RU2620786C1 - Способ восстановления параметров движения летательного аппарата - Google Patents
Способ восстановления параметров движения летательного аппарата Download PDFInfo
- Publication number
- RU2620786C1 RU2620786C1 RU2016124447A RU2016124447A RU2620786C1 RU 2620786 C1 RU2620786 C1 RU 2620786C1 RU 2016124447 A RU2016124447 A RU 2016124447A RU 2016124447 A RU2016124447 A RU 2016124447A RU 2620786 C1 RU2620786 C1 RU 2620786C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aircraft
- parameters
- information
- ann
- data
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к области авиационного приборостроения и может найти применение для восстановления фактических (опытных) параметров движения при проведении летных испытаний летательного аппарата (ЛА). Технический результат – расширение функциональных возможностей. Для этого на основе телеметрической информации о работе бортовой инерциальной навигационной системы (ИНС) и бортовой аппаратуры спутниковой навигации (БАСН), а также данных о координатах точки падения ЛА и моменте встречи ЛА с земной поверхностью апостериорно определяют поправки, согласующие измеренные и расчетные данные, на основании которых восстанавливают параметры движения (поступательного и вращательного) на атмосферном участке полета ЛА. При этом обеспечивают высокоточное определение фактических (опытных) параметров (поступательного и вращательного) движения атмосферного участка траектории полета. 2 ил.
Description
Изобретение относится к способам обработки экспериментальных данных и может быть использовано для восстановления параметров фактической (опытной) траектории на атмосферном участке полета при проведении летных испытаний летательного аппарата (ЛА).
Известен «Способ обработки информации о перемещении летательного аппарата» (Патент РФ №2436047, А.И. Клименко, А.А. Клименко, А.В. Абакумов, Е.Н. Скрипаль, Р.В. Ермаков, Л.А. Филиппов, МПК G01C 23/00 (2006.01), опубл. 10.12.2011 г., Бюл. №34), который включает операции, связанные с получением информации об основных параметрах навигации: от инерциальной навигационной системы (ИНС), состоящей из функционирующих в режиме регистрации информации по меньшей мере одного трехосевого акселерометра, по меньшей мере одного трехосевого датчика угловой скорости, по меньшей мере одного трехосевого магнитометра и от спутниковой навигационной системы (СНС). Комплексирование данных СНС осуществляют с возможностью корректировки параметров навигации и ошибок, накапливающихся при функционировании инерциальных навигационных систем. При этом маркируют выбранную траекторию перемещения ЛА точками его возможного нахождения, находящимися друг относительно друга в пространстве на расстоянии, равном заранее заданной величине. Реальные координаты положения ЛА определяют с использованием данных от ИНС и СНС в дискретные моменты времени, значения которых зависят от динамики и направления угловых скоростей ЛА. Данный способ выбран в качестве прототипа.
Известный способ предназначен для восстановления траектории ЛА в процессе полета, техническим результатом способа является повышение эффективности обработки информации путем обеспечения определения и восстановления траектории ЛА. Однако данный способ не обеспечивает высокоточного определения фактических (опытных) значений вектора скорости и параметров ориентации на атмосферном участке полета при проведении летных испытаний управляемых ЛА, что необходимо для подтверждения правильности функционирования бортовых систем навигации и управления, определения экспериментальных значений аэродинамических характеристик (АДХ) корпуса и органов управления ЛА, уточнения его тактико-технических характеристик.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение высокой точности определения фактических параметров поступательного и вращательного движения летательного аппарата на атмосферном участке полета.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в заявляемом способе восстановления параметров траектории ЛА, включающем получение информации о движении ЛА от бортовой инерциальной навигационной системы на всем атмосферном участке полета ЛА и информации об основных параметрах навигации от бортовой аппаратуры спутниковой навигации (БАСН), обработку полученных данных от ИНС и БАСН и определение параметров движения ЛА, в отличие от прототипа, дополнительно получают информацию об основных параметрах навигации от БАСН на доплазменном и не менее чем в двух точках на послеплазменном участке полета ЛА, информацию от ИНС и БАСН получают телеметрически и проводят ее обработку апостериорно. В ходе обработки параметров движения ЛА с использованием информации ИНС и информации о параметрах движения навигационных спутников (НС) производят определение расчетных радиальных скоростей и дальностей ЛА относительно НС; формируют массивы данных об измеренных и расчетных значениях радиальных скоростей и дальностей ЛА относительно НС и с использованием данных о координатах точки падения и моменте встречи ЛА с земной поверхностью, определяют поправки, согласующие измеренные и расчетные данные о значениях радиальных скоростей и дальностей, восстанавливают параметры движения с учетом полученных поправок.
