СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ КООРДИНАТ ВОЗДУШНОГО СУДНА Российский патент 2025 года по МПК G01S19/07 G01S5/14 

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

Известен способ определения ПК ВС (см., например, патент на изобретение №2804419 от 29.09.2023 г.), заключающийся в том, что на стороне наземной стационарной локальной контрольно-корректирующей станции (ЛККС), имеющей заранее точно определенные ПК х₀ своей дислокации в заданной прямоугольной системе координат (СК) OXYZ с использованием установленного интервала между моментами времени (MB) передачи дополнительных информационных посылок (ДИП) и заданного первого MB передачи ДИП, определяют очередные MB t_0i передачи ДИП, формируют и передают по радиоканалу в моменты t_0i ДИП V_i=[t_0i,x₀], содержащие значения t_0i и х₀, на борту ВС, взаимодействующего с ЛККС, формируют значения х_ИНС собственных ПК ВС в СК OXYZ с помощью инерциальной навигационной системы (ИНС), формируют значения х_НАП собственных ПК ВС в СК OXYZ с помощью навигационной аппаратуры потребителя (НАП), с использованием заданного начального контрольного момента времени (КМВ) и заданного интервала Δt_К между КМВ определяют очередной КМВ t_Kl, принимают очередную ДИП V_m, выделяют из нее значения t_0m, х₀ и фиксируют MB t_Пр.m ее приема, где М - число принятых ДИП на протяжении полета ВС, с использованием момента t_Kl и момента t_Пр.l времени приема крайней ДИП проверяют наличие принятой ДИП в 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, если на этапе проверки наличия принятой ДИП в заданном временном интервале определено значение ω_l=1, то осуществляют контроль работоспособности НАП с использованием ЛККС посредством определения значения q_1l первого признака работоспособности НАП, а также определяют значения x_{ИНСЛКKCl} ПК ВС на момент t_Kl на основе комплексной обработки информации (КОИ) 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 MB 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 ПК ВС в СК OXYZ на момент t_Kl, если модуль разности оценок R_1l и R_2l превышает заданный порог h_ЛККС, то определяют значение q_1l=0, иначе определяют значение q_1l=1, значения x_{ИНСЛКKCl} определяют с использованием значений R_1l, х_ИНCl, и х₀, где х_ИНCl - сформированные ИНС значения ПК 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_{ИНСЛКKCl} в качестве итоговых значений x_BCl ПК ВС на момент t_Kl, если на этапе контроля работоспособности НАП с использованием ЛККС определено значение q_1l=1, то итоговые значения x_BCl ПК ВС определяют на основе КОИ от ИНС, ЛККС и НАП с использованием значений x_{ИНСЛКKCl}, х_НАПl, D_ИНС, D_ЛККС и D_НАП, где D_ИНС - заданная дисперсия ошибки определения ПК с использованием ИНС, D_ЛККС - заданная дисперсия ошибки определения оценки R_1l, D_НАП - заданная дисперсия ошибки определения ПК с использованием НАП, если на этапе проверки наличия принятой ДИП в заданном ВИ 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_ИНCl и х_НАПl по всем осям СК OXYZ не превышают заданной порога 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_ИНCl в качестве итоговых значений x_BCl ПК ВС, если на этапе контроля работоспособности НАП с использованием ИНС определено значение q_2l=1, то итоговые значения x_BCl ПК ВС определяют на основе КОИ от НАП и ИНС с использованием значений х_ИНCl, х_НАПl, D_ИНС и D_НАП.

Одним из недостатков данного способа является снижение точности определяемых ПК ВС с увеличением длительности полета ВС. Это объясняется следующим. С течением времени в ИНС накапливается ошибка измерений ПК, которая может приводить к ложному решению о неработоспособности НАП на этапе определения второго признака работоспособности НАП. Каждое ложное решение о неработоспособности НАП будет являться причиной исключения наиболее точных измерений, сформированных работоспособной НАП, из КОИ при определении итоговых значений ПК ВС и, как следствие, приведет к снижению их точности в целом.

Техническим результатом изобретения повышение точности определяемых ПК ВС.

