Алгоритмический способ коррекции в структуре навигационной системы летательного аппарата

Тертышник Н.И., Кочешков М.

Успешное решение задач управления летательными аппаратами (ЛА) во многом определяется уровнем развития измерительной техники. Эксплуатационные характеристики ЛА в большой степени определяются совершенством бортового оборудования, в частности, качеством информационно-измерительных сигналов, используемых для управления. Источником информационно-измерительных сигналов о местоположении, ориентации, скорости и других параметрах ЛА является навигационный комплекс. Современные навигационные комплексы обычно включают инерциальную навигационную систему (ИНС) и систему GPS.

ИНС имеет погрешности, обусловленные смещением нуля и дрейфом акселерометров, дрейфом гироскопов и др.

На точность определений GPS существенное влияние оказывают ошибки, возникающие при выполнении процедуры измерений. Природа этих ошибок различна: неточное определение времени; ошибки вычисления орбит; инструментальная ошибка приемника; многопутность распространения сигнала; ионосферные задержки сигнала; тропосферные задержки сигнала; геометрическое расположение спутников.

Повышение точности навигационного обеспечения, основанного на использовании ИНС и GPS, связано с большими сложностями и обычно осуществляется алгоритмическим путем. При коррекции в выходном сигнале с течением времени ошибки нарастают, что связано с увеличением углов отклонения гиростабилизированной платформы (ГСП). Математическая модель, используемая в алгоритмах коррекции становится неадекватной реальному процессу и точность измеряемой навигационной информации снижается.

Компенсацию погрешностей измерительных сигналов можно осуществлять с помощью алгоритмов управления. Корректирующие сигналы подаются на датчики моментов и входы первых интеграторов ИНС. Погрешности сигналов компенсируются в структуре системы, что препятствует увеличению углов отклонения ГСП. В качестве алгоритма управления использован оптимальный регулятор с функционалом качества, минимизирующим вектор погрешностей ИНС: погрешности в определении местоположения, скорости и углы отклонения ГСП.

Результаты математического моделирования продемонстрировали высокую эффективность разработанного способа компенсации погрешностей навигационной информации ЛА.