RU2389001C1 - Complex velocity measurement system - Google Patents
Complex velocity measurement system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2389001C1 RU2389001C1 RU2009105675/28A RU2009105675A RU2389001C1 RU 2389001 C1 RU2389001 C1 RU 2389001C1 RU 2009105675/28 A RU2009105675/28 A RU 2009105675/28A RU 2009105675 A RU2009105675 A RU 2009105675A RU 2389001 C1 RU2389001 C1 RU 2389001C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- output
- unit
- correction
- input
- correcting
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Navigation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к комплексам навигации, управления и наведения летательных аппаратов (ЛА).The invention relates to complexes for navigation, control and guidance of aircraft (LA).
В наиболее близком аналоге, приведенном в книге [1] (Флеров А.Г., Тимофеев В.Т. Доплеровские устройства и системы навигации. - М.: Транспорт, 1987 г.), представлен измеритель скорости (ИС) ЛА на основе использования доплеровского эффекта - доплеровский измеритель скорости и сноса (ДИСС), одним из серьезных недостатков которого является зависимость смещения спектра доплеровского сигнала от вида отражающей поверхности (см.[1], стр.19-22). Учет и компенсация этой зависимости в аналоге производится путем ввода корректирующих поправок (ΔХОПi, i=x,y,z), учитывающих характер отражающей поверхности и радиопрозрачность люка ДИСС; причем вводятся усредненные значения этих поправок для полетов над сушей и над морем: поправка для суши вводится автоматически, для моря - вручную (см.[1], стр.19-22). Однако так как указанная зависимость достаточно сложная, то и величины ΔХОПi, для разных конкретных условий могут существенно отличаться от усредненных значений (над сушей диапазон изменения ΔХОПi, составляет от 0.09% до 0.71%, над морем - от 0.97% до 2.3%). Вследствие этого возможны ухудшения качества коррекции ДИСС и система измерения скорости становится малоэффективной.In the closest analogue given in the book [1] (Flerov AG, Timofeev VT Doppler devices and navigation systems. - M .: Transport, 1987), a speed meter (IS) of an aircraft based on the use of the Doppler effect is a Doppler velocity and drift meter (DISS), one of the serious drawbacks of which is the dependence of the shift of the spectrum of the Doppler signal on the type of reflective surface (see [1], pp. 19-22). Accounting and compensation of this dependence in the analogue is done by entering corrective corrections (ΔХOP i , i = x, y, z), taking into account the nature of the reflecting surface and the radio transparency of the DISS hatch; moreover, the averaged values of these corrections are introduced for flights over land and over the sea: the correction for land is introduced automatically, for the sea - manually (see [1], pp. 19-22). However, since the indicated dependence is quite complex, the ΔCOP i values for different specific conditions can differ significantly from the average values (over land, the range of ΔCOP i varies from 0.09% to 0.71%, over the sea - from 0.97% to 2.3%) . As a result of this, degradation of the quality of the DISS correction is possible and the speed measurement system becomes ineffective.
Задачей изобретения является повышение точности ИС и, как следствие этого, повышение эффективности работы ЛА, снабженных ИС.The objective of the invention is to improve the accuracy of the IP and, as a consequence, increase the efficiency of the aircraft equipped with IP.
Достигается указанный результат тем, что комплексная система определения скорости (КСОС), содержащая базовый измеритель скорости и блок коррекции, вход которого подключен к выходу базового измерителя скорости, а выход является выходом КСОС, дополнительно снабжена блоком корректирующих средств, блоком формирования корректирующих поправок, блоком хранения корректирующих поправок, блоком анализа обстановки, причем первый вход блока формирования корректирующих поправок подключен к выходу блока корректирующих средств, второй вход блока формирования корректирующих поправок подключен к выходу базового измерителя скорости, первый вход блока хранения корректирующих поправок подключен к выходу блока анализа обстановки, второй вход блока хранения корректирующих поправок подключен к выходу блока формирования корректирующих поправок, выход блока хранения корректирующих поправок подключен ко второму входу блока коррекции.This result is achieved by the fact that an integrated system for determining the speed (KSOS), containing a basic speed meter and a correction unit, the input of which is connected to the output of the basic speed meter, and the output is the output of the KSOS, is additionally equipped with a block of corrective means, a block for generating corrective amendments, a storage block corrective amendments, by the situation analysis unit, wherein the first input of the corrective amendment forming unit is connected to the output of the corrective means unit, the second input of the unit correction corrections are connected to the output of the basic speed meter, the first input of the correction corrections storage unit is connected to the output of the situation analysis unit, the second input of the corrections corrections storage unit is connected to the output of the corrections corrections generation unit, the output of the corrections corrections storage unit is connected to the second input of the corrections block.
