Автоматизированная система навигации с контролем целостности навигационных данных спутниковых радионавигационных систем


 


Владельцы патента RU 2565834:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО ТГТУ) (RU)

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в системах навигации наземных транспортных средств на основе применения аппаратуры счисления координат и спутниковой навигационной системы. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для этого дополнительно введена схема разрешения использования сигналов спутников (СРИСС), состоящая из вычитающего устройства (ВУ), порогового устройства (ПУ) и ключевого устройства (КУ), при этом ВУ включено в схему СРИСС с возможностью поступления на его вход сигналов с выходов барометрических высотомеров (БВ) и бортовой ЭВМ, ПУ включено в схему СРИСС с возможностью поступления на его вход сигнала с выхода упомянутого ВУ, КУ включено в схему СРИСС с возможностью поступления на его управляющий вход сигнала с выхода ПУ, дополнительно схема СРИСС установлена с возможностью передачи сигналов с выхода спутниковой навигационной аппаратуры (СНА) через КУ на вход бортовой ЭВМ. 1 ил.

 

Изобретение относится к области навигации наземных транспортных средств, а именно к комплексной навигационной аппаратуре на основе аппаратуры счисления координат и спутниковой навигационной системы.

Существуют системы (см. патент RU №2195632 С2, опубл. 27.12.2002), реализующие принципы построения навигационных комплексов на основе инерциальных навигационных систем и спутниковой навигационной аппаратуры. Комплексная аппаратура счисления координат (КАСК) включает в свой состав путевую систему (ПС1), курсовую систему (КС2), вычислитель координатных скоростей (ВКС3), интегратор (И4), сумматор (5), блок ввода начальных координат (БВНК6), позиционную навигационную аппаратуру (ПНА7), блоки сравнения параметров (БСП8, БСП9), блоки ввода поправки или коррекции (БВПК10, БВПК11) и фильтры (Ф12, Ф13), а для обеспечения точной работы устройства в паузах работы ПНА7 в него введены преобразователи плановых координат в радиальные (ППКР14, ППКР15), преобразователь радиальных координат в приращения плановых координат (ПРКППК16), формирователь приращений позиционных координат (ФППК17) ПНА, блок режима начальной установки (БРНУ18) и блок дифференцирования (БД19) с фильтром (Ф20).

Недостатком представленного устройства является то, что применение систем, основанных на приеме сигналов от спутников, требует дополнительно решения задачи обеспечения целостности навигационных данных, что отсутствует в аналоге. Нарушение целостности навигационных данных связано с нарушением целостности радиосигналов навигационных спутников и проявляется в виде наличия резко выделяющихся из ряда измерений параметров этих сигналов. Причиной этого может быть сбой или искусственный ввод неточных данных о координатах навигационных космических аппаратов, что приводит к существенным ошибкам определения текущих координат местоположения.

