Способ контроля работоспособности навигационной аппаратуры потребителя спутниковой радионавигационной системы воздушного судна

Изобретение относится к области радиотехники и предназначено для контроля работоспособности навигационной аппаратуры потребителя (НАП) спутниковой радионавигационной системы (СРНС) воздушного судна (ВС). Технический результат изобретения заключается в повышении вероятности правильного контроля работоспособности НАП СРНС. Сущность изобретения заключается в том, что решение о неработоспособности НАП СРНС вырабатывается в результате выявления несоответствия расстояний между двумя контрольными точками, определяемыми с использованием НАП СРНС с одной стороны и инерциальной навигационной системы (ИНС) с другой стороны в контрольные моменты времени t_i и t_i-1 на протяжении полета ВС. Это позволяет снизить зависимость вырабатываемого решения от накопленной ошибки измерений ИНС и, как следствие, повысить вероятность правильного контроля работоспособности НАП СРНС. 1 ил.

 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при создании и модернизации средств контроля работоспособности навигационной аппаратурой потребителя (НАП) спутниковой радионавигационной системы (СРНС) воздушного судна (ВС).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу (прототипом) является способ автоматического контроля целостности (см., например, ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования / Под. ред. А.И. Перова, В.Н. Харисова. Изд. 3-е, перераб. - М.: Радиотехника, 2005, 688 с. С. 479), основанный на комплексировании НАП СРНС с инерциальной навигационной системой (ИНС), позволяющий контролировать работоспособность НАП СРНС, путем сопоставления измерений пространственных координат ВС, формируемых НАП СРНС с одной стороны и ИНС, с другой стороны.

К недостаткам прототипа относится снижение вероятности правильного контроля работоспособности НАП СРНС с увеличением длительности полета ВС. Это объясняется тем, что с течением времени в ИНС накапливается ошибка измерений, которая может приводить к ложному решению о неработоспособности НАП СРНС.

Техническим результатом изобретения является повышение вероятности правильного контроля работоспособности НАП СРНС.

Указанный результат достигается тем, что в известном способе определяют контрольные моменты времени t_i на протяжении τ_пол. полета ВС, определяют расстояние R_НАПi между пространственными координатами ВС, измеренными с использованием НАП СРНС в контрольные моменты времени t_i и t_i-1, определяют расстояние R_ИНСi между пространственными координатами ВС, измеренными с использованием ИНС в контрольные моменты времени t_i и t_i-1, определяют модуль M_Ri разности между расстояниями R_НАПi и R_ИНСi, сравнивают модуль M_Ri разности между расстояниями R_НАПi и R_ИНСi с заданным допустимым значением h, если модуль M_Ri разности между расстояниями R_НАПi и R_ИНСi не превышает заданного допустимого значения h, то вырабатывают решение о работоспособности НАП СРНС на момент времени t_i, в противном случае вырабатывают решение о неработоспособности НАП СРНС на момент времени t_i.

Сущность изобретения заключается в том, что решение о неработоспособности НАП СРНС, вырабатывается в результате выявления несоответствия расстояний между двумя контрольными точками, определяемых с использованием НАП СРНС с одной стороны и ИНС с другой стороны в контрольные моменты времени t_i и t_i-1 на протяжении полета ВС. Это позволяет снизить зависимость вырабатываемого решения от накопленной ошибки измерений ИНС и, как следствие, повысить вероятность правильного контроля работоспособности НАП СРНС. Снижение зависимости вырабатываемого решения от влияния накопленной ошибки измерений ИНС объясняется тем, что накопленная ошибка расстояния R_ИНСi зависит только от интервала времени между контрольными моментами времени t_i и t_i-1, и не зависит от длительности полета ВС.

Данный способ включает в себя следующие этапы:

1. Измерение пространственных координат х_НАП=[х_НАП,y_НАП,z_НАП] ВС в заданной прямоугольной системе координат OXYZ с использованием НАП СРНС в течение полета ВС.

2. Измерение пространственных координат х_ИНC=[х_ИНC,y_ИНC,z_ИНC] ВС в заданной прямоугольной системе координат OXYZ с использованием ИНС в течение полета ВС.

3. Определение контрольных моментов времени t_i на протяжении τ_пол. полета ВС в соответствии с выражением

где t₁ - первый заданный контрольный момент времени, , , Δt - заданный интервал времени между контрольными моментами времени t_i, τ_пол. - длительность полета воздушного судна.

