RU2659755C1 - Устройство обработки сигналов - Google Patents

Устройство обработки сигналов Download PDF

Info

Publication number
RU2659755C1
RU2659755C1 RU2017134472A RU2017134472A RU2659755C1 RU 2659755 C1 RU2659755 C1 RU 2659755C1 RU 2017134472 A RU2017134472 A RU 2017134472A RU 2017134472 A RU2017134472 A RU 2017134472A RU 2659755 C1 RU2659755 C1 RU 2659755C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
adder
computing devices
inputs
Prior art date
Application number
RU2017134472A
Other languages
English (en)
Inventor
Алексей Григорьевич Кузнецов
Павел Евгеньевич Данилин
Виктор Владимирович Грошев
Евгений Дмитриевич Колотилов
Константин Алексеевич Афенко
Юлия Валентиновна Гавриленко
Наталия Александровна Зайцева
Дмитрий Андреевич Ивченков
Елена Владимировна Кочнева
Елена Михайловна Собкина
Владимир Тихонович Стрелков
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Московский институт электромеханики и автоматики" (ПАО "МИЭА")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Московский институт электромеханики и автоматики" (ПАО "МИЭА") filed Critical Публичное акционерное общество "Московский институт электромеханики и автоматики" (ПАО "МИЭА")
Priority to RU2017134472A priority Critical patent/RU2659755C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2659755C1 publication Critical patent/RU2659755C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области авиационного приборостроения и может быть применено в интегрированных системах, использующих информацию с зашумленным сигналом, в частности, от спутниковой навигационной системы (СНС) и обеспечивающих целостность навигационной информации системы. Технический результат - повышение надежности устройства обработки сигналов. Для этого устройство обработки сигналов содержит первую, вторую и третью системы счисления пути, корректор, первый блок вычислительных устройств, первый и второй сумматоры, первый фильтр, а также формирователь сигнала тревоги, при этом каждая система счисления пути подключена выходом к соответствующему входу первого блока вычислительных устройств, который выходом связан с первым входом первого сумматора, вторым входом подключенного к выходу корректора, а также с первым входом второго сумматора, причем первый сумматор выходом, а второй сумматор вторым входом подключены к первому фильтру, при этом дополнительно введены третий, четвертый и пятый сумматоры, второй, третий и четвертый фильтры, задатчик, второй и третий блоки вычислительных устройств, селекторное устройство, формирователь сигнала тревоги, входом соединенный с выходом второго сумматора и выходом которого является признак нарушения границы заданного коридора, а также переключатель, первым входом соединенный с выходом блока вычислительных устройств, а выходом с первым входом первого сумматора и входом задатчика, при этом третий, четвертый и пятый сумматоры первыми входами подключены соответственно к выходам первой, второй и третьей систем счисления пути, вторыми входами к выходу корректора, а выходами к первым входам второго, третьего и четвертого фильтров соответственно, при этом упомянутые фильтры своими вторыми входами подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам задатчика, четвертым выходом подключенного ко входу третьего блока вычислительных устройств, второй блок вычислительных устройств включает последовательно соединенные блок определения границы работоспособности i-й системы счисления пути, подключенный первым входом к пятому выходу задатчика, вторым входом к выходу третьего блока вычислительных устройств, третьим, четвертым и пятым входами к выходам соответственно второго, третьего и четвертого фильтров, блок определения функции потерь, блок определения функции близости, подключенный вторым входом к шестому выходу задатчика, блок определения рейтинга i-й системы счисления пути, связанный выходом через селекторное устройство со вторым входом переключателя. 3 ил.

Description

Изобретение относится к области авиационного приборостроения и может быть применено в интегрированных системах, использующих информацию с зашумленным сигналом, в частности, от спутниковой навигационной системы (СНС), и обеспечивающих целостность навигационной информации системы.
Известны устройства обработки сигналов [1], использующие информацию резервированных систем счисления пути с мажоритарно-допусковым контролем и корректора типа радиосистемы ближней навигации либо СНС для комплексной обработки сигналов с помощью фильтра Калмана.
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является устройство обработки сигналов, содержащее три системы счисления пути (датчики первичной информации), корректор (бортовой измеритель спутниковой навигационной системы, бортовой измеритель азимута и дальности (VOR/DME)), блок вычислительных устройств, два сумматора, фильтр и формирователь сигнала тревоги, при этом каждая система счисления пути подключена выходом к соответствующему входу блока вычислительных устройств, который выходом связан с первым входом первого сумматора, вторым входом подключенного к выходу корректора, а также с первым входом второго сумматора, причем первый сумматор выходом, а второй сумматор вторым входом подключены к фильтру.
