Интегрированные системы ориентации и навигации для морских подвижных объектов - Анучин О.Н.
ISBN 5-90780-22-8
Скачать (прямая ссылка):
Классификация методов разрешения неоднозначности фазовых измерений может быть выполнена по используемой для этих целей информации. В ГЛОНАСС и GPS для этого служат: оценки координат априорные и полученные с помощью навигационных систем иного типа; измерения по огибаюшей кода радиосигнала; избыточность измерений псевдодальностей по фазе несущей и огибающей кода сигнала {23, 68, 74].
Наиболее эффективные процедуры разрешения неоднозначности основаны на избыточности фазовых измерений, когда число измерений фазы больше числа неизвестных параметров. Это приводит к расширению окрестности вокруг искомого решения, в которой отсутствуют другие возможные решения. В этом и состоит эффект избыточности фазовых измерений, для обеспечения которой необходимо наблюдение значительного (пять И более) числа НИСЗ и (или) использование второго частотного канала.
При включении ПА CHC в состав интегрированных систем типа ИСОН для разрешения неоднозначности фазовых измерь ний целесообразно привлечение данных инерциальных измерИ'
101
. модулей и решение данной проблемы по оценке пропу-те'1ЬН1го числа длин волн в рамках теории оптимального нелині^ оценивания [30, 73, 79]. Непосредственное получение неїіН ^J5I41JX оценок предполагает решение многоальтернатив-""^^задзчи фильтрации, которая требует реализации банка H?'V ,енных фильтров Калмана (см. раздел 1.3), соответствую-000 возможным гипотезам о числе пропущенных длин волн. "^1* в свою очередь, требует значительных вычислительных за-^1°' Чтобы их избежать, в работах [73, 79] для субоптимального Чтения данной задачи используется алгоритм, основанный на
вменении расширенного ФК (см. раздел 1.3). В работе (30] данные» вырабатываемые расширенным ФК, используются для определения условных вероятностей гипотез, обеспечивающих получение оптимальной оценки.
Следует отметить, что использование данных инерциальных систем для разрешения неоднозначности фазовых измерений, как показали результаты, полученные в работе [30], предъявляет достаточно жесткие требования к уровню погрешностей чувствительных элементов (гироскопов и акселерометров) и их изменчивости во времени.
Рассмотрим возможность использования приемной аппаратуры CHC GPS/ГЛОНАСС с фазовыми разностными (интерферо-метрическимл) измерениями для определения параметров ориентации или поправок к параметрам ориентации. Усовершенствование бортовой аппаратуры потребителей CHC которое заключается в построении антенной !інтерферометрической системы, блока приема и измерителей разностей фаз сигналов и соответствующего математического обеспечения, предоставляет возможность определения параметров ориентации объекта. Антенная "нтерферометрическая система есть система разнесенных на подвижном объекте антенн, положение которых относительно связанной с корпусом объекта системы координат X0^oZo известно (рис.).22).
Если координаты фазовых центров антенн A^. Aj,A^ известны в связанной системе координат x0y0z0, т.е.
управляющие косинусы ортов и A2 лекторов /I1 и
то
лгА$ определяются соотношениямиг
102
[4Lr
/(? -?)2 + Сулі - уаъ)1 + (г.4і -Z-43)2
V(^2 -*лз)2 + (улі -уas)2 + Сиг -глз)2
ХА\ ~ХАЗ
Уаі-Уаз
ZAl - Z'A3
(1.5.16) ХА2~ХАЗ У Al -УАЗ *А2~ ZA3
Рисі .22. Антенная интерферометричесхая система CHC Для решения задач ориентации в ПА CHC введем правый ортогональный трехгранник /1/2/3 > орты которого /1,/2, /3 следующим образом построены на ортах b\,bi векторов A1A3 и A^A3 (см. рис. 1.22)
1
-?*?). /2 =?. /з;
;Лх*1 =
1
-(?-COSe6S1),
sin sin 8(,
(1.5.17)
где ®fj — угол между векторами ^,?, причем
COsG4 = ?-? =^1^2^ +hybly +*l2?2 • (1-5-18) Ориентацию трехгранника /1/2/3 относительно связанной
103
системы координат xq)pqzq определим матрицей направляющих косинусов
Lo -
sin Qf, 1
sin
1
sin
- hzhy) hx
{hzhx - -hjbiz) hy
k>\xhy- -hyhx) hz
sin 0(, 1
sin 8(, 1
Ix-
sinO,
{fry -cos 0Zj1^ ) (/j22-cosea12)
.(1.5.19)
С другой стороны, используя измерения псевдодальностей, как показано выше, в ПА CHC возможно уточнить координаты фазовых центров антенн A\,A2,AD в прямоугольной гринвичской системе координат Оее\Є2Є3. Таким образом, если координаты фазовых центров антенн Ax,A2,A3 известны в связанной с Землей системе координат Оеехе2е3 , т.е.
А [(«1 )аъ («2 )л\, («3 )л\1 А2 [(«1 )Л2, («2 )Л2 > («3 )л21
АзіМазЛ^азЛ^азі
(1.5.20)
то направляющие косинусы ортов Zj1 и Z)2 векторов А\А3 и Л2Лз в той же системе координат определяются соотношениями:
Zj,=
(«lfcl
1
i/[(«ik -(«ikF +[fek -fekP+fak -fekF
"(«Ik-(6I I? fek-fek (<5k-(«5k
(1.5.21)
O2 =
(«iW (?? .(?)?.
/[(«ik -(«ikP +[fek -fekP +[fek -(«skP
(«lk-fak fek-fek .(«5k-(«5k.
В соответствии с (1.5.17) ориентацию трехгранника /1/2/3 относительно прямоугольной гринвичской системе координат 0eeje2e3 можно определить матрицей направляющих косинусов
104
С/= —М(е3)бі(еі)б2-(еі)я(ез)к] (Є2)М —^?)«-°°*??,! sin<3? sm@i '
—Цг^Ы^К-(е2)бі(<ч)б2І (ез)б1 —Т7^з)і2-0OS^(C3)J smSj smt% '
(1.5.?
СНС, т.е.
cos= ї[ -? =(еі)м(еі)42 +(Є2)м(е2)б2 + (ез)бі(ез)б2 • (1-5.23)
