СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ КООРДИНАТ ВОЗДУШНОГО СУДНА Российский патент 2023 года по МПК G01S19/07 G01S19/20 G01S5/14 

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при создании и модернизации средств определения пространственных координат воздушного судна (ВС).

Известен способ определения пространственных координат воздушного судна (ВС) (см., например, патент на изобретение №№2778938 от 29.08.2022 г.), заключающийся в том, что на стороне локальной контрольно-корректирующей станции (ЛККС), имеющей заранее точно определенные координаты своей дислокации в заданной прямоугольной системе координат OXYZ, определяют моменты времени передачи дополнительных информационных посылок, формируют и передают по радиоканалу на воздушное судно, взаимодействующее с ЛККС, в определенные моменты времени дополнительные информационные посылки, содержащие момент времени передачи данной посылки и пространственные координаты ЛККС в заданной прямоугольной системе координат OXYZ, на борту ВС, взаимодействующего с ЛККС, формируют оценки собственных пространственных координат в заданной прямоугольной системе координат (СК) OXYZ с использованием навигационной аппаратуры потребителя (НАП) глобальной спутниковой навигационной системы (ГНСС), принимают дополнительную информационную посылку и фиксируют момент времени ее приема, определяют первую оценку расстояния R₁ между ВС и ЛККС по разнице между моментами приема и передачи дополнительной информационной посылки, определяют вторую оценку расстояния R₂ между ВС и ЛККС по пространственным координатам ВС и ЛККС, при этом используют пространственные координаты ЛККС, переданные в дополнительной информационной посылке и сформированные НАП оценки пространственных координат ВС, сравнивают модуль разности оценок расстояний R₁ и R₂ с заданным пороговым значением h, если модуль разности оценок расстояний R₁ и R₂ превышает заданное пороговое значение h, то формируют решение q=0 о том, что НАП неработоспособна, в противном случае формируют решение q=1 о том, что НАП работоспособна, на борту ВС, взаимодействующего с ЛККС, дополнительно формируют оценки собственных пространственных координат в заданной прямоугольной СК OXYZ с использованием инерциальной навигационной системы (ИНС), если на этапе определения работоспособности НАП сформировано решение q=1 о том, что НАП работоспособна, то формируют итоговые оценки пространственных координат ВС на основе комплексной обработке информации от НАП и ИНС, в противном случае определяют координаты точки F пересечения характерной сферы S=[О_о, R₁] и характерного луча L=[O_o, A], где S - сфера с центром в точке О_о и радиусом R₁, O_o - точка, координаты которой совпадают с координатами ЛККС, L - луч с началом в точке O_o, проходящий через точку А, координаты которой совпадают со сформированными ИНС оценками пространственных координат ВС, принимают координаты точки F в качестве итоговых оценок пространственных координат ВС.

Одним из недостатков данного способа является снижение точности определяемых пространственных координат ВС в условиях отсутствия принятой ДИП от ЛККС (отсутствие принятой ДИП может быть вызвано разного рода дестабилизирующими факторами, влияющими на процесс ее передачи и приема, а также неработоспособностью отдельных конструктивных элементов ЛККС). Это объясняется следующим. В условиях отсутствия принятой ДИП от ЛККС в прототипе отсутствует возможность контроля работоспособности НАП и, следовательно, отсутствует возможность выявления неработоспособной НАП, что в свою очередь является причиной того, что ошибки, вызванные неработоспособностью НАП, не будут исключены из итоговых значений пространственных координат ВС и это приведет к снижению их точности в целом.

Техническим результатом изобретения повышение точности определяемых пространственных координат ВС.