В известном устройстве выходной сигнал системы счисления пути является интегральным, зависящим только от степени резервирования и величины допуска на погрешность определения местоположения воздушного судна (ВС). В известном устройстве выходной сигнал сохраняет достоинства и в значительной степени снижает влияние недостатков каждого из измерителей.
Недостатки известного устройства заключаются в следующем:
- достоверность выходного сигнала определяется исправностью измерителей, фильтра (вычислителя) и мажоритарно-допускового контроля;
- отказ 2-х из трех систем счисления пути является отказом устройства;
- выходной сигнал устройства может содержать выходные сигналы системы счисления пути, характеризуемые постепенным отказом и, соответственно, высоким уровнем погрешности, что в свою очередь понижает уровень точности устройства обработки сигналов;
- невозможность формирования и выдачи признака, указывающего на изменение вероятности нахождения ВС в заданном коридоре;
- невозможность диагностики оставшихся систем счисления пути в случае отказа одной.
Техническим результатом заявленного изобретения является повышение надежности устройства обработки сигналов, обеспечивающего:
- повышение глубины контроля троированной системы счисления пути;
- контроль каждой из трех систем счисления пути с помощью «эталонного описания» погрешностей (введения «аналитической» избыточности [2]);
- диагностику отказавшей системы счисления пути и исключение ее из дальнейшего использования;
- формирование интегрального выходного сигнала системы счисления пути с учетом критерия минимума погрешности измерителя;
- формирование интегрального выходного сигнала системы счисления пути с заданным риском невыявленного отказа реализуемого навигационного режима комплексной обработки информации (КОИ);
- формирование и выдачу признака, указывающего на изменение вероятности нахождения ВС в заданном коридоре.
Технический результат достигается устройством обработки сигналов, содержащим первую, вторую и третью системы счисления пути, корректор, первый блок вычислительных устройств, первый и второй сумматоры, первый фильтр, а также формирователь сигнала тревоги, при этом каждая система счисления пути подключена выходом к соответствующему входу первого блока вычислительных устройств, который выходом связан с первым входом первого сумматора, вторым входом подключенного к выходу корректора, а также с первым входом второго сумматора, причем первый сумматор выходом, а второй сумматор вторым входом подключены к первому фильтру, при этом, согласно изобретению, дополнительно введены третий, четвертый и пятый сумматоры, второй, третий и четвертый фильтры, задатчик, второй и третий блоки вычислительных устройств, селекторное устройство, формирователь сигнала тревоги, входом соединенный с выходом второго сумматора и выходом которого является признак нарушения границы заданного коридора, а также переключатель, первым входом соединенный с выходом блока вычислительных устройств, а выходом с первым входом первого сумматора и входом задатчика, при этом третий, четвертый и пятый сумматоры первыми входами подключены соответственно к выходам первой, второй и третьей систем счисления пути, вторыми входами к выходу корректора, а выходами к первым входам второго, третьего и четвертого фильтров соответственно, при этом упомянутые фильтры своими вторыми входами подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам задатчика, четвертым выходом подключенного ко входу третьего блока вычислительных устройств, второй блок вычислительных устройств включает последовательно соединенные блок определения границы работоспособности i-той системы счисления пути, подключенный первым входом к пятому выходу задатчика, вторым входом к выходу третьего блока вычислительных устройств, третьим, четвертым и пятым входами к выходам соответственно второго, третьего и четвертого фильтров, блок определения функции потерь, блок определения функции близости, подключенный вторым входом к шестому выходу задатчика, блок определения рейтинга i-той системы счисления пути, связанный выходом через селекторное устройство со вторым входом переключателя.
Введенные в известное устройство функциональные элементы, а также новые коммутационные связи функционально представляют собой формирователь статистического контроля систем счисления пути.
На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства обработки сигналов, где:
1 - первая система счисления пути (БИНС 1);
2 - вторая система счисления пути (БИНС 2);
3 - третья система счисления пути (БИНС 3);
4 - корректор (СНС, РСБН, VOR/DME);
5 - первый блок вычислительных устройств;
6 - первый сумматор;
7 - первый фильтр;
8 - второй сумматор;
9 - формирователь сигнала тревоги,
10 - третий сумматор;
11 - четвертый сумматор;
12 - пятый сумматор;
13 - второй фильтр;
14 - третий фильтр;
15 - четвертый фильтр;
16 - второй блок вычислительных устройств (блок ранжировки навигационных параметров системы счисления пути), включающий:
17 - блок определения границы работоспособности i-ой системы счисления пути;
18 - блок определения функции потерь;
19 - блок определения функции близости;
20 - блок определения рейтинга i-й системы счисления пути;
21 - селекторное устройство;
22 - переключатель;
23 - задатчик;
24 - третий блок вычислительных устройств;
25-53 - информационные шины, передающие управляющие сигналы.