Автоматизированная система навигации и топопривязки (см. патент RU №2439497 С1, опубл. 10.01.2012) принята за прототип. Автоматизированная система навигации и топопривязки (АСНТ) состоит из аппаратуры счисления координат, в качестве основного элемента которой используется бесплатформенная инерциальная навигационная система 1 (БИНС), оснащенной датчиком скорости механическим 2 (ДСМ), датчиком скорости доплеровским 3 (ДСД) и барометрическим высотомером 4 (БВ), спутниковой навигационной аппаратуры 5 (СНА), бортовой ЭВМ 6, выносного комплекса спутниковой навигационной аппаратуры 7 (ВК СНА), устройства контроля качества 8 (УКК) навигационных полей спутниковых систем и формирования корректирующей информации. Бесплатформенная инерциальная навигационная система 1 (БИНС) оснащена вычислителем навигационных параметров 9 (ВНП), выполненным с возможностью автоматического учета температурных поправок, а в качестве датчиков первичной информации БИНС используются инерциальные датчики: лазерные гироскопы 10 (ЛГ) и кварцевые акселерометры 11 (КА). Спутниковая навигационная аппаратура 5 (СНА), основой которой является приемоиндикатор 12 (ПИ), оснащена антенной системой 13 (АС), состоящей из четырех антенных модулей 14 (AM). Бортовая ЭВМ 6 связана с барометрическим высотомером 4 (БВ), состоящим, в свою очередь, из датчика температуры 15 (ДТ), измерителя цифрового атмосферного давления 16 (ИЦАД) и блока обработки данных 17 (БОД), а через блок согласования 18 (БС) - с датчиком скорости механическим 2 (ДСМ) и датчиком скорости доплеровским 3 (ДСД). Кроме того, она оснащена периферийными устройствами: клавиатурой 19 (К), видеомонитором 20 (ВМ), устройством документирования 21 (УД), манипулятором графической информации 22 (МГИ). Выносной комплекс спутниковой навигационной аппаратуры 7 (ВК СНА), состоящий из носимого приемоиндикатора 23 (НПИ) и антенны геодезической 24 (AT), оснащен переносным накопителем навигационной информации 25 (НИИ). Бортовая ЭВМ 6 связана по соответствующим каналам обмена и управления с вышеперечисленной аппаратурой, дополнительно - с аппаратурой передачи данных 26 (АПД).

Недостатком представленной системы является отсутствие алгоритма контроля целостности навигационного обеспечения спутниковых радионавигационных систем, что может сказаться на ошибочном определении координат, вследствие неверных данных от спутниковой навигационной системы.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в создании автоматизированной системы навигации с контролем целостности навигационных данных спутниковой навигационной аппаратуры за счет введения схемы разрешения использования информации спутниковой навигационной аппаратуры, которая позволяет выявить факт неправильного функционирования спутниковых радионавигационных систем и изолировать выдачу данных от спутниковой навигационной аппаратуры, таким образом повышая целостность системы.

Автоматизированная система навигации с контролем целостности навигационных данных спутниковых радионавигационных систем, представленная на фиг. 1, состоит из аппаратуры счисления координат, в качестве основного элемента которой используется бесплатформенная инерциальная навигационная система 1 (БИНС), оснащенной датчиком скорости механическим 2 (ДСМ), датчиком скорости доплеровским 3 (ДСД) и барометрическим высотомером 4 (БВ), спутниковой навигационной аппаратуры 5 (СНА), бортовой ЭВМ 6, выносного комплекса спутниковой навигационной аппаратуры 7 (ВК СНА), устройства контроля качества 8 (УКК) навигационных полей спутниковых систем и формирования корректирующей информации. Бесплатформенная инерциальная навигационная система 1 (БИНС) оснащена вычислителем навигационных параметров 9 (ВНП), выполненным с возможностью автоматического учета температурных поправок, а в качестве датчиков первичной информации БИНС используются инерциальные датчики: лазерные гироскопы 10 (ЛГ) и кварцевые акселерометры 11 (КА). Спутниковая навигационная аппаратура 5 (СНА), основой которой является приемоиндикатор 12 (ПИ), оснащена антенной системой 13 (АС), состоящей из четырех антенных модулей 14 (AM). Бортовая ЭВМ 6 связана с барометрическим высотомером 4 (БВ), состоящим, в свою очередь, из датчика температуры 15 (ДТ), измерителя цифрового атмосферного давления 16 (ИЦАД) и блока обработки данных 17 (БОД), а через блок согласования 18 (БС) - с датчиком скорости механическим 2 (ДСМ) и датчиком скорости доплеровским 3 (ДСД). Кроме того, она оснащена периферийными устройствами: клавиатурой 19 (К), видеомонитором 20 (ВМ), устройством документирования 21 (УД), манипулятором графической информации 22 (МГИ). Выносной комплекс спутниковой навигационной аппаратуры 7 (ВК СНА), состоящий из носимого приемоиндикатора 23 (НПИ) и антенны геодезической 24 (АГ), оснащен переносным накопителем навигационной информации 25 (НИИ). Бортовая ЭВМ 6 связана по соответствующим каналам обмена и управления с вышеперечисленной аппаратурой, дополнительно - с аппаратурой передачи данных 26 (АПД). Отличительной особенностью от прототипа является наличие схемы разрешения использования информации спутниковой навигационной аппаратуры 30 (СРИИСНА) на основе алгоритма контроля целостности навигационных данных спутниковых радионавигационных систем. В ее состав входят вычитающее устройство 27, пороговое устройство 28 (ПУ) и ключевое устройство 29 (КУ).

