Способ определения параметров движения искусственного спутника земли по измерениям текущих навигационных параметров на коротком мерном интервале



Способ определения параметров движения искусственного спутника земли по измерениям текущих навигационных параметров на коротком мерном интервале
Способ определения параметров движения искусственного спутника земли по измерениям текущих навигационных параметров на коротком мерном интервале

 


Владельцы патента RU 2498219:

Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ (RU)

Изобретение относится к области космического приборостроения и может найти применение в автоматизированных системах навигационно-баллистического обеспечения в условиях неполной реализации штатной схемы проведения радиоконтроля орбиты. Технический результат - повышение точности и оперативности позиционирования ИСЗ. Для достижения данного результата по измерениям текущих навигационных параметров на коротком мерном интервале осуществляют итерационное уточнение вектора состояния на множестве корректности, с использованием проверочной последовательности пробных итераций в условиях неполной реализации штатной схемы проведения радиоконтроля орбиты. При этом использованы процедуры статистической обработки сеансов измерений текущих навигационных параметров. Условия устойчивости и достоверности измерений обеспечено на основе формирования проверочной последовательности альтернативных решений, содержащих оптимальное решение, которое выбирается по принципу соответствия ему проекции вектора ошибки измерений текущих навигационных параметров на пространство уточняемых параметров, не превосходящей заданную ошибку определяемого вектора параметров движения искусственного спутника Земли. 1 ил.

 

Изобретение относится к области определения параметров движения искусственного спутника Земли (ИСЗ) по результатам проведения измерений текущих навигационных параметров (ИТНП) на коротком мерном интервале, может быть использовано в автоматизированных системах навигационно-баллистического обеспечения (НБО) в условиях неполной реализации штатной схемы проведения радиоконтроля орбиты (РКО).

Известны способы определения параметров движения ИСЗ по результатам проведения ИТНП [1, 2], которые базируются на технологии построения обратного оператора G-1, реализующего отображение пространства измерений на пространство определяемых параметров.

где G=АТРА, Δq - вектор поправок в уточняемые параметры движения ИСЗ;

А - матрица частных производных от измеряемых параметров по уточняемым;

Δh=hист+δh-hpaсч, hист - вектор истинных значений ИТНП;

δh - вектор ошибок в значениях ИТНП;

hрасч - вектор расчетных значений ИТНП.

В условиях реализации схемы проведения ИТНП на коротком мерном интервале матрица А близка к вырожденной и реализация отображения пространства измерений на пространство определяемых параметров может содержать ошибки превышающие допустимые значения. Решаемая задача в указанных условиях относится к классу некорректных задач определения параметров движения ИСЗ, когда решение является неустойчивым по отношению к ошибкам в векторе ИТНП. Это проявляется в том, что допустимым с точки зрения требований эксплуатационно-технической документации (ЭТД) ошибкам в ИТНП соответствуют недопустимые, согласно требований ЭТД, ошибки в векторе уточняемых параметров. Известный способ, применяемый при этих условиях [2], содержит процедуры декомпозиции задачи (1), базирующиеся на таких преобразованиях оператора G-1, которые позволяют получить пробные решения (2) задач, квазиэквивалентных задаче (1)

и из них выбрать оптимальное.

Недостатком известного способа является отсутствие типовой технологии автоматизированного отбора пробных решений, которые обеспечивают выполнение условия корректности, когда допустимым с точки зрения требований эксплуатационно-технической документации (ЭТД) ошибкам в ИТНП соответствуют допустимые, согласно требований ЭТД, ошибки в векторе уточняемых параметров.

Целью изобретения - повышение точности и оперативности позиционирования ИСЗ за счет обеспечения автоматического синтеза пробного решения, для которого выполняется условие корректности.

Указанная цель достигается тем, что для получения пробных решений используется технология, базирующаяся на следующих соотношениях:

- решения Δqk, k<n принадлежат множеству которое представляет собой множество n - мерных векторов Δqk, таких, что для заданной погрешности ИТНП δhзад и заданных ошибок в векторе поправок δΔqзад, выполняется условие

а значение нормированной невязки

на множестве , достигает заданного минимума.

- пробные решения Δqk, k<n вычисляются следующим образом:

Расчеты начинаются с Δqk=0, p0=r0=ATWΔh, k=1, 2, …, t.

Для определения множества корректности используются соотношения (5-9), в которых вектор Δh заменяется на вектор ошибок ИТНП δh. Технология формирования вектора δh в предлагаемом способе состоит в следующем: по результатам решения задачи повышения достоверности выборки ИТНП (1) формируется вектор δh:

где δhj - вектор ошибок j-го сеанса ИТНП,

,

,

σj - среднеквадратическое отклонение ошибки измерений j-го сеанса ИТНП. σj вычисляется на очередном приближении (1) в процедуре повышения достоверности выборки ИТНП.

Формируется проверочная последовательность пробных решений. Для каждого к производится вычисление проекции ошибки вектора ИТНП на пространство уточняемых параметров. Геометрическая интерпретация указанной процедуры в предлагаемом способе приводится на фиг.1.

