Судовой навигационный комплекс



Владельцы патента RU 2478187:

ЗАО НПК "Агат-Аквариус" (RU)
ОАО "Концерн "Моринформсистема-Агат" (RU)

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в судовых навигационных комплексах. Технический результат - повышение точности. Для достижения данного результата комплекс вырабатывает интегрированные навигационные данные на основании информации от спутниковой навигационной системы и инерциальной навигационной системы. Комплексирование информации реализует вычислитель в соответствии с алгоритмом фильтра Калмана. Информация для вычислителя формируется с учетом ее достоверности, определяемой блоком автоматического определения достоверности спутниковой навигационной информации, и меняется путем изменения ее весовых коэффициентов. Интегральные значения данных для вычислителя с учетом весовых коэффициентов и их изменений формируют два умножителя, сумматор и интегратор, с пульта управления задаются начальные значения весовых коэффициентов, система передачи данных и коммутатор организуют передачу данных в процессе функционирования комплекса. 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к навигационной технике, измеряющей более чем одну навигационную величину, и может быть использовано в навигационных системах морских транспортных средств.

Известны интегрированные инерциально-спутниковые навигационные системы (ИСНС), используемые для определения навигационных параметров различных летательных аппаратов на основе математического комплексирования данных инерциальной навигационной системы (ИНС) и спутниковой навигационной системы (СНС). Указанные комплексы содержат ИНС, СНС, навигационный вычислитель, а также различные функциональные узлы, обеспечивающие повышение точности и других технических характеристик за счет введения тех или иных поправок при расчетах (см. патенты РФ №2224220, МПК G01C 23/00, №2170410, МПК G01C 23/00, №2277696, МПК G01C 23/00.

Навигационный комплекс по патенту РФ №2224220 реализует оценку погрешностей ИНС при определении двух горизонтальных составляющих скорости и их компенсацию.

Техническое решение по патенту РФ №2170410 позволяет вычислить погрешности ИНС по данным СНС, которые в дальнейшем используются при определении составляющих скорости и азимутального угла гироплатформ.

Интегрированная ИСНС по патенту РФ №2277696 вырабатывает расширенный состав выходных данных и осуществляет отбор наиболее достоверной спутниковой информации при избыточном количестве радиовидимых спутников, что возможно при использовании интегрированной ИСНС на летательных аппаратах, например истребителях. Выбор рабочего созвездия спутников осуществляет соответствующий блок по данным блока выделения радиовидимых спутников и блока комплексирования.

Известен навигационный комплекс, содержащий ИНС, СНС, подключенные к системе передачи данных ЦВМ, пульт управления и индикации, коммутатор (см. патент РФ №2170409, МПК G01C 23/00, принято за прототип). Набор инерциальных источников навигационной информации (система воздушных сигналов, радиотехническая система ближней навигации, две инерциальных курсовертикали) и построение схемы навигационного комплекса определяются областью его применения (летательные аппараты).

Указанный комплекс не учитывает погрешности данных СНС, которые могут возникать при недостаточности количества спутников в зоне видимости спутниковых антенн СНС, устанавливаемых на морских судах. Такая ситуация возможна при плавании морских судов в прибрежной зоне (проливы, фиорды и т.п.), т.к. часть спутников может скрывать прибрежный ландшафт, при этом, как следствие, достоверность информации СНС снижается.

Решаемая техническая задача - повышение точности выработки навигационных данных интегрированных ИСНС морских судов за счет обеспечения выбора оптимального соотношения исходных данных от ИНС и СНС для их комплексной обработки.