Предложенное устройство обработки сигналов включает три системы счисления пути (1), (2), (3), которые подключены через информационные шины (25), (26), (27) к соответствующим входам блока вычислительных устройств (5) и сумматоров (10), (11), (12). Блок вычислительных устройств (5) выходом подключен через информационную шину (29) к первому входу сумматора (8), а также первому входу выключателя (22), второй вход которого через шину (45) подключен к селекторному устройству (21), а выход - к первому входу сумматора (6) посредством шины (53). Сумматор (8) своим выходом подключен через шину (32) ко входу формирователя сигнала тревоги (9), а вторым входом через шину (31) с выходом фильтра (7), который входом связан посредством шины (30) с выходом сумматора (6). Сумматоры (10), (11), (12) вторыми входами подключены через информационную шину (28) к выходу корректора (4), который посредством шины (28) соединен со вторым входом сумматора (6). Сумматоры (10), (11), (12) своими выходами подключены через шины (35), (36), (37) к первым входам фильтров (13), (14), (15). Последние вторыми входами через шины (46), (47), (48) подключены к первому, второму и третьему выходам задатчика (23), а выходами связаны с блоком вычислительных устройств (16). Задатчик (23) четвертым выходом посредством шины (49) соединен со входом блока вычислительных устройств (24), а пятым и шестым выходами связан с блоком вычислительных устройств (16). Последний включает последовательно соединенные через шины (41), (42), (43) блок определения границы работоспособности i-той системы счисления пути (17), блок определения функции потерь (18), блок определения функции близости (19), а также блок определения рейтинга i-той системы счисления пути (20), соединенный выходом с помощью шины (44) со входом селекторного устройства (21). При этом блок определения границы работоспособности i-той системы счисления пути (17) подключен первым входом через шину (50) к пятому выходу задатчика (23), вторым входом через шину (52) - к выходу блока вычислительных устройств (24), а третьим, четвертым и пятым входами посредством шин (38), (39), (40) - к выходам фильтров (13), (14), (15). Блок определения функции близости (19) подключен вторым входом через шину (51) к шестому выходу задатчика (23). При этом последний своим входом соединен через шину (53) с выходом переключателя (22).
Предложенное устройство содержит следующие вновь введенные функциональные элементы: третий (10), четвертый (11) и пятый (12) сумматоры, второй (13), третий (14) и четвертый (15) фильтры, задатчик (23), второй (16) и третий (24) блоки вычислительных устройств, селекторное устройство (21), переключатель (22), а также формирователь сигнала тревоги (9).
Третий сумматор (10) служит для определения позиционных
Figure 00000001
,
Figure 00000002
и скоростных
Figure 00000003
,
Figure 00000004
измерений, равных, соответственно, разности по позиционным параметрам (λсч)1, (ϕсч)1 первой системы счисления пути (1) и корректора (4) ϕк, λк и по скоростным параметрам разности
Figure 00000005
,
Figure 00000006
первого системы счисления пути (1) и корректора (4)
Figure 00000007
,
Figure 00000008
.
Четвертый сумматор (11) позволяет определить позиционные
Figure 00000009
,
Figure 00000010
и скоростные
Figure 00000011
,
Figure 00000012
измерения, равные, соответственно, разности по позиционным параметрам (λсч)2, (ϕсч)2 второй системы счисления пути (2) и корректора (4) ϕк, λк и по скоростным параметрам разности
Figure 00000013
,
Figure 00000014
второй системы счисления пути (2) и корректора (4)
Figure 00000015
,
Figure 00000016
.
Пятый сумматор (12) определяет позиционные
Figure 00000017
,
Figure 00000018
и скоростные измерения
Figure 00000019
,
Figure 00000020
, равные, соответственно, разности по позиционным параметрам (λсч)3, (ϕсч)3 третьей системы счисления пути (3) и корректора (4) ϕк, λк и по скоростным параметрам разности скоростей
Figure 00000021
,
Figure 00000022
третьей системы счисления пути (3) и корректора (4)
Figure 00000023
,
Figure 00000024
.