Для каждого индекса k, k=1, 2, 3, …, n, проверяется условие (3). Формируется набор индексов к, для которых выполнено (3), позволяющий сформировать множество и производится отбор пробных решений Δqk, ассоциированных с δΔqk и принадлежащих

Из множества пробных решений, принадлежащих в качестве оптимального выбирается вектор, для которого невязка незначимо отличается от минимальной среди всех невязок, соответствующих пробным решениям, а норма вектора решения при этом является минимальной. Выполнение этого требования является необходимым в связи с тем, что для получения вектора поправок используется технология линеаризации в окрестности начального приближения (3). Отбор невязок незначимо отличающихся от минимальной среди всех невязок, соответствующих пробным решениям, исходя из гипотезы о нормальном законе распределения погрешностей ИТНП и принимая величину (4) в качестве оценки среднеквадратического отклонения невязки, осуществляется с использованием критерия Фишера для проверки гипотезы , k=n, …, 1, где - значение минимальной невязки для векторов пробных решений. Условием принятия гипотезы Н0 для уровня значимости α является выполнение неравенства (4)

в противном случае гипотеза Н0 отвергается. При этом использованное в описании понятие «на коротком мерном интервале» имеет однозначное смысловое содержание для конкретного ИСЗ и является общепринятым в теории и практике траекторных радиотехнических измерений [3].

Источники информации

1. Бажинов И.К., Ястребов В.Д. Навигация в совместном полете космических кораблей «Союз» и «Аполлон». - М.: Мир, 1978. - 224 с.

2. Брандин В.Н., Васильев А.А., Куницкий А.А. Экспериментальная баллистика космических аппаратов. - М.: Машиностроение, 1984. - 264 с.

3. Траекторные радиотехнические измерения / Коллектив авторов под. ред. Агаджанова П.А. - М.: Сов. радио, 1969, 504.

Способ определения параметров движения искусственного спутника Земли по измерениям текущих навигационных параметров (ИТНП), заключающийся в том, что используют результаты радиоконтроля орбиты для определения параметров движения ИСЗ, отличающийся тем, что на коротком мерном интервале в автоматизированных системах навигационно-баллистического обеспечения (НБО) в условиях неполной реализации штатной схемы проведения радиоконтроля орбиты (РКО) используют технологию автоматического получения вектора поправок к уточняемым параметрам на основе выбора пробного решения, для которого выполняется условие корректности, определяемое введением множества векторов поправок (пробных решений) к уточняемым параметрам движения ИСЗ таких, что для заданной погрешности в ИТНП и для заданных ошибок в векторе поправок к уточняемым параметрам выполняется условие, при котором имеющимся погрешностям в ИТНП соответствуют ошибки в векторе поправок, не превосходящие заданные, а также для выбираемого пробного решения значение нормированной невязки незначимо отличается от минимальной по критерию Фишера, а норма вектора решения при этом является минимальной, обеспечивая требования эксплуатационно-технической документации ИСЗ.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике предотвращения столкновений транспортных средств (ТС) с пешеходами. .

Изобретение относится к устройствам отображения карты. .

Изобретение относится к навигации с помощью наземных средств. .

Изобретение относится к робототехнике и предназначено для определения плоских декартовых координат и углового положения тележки мобильного робота при его перемещении по горизонтальной поверхности в заданном помещении.

Изобретение относится к робототехнике и предназначено для определения пространственного положения по всем трем декартовым координатам и угловой ориентации по всем трем возможным направлениям вращения вокруг осей тележки мобильного робота при ее перемещении по поверхностям, близким к горизонтальным, например по напольным покрытиям производственных помещений.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для создания средств измерения координат, скорости и угловых величин объекта в автоматических системах управления.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для создания средств измерения координат, скорости и угловых величин объекта в автоматических системах управления.

Изобретение относится к функциональным элементам систем автоматического управления /САУ/. .

Изобретение относится к навигационным измерениям и может быть использовано для определения текущих прямоугольных координат по информации о пройденном пути и угла между продольной осью наземного колесного объекта и проекцией на горизонтальную плоскость поворотного колеса.

Изобретение относится к астроинерциальным навигационным системам, в которых основная навигационная информация корректируется по сигналам, поступающим с выхода астровизирующего устройства. Характеризуется тем, что для обнаружения визируемой звезды при наличии фоновой помехи высокого уровня формируется накопитель, состоящий из N регистров для хранения N последних выходных сигналов телеблока, и циклический счетчик, меняющийся от единицы до N на каждом цикле поступления выходного сигнала телеблока. Текущий выходной сигнал телеблока запоминается в регистре накопителя, номер которого определяется значением циклического счетчика. Для повышения точности определения координат визируемой звезды, при наличии градиента фоновой помехи высокого уровня, номер регистра накопителя определяется как текущее значение циклического счетчика и 3/4 числа N регистров накопителя, взятое по модулю N. Техническим результатом является повышение точности визирования звезды за счет компенсации градиента фоновой помехи. 6 ил.
Наверх