Обеспечение высокой точности определения фактических параметров поступательного и вращательного движения летательного аппарата на атмосферном участке полета достигается за счет использования всей совокупности признаков заявляемого способа.
На фиг. 1 показан алгоритм реализации заявляемого способа обработки; на фиг. 2 - алгоритм обработки информации в соответствии с заявляемым способом, полученной в ходе осуществлении заявляемого способа при помощи математических моделей ИНС и БАСН, а также комплексной модели движения управляемого ЛА при проведении летных испытаний летательного аппарата.
Способ восстановления параметров движения летательного аппарата реализуется следующим образом.
В процессе полета ЛА телеметрически получают информацию:
- данные о параметрах движения (поступательного и вращательного) на атмосферном участке полета летательного аппарата от бортовой ИНС, состоящей из по крайней мере одного трехосевого акселерометра (либо трех одноосевых акселерометров) и по крайней мере одного трехосевого датчика угловой скорости (либо трех одноосевых датчиков угловой скорости), функционирующих в режиме регистрации информации на всем атмосферном участке полета ЛА:
- координаты положения, составляющие вектора скорости и параметры ориентации ЛА в инерциальной геоцентрической системе координат (ИГСК);
- проекции кажущихся скоростей и приращений углов поворотов на измерительные оси трехосевого датчика угловой скорости (ДУС) (либо трех одноосевых датчиков угловой скорости) и измерительные оси трехосевого акселерометра (либо трех одноосевых акселерометров) (АКС) из состава ИНС, измеряемые в каждом цикле навигационных определений;
- информацию об основных параметрах навигации от БАСН на доплазменном и не менее чем в двух точках на послеплазменном участке траектории полета ЛА:
- измеренные значения радиальных скоростей и дальностей до видимых НС;
- моменты измерений радиальных скоростей и дальностей;
- номера навигационных спутников, относительно которых получены измерения радиальных скоростей и дальностей.
После проведения испытаний ЛА из архива Информационно-аналитического центра координатно-временного и навигационного обеспечения (ИАЦ КВНО) ЦНИИмаш получают информацию о:
- параметрах движения навигационных спутников в гринвичской геоцентрической системе координат, относительно которых получены измерения радиальных скоростей и дальностей.
Обработку полученных данных от ИНС и БАСН проводят апостериорно, при этом в ходе обработки параметров траектории ЛА производят определение расчетных радиальных скоростей и дальностей ЛА относительно НС, формируют массивы данных об измеренных и расчетных значениях радиальных скоростей и дальностей.
С использованием полученных данных, данных о координатах точки падения и данных о моменте встречи ЛА с земной поверхностью, полученных с помощью средств контроля, методом наименьших квадратов определяют поправки, согласующие измеренные и расчетные данные о значениях радиальных скоростей и дальностей (поправки к начальным условиям поступательного и вращательного движения), к показаниям акселерометра, а также поправку на рассогласование шкалы времени БАСН и системной шкалы времени навигационных спутников, восстанавливают параметры движения с учетом полученных поправок, то есть для восстановления параметров траектории определяют поправки, согласующие навигационные определения ИНС с результатами траекторных измерений БАСН, включая поправки к начальным условиям поступательного и вращательного движения, к показаниям акселерометра, а также поправку на рассогласование шкалы времени БАСН и системной шкалы времени НС.
Состав поправок ограничивают наиболее значимыми для восстановления опытной траектории и включают поправки в начальные условия для решения навигационной задачи в соответствии с алгоритмом работы ИНС, в том числе: три поправки в координаты положения; три поправки в составляющие вектора скорости; три поправки в параметры ориентации.
Поправки должны минимизировать функционал вида:
при условии, что A⋅X=b,
где X - вектор искомых поправок;
M - матрица коэффициентов влияния поправок на изменения величин отклонений квадратов радиальных дальностей (S2) до видимых НС и скалярных произведений радиальных дальностей и скоростей (S-W);
B - вектор, элементами которого являются взвешенные разности расчетных и измеренных значений:
- квадратов радиальных дальностей S;
- скалярных произведений радиальных дальностей S и скоростей W;
A - матрица коэффициентов влияния элементов вектора X на отклонения координат конечной точки траектории (точки падения ЛА);
b - вектор, содержащий отклонения координат фактической точки падения от точки прицеливания.