Второй фильтр (13) является оптимальным фильтром для определения оценок ошибок координат местоположения первой системы счисления пути
Figure 00000025
и
Figure 00000026
.
Матричное дифференциальное уравнение фильтра:
Figure 00000027
где:
Figure 00000028
- оценка вектора ошибок системы счисления пути, размерность {4; 0};
F - матрица состояния (уравнения ошибок системы пути), размерность {4; 4};
k - матричный коэффициент усиления;
z=Нх+V - вектор измерений, поступающий на вход фильтра;
H - матрица измерений, размерность {2; 4};
х - вектор ошибок БИНС;
V - вектор шумов измерений.
Для второго фильтра (13) вектор измерений имеет вид
Figure 00000029
,
Figure 00000030
,
Figure 00000031
,
Figure 00000032
.
Третий фильтр (14) - оптимальный фильтр для определения оценок ошибок координат местоположения второй системы счисления пути
Figure 00000033
и
Figure 00000034
. Структура фильтра такая же (уравнение 1), а вектор измерений -
Figure 00000035
,
Figure 00000036
,
Figure 00000037
,
Figure 00000038
.
Четвертый фильтр (15) - оптимальный фильтр для определения оценок ошибок координат местоположения третьей системы счисления пути
Figure 00000039
и
Figure 00000040
, структура фильтра такая же (уравнение 1), а вектор измерений -
Figure 00000041
,
Figure 00000042
,
Figure 00000043
,
Figure 00000044
.
Второй блок вычислительных устройств (16) определяет:
- границы работоспособности i-й инерциальной системы (блок 17):
а) верхний интервал Δ=±2σ - заданный уровень погрешности системы счисления пути;
б) ΔХЭ.О. - «эталонное описание» погрешности системы счисления пути с заданным уровнем погрешности датчиков первичной информации (гироскопов и акселерометров);
в)
Figure 00000045
- математическое ожидание оцененного значения погрешности i-й системы счисления пути.
Если величина математического ожидания текущей оценки погрешности i-й системы счисления пути
Figure 00000046
превышает границу ±Δ, то i-я система счисления пути не соответствует заданному уровню точности.
- функции потерь
Figure 00000047
(блок 18) i-й системы счисления пути, когда
Figure 00000048
(фиг. 2):
Figure 00000049
,
Для
Figure 00000050
расчеты проводятся относительно ее зеркального отображения в положительной области.
- функции близости (блок 19)
Figure 00000051
, если
Figure 00000052
(фиг. 3):
Figure 00000053
Система счисления пути, характеризующаяся минимальной функцией близости, считается лучшей
Figure 00000054
.
- рейтинг i-той системы счисления пути (блок 20) методом ранжирования погрешностей трех систем счисления пути с помощью функции потерь, величины допустимого значения Δ и величины «эталонного описания» погрешности с учетом условий:
Figure 00000055
Figure 00000056
Figure 00000057
Figure 00000058
Если функции потерь по
Figure 00000059
или по
Figure 00000060
принадлежат различным областям, то рейтинг i-той системы счисления пути устанавливается по радиальному значению
Figure 00000061
функции потерь
Figure 00000062
За выходные параметры принимается выход той системы счисления пути, рейтинг которой минимален. Если несколько систем имеют одинаковые наилучшие характеристики, то для дальнейшей обработки принимается первая по номеру i из них.
Если все три системы принадлежат к rat III [i=1; i=2; i=3] ∈ III, то за выходные параметры ИС принимается выход той системы, для которой функция близости
Figure 00000063
к «эталонному описанию» минимальна (фиг. 3):
ϕвых(t)=ϕi(t), для которой
Figure 00000064
.
Селекторное устройство (21) служит для формирования составляющих вектора Yвыбр (ϕвыбр. - широта, λвыбр. - долгота,
Figure 00000065
,
Figure 00000066
) интегральных выходных параметров трех систем счисления пути, учитывающие рейтинги первичных датчиков информации.
Задатчик (23) предназначен для ввода и хранения следующей информации:
- признака модели Земли (СК-42, ПЗ-90, WGS-84, и т.д.),
- заданный допуск определения координат местоположения системой счисления пути Δ,
- дрейфы гироскопов для «эталонного описания»
Figure 00000067
,
Figure 00000068
,
Figure 00000069
.
- погрешности смещения нуля акселерометров для «эталонного описания»
Figure 00000070
,
Figure 00000071
,
Figure 00000072
.
