Методы навигационных определений (ОП СРНС, лекция)

Методы навигационных определений

Назначение навигационной системы - определение координат, скорости, ориентации объекта-носителя, а так же обеспечение его шкалой времени. Рассмотрим основные методы решения поставленных задач.

Все методы навигационных определений можно разбить на две большие группы. Традиционно они называются - методы счисления пути и методы поверхностей положения. Изложенные ниже подходы справедливы не только для определения координат, но и для оценки остальных навигационных параметров, но для простоты и наглядности ограничимся примерами определения пространственных координат.

Методы счисления пути

При использовании методов счисления пути для решения навигационных задач используются датчики, измеряющие производные от навигационных параметров. Пусть есть некоторый начальный момент времени, в который навигационные параметры, в частности координаты, известны. Интегрируя измерения производных координат (скорости, ускорения, рывка и т.д.) из начальной точки получают измерения самих координат.

Для примера рассмотрим двумерную задачу - определение координат автомобиля. Пусть нам известно положение и скорость в начальный момент времени. Инерциальные датчики, установленные в автомобиле, измеряют три компоненты вектора ускорения его центра масс. Интегрируя оценки ускорения можно получать оценки вектора скорости в каждый момент времени. Интегрируя оценки скорости - получать оценки координат.

Методы поверхностей положения

К методам поверхностей положения относят различные радиотехнические, астрономические, магнитные, изобарические и другие методы навигации. Эти методы основаны на геометрических свойствах пространства и находящихся в нём полей. При применении методов поверхностей положения измерения ограничивают множество всех возможных положений объекта до некоторой поверхности, откуда и следует название этой группы методов. Если проводятся несколько измерений, то множество возможных положений сокращается до пересечения возможных множеств каждого измерения. Таким образом, ряд измерений может сократить число возможных положений до одной точки - которая и будет оценкой положения.

Во всех СРНС используются методы поверхностей положения. В случае СРНС второго поколения - это псевдодальномерный метод навигационных определений.

Дальномерный метод

Дальномерный метод навигационных определений - это метод определения положения потребителя по измерениям расстояния до нескольких реперных точек с известными координатами.

Поясним суть дальномерного метода на примере. Представим, что потребитель - это корабль в море, которому для продолжения плавания требуется узнать где же он расположен. На корабле есть часы, по которым матросы узнают время. На берегу добрые и изобретательные люди установили два маяка, как показано на рисунке.

Методы по 1) Дальномерный метод. Псевдодальномерный метод. Псевдодальность. Псевдоскорость.

Две основных группы методов решения задачи определения положения в пространстве: методы счисления пути и методы поверхностей положения.

Методы возможных положений. Есть измерение, ограничивающее множество возможных положений относительно некоторой известной точки. Набрав несколько таких измерений относительно множество точек можно постепенно уменьшить множество возможных точек до одной. Спутниковые радионавигационные как первого, так и второго поколения основаны на этой второй группе методов.

Как отмечалось ранее,