Искомое решение определяется из уравнений:
Дополнительно могут быть определены характеристики точности восстановления параметров движения ЛА, так же как ошибки определения поправок (с учетом и без учета идентифицированного вектора поправок), обусловленные совместным влиянием всех погрешностей ИНС, и восстановлены параметры движения с использованием расширенного вектора поправок (три поправки в координаты положения; три поправки в составляющие вектора скорости; три поправки в параметры ориентации; одна поправка в аддитивную погрешность акселерометра; две поправки в мультипликативные составляющие погрешности акселерометра).
Наибольшая точность восстановления параметров движения достигается на завершающем этапе послеполетной обработки телеметрической информации - при интегрировании уравнений движения с использованием измерений приращений кажущихся скоростей и углов поворота ЛА с учетом полученных поправок к начальным условиям и результатам измерений акселерометра. Учет указанных поправок позволяет повысить точность определения координат положения ЛА до единиц метров.
Заявляемый способ восстановления параметров движения летательного аппарата был проверен при помощи математической модели ИНС и БАСН, а также комплексной модели движения управляемого ЛА (см. фиг. 2). Проверка показала работоспособность заявляемого способа и достижение заданной точности восстановления траектории движения ЛА.
Таким образом, заявляемый способ обеспечивает высокоточное определение фактических (опытных) параметров поступательного и вращательного движения ЛА на атмосферном участке траектории полета, при условии наличия полной телеметрической информации о работе бортовой ИНС на всем атмосферном участке и информации от БАСН на доплазменном и не менее чем в двух точках на послеплазменном участке траектории.
Claims (1)
- Способ восстановления параметров движения летательного аппарата (ЛА), включающий получение информации от бортовой инерциальной навигационной системы (ИНС) на всем атмосферном участке полета ЛА и информации об основных параметрах навигации от бортовой аппаратуры спутниковой навигации (БАСН), обработку полученных данных от ИНС и БАСН и определение параметров движения ЛА, отличающийся тем, что информацию об основных параметрах навигации от БАСН получают на доплазменном и не менее чем в двух точках на послеплазменном участке полета ЛА, информацию от ИНС и БАСН получают телеметрически и проводят ее обработку апостериорно, в ходе обработки параметров движения ЛА с использованием информации ИНС и информации о параметрах движения навигационных спутников (НС) производят определение расчетных радиальных скоростей и дальностей ЛА относительно НС, формируют массивы данных об измеренных и расчетных значениях радиальных скоростей и дальностей ЛА относительно НС, и с использованием данных о координатах точки падения и моменте встречи ЛА с земной поверхностью определяют поправки, согласующие измеренные и расчетные данные о значениях радиальных скоростей и дальностей, восстанавливают параметры движения с учетом полученных поправок.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016124447A RU2620786C1 (ru) | 2016-06-20 | 2016-06-20 | Способ восстановления параметров движения летательного аппарата |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016124447A RU2620786C1 (ru) | 2016-06-20 | 2016-06-20 | Способ восстановления параметров движения летательного аппарата |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2620786C1 true RU2620786C1 (ru) | 2017-05-29 |
Family
ID=59032426
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016124447A RU2620786C1 (ru) | 2016-06-20 | 2016-06-20 | Способ восстановления параметров движения летательного аппарата |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2620786C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2754128C1 (ru) * | 2020-09-29 | 2021-08-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Способ восстановления работоспособности бесплатформенной инерциальной навигационной системы после сбоя аппаратуры |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1679195A1 (ru) * | 1989-10-31 | 1991-09-23 | С.П.Ботуз с (53) 681.325,61 (088.8) | Устройство дл прогнозировани состо ни систем управлени |