Третий блок вычислительных устройств (24) служит для расчета «эталонного описания» погрешностей системы счисления пути в выполняемом ВС полете, который проводится по следующим формулам:
Figure 00000073
Figure 00000074
Figure 00000075
Figure 00000076
Figure 00000077
Figure 00000078
Figure 00000079
Figure 00000080
где:
αi - ошибки ориентации сопровождающего трехгранника 1, 2, 3;
βi - ошибки ориентации опорного трехгранника;
γi - ошибки ориентации расчетного трехгранника;
δpi=δωi±ωi+1α3 - ошибки определения скоростных импульсов;
δωi - ошибки определения абсолютных угловых скоростей;
νi - приведенные ошибки дрейфа гироскопов;
ci - приведенные ошибки акселерометров.
Уравнения ошибок ИС решаются при заданных начальных условиях γ10, γ20, γ10, δр10, δр20, β30, α10, α20, δϕ0, δλ0, δV1(0), δV2(0), δV3(0), δε0 и признаке достоверности текущих параметров, выдаваемых ИС.
Дрейфы гироскопов и ошибки акселерометров задаются исходя из требований и точностных характеристик - Δ.
Переключатель (22) предназначен для подключения сигналов вектора Yвыбр на сумматор (6), а в случае отсутствия признака достоверности статистического контроля - подключение вектора Yинт после мажоритарно-допускового контроля.
Формирователь сигнала тревоги (9) служит для выдачи потребителю предупреждающего сигнала о нарушении заданного коридора.
Предложенное устройство обработки сигналов работает следующим образом.
Системы счисления пути (1), (2), (3) формируют параметры: ϕ (широта), λ (долгота), составляющие скорости VE (восточная), VN (северная) и признаки исправности составляющих вектора X: Испр. ϕсч, Испр. λсч, Испр.
Figure 00000081
, Испр.
Figure 00000082
. Для системы счисления пути (1) это параметры и признаки X1:
Figure 00000083
, Испр.
Figure 00000084
,
Figure 00000085
, Испр.
Figure 00000086
,
Figure 00000087
, Испр.
Figure 00000088
,
Figure 00000089
, Испр.
Figure 00000090
; для системы (2) - параметры и признаки Х2:
Figure 00000091
, Испр.
Figure 00000092
,
Figure 00000093
, Испр.
Figure 00000094
,
Figure 00000095
, Испр.
Figure 00000096
,
Figure 00000097
, Испр.
Figure 00000098
; для системы (3) - параметры и признаки Х3:
Figure 00000099
, Испр.
Figure 00000100
,
Figure 00000101
, Испр.
Figure 00000102
,
Figure 00000103
, Испр.
Figure 00000104
,
Figure 00000105
, Испр.
Figure 00000106
. Каждая из информационных шин (25), (26), (27) передает параметры своей системы счисления пути и их признаки исправности в блок вычислительных устройств (5). В блоке (5) проводится параметральный контроль систем счисления пути. При положительном результате параметры осредняются. Если одна из систем выходит за допуск, она исключается из дальнейшей обработки. При расхождении всех трех систем выбирается первая достоверная по матрице состояния. Информационная шина (29) передает параметры
Figure 00000107
(
Figure 00000108
,
Figure 00000109
,
Figure 00000110
,
Figure 00000111
) и признаки исправности составляющих вектора
Figure 00000112
на переключатель (22). Корректор (4) формирует параметры: ϕк, λк,
Figure 00000113
,
Figure 00000114
координат (широты, долготы) и составляющих (северной и восточной) путевой скорости и их признаки исправности: Испр. Δϕк, Испр. Δλк, Испр.
Figure 00000115
, Испр.
Figure 00000116
. Информационная шина (28) передает параметры корректора (4) на сумматоры (6), (10), (11), (12). В каждом из сумматоров (10), (11), (12) вычисляются разности Δϕ, Δλ, ΔVE, ΔVN одноименных сигналов системы счисления пути, поступающих по соответствующему разветвлению шины (25), (26), (27), и корректора (4): Информационная шина (35) передает с сумматора (10) параметры Δϕ1, Δλ1,
Figure 00000117
,
Figure 00000118
на вход фильтра (13), шина (36), соответственно, с сумматора (11) параметры Δϕ2, Δλ2,
Figure 00000119
,
Figure 00000120
на вход третьего фильтра (14), а шина (37) с сумматора (12) параметры Δϕ3, Δλ3,
Figure 00000121
,
Figure 00000122
на вход фильтра (15). В фильтре (13) формируются оценки
Figure 00000123
,
Figure 00000124
,
Figure 00000125
,
Figure 00000126
, и признаки исправности ошибок координат и составляющих путевой скорости: Испр.