Указанный результат достигается тем, что в известном способе перед контролем работоспособности НАП с использованием очередного контрольного момента времени t_Kl и момента t_Пр.l времени приема крайней ДИП проверяют наличие принятой ДИП в заданном временном интервале Δt_К посредством определения значения ω_l признака наличия ДИП, где ω_l=[0,1], ω_l=1 - в интервале Δt_К относительно момента t_Kl имеется принятая ДИП, ω_l=0 - в интервале Δt_К относительно момента t_Kl отсутствует принятая ДИП, при этом если разность моментов t_Kl и t_Пр.l превышает интервал Δt_К, то определяют ω_l=0, иначе определяют ω_l=1, контроль работоспособности НАП с использованием ЛККС осуществляют только в том случае, если на этапе проверки наличия принятой ДИП в заданном временном интервале определено значение ω_l=1, если в результате контроля работоспособности НАП с использованием ЛККС определено значение q_1l=1, то итоговые значения x_BCl пространственных координат ВС определяют на основе комплексной обработки информации от ИНС, ЛККС и НАП с использованием значений х_{ИНСЛККСl}, х_НАПl, D_ИНС, D_ЛККС и D_НАП, где q_1l=[0,1] - значение первого признака работоспособности НАП на момент t_Kl, q_1l=0 - НАП неработоспособна на момент t_Kl, q_1l=1 - НАП работоспособна на момент t_Kl, х_{ИНСЛККСl} - значения пространственных координат ВС в СК OXYZ, определенные на момент времени t_Kl на основе комплексной обработки информации от ИНС и ЛККС, х_НАПl - сформированные НАП значения пространственных координат ВС в СК OXYZ на момент t_Kl, D_ИНС - заданная дисперсия ошибки определения пространственных координат с использованием ИНС, D_ЛККС - заданная дисперсия ошибки определения оценки R_1l, D_НАП - заданная дисперсия ошибки определения пространственных координат с использованием НАП, если на этапе проверки наличия принятой ДИП в заданном временном интервале определено значение ω_l=0, то контроль работоспособности НАП осуществляют с использованием ИНС посредством определения значения q_2l второго признака работоспособности НАП, где q_2l=[0,1], q_2l=0 - НАП неработоспособна на момент t_Kl, q_2l=1 - НАП работоспособна на момент t_Kl, при этом, если модули разностей значений х_ИНСl, и х_НАПl по всем осям СК OXYZ не превышают заданной допустимой невязки h_ИНСНАП, то определяют значение q_2l=1, иначе определяют значение q_2l=0, где х_ИНСl -сформированные ИНС значения пространственных координат ВС в СК OXYZ на момент t_Kl, если на этапе контроля работоспособности НАП с использованием ИНС определено значение q_2l=0, то принимают значения х_ИНСl в качестве итоговых значений x_BCl пространственных координат ВС, итоговые значения x_BCl пространственных координат ВС определяют на основе комплексной обработки информации от НАП и ИНС с использованием значений х_ИНСl, x_НАПl, D_ИНС и D_НАП только в том случае, если на этапе контроля работоспособности НАП с использованием ИНС определено значение q_2l=1.

Сущность изобретения заключается в том, что в рамках известного способа определения координат ВС (прототипа) перед контролем работоспособности НАП осуществляется проверка наличия принятой ДИП в заданном временном интервале, если в результате данной проверки сформировано решение о наличии принятой ДИП в заданном временном интервале, то контроль работоспособности НАП осуществляется с использованием ЛККС, если в результате данного контроля сформировано решение о том, что НАП неработоспособна, то итоговые значения пространственных координат ВС определяются на основе комплексной обработки информации от ИНС и ЛККС, если в результате контроля работоспособности НАП с использованием ЛККС сформировано решение о том, что НАП работоспособна, то итоговые значения пространственных координат ВС определяются на основе комплексной обработки информации от ИНС, ЛККС и НАП, если на этапе проверки наличия принятой ДИП в заданном временном интервале сформировано решение об отсутствии принятой ДИП в заданном временном интервале, то контроль работоспособности НАП осуществляется с использованием ИНС, если в результате данного контроля сформировано решение о том, что НАП неработоспособна, то в качестве итоговых значений пространственных координат ВС принимаются значения пространственных координат ВС, сформированные ИНС, если на этапе контроля работоспособности НАП с использованием ИНС сформировано решение о том, что НАП работоспособна, то итоговые значения пространственных координат ВС определяются на основе комплексной обработки информации от НАП и ИНС. Это с одной стороны позволяет выявлять неработоспособность НАП, даже в случае отсутствия принятой ДИП в заданном временном интервале, и как следствие, приводит к повышению точности определяемых пространственных координат ВС за счет исключения ошибок, вызванных неработоспособностью НАП, а с другой стороны позволяет повысить точность определяемых пространственных координат ВС при работоспособной НАП в случае наличия принятой ДИП в заданном временном интервале за счет комплексной обработки информации от НАП, ИНС и ЖКС.

Данный способ включает в себя следующие этапы:

1 На стороне наземной стационарной ЛККС, имеющей заранее точно определенные координаты х₀=[x₀,y₀,z₀] своей дислокации в заданной прямоугольной системе координат OXYZ:

1.1 Определение моментов времени t_0i передачи ДИП в соответствии с выражением

где t₁ - заданный первый момент времени передачи ДИП; I - число передаваемых ДИП на протяжении полета ВС; Δt - установленный интервал времени между моментами времени передачи ДИП.