RU2116666C1 (ru) * | 1995-10-18 | 1998-07-27 | Летно-исследовательский институт им.М.М.Громова | Комплекс бортовых траекторных измерений |
US6041280A (en) * | 1996-03-15 | 2000-03-21 | Sirf Technology, Inc. | GPS car navigation system |
RU2184381C1 (ru) * | 2000-12-22 | 2002-06-27 | Закрытое акционерное общество "НПО Космического Приборостроения" | Радионавигационная система |
RU2264598C1 (ru) * | 2004-12-17 | 2005-11-20 | Открытое акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" (ОАО МНПК "Авионика") | Способ определения координат летательного аппарата |
RU2436047C1 (ru) * | 2010-09-17 | 2011-12-10 | Александр Игоревич Клименко | Способ обработки информации о перемещении летательного аппарата |
-
2016
- 2016-06-20 RU RU2016124447A patent/RU2620786C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1679195A1 (ru) * | 1989-10-31 | 1991-09-23 | С.П.Ботуз с (53) 681.325,61 (088.8) | Устройство дл прогнозировани состо ни систем управлени |
RU2116666C1 (ru) * | 1995-10-18 | 1998-07-27 | Летно-исследовательский институт им.М.М.Громова | Комплекс бортовых траекторных измерений |
US6041280A (en) * | 1996-03-15 | 2000-03-21 | Sirf Technology, Inc. | GPS car navigation system |
RU2184381C1 (ru) * | 2000-12-22 | 2002-06-27 | Закрытое акционерное общество "НПО Космического Приборостроения" | Радионавигационная система |
RU2264598C1 (ru) * | 2004-12-17 | 2005-11-20 | Открытое акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" (ОАО МНПК "Авионика") | Способ определения координат летательного аппарата |
RU2436047C1 (ru) * | 2010-09-17 | 2011-12-10 | Александр Игоревич Клименко | Способ обработки информации о перемещении летательного аппарата |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2754128C1 (ru) * | 2020-09-29 | 2021-08-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Способ восстановления работоспособности бесплатформенной инерциальной навигационной системы после сбоя аппаратуры |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100585602C (zh) | 惯性测量系统误差模型验证试验方法 | |
CN106989761B (zh) | 一种基于自适应滤波的空间飞行器制导工具在轨标定方法 | |
CN105571578B (zh) | 一种利用伪观测取代精密转台的原地旋转调制寻北方法 | |
CN110849360B (zh) | 面向多机协同编队飞行的分布式相对导航方法 | |
CN106153069B (zh) | 自主导航系统中的姿态修正装置和方法 | |
CN102116634A (zh) | 一种着陆深空天体探测器的降维自主导航方法 | |
RU2762143C2 (ru) | Система определения курса и углового пространственного положения, выполненная с возможностью функционирования в полярной области | |
CN109708663B (zh) | 基于空天飞机sins辅助的星敏感器在线标定方法 | |
Sokolovic et al. | Integration of INS, GPS, magnetometer and barometer for improving accuracy navigation of the vehicle | |
CN109211231B (zh) | 一种基于牛顿迭代法的炮弹姿态估计方法 | |
CN103792561A (zh) | 一种基于gnss通道差分的紧组合降维滤波方法 | |
CN105241456A (zh) | 巡飞弹高精度组合导航方法 | |
Avrutov et al. | Gyrocompassing mode of the attitude and heading reference system | |
Zorina et al. | Enhancement of INS/GNSS integration capabilities for aviation-related applications | |
KR101107219B1 (ko) | 비행체의 항법 방법 및 이를 이용한 관성항법장치 필터 및 항법 시스템 | |
Mahmoud et al. | Integrated INS/GPS navigation system | |
Stearns et al. | Multiple model adaptive estimation of satellite attitude using MEMS gyros | |
RU2633703C1 (ru) | Интегрированная инерциально-спутниковая система ориентации и навигации | |
RU2620786C1 (ru) | Способ восстановления параметров движения летательного аппарата | |
CN103256932B (zh) | 一种替换结合外推的着陆导航方法 | |
RU2697859C1 (ru) | Способ определения местоположения наземного подвижного объекта | |
RU2566379C1 (ru) | Способ определения величины атмосферной рефракции в условиях космического полета | |
Sokolov et al. | Solving the autonomous initial navigation task for strapdown inertial navigation system on the perturbed basis using Rodriguez—Hamilton parameters | |
RU2502049C1 (ru) | Малогабаритная бесплатформенная инерциальная навигационная система средней точности, корректируемая от системы воздушных сигналов | |
Ding et al. | Novel transfer alignment of shipborne gimbaled inertial navigation systems |