4. Определение расстояния R_НАПi между пространственными координатами ВС, измеренными с использованием НАП СРНС в контрольные моменты времени t_i и t_i-1 в соответствии с выражением

5. Определение расстояния R_ИНСi между пространственными координатами ВС, измеренными с использованием ИНС в контрольные моменты времени t_i и t_i-1 в соответствии с выражением

6. Определение модуля разности между расстояниями R_НАПi и R_ИНСi в соответствии с выражением

7. Формирование решения о работоспособности или неработоспособности НАП СРНС

где χ_i=1 - НАП является работоспособной, χ_i=0 - НАП является неработоспособной, h - заданное допустимое (пороговое) значение модуля разности между расстояниями R_НАПi и R_ИНСi.

В соответствии с пунктом 7, решение о том, что НАП СРНС является работоспособной формируется в том случае, если модуль M_Ri разности между расстояниями R_НАПi и R_ИНСi не превышает заданного допустимого значения h, в противном случае формируется решение о том, что НАП СРНС ВС является неработоспособной.

Данный способ может быть реализован, например, с помощью комплекса устройств и систем, структурная схема которого приведена на фигуре, где обозначено: 1 - НАП СРНС; 2 - устройство управления комплексом (УУК); 3 - устройство обработки информации (УОИ); 4 - ИНС.

НАП СРНС 1 предназначена для измерения пространственных координат х_НАП=[х_НАП,y_НАП,z_НАП] ВС в заданной прямоугольной системе координат OXYZ. УУК 2 предназначен для управления работой комплекса. УОИ 3 предназначено для обработки информации и выработки решения χ_i работоспособности или неработоспособности НАП СРНС 1. ИНС 4 предназначена для измерения пространственных координат х_ИНC=[х_ИНC,y_ИНC,z_ИНC] ВС в заданной прямоугольной системе координат OXYZ.

Комплекс работает следующим образом. УУК 2 управляет работой комплекса. НАП СРНС 1 формирует измерения пространственных координат х_НАП=[х_НАП,y_НАП,z_НАП] ВС в заданной прямоугольной системе координат OXYZ в течение его полета. ИНС 4 формирует измерения пространственных координат х_ИНС=[х_ИНС,y_ИНС,z_ИНС] ВС в заданной прямоугольной системе координат OXYZ в течение его полета. УУК 2 определяет контрольные моменты времени t_i на протяжении τ_пол. полета ВС в соответствии с выражением (1). Под управлением УУК 2 значения х_НАПi=[х_НАПi,y_НАПi,z_НАПi] и х_ИНCi=[х_ИНCi,y_ИНCi,z_ИНCi] пространственных координат ВС в контрольные моменты времени t_i поступают с выхода НАП СРНС 1 и ИНС 4 соответственно в УОИ 3. УОИ 3 обрабатывает поступающую информацию с выхода НАП СРНС 1 и ИНС 4 в соответствии с выражениями (2)-(4) и вырабатывает решение χ_i работоспособности или неработоспособности НАП СРНС 1 в соответствии с выражением (5).

Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений не известен способ контроля работоспособности НАП СРНС ВС, сущность которого заключается в том, что решение о неработоспособности НАП СРНС, вырабатывается в результате выявления несоответствия расстояний между двумя контрольными точками, определяемых с использованием НАП СРНС с одной стороны и ИНС с другой стороны в контрольные моменты времени t_i и t_i-1 на протяжении полета ВС.

Предлагаемое техническое решение имеет изобретательский уровень, поскольку из опубликованных научных данных и известных технических решений явным образом не следует, что если решение о неработоспособности НАП СРНС вырабатывать в результате выявления несоответствия расстояний между двумя контрольными точками, определяемых с использованием НАП СРНС с одной стороны и ИНС с другой стороны в контрольные моменты времени t_i и t_i-1 на протяжении полета ВС, то это приведет к повышению вероятности правильного контроля работоспособности НАП СРНС.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, так как для его реализации могут быть использованы элементы, широко распространенные в области электронной и электротехники.

Способ контроля работоспособности навигационной аппаратуры потребителя (НАП) спутниковой радионавигационной системы (СРНС) воздушного судна (ВС), основанный на комплексировании НАП СРНС с инерциальной навигационной системой (ИНС), отличающийся тем, что определяют контрольные моменты времени t_i на протяжении τ_пол. полета ВС, определяют расстояние R_НАПi между пространственными координатами ВС, измеренными с использованием НАП СРНС в контрольные моменты времени t_i и t_i-1, определяют расстояние R_ИНСi между пространственными координатами ВС, измеренными с использованием ИНС в контрольные моменты времени t_i и t_i-1, определяют модуль M_Ri разности между расстояниями R_НАПi и R_ИНСi, сравнивают модуль M_Ri разности между расстояниями R_НАПi и R_ИНСi с заданным допустимым значением h, если модуль M_Ri разности между расстояниями R_НАПi и R_ИНСi не превышает заданного допустимого значения h, то вырабатывают решение о работоспособности НАП СРНС на момент времени t_i, в противном случае вырабатывают решение о неработоспособности НАП СРНС на момент времени t_i.