4.4 Алгоритм получения навигационного решения при синтезированной ковариационной матрице
На коротких интервалах (до трех витков) влияние ошибок модели на точность навигации незначительно, но с другой стороны существенно влияние статистической неопределенности, которая является следствием неполноты СРНС.
в предыдущем разделе 4.3 описана методика определения коэффициентов корреляции компонент навигационных решений, основанная на учете взаимного расположения спутника потребителя навигационной информации и НС из опрашиваемого созвездия.
Стандартный навигационный приемник формирует информацию о величине геометрического фактора, а значит и о дисперсиях вычисленных навигационных параметров, а информацию о взаимной корреляции параметров необходимо получить дополнительно для использования в навигационном алгоритме.
Методика предыдущего раздела дает верхнюю оценку значений недиагональных элементов корреляционных матриц для измерений поступающих из НП. Такая информация представляет ценность в случае деградированной СРНС.в алгоритмах навигационной обработки (см. разделы 2.1.1 и 3.2) при штатном функционировании СРНС кроме векторов навигационных измерений q^ на моменты времени ti используются также весовые матрицы ошибок параметров измерений
Ч- о ' диагонального вида: Dry =
, где сгcrjfy. а%, (TyxJ, alyJ, crfy - дисперсии
О ...о
г
Ч/
" nffl
ошибок параметров векторов измерений q . в этом случае значения указанных дисперсий фиксируются на всем временном интервале функционирования навигационной системы.
Матрицы Dili можно использовать в штатной ситуации в качестве корреляционных матриц К| для вектора измерений = (Xj, Yj, Zj, Vxj, Vyj, Vzj), т.к. в этом случае они близки к реальным.
в нештатной ситуации корреляционная матрица Kj для вектора измерения q^ имеет
'°%кткт 0 о о "
не диагональный вид:
kvjx, CTvj куИ ООО kzjYj kzjYj ООО 0 0 0 CTVxJ kvxjVtf kvxjVzj 0 0 0 kvyjvxj avyl kwjVz) ? ООО kv^/xj kvijvyj CTV4
Информация о корреляции параметров навигационного вектора может быть использована в навигационном алгоритме.
При наличии подобной информации корреляционная матрица ошибок Kj навигационного измерения qU) получается в результате умножения матриц: Kj = -Jd^ Rj JD^, где Dnj =Ч- 0 '
где ст|. Ovxj,crVyj,crVzj - дисперсии
О ...ст^, ошибок параметров векторов измерений q^ (поступают из навигационного приемника); Rj - нормированная (с единицами по диагонали) матрица корреляционных коэффициентов в орбитальной системе координат имеет следующую структуру: 1 ги rrn 0 0 0 гхг 1 r-m 0 0 0
гпт гпт 1 0 0 0
0 0 0 1 fvtvt Гул/п
ООО ГViVt 1 TVTVI.
ООО rvnViTvnVi 1
Rj =
, матрица Rj является симметричной причем координатные и скоростные части ее коэффициентов равны: ris= Г12; Г|з; ггз из условия одинаковости вычисления этих частей. вычисляемые в разделе 4.2 корреляционные коэффициенты rm, г^ и гга определяют статистические характеристики в орбитальной системе координат, для их использования в алгоритмах, описанных в разделах 2 и 3, необходим их пересчет в ГСК. 1) выводы по четвертому разделу
По четвертой главе можно сделать следующие выводы:
Деградация СРНС является причиной работы НП с неоптимальным (с точки зрения качества навигационной информации) созвездием НС. Это приводит наряду с ухудшением точности поступающих из НП навигационных векторов к возникновению корреляционных зависимостей между компонентами вектора ошибок навигационных измерений, которые не поддаются определению в НП.
Отсутствие учета корреляционной зависимости в навигационном алгоритме обработки навигационных измерений является резервом в возможном повышении точности навигационных оценок, которые достигают от 20% до 40% в зависимости от уровня корреляции.
Предложенная методика дает возможность получить верхнюю оценку значений коэффициентов корреляционной матрицы векторов навигационных измерений.
Определены области эффективного совместного использования в структуре БНО НКА (см. рисунок) разработанного алгоритма и методики (выигрыш более 10%) в зависимости от интервала прогноза по виткам и средней высоты орбиты (Нср) в км, числа гармоник р =4, 8, 16 и Д8б от 10 до 40%.
Область эффективности эвристической методики вычисления статистических характеристик для использования в задаче вычисления навигационной оценки
500 -р 400-: 300
200 4:-
витки
4 8 -)б витки
гарм. гарм. гарм.
Рисунок - Области эффективности алгоритма и методики в зависимости от прогноза в витках и Ht 1.
Еще по теме 4.4 Алгоритм получения навигационного решения при синтезированной ковариационной матрице:
- 4.1 Анализ ковариационных матриц навигационных решений при различных созвездиях опрашиваемых НС
- 4.3 Методика определении компонент ковариационных матриц навигационных решений
- в главе проводится анализ влияния взаимного расположения НКА и созвездия НС, участвующего в сеансе навигационных определений, на корреляционные характеристики навигационных векторов, поступающих из НП. Проводится анализ влияния на точность навигационной оценки использования ковариационных матриц в диагональном виде без учета корреляционных характеристик ошибок векторов навигационных измерений. Показано, что существует резерв в повышении точности навигационных оценок на коротких интервалах про
- Глава 3 Разработка регуляризирующего алгоритма получения навигационной оценки на заданный момент времени
- в главе анализируется проблема решения задачи обеспечения навигационной информацией БКУ НКА с использованием сигналов создаваемых спутниковыми радионавигационными системами. Проводится сравнение навигационных полей от двух глобальных СРНС GPS (США) и не полностью развернутой СРНС ГЛОНАСС (Россия). Анализируется структура НБО при использовании спутниковой радионавигации. Формулируется задача обработки измерений от навигационного приемника при возникновении перерывов в их поступлении.
- Глава 4 Алгоритм обработки навигационной информации в условиях деградации орбитальной группировки навигационных спутников
- 1.3.2 Математическая формулировка задачи обработки навигационных измерений навигационного приемника при потере свойств целостности СРНС
- в главе обосновывается выбор вида функционала для поиска навигационной оценки НКА в момент времени Г, удаленный от интервала навигационных измерений. вид функционала выбирается таким образом, чтобы, во-первых, компенсировать свойство неустойчивости, описанное в предыдущей главе, во-вторых, уменьшить влияние погрешностей параметров модели движения на точность навигационной оценки. С этой целью используется регуляризация, как методика решения некорректно поставленных задач. При выборе регуляриз
- 3.4.2 Формирование требований к точности навигационных измерений для эффективного функционирования регуляризирующего алгоритма
- 3.2 Рсгуляризирующин алгоритм обработки навигационных измерений