1.2 Формирование и передача по радиоканалу в определенные моменты времени t_0i ДИП V_i=[t_0i,х₀], содержащих момент времени t_0i передачи данной посылки и пространственные координаты ЛККС х₀ в заданной прямоугольной системе координат OXYZ.

2 На борту ВС, взаимодействующего с ЛККС:

2.1 Формирование значений х_ИНС=[х_ИНС,у_ИНС,z_ИНС] собственных пространственных координат ВС в заданной прямоугольной системе координат OXYZ с помощью ИНС.

2.2 Формирование значений х_НАП=[х_НАП,у_НАП,z_НАП] собственных пространственных координат ВС в заданной прямоугольной системе координат OXYZ с помощью НАП.

2.3 Определение очередного контрольного момента времени t_Kl в соответствии с выражением

где t_K0 - заданный начальный контрольный момент времени; L - число контрольных моментов времени на протяжении полета ВС; Δt_К - заданный временной интервал между контрольными моментами времени.

2.4 Прием очередной ДИП V_m=[t_0m,x₀], выделение значений t_0m, х₀ и фиксация момента времени t_Пр.m ее приема, где М - число принятых ДИП на протяжении полета ВС, М≤I.

Примечание: условие М≤I указывает на то, что не все переданные ДИП могут быть приняты на борту ВС. В идеальном случае, когда все переданные ДИП принимаются на борту ВС справедливы равенства: m=i, М=I.

2.5 Определение значения ω_l признака наличия ДИП (проверка наличия принятой ДИП в заданном временном интервале Δt_К относительно очередного контрольного момента времени t_Kl) в соответствии с выражением

где ω_l=[0,1], ω_l=1 - в заданном временном интервале Δt_К относительно очередного контрольного момента времени t_Kl имеется принятая ДИП (формируется решение о наличии принятой ДИП в заданном временном интервале), ω_l=0 - в заданном временном интервале Δt_К относительно очередного контрольного момента времени t_Kl отсутствует принятая ДИП (формируется решение об отсутствии принятой ДИП в заданном временном интервале), t_Пр.l - момент времени приема крайней ДИП (под крайней ДИП, понимается ДИП ближайшая по времени приема к очередному контрольному моменту времени t_Kl).

Таким образом, перед контролем работоспособности НАП осуществляется проверка наличия принятой ДИП в заданном временном интервале.

2.6 Если в пункте 2.5 определено значение ω_l=0, то переход к пункту 2.13, иначе выполнение контроля работоспособности НАП с использованием ЛККС в соответствии с пунктами 2.7 - 2.9 и определение значений х_{ИНСЛККСl}=[х_{ИНСЛККСl},y_{ИНСЛККСl}, z_{ИНСЛККСl}] пространственных координат ВС на контрольный момент времени t_Kl на основе комплексной обработки информации от ИНС и ЛККС в соответствии с пунктом 2.10.

2.7 Определение первой оценки R_1l расстояния между ВС и ЛККС на контрольный момент времени t_Kl в соответствии с выражением

где С=3⋅10⁸ м/с - скорость распространения радиоволны, t_0l - момент времени передачи крайней ДИП.

2.8 Определение второй оценки R_2l расстояния между ВС и ЛККС на контрольный момент времени t_Kl в соответствии с выражением

где х_НАПl=[x_напl,y_НАПl,z_НАПl] - значения собственных пространственных координат ВС в заданной прямоугольной системе координат OXYZ, сформированные НАП на контрольный момент времени t_Kl.

2.9 Определение значения q_1l первого признака работоспособности НАП на контрольный момент времени t_Kl с использованием ЛККС, в соответствии с выражением

где q_1l=[0,1], q_1l=0 - НАП неработоспособна на контрольный момент времени t_Kl; q_1l=1 - НАП работоспособна на контрольный момент времени t_Kl, h_ЛККС - заданная допустимая невязка оценок расстояний между ВС и ЛККС.

Таким образом, если в результате проверки наличия принятой ДИП в заданном временном интервале сформировано решение о наличии принятой ДИП в заданном временном интервале (если в пункте 2.5 определено значение ω_l=-1), то контроль работоспособности НАП осуществляется с использованием ЛККС.