Указанная задача решается за счет того, что судовой навигационный комплекс, содержащий спутниковую навигационную систему и инерциальную навигационную систему, подключенные к системе передачи данных, вычислитель навигационных параметров, пульт управления и коммутатор, содержит также блок автоматического определения достоверности спутниковой навигационной информации, два умножителя, сумматор и инвертор, при этом выход вычислителя навигационных параметров подключен к пульту управления через блок автоматического определения достоверности спутниковой навигационной информации и к входу коммутатора, другие входы которого соединены с выходами системы передачи данных и пульта управления, два выхода коммутатора подключены соответственно к первому и второму умножителям, третий выход - к первому умножителю и к инвертору, выход которого подключен к второму умножителю, выходы умножителей соединены с входами сумматора, выход которого подключен к вычислителю навигационных параметров.

Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом.

Комплекс содержит СНС 1 и ИНС 2, подключенные к системе передачи данных 3, вычислитель навигационных параметров 4 (фильтр Калмана), пульт управления 5, взаимосвязанный с блоком 6 автоматического определителя достоверности спутниковой навигационной информации, коммутатор 7, два умножителя 8, 9, сумматор 10 и инвертор 11. Коммутатор 7 входами подключен к входам вычислителя 4, пульта управления 5 и системы передачи данных 3. Два выхода коммутатора 7 подключены к умножителям 8 и 9, а третий выход - к второму входу умножителя 8 и к инвертору 11, выход которого соединен со вторым входом умножителя 9. Система передачи данных 3 включает четыре коммутатора 12, 13, 14, 15, обеспечивающих резервированную передачу данных от СНС 1 и ИНС 2 по одной или другой группе выходов. Блок 6 автоматического определения достоверности спутниковой информации представляет собой ЭВМ, в памяти которой записаны в электронном виде координаты береговых линий районов плавания.

Комплекс работает следующим образом. В начале работы оператор с пульта управления 5 задает весовые коэффициенты: для информации от СНС 1, например, 0,7-0,8, для информации от ИНС 2, например, 0,3-0,2. Первичные данные о местоположении судна от СНС 1 и ИНС 2 через один из каналов связи системы передачи данных 3 и заданные значения весовых коэффициентов поступают на коммутатор 7, который передает данные СНС 1 и значения весовых коэффициентов в умножитель 8, а данные ИНС 2 - в умножитель 9. Одновременно на умножитель 9 поступают значения весовых коэффициентов, преобразованных инвертором 11. Данные с учетом весовых коэффициентов от умножителей 8, 9 поступают в сумматор 10, на выходе которого формируются интегральные значения данных СНС 1 и ИНС 2.

Вычислитель навигационных параметров 4 осуществляет комплексирование данных и вычисление текущих координат судна в соответствии с алгоритмом фильтра Калмана. Информация о долготе и широте судна с вычислителя 4 поступает в коммутатор 7 и используется для определения навигационных параметров движения (курс, скорость и т.д.), а также в блок автоматического определения достоверности спутниковой информации 6, где осуществляется последовательное сравнение полученных координат с координатами точек береговых линий и выдача команд на изменение весовых коэффициентов в случае сближения с береговой линией до заданной величины.

В том случае, если судно сблизится с береговой линией на расстояние, меньшее заданного, весовые коэффициенты, задаваемые в блоки 8, 9, автоматически меняют свое значение таким образом, что доля обрабатываемой информации от ИНС 2, как наиболее достоверной при этих условиях, возрастает, а доля информации от СНС 1 соответственно уменьшается. Эта операция может быть также проведена оператором с пульта 5 управления в том случае, если он посчитает недостаточно достоверными показания СНС 1.

Таким образом на выход судового навигационного комплекса выдаются данные о текущем значении координат судна, которые являются интегральными и на основании которых формируется исполнительная прокладка маршрута и определяется текущее отклонение его от предварительной прокладки.

Судовой навигационный комплекс, содержащий спутниковую навигационную систему и инерциальную навигационную систему, подключенные к системе передачи данных, вычислитель навигационных параметров, пульт управления и коммутатор, отличающийся тем, что комплекс содержит блок автоматического определения достоверности спутниковой навигационной информации, два умножителя, сумматор и инвертор, при этом выход вычислителя навигационных параметров подключен к пульту управления через блок автоматического определения достоверности спутниковой навигационной информации и к входу коммутатора, другие входы которого соединены с выходами системы передачи данных и пульта управления, два выхода коммутатора подключены соответственно к первому и второму умножителям, третий выход - к первому умножителю и к инвертору, выход которого подключен к второму умножителю, выходы умножителей соединены с входами сумматора, выход которого подключен к вычислителю навигационных параметров.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано в военной технике при создании ракет с оптическими головками самонаведения (ОГС). .

