Предложен способ снижения влияния условий функционирования на работу навигационной системы подвижного наземного объекта (ПНО) за счет обеспечения адаптивности системы к их изменению, которое включает создание системы контроля спутниковой радионавигационной системы (СРНС) и последующее применение программной реконфигурации системы, реализуемой за счет изменения рабочего созвездия спутников.
В процессе функционирования навигационной системы ПНО возможно снижение точности навигационной системы и целостности её данных при изменении условий функционирования системы. Изменение условий может произойти:
‒ из-за выхода из строя (отказа) того или иного элемента, что характерно как для радиотехнических, так и для нерадиотехнических измерителей;
‒ из-за кратковременного пропадания сигнала на выходе того или иного элемента — переход в состояние временного отказа, характерный только для радиотехнических измерителей и связанный с изменением внешних условий, приводящих к уменьшению мощности сигнала на входе приемного устройства измерителя. Примером измерителя, для которого данный переход возможен, является приемник СРНС сигналы, которого используются на сегодняшний день практически во всех навигационных системах.
Для снижения влияния условий функционирования на работу навигационной системы ПНО необходимо обеспечение адаптивности системы к их изменению. Оно включает в себя создание системы контроля позволяющей обеспечить диагностирование технического состояния элементов системы и контроль поля радиосигналов на входах приемных устройств радиотехнических измерителей для выявления факта их пропадания с целью определения перехода измерителя в режим кратковременного отказа [1, 2] с последующим выполнением программной реконфигурации системы.
Так как в настоящее время введение резервных элементов усложняет конструкцию всей системы, увеличивает массу и размеры, то наиболее целесообразным в настоящее время является использование программной реконфигурации в навигационных системах ПНО. В случае выхода из строя части элементов комплекс продолжает функционировать (с меньшей эффективностью) без использования дублирующих элементов.
В настоящее время для реализации программной реконфигурации возможно использование множества алгоритмов и реализующих их программ для решения одной и той же задачи в зависимости от работающих датчиков. Например, в случае отказа приемника СРНС в системе происходит замена используемого в данный момент алгоритма, функционирующего при исправности всех элементов на алгоритм, работающий эффективно при отсутствии данных СРНС тем самым осуществляется структурная перестройка системы, позволяющая снизить влияние условий функционирования на работу навигационной системы [3,4]. Переход между алгоритмами осуществляется по показаниям системы контроля.
Однако использование данного подхода в навигационных системах ПНО сопряжено с недостатками:
- Исключение из обработки данных радиотехнических измерителей приведет к получению точностных характеристик и характеристик целостности данных, не удовлетворяющих требованиям [5];
- Использование множества алгоритмов обработки информации приведет к снижению скорости обработки данных
- Используемые для организации контроля методы являются методами вторичной обработки информации и не позволяют обеспечить контроль радиосигналов на входе радиотехнических измерителей
Для обеспечения адаптивности навигационной системы ПНО к изменению условий функционирования нет необходимости создавать систему контроля всех датчиков, достаточно обеспечить целостность СРНС, так как ИНС входящий в состав имеет большую надежность. Обеспечить целостность СРНС возможно за счет контроля сигнала на входе приемника СРНС и при его отсутствии произвести программную реконфигурацию (изменить рабочее созвездие спутников) и продолжить работу навигационной системы.
Изменение рабочего созвездия позволит нам не изменять алгоритма обработки всей системы, получать точностные данные удовлетворяющие требованиям и обеспечивать требуемую доступность данных.
Для изменения рабочего созвездия спутников необходимо создание системы контроля использующих методы первичной обработки информации и методы марковской теории оптимального оценивания случайных процессов. Методы марковской теории оптимального нелинейного оценивания дают возможность успешно решать задачи оптимального комплексирования измерителей в весьма общей постановке [6,7].
Таким образом, изменение рабочего созвездия спутников позволит обеспечить адаптивность системы к изменению условий функционирования навигационных систем ПНО, получить точностные данные удовлетворяющие требованиям и требуемую доступность навигационных данных.
Литература:
- Иванов, А. В. Автономные системы контроля целостности навигационных данных спутниковых радионавигационных систем / А. В. Иванов // Радиотехника. — 2014.– № 7. — С. 55–64.
- Иванов, А. В. Алгоритмы обработки информации в навигационных системах наземных подвижных объектов с контролем целостности навигационных данных спутниковых радионавигационных систем/ А. В. Иванов, Д. В. Комраков, В. О. Сурков// Вопросы современной науки и практики «Университет имени В. И. Вернадского». Спецвыпуск — 2014. — № 52. — С. 53–58.
- Веремеенко К. К., Пронькин А. Н., Репников А. В. Алгоритмы структурной перестройки бортовых подсистем интегрированной системы посадки беспилотного летательного аппарата / К. К. Веремеенко, А. Н. Пронькин, А. В. Репников // Труды МАИ, 2011, № 49
- Abdulin R. R. et al. Development of automatic navigation management system for small unmanned aerial vehicle //Special Control Systems Magazine. — 2009. — Т. 237. — pp. 10–16.
- Радионавигационный план Рос. Федерации: утв. приказом Министерства промышленности и торговли РФ от 2 сентября 2008 г. № 118: в редакции приказа Министерства промышленности и торговли РФ от 31 августа 2011 г. № 1177. [Электронный ресурс]. Доступ из справ.-правовой системы «КонсультантПлюс».
- Ярлыков М. С. Статистическая теория радионавигации. — М.: Радио и связь, 1985. — 344 с., Ярлыков М. С. Применение марковской теории нелинейной фильтрации в радиотехнике. — М.: Сов. радио, 1980. — 358 с.
- Ярлыков М. С., Моисеенко Ю. Н., Иванов А. В. оптимизация обработки сигналов в комплексных радионавигационных системах определения скорости и дальности // Радиотехника. — 1988, -№ 11. — с.8–15.