2.10 Определение значений х_{ИНСЛККСl}=[x_{ИНСЛККСl},y_{ИНСЛККСL},z_{инслкксl}] пространственных координат ВС на контрольный момент времени t_Kl на основе комплексной обработки информации от ИНС и ЛККС, в соответствии с пунктами 2.10.1-2.10.2:

2.10.1 Определение координат точки F_l пересечения сферы S_l=[O_o,R_1l] и луча L_l=[O_o,А_l] (S_l - сфера с центром в точке O_o и радиусом R_1l; O_o - точка, координаты которой совпадают с координатами ЛККС; L_l - луч с началом в точке O_o, проходящий через точку А_l, координаты которой совпадают со значениями пространственных координат ВС, сформированными ИНС на контрольный момент времени t_Kl) в соответствии с нижеприведенными процедурами 2.10.1.1 - 2.10.1.6:

2.10.1.1 Определение расстояния между точками О₀ и А_l в соответствии с выражением

2.10.1.2 Определение координат x_F1l=[x_F1l,y_F1l,z_F1l] точки F_1l (F_1l - первая точка пересечения сферы S_l=[O_o,R_1l] и прямой Р_l=[O_o,А_l], где Р_l - прямая, проходящая через точку O_o и точку А_l) в соответствии с выражениями:

2.10.1.3 Определение координат x_F2l=[x_F2l,y_F2l,z_F2l] точки F_2l (F_2l - вторая точка пересечения сферы S_l=[O_o,R_1l] и прямой Р_l=[O_o,А_l]) в соответствии с выражениями:

2.10.1.4 Определение расстояния R(A_lF_1l) между точками А_l и F_1l в соответствии с выражением

2.10.1.5 Определение расстояния R(A_lF_2l) между точками А_l и F_2l в соответствии с выражением

2.10.1.6 Определение координат x_Fl точки F_l (координаты точки F_l определяются, как координаты точки F_1l или точки F_2l, удовлетворяющей условию минимума расстояния до точки А_l, так как именно ближайшая к точке А_l точка F_1l или точка F_2l является точкой F_l пересечения характерной сферы S_l=[O_o,R_1l] и характерного луча L_l=[O_o,А_l]) в соответствии с выражением

2.10.2 Принятие координат x_Fl точки F_l в качестве значений x_{ИНСЛККСl}=[x_{ИНСЛККСl},y_{ИНСЛККСl},z_{ИНСЛККСl}] пространственных координат ВС, определенных на основе комплексной обработки информации от ИНС и ЛККС, на контрольный момент времени t_Kl в соответствии с выражением

2.11 Если в пункте 2.9 определено значение q_1l=1, то переход к пункту 2.12, иначе принятие значений x_{ИНСЛККСl} в качестве итоговых значений x_BCl=[x_BCl,y_BCl,z_BCl] пространственных координат ВС на контрольный момент времени t_Kl в соответствии с выражением

Таким образом, если на этапе контроля работоспособности НАП с использованием ЛККС сформировано решение о том, что НАП неработоспособна (если в пункте 2.9 определено значение q_1l=0), то итоговые значения пространственных координат ВС определяются на основе комплексной обработки информации от ИНС и ЛККС.

2.12 Если в пункте 2.9 определено значение q_1l=1, то определение итоговых значений x_BCl=[x_BCl,y_BCl,z_BCl] пространственных координат ВС на контрольный момент времени t_Kl на основе комплексной обработки информации от ИНС, ЛККС и НАП в соответствии с выражениями:

где D_НАП - заданная дисперсия ошибки определения пространственных координат с использованием НАП; D_ИНС - заданная дисперсия ошибки определения пространственных координат с использованием ИНС; D_ЛККС - заданная дисперсия ошибки определения оценки R_1l.

Таким образом, если в результате контроля работоспособности НАП с использованием ЛККС сформировано решение о том, что НАП работоспособна (если в пункте 2.9 определено значение q_1l=1), то итоговые значения пространственных координат ВС определяются на основе комплексной обработки информации от ИНС, ЛККС и НАП.

2.13 Если в пункте 2.5 определено значение ω_l=0, то выполнение контроля работоспособности НАП с использованием ИНС (определение значения q_l2 второго признака работоспособности НАП) в соответствии с выражением

где

где q_2l=[0,1], q_2l=0 - НАЛ неработоспособна на контрольный момент времени t_Kl; q_2l=1 - НАП работоспособна на контрольный момент времени t_Kl, h_ИНСНАП - заданная допустимая невязка между значениями пространственных координат, сформированными НАП с одной стороны и ИНС с другой стороны.