Автоматизированная система навигации и топопривязки (АСНТ) работает следующим образом. Работа АСНТ построена на обработке входных данных с БИНС 1, ДСМ 2, ДСД 3, БВ 4, СНА 5, ВК СНА 7, УКК 8, АПД 26. Обработка данных осуществляется аппаратно-программными средствами, в которые входят: бортовая ЭВМ 6 с периферийными устройствами К 19, ВМ 20, УД 21, МГИ 22, БС 18.

Для осуществления контроля целостности навигационных данных используются выходной сигнал НБВ барометрического высотомера БВ 4, который можно представить в виде НБВИСТ+ΔН, где НИСТ истинное значение относительной высоты, ΔН случайная ошибка измерения, и сигнал на выходе бортовой ЭВМ 6 H, который получается в результате совместной обработки информации, поступающей на ее вход. Случайная ошибка измерения ΔН барометрического высотомера БВ 4 обычно не превышает некоторого максимально допустимого значения ΔНМАКС, определяемого типом используемого барометрического высотомера. Сигналы с выходов барометрического высотомера БВ 4 и бортовой ЭВМ 6 поступают в схему разрешения использования информации спутниковой навигационной аппаратуры СРИИСНА 30. Схема включает в свой состав ключевое устройство КУ 29, пороговое устройство ПУ 28 и вычитающее устройство 27. В вычитающем устройстве из сигнала барометрического высотомера БВ НБВ вычитается сигнал с выхода бортовой ЭВМ 6 Н

δН=НБВ-Н=НИСТ-Н+ΔН=ΔН1+ΔН.

При совместной обработке информации нескольких измерителей, определяющих один и тот же параметр, ошибка определения этого параметра всегда меньше максимальной ошибки наименее точного измерителя. Так как точность определения высоты спутниковой навигационной аппаратурой СНА 5 в нормальном (без отказов, сбоев или искусственного ввода неточных данных о координатах навигационных космических аппаратов) режиме работы значительно выше точности барометрического высотомера БВ 4, то величина сигнала на выходе вычитающего устройства не должна превышать величины

δH<2ΔH.

В случае отказов, сбоев или искусственного ввода неточных данных о координатах навигационных космических аппаратов спутниковая навигационная аппаратура СНА 5 будет выдавать информацию о высоте с ошибкой, равной или большей, чем ошибка барометрического высотомера БВ 4. В этом случае

δН≥2ΔН.

Полученный на выходе вычитающего устройства 27 сигнал поступает на пороговое устройство ПУ 28, имеющее порог 2ΔНМАКС. Данное устройство управляет работой ключевого устройства КУ 29. Если δН<2ΔНМАКС, то сигналы, поступающие с выхода спутниковой навигационной аппаратуры СНА 5, проходят через ключевое устройство КУ 29 на вход бортовой ЭВМ 6. Если δH≥2ΔHMAKC, то сигналы с выхода спутниковой навигационной аппаратуры СНА 5 не проходят через ключевое устройство КУ 29 на вход бортовой ЭВМ 6.