Figure 00000127
, Испр.
Figure 00000128
, Испр.
Figure 00000129
, Испр.
Figure 00000130
; в фильтре (14), соответственно:
Figure 00000131
, Испр.
Figure 00000132
,
Figure 00000133
, Испр.
Figure 00000134
,
Figure 00000135
, Испр.
Figure 00000136
,
Figure 00000137
, Испр.
Figure 00000138
; в фильтре (15):
Figure 00000139
, Испр.
Figure 00000140
,
Figure 00000141
, Испр.
Figure 00000142
,
Figure 00000143
, Испр.
Figure 00000144
,
Figure 00000145
, Испр.
Figure 00000146
. Блок вычислительных устройств (24) формирует ошибки координат и составляющих путевой скорости ΔϕЭ.О., Испр. ΔϕЭ.О., ΔλЭ.О., Испр. ΔλЭ.О.,
Figure 00000147
, Испр.
Figure 00000148
,
Figure 00000149
, Испр.
Figure 00000150
эталонного описания». Информационные шины (38), (39), (40) передают соответствующие параметры из фильтров (13), (14), (15), а информационная шина (52) из блока вычислительных устройств (24) в блок вычислительных устройств (16), в котором производится запоминание оценок ошибок координат трех систем счисления пути и ошибок координат, определение статистических характеристик сигналов выборки (математических ожиданий и дисперсий), определение функции потерь для каждой системы счисления пути, а также определение рейтинга каждой из контролируемых систем счисления пути. Информационная шина (50) передает в блок (17) из блока (23) заданный уровень погрешности счисления пути. Информационная шина (51) передает на блок (19) оценки погрешностей координат систем счисления пути и определяет их статистические характеристики. Выходными сигналами блока вычислительных устройств (16) являются рейтинги параметров
Figure 00000151
,
Figure 00000152
, для каждой системы счисления пути ratij, (i - номер системы счисления, j - номер параметра), которые информационная шина (44) передает в селекторное устройство (21), формирующее составляющие вектора выходных параметров выбранной системы счисления пути Yвыбр (Δϕвыбр - широта, Δλвыбр - долгота, составляющие скорости
Figure 00000153
,
Figure 00000154
) и признаки исправности составляющих вектора Yвыбр, поступающие на переключатель (22). Переключатель (22) подключает информационную шину (45), передающую поступающие из селекторного устройства (21) составляющие вектора Yвыбр, к сумматору (6) при достоверностях всех составляющих вектора Yвыбр, либо, в случае отсутствия признака достоверности подключает информационную шину (29), передающую из блока вычислительных устройств (5) параметры вектора Yинт (
Figure 00000155
(
Figure 00000156
- широта,
Figure 00000157
- долгота, составляющие скорости
Figure 00000158
,
Figure 00000159
) и признаки исправности составляющих вектора
Figure 00000160
, после чего передает соответствующий сигнал через информационную шину (53) на сумматор (6). Информационная шина (30) передает с сумматора (6) информацию о составляющих вектора Yвыбр, либо о составляющих вектора
Figure 00000161
в фильтр (7), который формирует оценки ошибок координат и составляющих путевой скорости: Δϕ, Испр. Δϕ,
Figure 00000162
, Испр.
Figure 00000163
,
Figure 00000164
, Испр.
Figure 00000165
,
Figure 00000166
, Испр.
Figure 00000167
и признаки исправности составляющих вектора Yвыбр. Информационная шина (53) передает с переключателя (22) в задатчик (23) показатели первичного датчика Yвыбр либо
Figure 00000168
. Информационная шина (31) передает из фильтра (7) информацию об оценках ошибок координат и составляющих путевой скорости на сумматор (8), который формирует откорректированные показатели первичного датчика
Figure 00000169
либо
Figure 00000170
и по шине (32) передает соответствующий сигнал в формирователь сигнала тревоги (9), который по шине (33) выдает потребителю предупреждающий сигнал о нарушении заданного коридора.
Таким образом, использование предлагаемого устройства позволит обеспечить повышение глубины контроля систем счисления пути за счет:
- контроля каждой из трех систем счисления пути с помощью их «эталонного описания» погрешностей (введения «аналитической» избыточности) [2];
- ранжирования и определение рейтинга ИС с использованием функции потерь и близости;
- диагностики отказавшей системы счисления пути и исключения ее из дальнейшего использования;
- формирования интегрального выходного сигнала качественно лучшей системы счисления пути с учетом критерия минимума погрешности измерителя.