Таким образом, если на этапе проверки наличия принятой ДИП в заданном временном интервале сформировано решение об отсутствии принятой ДИП в заданном временном интервале (если в пункте 2.5 определено значение ω_l=0), то контроль работоспособности НАП осуществляется с использованием ИНС.

2.14 Если в пункте 2.13 определено значение q_l2=1, то переход к пункту 2.15, иначе принятие значений х_ИНСl в качестве итоговых значений x_BCl=[x_BCl,y_BCl,z_BCl] пространственных координат ВС на контрольный момент времени t_Kl в соответствии с выражением

Таким образом, если на этапе контроля работоспособности НАП с использованием ИНС сформировано решение о том, что НАП неработоспособна (если в пункте 2.13 определено значение q_l2=0), то в качестве итоговых значений пространственных координат ВС принимаются значения пространственных координат ВС, сформированные ИНС.

2.15 Если в пункте 2.13 определено значение q_l2=1, то определение итоговых значений x_BCl=[x_BCl,y_BCl,z_BCl] пространственных координат ВС на основе комплексной обработки информации от НАП и ИНС в соответствии с выражениями:

Таким образом, если в результате контроля работоспособности НАП с использованием ИНС сформировано решение о том, что НАП работоспособна (если в пункте 2.13 определено значение q_l2=1), то итоговые значения пространственных координат ВС определяются на основе комплексной обработки информации от НАП и ИНС.

Данный способ может быть реализован, например, с помощью комплекса устройств, структурная схема которого приведена на фигуре, где обозначено: 1 - ЛККС; 2 - блок управления (БУ); 3 - аппаратура формирования и передачи дополнительной информационной посылки (АФП ДИП); 4 - ВС, взаимодействующее с ЛККС 1; 5 - первый блок контроля работоспособности (ПБКР) НАП; 6 - второй блок контроля работоспособности (ВБКР) НАП; 7 - приемник дополнительной информационной посылки (ПРМ ДИП); 7 - Блок управления, согласования и обработки информации (БУСОИ); 8 - блок управления и обработки информации (БУОИ); 9 - ИНС; 10 - НАП.

БУ 2 предназначен для определения моментов времени t_i0 передачи ДИП в соответствии с пунктом 1.1 и управления АФП ДИП 3 на стороне ЛККС 1. АФП ДИП 3 предназначена для формирования и передачи в определенные моменты времени t_i0 ДИП V_i. ПБКР НАП 5 предназначен для контроля работоспособности НАП 10 с использованием ЛККС. ВБКР НАП 6 предназначен для контроля работоспособности НАП 10 с использованием ИНС.ПРМ ДИП 7 предназначен для приема очередной ДИП V_i, выделения из нее значений t_0m, х₀ и фиксации момента времени t_ПР.m ее приема.

БУСОИ 8 предназначен для управления элементами комплекса на борту ВС 4, согласования их между собой и обработки информации. ИНС 9 предназначена для формирования значений х_ИНСl пространственных координат ВС 4 в СК OXYZ. НАП 10 предназначена для формирования значений х_НАПl пространственных координат ВС 4 в СК OXYZ на основе обработки принятых спутниковых сигналов от ГНСС.