На чертеже представлена блок-схема комплексной системы определения скорости, содержащей следующие блоки:The drawing shows a block diagram of an integrated system for determining speed, containing the following blocks:
1 - базовый измеритель скорости БИС;1 - basic speed meter LSI;
2 - блок коррекции БК;2 - block correction BC;
3 - блок формирования корректирующих поправок ФКП;3 - block forming corrective amendments FKP;
4 - блок хранения корректирующих поправок БХКП;4 - block storage corrective amendments BHKP;
5 -блок корректирующих средств БКС;5-block corrective tools BCS;
6 - блок анализа обстановки БАО.6 - block analysis of the situation of BAO.
На чертеже показан такжеThe drawing also shows
7 - навигационный комплекс НК,7 - navigation complex NK,
не входящий в состав предлагаемого устройства.not included in the proposed device.
Информационный обмен между входами-выходами блоков осуществляется по линиям связи, показанным на чертеже тонкой сплошной линией. Линии связи представляют собой известные (описанные, например, в книге [2], стр.21-24, 394-406) линии связи и информационного обмена, например, по последовательному коду, по параллельному коду, мультиплексные и др.Information exchange between the inputs and outputs of the blocks is carried out along the communication lines shown in the drawing by a thin solid line. Communication lines are known (described, for example, in the book [2], pp.21-24, 394-406) communication lines and information exchange, for example, via serial code, parallel code, multiplex, etc.
Блок БИС 1 представляет собой известное устройство - ДИСС, описанное, например, в литературе [1].
Блок БКС 5 представляет собой известные датчики и системы бортового оборудования ЛА, описанные в литературе, например [3], стр.8-16,171-243, 316-317, 325-327, 374-385. В состав блока БКС 5 входит, например, спутниковая навигационная система (СНС), измеряющая временную задержку, фазовый сдвиг и доплеровский сдвиг частоты радиосигналов от космических спутников, с помощью которых при известных параметрах движения спутников решается задача определения времени, координат и скорости объекта; высокоточная инерциальная навигационная система, счисляющая скорости и координаты объекта. Вычислительно-логические блоки БК 2, ФКП 3, БАО 6 выполнены, например, в виде однопроцессорных вычислителей ([2], стр.31). Блок БХКП 4 выполнен, например, на постоянном запоминающем устройстве ПЗУ ([2], стр.30).Block BCS 5 is a well-known sensors and systems on-board equipment of the aircraft described in the literature, for example [3], pp. 8-16,171-243, 316-317, 325-327, 374-385. The
Блок БК 2 обеспечивает коррекцию параметров, выдаваемых БИС 1, на величину поправок, полученных с помощью блоков ФКП 3 и хранящихся в блоке БХКП 4, например, с помощью алгоритма вида:Block BK 2 provides the correction of the parameters issued by
Здесь суть компоненты скорректированного (выходного) вектора скорости ЛА.Here the essence of the components of the adjusted (output) aircraft velocity vector.
Дополнительно введенный блок ФКП 3 обеспечивает расчет корректирующих поправок к скорости ЛА, измеренной БИС 1 для конкретных текущих условий полета: над определенным видом отражающей поверхности. При этом используются составляющие вектора скорости, измеренные, с одной стороны, с помощью БИС 1 и, с другой стороны, с помощью БКС 5. Алгоритм формирования корректирующих поправок ΔХОПi (i=x,y,z) может заключаться, например, в усреднении на интервале времени Т величины относительной разности видаAdditionally introduced block FKP 3 provides the calculation of corrective amendments to the speed of the aircraft, measured by
ΔХОПi(tj)=1-VБИС(tj)/VБКС(tj),ΔHOP i (t j ) = 1-V LSI (t j ) / V BCS (t j ),
где VБИС(tj) и VБКС(tj) - скорости ЛА в момент времени tj, измеренные с помощью БИС 1 и БКС 5 соответственно.where V LSI (t j ) and V BCS (t j ) are aircraft speeds at time t j measured using
ΔХОПi отыщется как среднее значение текущей величины ΔХОПi(tj) на интервале времени от tj=t0 до tj=t0+Т.ΔHOP i is found as the average value of the current value ΔHOP i (t j ) in the time interval from t j = t 0 to t j = t 0 + T.
С целью фильтрации измерительных высокочастотных шумов измерений может быть применен более сложный алгоритм обработки измеряемых величин VБИС и VБКС, например, на основе метода наименьших квадратов (см., например, литературу [4], стр.923-927), который минимизирует дисперсии ошибок оценивания величин ΔХОПi.In order to filter measuring high-frequency measurement noise, a more complex algorithm for processing the measured values of V LSI and V BKS can be applied, for example, based on the least squares method (see, for example, literature [4], pp. 923-927), which minimizes the variance errors in estimating ΔХOP i .