Изобретение относится к устройствам отображения информации, используемой пилотом и членами экипажа при пилотировании летательными аппаратами (ЛА), а именно к командно-пилотажным индикаторам (КПИ) с визуализацией индексов "Лидер" и "Самолет".

Изобретение относится к системам дистанционного управления самолетами. .

Изобретение относится к области авиационного приборостроения и может найти применение в системах управления летательными аппаратами (ЛА). .

Изобретение относится к области радиолокационного приборостроения и может быть использовано при построении различных радиолокационных или аналогичных систем, предназначенных для навигации летательных аппаратов (ЛА) путем определения местоположения и управления движением ЛА.

Изобретение относится к области исследований устойчивости, управляемости и динамики посадки самолетов и может быть использовано в приборном оборудовании летательных аппаратов для повышения безопасности и сокращения сроков и стоимости летного обучения и летной отработки управляемости самолетов при посадке на объект (корабль или ВПП).

Изобретение относится к системам измерения и индикации, обеспечивающим пилотирование летательных аппаратов в случае отказа основных пилотажно-навигационных систем.

Изобретение относится к геодезии, в частности к способам топогеодезической подготовки боевых действий ракетных войск и артиллерии Сухопутных войск. .

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к бортовым цифровым вычислительным машинам (БЦВМ). .

Изобретение относится к области авиационного приборостроения и может найти применение в системах индикации для полноэкранной приборной панели летательного аппарата (ЛА).

Изобретение относится к военной и специальной технике и может быть использовано в подвижных пунктах навигации и топогеодезической привязки на базе шасси специальных транспортных средств, в частности, для дистанционной привязки на местности

Изобретение относится к области авиационно-космического приборостроения и может найти применение в комплексах пилотажно-навигационного оборудования летательных аппаратов (ЛА)

Изобретение относится к области навигационного приборостроения и может найти применение в системах автоматической навигации высокоскоростных судов

Изобретение относится к области авиационной техники, а именно к комплексам управления информационно-исполнительными системами бортового оборудования, общесамолетным оборудованием, летательным аппаратом и индикации информации от систем о внешней обстановке, а также их состояния