Комплекс работает следующим образом. БУ 2 определяет моменты времени t_i0 передачи ДИП в соответствии с пунктом 1.1 и управляет АФП ДИП 3 на стороне ЖКС 1. АФП ДИП 3 формирует ДИП V_i и под управлением БУ 2 передает их в определенные моменты времени t_i0. БУСОИ 8 управляет элементами комплекса на борту ВС 4 и согласует их между собой. ИНС 9 формирует значения х_ИНСl собственных пространственных координат ВС 4 в СК OXYZ. Значения х_ИНСl с выхода ИНС 9 поступают на БУСОИ 8, а также через БУСОИ 8 на ВБКР НАП 6. НАП 10 формирует значения х_НАПl собственных пространственных координат ВС 4 в СК OXYZ на основе обработки принятых спутниковых сигналов от ГНСС. Значения х_НАПl с выхода НАП 10 поступают на БУСОИ 8, а также через БУСОИ 8 на ПБКР НАП 5 и ВБКР НАП 6. БУСОИ 8 определяет очередной контрольный момент времени t_Kl в соответствии с пунктом 2.3. ПРМ ДИП 7 принимает очередную ДИП V_i, выделяет из нее значения t_0m, х₀ и фиксирует момент времени t_Пр.m ее приема. Значения t_0m, х₀ и t_Пр.m с выхода ПРМ ДИП 7 поступают на БУСОИ 8. БУСОИ 8 определяет значение ω_l признака наличия ДИП в соответствии с пунктом 2.5. Если в БУСОИ 8 определено значение ω_l=1, то данное значение поступает с выхода БУСОИ 8 на ПБКР НАП 5, а также в этом случае БУСОИ 8 определяет значения х_{ИНСЛККСl} пространственных координат ВС 4 на контрольный момент времени t_Kl на основе комплексной обработки информации от ИНС и ЛККС в соответствии с пунктом 2.10. Если в БУСОИ 8 определено значение ω_l=0, то данное значение поступает с выхода БУСОИ 8 на ВБКР НАП 6. При поступлении значения ω_l=1, ПБКР НАП 5 выполняет контроль работоспособности НАП 10 с использованием ЛККС посредством определения значения q_l1 первого признака работоспособности НАП 10 в соответствии с пунктами 2.7 - 2.9. Определенное значение q_1l с выхода ПБКР НАП 5 поступает на БУСОИ 8. При поступлении значения ω_l=0, ВБКР НАП 6 выполняет контроль работоспособности НАП 10 с использованием ИНС посредством определения значения q_l2 второго признака работоспособности НАП 10 в соответствии с пунктом 2.13. Определенное значение q_2l с выхода ВБКР НАП 6 поступает на БУСОИ 8. Если с выхода ПБКР НАП 5 на вход БУСОИ 8 поступает значение q_1l=0, то БУСОИ 8 определяет итоговые значения x_BCl пространственных координат ВС 4 принимая в качестве них значения х_{ИНСЛККСl} в соответствии с пунктом 2.11. Если с выхода ПБКР НАП 5 на вход БУСОИ 8 поступает значение q_1l=1, то БУСОИ 8 определяет итоговые значения x_BCl пространственных координат ВС 4 на контрольный момент времени t_Kl на основе комплексной обработки информации от ИНС, ЛККС и НАП в соответствии с пунктом 2.12. Если с выхода ВБКР НАП 6 на вход БУСОИ 8 поступает значение q_l2=0, то БУСОИ 8 определяет итоговые значения x_BCl пространственных координат ВС 4 на контрольный момент времени t_Kl путем принятия в качестве них значений х_ИНСl в соответствии с пунктом 2.14. Если с выхода ВБКР НАП 6 на вход БУСОИ 8 поступает значение q_l2=1, то БУСОИ 8 определяет итоговые значения x_BCl пространственных координат ВС 4 на контрольный момент времени t_Kl на основе комплексной обработки информации от НАП и ИНС в соответствии с пунктом 2.15.

Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений не известен способ определения пространственных координат ВС, сущность которого заключается в том, что перед контролем работоспособности НАП осуществляется проверка наличия принятой ДИП в заданном временном интервале, если в результате данной проверки сформировано решение о наличии принятой ДИП в заданном временном интервале, то контроль работоспособности НАП осуществляется с использованием ЛККС, если в результате данного контроля сформировано решение о том, что НАП неработоспособна, то итоговые значения пространственных координат ВС определяются на основе комплексной обработки информации от ИНС и ЛККС, если в результате контроля работоспособности НАП с использованием ЛККС сформировано решение о том, что НАП работоспособна, то итоговые значения пространственных координат ВС определяются на основе комплексной обработки информации от ИНС, ЛККС и НАП, если на этапе проверки наличия принятой ДИП в заданном временном интервале сформировано решение об отсутствии принятой ДИП в заданном временном интервале, то контроль работоспособности НАП осуществляется с использованием ИНС, если в результате данного контроля сформировано решение о том, что НАП неработоспособна, то в качестве итоговых значений пространственных координат ВС принимаются значения пространственных координат ВС, сформированные ИНС, если на этапе контроля работоспособности НАП с использованием ИНС сформировано решение о том, что НАП работоспособна, то итоговые значения пространственных координат ВС определяются на основе комплексной обработки информации от НАП и ИНС. Это с одной стороны позволяет выявлять неработоспособность НАП, даже в случае отсутствия принятой ДИП в заданном временном интервале, и как следствие, приводит к повышению точности определяемых пространственных координат ВС за счет исключения ошибок, вызванных неработоспособностью НАП, а с другой стороны позволяет повысить точность определяемых пространственных координат ВС при работоспособной НАП в случае наличия принятой ДИП в заданном временном интервале за счет комплексной обработки информации от НАП, ИНС и ЖКС.