Дополнительно введенный блок БХКП 4 обеспечивает запоминание полученных корректирующих поправок и условий полета (вида подстилающей поверхности), для которых эти поправки получены. Также этот блок обеспечивает выдачу нужных значений поправок в блок коррекции БК 2.Additionally introduced block BHKP 4 provides storage of the received corrective corrections and flight conditions (type of underlying surface) for which these corrections are received. Also, this block provides the issuance of the desired correction values in the
Дополнительно введенный блок БАО 6 на основе анализа текущего состояния ЛА (координат, времени года и суток) осуществляет распознавание вида отражающей поверхности для адресного запоминания и выбора корректирующих поправок в блоке БХКП 5.The additionally introduced
КСОС работает следующим образом.CSOS works as follows.
Измеряемая с помощью БИС 1 скорость VБНС ЛА поступает на вход блока БК 2, в котором производится ее коррекция с помощью полученных оценок ΔХОПi (i=x,y,z), поступающих в блок БК 2 с выхода блока БХКП 4. Скорректированная информация Measured using
Vвыход поступает на выход БК 2, являющийся выходом ИС. Кроме того, измеренная с помощью БИС 1 скорость VБНС поступает на второй вход блока ФКП 3, на первый вход которого с выхода блока БКС 5 поступает величина VБКС, измеренная корректирующим средством из состава блока БКС 5.V output goes to the output of the
В блоке ФКП 3 производится обработка величин VБНС и VБКС, в результате определяются соответствующие корректирующие поправки для текущего состояния полета (вида отражающей поверхности).In
В блоке БАО 6 по информации, поступающей из НК 7, осуществляется распознавание (идентификация) текущих условий полета, например: дневной полет над штилевым морем или ночной полет над лесом и т.п. Информация об условиях полета поступает в блок БХКП 5, например, в виде соответствующего признака.According to the information received from NK 7, in the
Блок БХКП 4 работает в двух основных режимах: во-первых, при наличии информации от БКС 5 и, соответственно, ФКП 3; во-вторых, при отсутствии такой информации, например, при пропадании сигналов блока БКС 5 (например, при попадании ЛА в зону постановки помех для СНС). В первом режиме осуществляется запись сформированных в ФКП 3 поправок в ячейку памяти, соответствующую поименованным условиям полета, и, кроме этого, выдача этих поправок в блок БК 2 для коррекции сигналов блока БИС 1. Во втором режиме в блоке БХКП 4 осуществляется выбор из соответствующей ячейки памяти (согласно идентифицированным блоком БАО 6 условиям) ранее записанных корректирующих поправок и выдача их в блок БК 2. Введение в состав ИС блоков ФКП 3, БКС 5 обеспечивает оперативную и точную подстройку корректирующих поправок для конкретных условий полета, а введение блоков БХКП 4, БАО 6 - запоминание этих поправок для разных условий и селективную выборку в условиях отсутствия опорной информации блока БКС 5.Block BHKP 4 operates in two main modes: firstly, if there is information from
Таким образом, введение в состав ИС описанных блоков обеспечивает гибкую оперативную реконфигурацию алгоритмов обработки информации измерительной системы, формирование, запоминание и выбор наиболее подходящих к текущему режиму полета корректирующих поправок, вследствие чего устраняются недостатки наиболее близкого аналога и расширяются функциональные возможности системы.Thus, the introduction of the described blocks into the IS structure provides flexible operational reconfiguration of the measurement system information processing algorithms, the formation, storage, and selection of corrective corrections most suitable for the current flight mode, thereby eliminating the shortcomings of the closest analogue and expanding the system's functionality.
На примерах технической реализации показано достижение технического результата в части расширения функциональных возможностей ИС и, как следствие, повышение эффективности применения оснащаемых ею летательных аппаратов.The technical implementation examples show the achievement of a technical result in terms of expanding the functionality of the IS and, as a result, increasing the efficiency of the use of aircraft equipped with it.