Возможность достижения заявленного технического результата в предложенном устройстве подтверждена статистико-математически, а именно, посредством использования математического аппарата статистических решений [3] при построении формирователя статистического контроля систем счисления пути, сформированного введенными в известное устройство функциональными элементами, а также новыми коммутационными связями. С помощью позиционных поканальных фильтров определялись погрешности каждой из систем счисления пути. Формирователь «эталонного описания» [4] выдавал «эталонное описание» погрешностей системы счисления пути. На выбранном текущем интервале обработки определялись фактические математические ожидания и среднеквадратические отклонения погрешностей навигационных параметров, функция потерь и функция близости, рейтинг, учитывающий уровень погрешности для каждой системы счисления пути и границу, определяющую работоспособность устройства обработки сигналов. На основе функции потерь, функции близости и рейтинга сформирован выходной сигнал выбранной системы счисления пути и признак его достоверности.
Работоспособность предлагаемого устройства также подтверждена результатами экспериментальных испытаний с использованием моделей датчика и корректора на динамическом имитаторе навигационной обстановки. Результаты испытаний подтвердили получение положительного эффекта. В настоящее время ведутся работы по внедрению данного устройства в состав бортового программного обеспечения вычислительных систем самолетовождения для самолетов А-100, Ту-95 МСМ и базовой навигационной системы для самолетов ДА и ВТА.
Источники информации
1. Авиационные приборы и навигационные системы. Под ред. О.А. Бабича, М.: изд. ВВИА им. Н.Е. Жуковского, 1981 г., стр. 587-591.
2. С.П. Дмитриев, Н.В. Колесов, А.В. Осипов. Информационная надежность, контроль и диагностика навигационных систем. СПб: ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор», 2004 г., стр. 5-7, 37-38.
3. Г. Крамер. Математическая статистика. М.: Мир, 1976 г.
4. Управление и наведение беспилотных маневренных летательных аппаратов на основе современных информационных технологий. Под ред. М.Н. Красильщикова и Г.Г. Себрякова, М.: ФИЗМАТЛИТ, 2005 г., стр. 177-178.

Claims (1)

  1. Устройство обработки сигналов, содержащее первую, вторую и третью системы счисления пути, корректор, первый блок вычислительных устройств, первый и второй сумматоры, первый фильтр, а также формирователь сигнала тревоги, при этом каждая система счисления пути подключена выходом к соответствующему входу первого блока вычислительных устройств, который выходом связан с первым входом первого сумматора, вторым входом подключенного к выходу корректора, а также с первым входом второго сумматора, причем первый сумматор выходом, а второй сумматор вторым входом подключены к первому фильтру, отличающееся тем, что дополнительно введены третий, четвертый и пятый сумматоры, второй, третий и четвертый фильтры, задатчик, входом соединенный с выходом первого фильтра, второй и третий блоки вычислительных устройств, селекторное устройство, формирователь сигнала тревоги, входом соединенный с выходом второго сумматора и выходом которого является признак нарушения границы заданного коридора, а также переключатель, первым входом соединенный с выходом блока вычислительных устройств, а выходом с первым входом первого сумматора и входом задатчика, при этом третий, четвертый и пятый сумматоры первыми входами подключены соответственно к выходам первой, второй и третьей систем счисления пути, вторыми входами к выходу корректора, а выходами к первым входам второго, третьего и четвертого фильтров соответственно, при этом упомянутые фильтры своими вторыми входами подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам задатчика, четвертым выходом подключенного ко входу третьего блока вычислительных устройств, второй блок вычислительных устройств включает последовательно соединенные блок определения границы работоспособности i-й системы счисления пути, подключенный первым входом к пятому выходу задатчика, вторым входом к выходу третьего блока вычислительных устройств, третьим, четвертым и пятым входами к выходам соответственно второго, третьего и четвертого фильтров, блок определения функции потерь, блок определения функции близости, подключенный вторым входом к шестому выходу задатчика, блок определения рейтинга i-й системы счисления пути, связанный выходом через селекторное устройство со вторым входом переключателя.