Предлагаемое техническое решение имеет изобретательский уровень, поскольку из опубликованных научных данных и известных технических решений явным образом не следует, что если перед контролем работоспособности НАП осуществлять проверку наличия принятой ДИП в заданном временном интервале, при этом если в результате данной проверки сформировано решение о наличии принятой ДИП в заданном временном интервале, то контроль работоспособности НАП осуществлять с использованием ЛККС, если в результате данного контроля сформировано решение о том, что НАП неработоспособна, то итоговые значения пространственных координат ВС определять на основе комплексной обработки информации от ИНС и ЛККС, если в результате контроля работоспособности НАП с использованием ЛККС сформировано решение о том, что НАП работоспособна, то итоговые значения пространственных координат ВС определять на основе комплексной обработки информации от ИНС, ЛККС и НАП, если на этапе проверки наличия принятой ДИП в заданном временном интервале сформировано решение об отсутствии принятой ДИП в заданном временном интервале, то контроль работоспособности НАП осуществлять с использованием ИНС, если в результате данного контроля сформировано решение о том, что НАП неработоспособна, то в качестве итоговых значений пространственных координат ВС принимать значения пространственных координат ВС, сформированные ИНС, если на этапе контроля работоспособности НАП с использованием ИНС сформировано решение о том, что НАП работоспособна, то итоговые значения пространственных координат ВС определять на основе комплексной обработки информации от НАП и ИНС, то это приведет к повышению точности определяемых пространственных координат ВС.

Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, так как для его реализации могут быть использованы элементы, широко распространенные в области электронной и электротехники.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано при создании и модернизации средств определения пространственных координат воздушного судна (ВС). Техническим результатом изобретения является повышение точности определяемых пространственных координат ВС. В заявленном способе перед контролем работоспособности навигационной аппаратуры потребителя (НАП) глобальной навигационной спутниковой системы осуществляется проверка наличия принятой дополнительной информационной посылки (ДИП) в заданном временном интервале. Если в результате сформировано решение о наличии принятой ДИП, контроль работоспособности НАП осуществляется с использованием локальной контрольно-корректирующей станции (ЛККС). Если сформировано решение о том, что НАП неработоспособна, то итоговые значения пространственных координат ВС определяются на основе комплексной обработки информации от инерциальной навигационной системы (ИНС) и ЛККС. Если в результате контроля работоспособности НАП с использованием ЛККС сформировано решение о том, что НАП работоспособна, то итоговые значения пространственных координат ВС определяются на основе комплексной обработки информации от ИНС, ЛККС и НАП. Если на этапе проверки наличия принятой ДИП сформировано решение об отсутствии принятой ДИП в заданном временном интервале, то контроль работоспособности НАП осуществляется с использованием ИНС. Если в результате данного контроля сформировано решение о том, что НАП неработоспособна, то в качестве итоговых значений пространственных координат ВС принимаются значения пространственных координат ВС, сформированные ИНС. Если на этапе контроля работоспособности НАП с использованием ИНС сформировано решение о том, что НАП работоспособна, то итоговые значения пространственных координат ВС определяются на основе комплексной обработки информации от НАП и ИНС. Это с одной стороны позволяет выявлять неработоспособность НАП, даже в случае отсутствия принятой ДИП в заданном временном интервале, и, как следствие, приводит к повышению точности определяемых пространственных координат ВС за счет исключения ошибок, вызванных неработоспособностью НАП, а с другой стороны, позволяет повысить точность определяемых пространственных координат ВС при работоспособной НАП в случае наличия принятой ДИП в заданном временном интервале за счет комплексной обработки информации от НАП, ИНС и ЛККС. 1 ил.