ЛИТЕРАТУРАLITERATURE
1. Флеров А.Г., Тимофеев В.Т. Доплеровские устройства и системы навигации. - М.: Транспорт, 1987 г.1. Flerov A.G., Timofeev V.T. Doppler devices and navigation systems. - M .: Transport, 1987
2. Преснухин Л.Н., Нестеров П.В. Цифровые вычислительные машины. - М.: Высшая школа, 1981 г.2. Presnukhin L.N., Nesterov P.V. Digital computers. - M .: Higher school, 1981
3. Бабич О.А. Обработка информации в навигационных комплексах. - М.: Машиностроение, 1991 г.3. Babich O.A. Information processing in navigation systems. - M.: Engineering, 1991
4. И.Н.Бронштейн, К.А.Семендяев. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. - М.: Наука, ГРФМЛ, 1980 г.4. I.N. Bronstein, K.A.Semendyaev. A reference book in mathematics for engineers and students of technical colleges. - M.: Science, GRFML, 1980
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009105675/28A RU2389001C1 (en) | 2009-02-18 | 2009-02-18 | Complex velocity measurement system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009105675/28A RU2389001C1 (en) | 2009-02-18 | 2009-02-18 | Complex velocity measurement system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2389001C1 true RU2389001C1 (en) | 2010-05-10 |
Family
ID=42674014
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009105675/28A RU2389001C1 (en) | 2009-02-18 | 2009-02-18 | Complex velocity measurement system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2389001C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5325098A (en) * | 1993-06-01 | 1994-06-28 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Interacting multiple bias model filter system for tracking maneuvering targets |
WO2002005246A2 (en) * | 2000-07-10 | 2002-01-17 | United Parcel Service Of America, Inc. | Multisource target correlation |
RU2188432C1 (en) * | 2001-04-25 | 2002-08-27 | ГУП Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" | Contactless velocity-vector meter |
RU2251711C1 (en) * | 2003-07-30 | 2005-05-10 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения" | Complex measuring device of range, speed and angle coordinates of radio engineering systems of flying vehicles |
-
2009
- 2009-02-18 RU RU2009105675/28A patent/RU2389001C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5325098A (en) * | 1993-06-01 | 1994-06-28 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Interacting multiple bias model filter system for tracking maneuvering targets |
WO2002005246A2 (en) * | 2000-07-10 | 2002-01-17 | United Parcel Service Of America, Inc. | Multisource target correlation |
RU2188432C1 (en) * | 2001-04-25 | 2002-08-27 | ГУП Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" | Contactless velocity-vector meter |
RU2251711C1 (en) * | 2003-07-30 | 2005-05-10 | Открытое акционерное общество "Корпорация "Фазотрон-Научно-исследовательский институт радиостроения" | Complex measuring device of range, speed and angle coordinates of radio engineering systems of flying vehicles |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ФЛЕРОВ А.Г., ТИМОФЕЕВ В.Т. Доплеровские устройства и системы навигации. - М.: Транспорт, 1987, с.19-22. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11041724B2 (en) | Navigation system | |
RU2380656C1 (en) | Integrated strapdown inertial and satellite navigation system on coarse sensors | |
US11015957B2 (en) | Navigation system | |
RU2373498C2 (en) | Navigation complex, velocity and coordinates' calculation, gimballess inertial attitude-and-heading reference system, correction method for inertial transducers and device for its implementation | |
EP3043148A1 (en) | Heading for a hybrid navigation solution based on magnetically calibrated measurements | |
US20070271037A1 (en) | Systems and methods for improved inertial navigation | |
CN102252677A (en) | Time series analysis-based variable proportion self-adaptive federal filtering method | |
EP3312634B1 (en) | Positioning apparatus | |
CN110988950A (en) | Navigation device, method for generating navigation aid information, and storage medium | |
CN103512573A (en) | Data fusion architecture | |
JP5022747B2 (en) | Mobile body posture and orientation detection device | |
RU2265190C1 (en) | Complex navigation system | |
RU2462690C1 (en) | Integrated inertial satellite system for orientation and navigation | |
RU2178147C1 (en) | Complex navigation system | |
US10295366B2 (en) | Sensor error correcting apparatus and method | |
RU2389001C1 (en) | Complex velocity measurement system | |
Teixeira et al. | AUV terrain-aided Doppler navigation using complementary filtering | |
Emel’yantsev et al. | Initial alignment of SINS measuring unit and estimation of its errors using satellite phase measurements | |
RU2539131C1 (en) | Strapdown integrated navigation system of average accuracy for mobile onshore objects | |
RU2754396C1 (en) | Adaptive method for correcting orientation angles of strapdown ins | |
Monaco et al. | Doppler velocity log placement effects on autonomous underwater vehicle navigation accuracy | |
Islam et al. | Loosely coupled GPS/INS integrated navigation system based on Kalman filter and complementary filter for aircraft | |
CN113959434A (en) | Adjustable SINS, DVL and USBL combined navigation method | |
Emel’yantsev et al. | Use of maneuvering to improve the accuracy of ship autonomous SINS | |
Karaush et al. | Calibration of GNSS receiver with GLONASS signals |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170219 |