RU2017134472A 2017-10-03 2017-10-03 Устройство обработки сигналов RU2659755C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017134472A RU2659755C1 (ru) 2017-10-03 2017-10-03 Устройство обработки сигналов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017134472A RU2659755C1 (ru) 2017-10-03 2017-10-03 Устройство обработки сигналов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2659755C1 true RU2659755C1 (ru) 2018-07-03

Family

ID=62815453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017134472A RU2659755C1 (ru) 2017-10-03 2017-10-03 Устройство обработки сигналов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2659755C1 (ru)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2237234C2 (ru) * 2002-08-22 2004-09-27 Открытое акционерное общество "Московский институт электромеханики и автоматики" Устройство обработки сигналов
RU2300173C1 (ru) * 2005-11-11 2007-05-27 Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого Квазиоптимальный приемник дискретно-непрерывных фазоманипулированных сигналов

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2237234C2 (ru) * 2002-08-22 2004-09-27 Открытое акционерное общество "Московский институт электромеханики и автоматики" Устройство обработки сигналов
RU2300173C1 (ru) * 2005-11-11 2007-05-27 Военная академия Ракетных войск стратегического назначения им. Петра Великого Квазиоптимальный приемник дискретно-непрерывных фазоманипулированных сигналов

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авиационные приборы и навигационные системы. Под ред. О.А. Бабича, М.: изд. ВВИА им. Н.Е. Жуковского, 1981 г., стр. 587-591. *
С.П. Дмитриев, Н.В. Колесов, А.В. Осипов. Информационная надежность, контроль и диагностика навигационных систем. СПб: ГНЦ РФ ЦНИИ "Электроприбор", 2004 г., стр. 5-7, 37-38. *
Управление и наведение беспилотных маневренных летательных аппаратов на основе современных информационных технологий. Под ред. М.Н. Красильщикова и Г.Г. Себрякова, М: ФИЗМАТЛИТ, 2005 г., стр. 177-178. *
Управление и наведение беспилотных маневренных летательных аппаратов на основе современных информационных технологий. Под ред. М.Н. Красильщикова и Г.Г. Себрякова, М: ФИЗМАТЛИТ, 2005 г., стр. 177-178. С.П. Дмитриев, Н.В. Колесов, А.В. Осипов. Информационная надежность, контроль и диагностика навигационных систем. СПб: ГНЦ РФ ЦНИИ "Электроприбор", 2004 г., стр. 5-7, 37-38. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110579778B (zh) 使用多个天线为全球导航卫星系统进行信号故障检测
US9726499B2 (en) Method of determining a radius of protection associated with a navigation parameter of a hybrid inertial navigation system, and associated system
CN101395443B (zh) 混合定位方法和设备
US8909471B1 (en) Voting system and method using doppler aided navigation
CA2664994C (en) Hybrid ins/gnss system with integrity monitoring and method for integrity monitoring
RU2314553C1 (ru) Система оценки точностных характеристик бортовой радиолокационной станции
US20090182494A1 (en) Navigation system with apparatus for detecting accuracy failures
RU2539140C1 (ru) Интегрированная бесплатформенная система навигации средней точности для беспилотного летательного аппарата
CN104331593A (zh) 用于地面预测航空器沿路径的定位的特征的设备和方法
CN112179347B (zh) 一种基于光谱红移误差观测方程的组合导航方法
RU2654965C1 (ru) Комбинированная бесплатформенная астроинерциальная навигационная система
EP3757518B1 (en) Method to assure integrity of integrated certified and non-certified sensors
RU2659755C1 (ru) Устройство обработки сигналов
RU2713585C1 (ru) Способ формирования воздушно-скоростных параметров маневренного объекта
RU2440595C1 (ru) Способ и устройство для контроля пилотажно-навигационного комплекса
RU2539131C1 (ru) Бесплатформенная интегрированная навигационная система средней точности для мобильного наземного объекта
US3391568A (en) Navigation system
RU2658538C2 (ru) Способ контроля пилотажно-навигационного комплекса и устройство для его осуществления
Liu et al. A tightly-coupled GNSS/INS/MM integrated system based on binary search algorithm for train localization applications
RU2178147C1 (ru) Комплексная навигационная система
RU2590935C1 (ru) Комплексная навигационная система летательного аппарата
RU2660383C1 (ru) Устройство обработки сигналов
Rastorguev To the question of the stability of the Kalman filter in integrated navigation system of transport means
RU2668659C1 (ru) Бесплатформенная инерциальная навигационная система, корректируемая по внешней позиционной и скоростной информации
RU2783480C1 (ru) Автоматизированная система навигации с контролем аномальных измерений координат от спутниковых радионавигационных систем