрабатываемых сигналов, либо два, в случае нечетного начального числа обрабатываемых сигналов, после чего формируется константа, равная значению оставшегося сигнала, либо среднему арифметическому двух оставшихся в рассмотрении сигналов, а в качестве измерения формируется осредненное значение как сумма сигналов, абсолютная величина разности которых и сформированной в процессе отбраковки константы не превышает заданного порога, величина которого определяется точностными характеристиками астровизирующего устройства и делением полученной суммы на число сигналов, удовлетворяющих этому условию.Thus, to eliminate errors in the formation of the output signal, before the averaging operation, the defective signals are rejected from the total number of received signals by calculating the absolute difference of all signal pairs from the total number of received signals, determining the pair constituting the maximum value of the obtained absolute value of the difference, and eliminating it from the subsequent consideration, and repeating the rejection of the remaining signals until the moment when one is not excluded from the consideration, in the case of even about the initial number of processed signals, or two, in the case of an odd initial number of processed signals, after which a constant is formed equal to the value of the remaining signal, or the arithmetic average of the two remaining signals in consideration, and an average value is formed as a measurement as the sum of the signals, the absolute value of the difference of which the constant formed during the rejection does not exceed a predetermined threshold, the value of which is determined by the accuracy characteristics of the astrovizing device TWA and dividing the resulting amount by the number of signals satisfying this condition.

Например, пусть пакет выходных сигналов ΔА, получаемый при визировании выбранной звезды, содержит N выходных сигналов.For example, let the packet of output signals ΔA obtained by sighting a selected star contain N output signals.

где i, j=1, 2, …; N - номер выходного сигнала.where i, j = 1, 2, ...; N is the number of the output signal.

Очевидно, что количество таких функций будет равно числу сочетаний $C_{N}^{2}$

. Среди вычисленных по (3) функций выбирается та, которая имеет максимальное значение, пусть это будет Abs(ΔA_s-ΔA_k), и аргументы ΔA_s, ΔA_k, входящие в состав этой функции, исключаются из дальнейшего рассмотрения - отбраковываются. Далее процедура отбраковки повторяется для всех неотбракованных выходных сигналов.Obviously, the number of such functions will be equal to the number of combinations

C_{N}^{2}

. Among the functions calculated by (3), one that has the maximum value is selected, let it be Abs (ΔA _s -ΔA _k ), and the arguments ΔA _s , ΔA _k that make up this function are excluded from further consideration - they are rejected. The rejection procedure is then repeated for all non-rejected output signals.

Процедура отбраковки заканчивается тогда, когда в числе неотбракованных выходных сигналов останется один, если начальное число N сигналов нечетное, поскольку в каждом цикле отбраковки отбраковываются по два сигнала, либо два, если начальное число выходных сигналов четное. По окончании отбраковки формируется константа V, равная либо последнему неотбракованному сигналу, либо среднему арифметическому двух последних неотбракованных сигналов и далее вычисляется осредненное значениеThe rejection procedure ends when one of the number of non-rejected output signals remains if the initial number N of signals is odd, since two signals are rejected in each rejection cycle, or two if the initial number of output signals is even. At the end of the rejection, the constant V is formed, which is equal to either the last unsubscribed signal or the arithmetic average of the last two unsubscribed signals and then the averaged value is calculated

где М - число всех выходных сигналов, удовлетворяющих условиюwhere M is the number of all output signals satisfying the condition

где L - некоторый заданный порог, величина которого определяется точностными характеристиками устройства астровизирования.where L is some predetermined threshold, the value of which is determined by the accuracy characteristics of the astrovization device.

Таким образом, при определении измерения по (4), где константа V определяется по описанной выше системе отбраковки отсекаются дефектные измерения, представленные на фиг. 2, что позволяет исключить из (4) ошибочные измерения, порождаемые сбоями, являющимися следствием внешних факторов при визировании звезды.Thus, when determining the measurement according to (4), where the constant V is determined from the rejection system described above, the defective measurements shown in FIG. 2, which makes it possible to exclude from (4) erroneous measurements caused by failures that are a consequence of external factors during star sighting.

Изобретение реализуемо в высокоточных астроинерциальных навигационных системах летательных аппаратов.The invention is practicable in high-precision astroinertial navigation systems for aircraft.

Claims

The method of primary processing of the output information of an astroizing device representing a fixed sequence of digital signals generated when a selected star is sighted, each of which represents the difference between the actual angular coordinates of this star and their calculated values, which consists in rejecting defective signals by calculating the absolute difference of all signal pairs from the total the number of received signals, determining the pair constituting the maximum value of the obtained absolute value the difference, and excluding it from the subsequent consideration, and repeating the rejection of the remaining signals until one is excluded from the consideration, in the case of an odd initial number of processed signals, or two, in the case of an even initial number of processed signals, after which a constant is formed, equal to the value of the remaining signal, or the arithmetic average of the two remaining signals in consideration, and as a measurement, an averaged value is formed as the sum of the signals, the absolute value of the value of which and the constant formed during the rejection process does not exceed a predetermined threshold, the value of which is determined by the accuracy characteristics of the astroizing device and dividing the received sum by the number of signals satisfying this condition.