Доктор технических наук, профессор
Владивосток
Devyatisilny Aleksandr S., PhD, Professor Head of the Navigation and Control Department
Vladivostok, 690041
Младший научный сотрудник
Владивосток
Vladivostok, 690041
Представлена и исследована математическая модель гибридной навигационной системы (ГНС), состоящая из трехкомпонентного блока линейных ньютонометров, физически моделирующих векторный измеритель сил негравитационной природы, и бортовых приемников ГЛОНАСС, позиционирующих подвижный объект в эллипсоидальной системе координат. Отсутствие блока гироскопических датчиков угловых скоростей, традиционных для классических схем метода инерциальной навигации, и наличие не более двух бортовых устройств спутникового позиционирования (приемников) позволяет характеризовать рассматриваемую ГНС как систему неполной структуры. В качестве базового элемента математической модели задачи оценки линейных и угловых параметров движения объекта использована разработанная процедура многократного численного дифференцирования темпоральных данных спутникового позиционирования бортовых приемников ГЛОНАСС, устойчиво функционирующая независимо от шага дискретизации задачи по времени. Разработанная ГНС позволяет качественно оценивать траекторные параметры — местоположение, скорости, ускорения, рывки и силы, обусловливающие траекторию, а также (при двухпозиционном приеме) и параметры пространственной ориентации объекта — углы Эйлера—Крылова и их производные. Приведены результаты вычислительного эксперимента. Область применения результатов исследования — численно-аналитическое планирование траекторий, определение параметров движения и управление подвижными объектами различного назначения и базирования.
A mathematical model of a hybrid navigation system (GNS) consisting of a three-component block of linear newtonometers (accelerometers) physically simulating a vector-based measurer of non-gravitational nature forces and on-board GLONASS receivers that positioning a moving object in an ellipsoidal coordinate system is presented and investigated. The absence of a gyroscopic angular velocity sensors unit, traditional for the classical schemes of the inertial navigation method, and the presence of no more than two onboard satellite positioning devices (receivers) make it possible to characterize the considered GNS as a partial structure system. As a basic element of a mathematical model for estimating linear and angular parameters of an object’s motion, the developed procedure of multiple numerical differentiation of temporal data acquired from on-board satellite receivers, which functions stably irrespective of the magnitude of the discretization step of the problem in time, was used. The developed GNS makes it possible to qualitatively evaluate both the trajectory parameters (location, velocity, acceleration and forces causing the trajectory) as well as the parameters of the spatial orientation of the object (Euler-Krylov angles and its derivatives) with a two-positioning technique. The results of the computational experiment are given. The field of application of the research results is numerical-analytical planning of trajectories, determination of motion parameters and control of moving objects for various purposes and basing.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.