Автоматизированная система навигации с контролем целостности навигационных данных спутниковых радионавигационных систем, состоящая из аппаратуры счисления координат, в качестве основного элемента которой используется бесплатформенная инерциальная навигационная система (БИНС), оснащенной датчиком скорости механическим (ДСМ), датчиком скорости доплеровским (ДСД) и барометрическим высотомером (БВ), спутниковой навигационной аппаратуры (СНА), бортовой ЭВМ, выносного комплекса спутниковой навигационной аппаратуры (ВК СНА), устройства контроля качества (УКК) навигационных полей спутниковых систем и формирования корректирующей информации, бесплатформенная инерциальная навигационная система (БИНС) оснащена вычислителем навигационных параметров (ВНП), выполненным с возможностью автоматического учета температурных поправок, а в качестве датчиков первичной информации БИНС используются инерциальные датчики: лазерные гироскопы (ЛГ) и кварцевые акселерометры (КА), спутниковая навигационная аппаратура (СНА), основой которой является приемоиндикатор (ПИ), оснащена антенной системой (АС), состоящей из четырех антенных модулей (AM), бортовая ЭВМ связана с барометрическим высотомером (БВ), состоящим, в свою очередь, из датчика температуры (ДТ), измерителя цифрового атмосферного давления (ИЦАД) и блока обработки данных (БОД), а через блок согласования (БС) - с датчиком скорости механическим (ДСМ) и датчиком скорости доплеровским (ДСД), кроме того, она оснащена периферийными устройствами: клавиатурой (К), видеомонитором (ВМ), устройством документирования (УД), манипулятором графической информации (МГИ), выносной комплекс спутниковой навигационной аппаратуры (ВК СНА), состоящий из носимого приемоиндикатора (НПИ) и антенны геодезической (АГ), оснащен переносным накопителем навигационной информации (ННИ), бортовая ЭВМ связана по соответствующим каналам обмена и управления с вышеперечисленной аппаратурой, дополнительно - с аппаратурой передачи данных (АПД), отличающая тем, что в ее состав дополнительно введена схема разрешения использования сигналов спутников (СРИСС), состоящая из вычитающего устройства (ВУ), порогового устройства (ПУ) и ключевого устройства (КУ), при этом ВУ включено в схему СРИСС с возможностью поступления на его вход сигналов с выходов БВ и бортовой ЭВМ, ПУ включено в схему СРИСС с возможностью поступления на его вход сигнала с выхода упомянутого ВУ, КУ включено в схему СРИСС с возможностью поступления на его управляющий вход сигнала с выхода ПУ, дополнительно схема СРИСС установлена с возможностью передачи сигналов с выхода СНА через КУ на вход бортовой ЭВМ.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области навигации. Технический результат - предоставление пользователю необходимой в данный момент картографической информации для более быстрого прохождения маршрута.

Группа изобретений относится к оценке или расчету приводных параметров систем управления дорожными транспортными средствами. Устройство обработки информации отслеживает оперативную информацию, полученную в ответ на соответствующие действия по управлению транспортным средством в соответствии с местоположением.

Бортовая информационная система роботизированного транспортного средства относится к электронным системам транспортных средств. Система содержит электронный блок, миниатюрные видеокамеры, коммутатор, блок хранения цифровой информации, блок распознавания знаков, радар, радиолокационный и инфракрасный блок определения расстояний, элемент ИЛИ, вычислитель, блок выбора режима торможения, устройство для управления скоростью движения, устройство для управления тормозной системой.

Изобретение относится к навигации, а именно к системам определения положения объекта без использования отражения или вторичного излучения и может быть использовано для автоматического управления боковым движением транспортных средств или предупреждения водителей о нарушении режима движения в пределах своей полосы.

Изобретение относится к навигации, а именно к системам определения положения объекта без использования отражения или вторичного излучения, и может быть использовано для расширения возможностей систем круизконтроля и предупреждения водителей транспортных средств о нарушении режима движения в пределах своей полосы.

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в системах навигации для отображения маршрута, наложенного на дорожную карту. .