Заявленное изобретение относится к области носителей, одновременно использующих информацию, получаемую от инерциального блока, и информацию, получаемую от системы спутниковой навигации, например системы GPS. Технический результат состоит в уменьшении, в случае возникновения неисправности у спутника, защитного радиуса вокруг вычисленного положения, ограничивающего ошибку определения истинного положения в соответствии с заданным уровнем риска для целостности, что определяет степень целостности системы. Для этого способ определения навигационных параметров носителя при помощи устройства гибридизации, содержащего фильтр (3) Калмана, формирующий гибридное навигационное решение на основе инерниальных измерений, рассчитанных виртуальной платформой (2), и необработанных измерений сигналов, переданных группой спутников и полученных от системы спутникового позиционирования (GNSS), отличающийся тем, что включает этапы, на которых определяют для каждого из спутников, по меньшей мере, одно отношение (Ir, Ir') правдоподобия между гипотезой наличия у данного спутника неисправности определенного типа и гипотезой отсутствия у спутника неисправности, констатируют наличие у спутника такой неисправности на основе отношения (Ir, Ir') правдоподобия, соответствующего неисправности определенного типа, и порогового значения, оценивают влияние констатированной неисправности на гибридное навигационное решение и корректируют гибридное навигационное решение в соответствии с оценкой влияния констатированной неисправности. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к военной технике, а именно к способам функционирования систем топопривязки и навигации в условиях боевого применения, и может быть использовано для решения задач топогеодезической подготовки боевых действий ракетных войск и артиллерии Сухопутных войск, разведывательных средств. Способ функционирования системы топопривязки и навигации (СТН) в условиях боевого применения, включающий в себя выполнение операции подготовки к выполнению боевой (учебной) задачи, проведение ориентирования на начальной точке, выполнение задач в режиме «Навигация», архивирование топогеодезических данных, выполнение задач в режиме «ЦКМ», передачу результатов привязки по автоматизированному каналу информационного обмена системы связи и передачи данных (ССПД) с пунктами управления вышестоящих и взаимодействующих формирований. В состав выполняемых системой топопривязки и навигации операций введены следующие режимы и задачи работы программно-аппаратного комплекса: режим «Состояние», выполненный с возможностью отображения при активации задачи «Индикация» информации о готовности системы к работе и выбранной системе координат, отображения текущих данных наземного транспортного средства (НТС) по данным бесплатформенной инерциальной навигационной системы (БИНС-ТП), аппаратуры спутниковой навигации (АСН), отображения текущего состояния доплеровского датчика скорости (ДДС) и универсального механического датчика скорости (МДС), отображения текущих данных НТС по данным системы определения высоты (СОВ), задача «Вычисление поправки для работы с визиром», выполненная с возможностью определения поправки для работы с визиром и производимая в режиме «Техническое обслуживание», режим «Привязка АП», выполненный с возможностью определения взаимного расположения акустических пеленгаторов, входящих в состав НТС. Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в формировании способа функционирования системы топопривязки и навигации, оснащенной современными аппаратными средствами, в условиях боевого применения, определяющего оптимальный алгоритм ее функционирования и обеспечивающего с высокой степенью автоматизации выполнение комплекса мероприятий по топогеодезическому обеспечению НТС, на котором установлена система, при выполнении экипажем задач по боевому назначению. 6 ил.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в наземных подвижных информационно-аналитических комплексах вооружений. Технический результат - повышение эффективности и надежности. Для этого система содержит следующие основные каналы информационного обмена: два радиоканала обмена навигационной аппаратуры потребителей космических навигационных систем (НАП КНС), стационарно установленной на топопривязчике, с навигационными космическими аппаратами (НКА) КНС ГЛОНАСС и GPS, два радиоканала обмена переносного войскового навигационно-геодезического комплекса (ВНГК) с НКА КНС ГЛОНАСС и GPS, два радиоканала обмена контрольно-корректирующей станции (ККС) с НКА КНС ГЛОНАСС и GPS, два автоматизированных радиоканала обмена радиостанций, радиоканал обмена между двумя носимыми радиостанциями. 1 ил.