Способ определения пространственных координат воздушного судна (ВС), заключающийся в том, что на стороне наземной стационарной ЛККС, имеющей заранее точно определенные координаты х₀ своей дислокации в заданной прямоугольной системе координат (СК) OXYZ, с использованием установленного интервала времени между моментами времени передачи дополнительных информационных посылок (ДИП) и заданного первого момента времени передачи ДИП определяют моменты времени t_0i передачи ДИП, формируют и передают по радиоканалу в определенные моменты t_0i ДИП V_i=[t_0i,х₀], содержащие значения t_0i и х₀, на борту ВС, взаимодействующего с локальной контрольно-корректирующей станцией (ЛККС), формируют значения х_ИНС собственных пространственных координат ВС в СК OXYZ с помощью инерциальной навигационной системы (ИНС), формируют значения х_НАП собственных пространственных координат ВС в СК OXYZ с помощью НАП, с использованием заданного начального контрольного момента времени и заданного временного интервала Δt_К между контрольными моментами времени определяют очередной контрольный момент времени t_Kl, принимают очередную ДИП V_m, выделяют из нее значения t_0m, х₀ и фиксируют момент времени t_Пр.m ее приема, где , М - число принятых ДИП на протяжении полета ВС, осуществляют контроль работоспособности НАП с использованием ЛККС посредством определения значения q_1l первого признака работоспособности НАП, а также определяют значения х_{ИНСЛККСl} пространственных координат ВС на момент времени t_Kl на основе комплексной обработки информации от ИНС и ЛККС, где q_1l=[0,1], q_1l=0 - НАП неработоспособна на момент t_Kl, q_1l=1 - НАП работоспособна на момент t_Kl, при этом с использованием моментов времени передачи и приема крайней ДИП определяют первую оценку R_1l расстояния между ВС и ЛККС на момент t_Kl, с использованием значений х_НАПl и х₀ определяют вторую оценку R_2l расстояния между ВС и ЛККС на момент t_Kl, где х_НАПl - сформированные НАП значения пространственных координат ВС в СК OXYZ на момент t_Kl, если модуль разности оценок R_1l и R_2l превышает заданную невязку h_ЛККС, то определяют значение q_1l=0, иначе определяют значение q_1l=1, значения x_{ИНСЛККСl} определяют с использованием значений R_1l, х_ИНСl, и х₀, где х_ИНСl - сформированные ИНС значения пространственных координат ВС в СК OXYZ на момент t_Kl, если на этапе контроля работоспособности НАП с использованием ЛККС определено значение q_1l=0, то принимают значения x_{ИНСЛККСl} в качестве итоговых значений х_BCl пространственных координат ВС на момент t_Kl, осуществляют комплексную обработку информации от НАП и ИНС с использованием значений х_ИНСl, х_НАП, D_ИНС и D_НАП, отличающийся тем, что перед контролем работоспособности НАП с использованием момента t_Kl и момента t_Пр.l времени приема крайней ДИП проверяют наличие принятой ДИП в заданном временном интервале Δt_К посредством определения значения ω_l признака наличия ДИП, где ω_l=[0,1], ω_l=1 - в интервале Δt_К относительно момента t_Kl имеется принятая ДИП, ω_l=0 - в интервале Δt_К относительно момента t_Kl отсутствует принятая ДИП, при этом если разность моментов t_Kl и t_Пр.l превышает интервал Δt_К, то определяют значение ω_l=0, иначе определяют значение ω_l=1, контроль работоспособности НАП с использованием ЛККС осуществляют только в том случае, если на этапе проверки наличия принятой ДИП в заданном временном интервале определено значение ω_l=1, если в результате контроля работоспособности НАП с использованием ЛККС определено значение q_1l=1, то итоговые значения х_BCl пространственных координат ВС определяют на основе комплексной обработки информации от ИНС, ЛККС и НАП с использованием значений х_{ИНСЛККСl}, х_НАПl, D_ИНС, D_ЛККС и D_НАП, где D_ИНС - заданная дисперсия ошибки определения пространственных координат с использованием ИНС, D_ЛККС - заданная дисперсия ошибки определения оценки R_1l, D_НАП - заданная дисперсия ошибки определения пространственных координат с использованием НАП, если на этапе проверки наличия принятой ДИП в заданном временном интервале определено значение ω_l=0, то контроль работоспособности НАП осуществляют с использованием ИНС посредством определения значения q_2l второго признака работоспособности НАП, где q_2l=[0,1], q_2l=0 - НАП неработоспособна на момент t_Kl, q_2l=1 - НАП работоспособна на момент t_Kl, при этом, если модули разностей значений х_ИНСl и х_НАПl по всем осям СК OXYZ не превышают заданной допустимой невязки h_ИНСНАП, то определяют значение q_2l=1, иначе определяют значение q_2l=0, если на этапе контроля работоспособности НАП с использованием ИНС определено значение q_2l=0, то принимают значения х_ИНСl в качестве итоговых значений х_BCl пространственных координат ВС, итоговые значения х_BCl пространственных координат ВС определяют на основе комплексной обработки информации от НАП и ИНС с использованием значений х_ИНСl, х_НАПl, D_ИНС и D_НАП только в том случае, если на этапе контроля работоспособности НАП с использованием ИНС определено значение q_2l=1.