Изобретение относится к области дорожно-сигнальной техники и предназначено для обозначения осевой линии дороги в виде точечной цепочки отраженного белого огня в темное время суток и в условиях тумана, дождя, а также для своевременного предупреждения водителей транспортных средств о снижении температуры на поверхности дорожного покрытия до минусовых значений и появлении на влажной поверхности дороги гололеда путем автоматической, автономной, без применения дополнительных источников энергии смены белого огня на красный.

Изобретение относится к области автомобилестроения, а именно к системам управления транспортного средства. Модуль управления тормозной/движущей силой обнаруживает форму дороги впереди транспортного средства и определяет то, имеет ли водитель намерение сменить полосу движения, на основе определенной формы дороги и величины руления, управляемой водителем. Модуль управления определяет препятствие, имеющееся сзади и сбоку от транспортного средства. Модуль управления определяет то, должно ли начинаться управление недопущением приближения для недопущения приближения транспортного средства к препятствию, когда определяется то, что водитель имеет намерение сменить полосу движения, и обнаруживается препятствие, и выполняет управление недопущением приближения для помощи в недопущении приближения транспортного средства к препятствию, когда определяется то, что управление должно начинаться. Модуль управления определяет точность обнаружения формы дороги впереди транспортного средства и подавляет определение начала управления, когда точность обнаружения является низкой. Достигается подавление некомфортного ощущения, возникающего у водителя при вождении. 17 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к навигационным системам. Способ определения по меньшей мере одной вероятности выхода из района, идентифицируемого в цифровой карте как открытая местность, исходя из находящегося в пределах района местоположения, включает разбиение района на множество ячеек с присвоением одному находящемуся между местоположением и краем района переходу из одной ячейки в соседнюю ячейку начальной вероятности перехода. Затем производят коррекцию начальной вероятности перехода, выполняемую при наличии вида информации из цифровой карты, относящегося к ячейке или соседней ячейке, с получением скорректированной вероятности перехода и определяют вероятность выхода, выполняемое с использованием скорректированной вероятности перехода. Изобретение также относится к устройству для определения вероятности выхода из района в соответствии с указанным способом. Уменьшается время определения или прокладки маршрута. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Предложена система управления личными данными и событиями на транспортном средстве. Изобретение включает в себя систему транспортного средства и способ управления личными данными и событиями пользователя. Цифровые коммуникации пользователя отслеживаются для определения одного или более личных событий, не внесенных в расписание. Может быть определено наличие конфликтов событий, не внесенных в расписание, с одним или несколькими ранее внесенными в расписание личными событиями или личными событиями, находящимися в процессе внесения в расписание. Внесенные в расписание личные события или личные события, находящиеся в процессе внесения в расписание, могут быть получены из записанных разговоров, сообщений электронной почты, текстовых сообщений и сообщений в социальных сетях. На основе определения наличия конфликтов могут быть выполнены одно или более действий в отношении личных событий, не внесенных в расписание. Также может быть определено, нужно ли внесение контакта, с которым пользователь осуществляет личную коммуникацию, в адресную книгу пользователя. Достигается управление личными данными и событиями пользователя транспортного средства. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Иллюстративный способ сбора данных включает определение того, что характеристика движения транспортного средства изменилась за пределы ожидаемого параметра. Способ также включает запись GPS координат транспортного средства и прекращение записи GPS координат транспортного средства, когда характеристика движения транспортного средства возобновляет ожидаемый параметр. Наконец, способ включает определение и хранение функции управления дорожным движением, связанной, по меньшей мере, с одним набором GPS координат, в том случае если записанные GPS координаты транспортного средства соответствуют ранее записанным GPS координатам. Технический результат - получение эффективных и гибко настраиваемых стратегий использования карт и картографических данных в системе навигации транспортных средств, с возможностью избирательного предоставления данных. 2 з.п. ф-лы, 11 ил.
Наверх