Изобретение относится к области навигации и топопривязки, в частности к способам инерциально-спутниковой навигации и контроля качества навигационных полей космических навигационных систем (КНС) ГЛОНАСС и GPS, формирования корректирующей информации и анализа ее качества. В способе функционирования топопривязчика в режиме контрольно-корректирующей станции, включающем прием спутниковой навигационной информации, проведение коррекции навигационной информации, поступающей от навигационных космических аппаратов, выполняемой в режиме контрольно-корректирующей станции (ККС), имеющей собственное программно-математическое обеспечение, выдачу выходных параметров навигации и корректирующей информации по сигналам навигационных космических аппаратов внешним потребителям по автономному каналу передачи данных, новым является то, что при аппаратной реализации, когда рабочая конфигурация ККС состоит из следующих основных аппаратных блоков, объединенных в едином модуле: опорной станции (ОС) с устройством для передачи дифференциальных поправок, контрольной станции (КС), станции интегрального контроля (СИК) с устройством для приема дифференциальных поправок, на первом этапе выполняется контроль работоспособности ККС, на втором этапе выполняется прием аппаратурой ОС и СИК сигналов всех находящихся в зоне видимости КА КНС ГЛОНАСС и GPS, включающий запрос с ОС альманахов КНС ГЛОНАСС и GPS, запрос плановых координат и высоты точки размещения антенн ОС и СИК, расчет видимости КА КНС ГЛОНАСС и GPS на текущую дату, сравнение количества отслеживаемых приемниками ОС и СИК КА КНС ГЛОНАСС и GPS с расчетным числом КА, на третьем этапе выполняется измерение псевдодальностей и фазы несущей по всем принимаемым сигналам КНС ГЛОНАСС и GPS, временная привязка измерений к системной шкале КНС ГЛОНАСС (GPS), их регистрация с заданным темпом и выдача в реальном времени или по требованию оператора на устройстве отображения, формирование из принимаемых навигационных сообщений КА файлов, их регистрация и выдача для архивации, хранения и представления в текстовом виде, на четвертом этапе происходит получение и формирование корректирующей информации для навигационных сигналов КА ГЛОНАСС и GPS, непрерывный анализ качества рассчитанной и передаваемой корректирующей информации, выдача корректирующей информации в реальном масштабе времени в устройство для передачи дифференциальных поправок в канал передачи корректирующей информации, на пятом этапе происходит определение координат ККС в режиме накопления с постобработкой данных. Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в формировании способа функционирования топопривязчика в режиме контрольно-корректирующей станции (ККС), обеспечивающего режим работы навигационной аппаратуры топопривязчика и связанных с ним потребителей ГЛОНАСС/GPS в заданном районе с прецизионной точностью местоопределения, формирование корректирующей информации, включающей дифференциальные поправки и контроль качества сформированных дифференциальных поправок, сбор и обработку измерительной, навигационной и другой информации для выполнения топопривязчиком задач по назначению, регистрацию, архивацию корректирующей информации, ее выдачу по требованию оператора на устройство отображения, документирование и автоматизированную передачу по автономному каналу передачи данных. 9 ил.

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в инерциальных навигационных системах (ИНС) авиационных и наземных носителей. Задача - существенное повышение точности счисления скоростей и координат движущегося объекта с малогабаритной бесплатформенной ИНС (БИНС) средней точности в автономном режиме без использования постоянно обновляемых в реальном времени сигналов работающей спутниковой навигационной системы (СНС). Технический результат достигается тем, что в БИНС средней точности реализуют две вычислительных навигационных платформы, каждая из которых имеет свой закон управления (демпфирование инерциальных ошибок), зависящий от параметров движения носителя, а именно от составляющих горизонтальных ускорений носителя. При этом первая платформа обеспечивает счисление углов тангажа и крена ориентации носителя, тогда как вторая - угла курса и счисление проекций скоростей носителя и его географических координат с учетом предварительно определенных и запомненных оценок скорости ветра и его направления. Каждая из платформ имеет свой закон управления. Одна из них является традиционной невозмущаемой вычислительной платформой, но с демпфированием по собственным ускорениям. Вторая осуществляет демпфирование ошибок по разности показаний скоростей ИНС и системы воздушных сигналов (СВС). При этом предварительно при наличии сигналов СНС определяют ошибку невыставки ИНС в азимуте, скорость и направление ветра. 5 ил.

Изобретения относятся к области приборостроения и могут применяться в системах навигации летательных аппаратов (ЛА). Задачей, на которую направлены данные изобретения, является повышение надежности и точности системы за счет восстановления рабочего состояния после кратковременного пропадания напряжения питания в полете ЛА. Существенным отличием системы является введение датчиков температуры в блок датчиков угловой скорости, блок датчиков линейного ускорения и трехкомпонентный магнитометр. Существенным отличием способа является использование тарировочных характеристик блока датчиков угловой скорости, блока датчиков линейного ускорения и магнитометра с учетом изменения температуры окружающей среды. Техническим результатом изобретений является повышение надежности навигационного комплекса и точности пилотирования. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2013-03-27 2013-03-27T03:18:07
Наверх