Указанный результат достигается тем, что в известном способе значение q_2l второго признака работоспособности НАП определяют в результате выявления соответствия или несоответствия проверочного и контрольного отклонений местоположения ВС, оцениваемых с использованием измерений, формируемых НАП и ИНС соответственно в текущий и предыдущий КМВ на протяжении полета ВС, при этом оценивают проверочное отклонение dx_НАПl местоположения ВС, определенного с использованием НАП в текущий КМВ t_Kl, относительно местоположения ВС, определенного с использованием НАП в предыдущий КМВ t_Kl, оценивают контрольное отклонение dx_ИНСl местоположения ВС, определенного с использованием ИНС в текущий КМВ t_Kl, относительно местоположения ВС, определенного с использованием ИНС в предыдущий КМВ t_K(l-1), определяют абсолютную невязку Δd_НАПИНCl между величинами dx_НАПl и dx_ИНCl, сравнивают абсолютную невязку Δd_НАПИНCl с заданным допустимым значением Δd_доп., если абсолютная невязка Δdx_НАПИНCl не превышает заданного допустимого значения Δd, то определяют значение q_2l=1, иначе определяют значение q_2l=0.

Сущность изобретения заключается в том, что итоговые значения ПК ВС формируются в результате комплексной обработки информации, поступающей от ЛККС, ИНС и НАП с учетом двухвариантного контроля работоспособности НАП, реализуемого в первом варианте с использованием ЛККС посредством определения значения первого признака работоспособности НАП, а во втором варианте - с использованием ИНС посредством определения значения второго признака работоспособности НАП, при этом значение второго признака работоспособности НАП определяется в результате выявления соответствия или несоответствия проверочного и контрольного отклонений местоположения ВС, оцениваемых с использованием измерений, формируемых НАП и ИНС соответственно в текущий и предыдущий КМВ на протяжении полета ВС. Это позволяет снизить зависимость значения второго признака работоспособности НАП от накопленной ошибки измерений ПК в ИНС и приводит к повышению достоверности его определения. Повышение достоверности определения второго признака работоспособности НАП, в свою очередь, позволяет снизить число случаев исключения достоверных и наиболее точных измерений работоспособной НАП из КОИ при определении итоговых значений ПК ВС и, как следствие, приводит к повышению их точности в целом. Снижение зависимости второго признака работоспособности НАП от влияния накопленной ошибки измерений ПК в ИНС объясняется тем, что определяемое с использованием ИНС значение контрольного отклонения местоположения ВС, в отличие от накопленной ошибки измерений ПК в ИНС, зависит только от интервала времени между текущим и предыдущим КМВ и не зависит от длительности полета ВС.

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 СК OXYZ:

1.1 Определение очередных MB t_0i передачи ДИП в соответствии с выражением

где t_l - заданный первый MB передачи ДИП; I - число передаваемых ДИП на протяжении полета ВС; Δt - установленный ВИ между MB передачи ДИП.

1.2 Формирование и передача по радиоканалу в MB t_0j ДИП V_i=[t_0i,x₀], содержащей MB t_0i передачи данной посылки и ПК ЛККС х₀ в заданной прямоугольной СК OXYZ.

2 На борту ВС, взаимодействующего с ЛККС:

2.1 Формирование значений х_ИНС=[х_ИНС,y_ИНС,z_ИНС] собственных ПК ВС в заданной прямоугольной СК OXYZ с помощью ИНС.

2.2 Формирование значений [х_НАП,y_НАП,z_НАП] собственных ПК ВС в заданной прямоугольной СК OXYZ с помощью НАП.

2.3 Определение очередного КМВ t_Kl в соответствии с выражением

где t_K0 - заданный начальный КМВ; L - число КМВ на протяжении полета ВС; Δt_К - заданный интервал между КМВ.

2.4 Прием очередной ДИП V_m=[t_0m,x₀], выделение значений t_0m, х₀ и фиксация MB 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 интервале Δt_К относительно очередного КМВ t_Kl) в соответствии с выражением

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

2.6 Если в пункте 2.5 определено значение ω_l=0, то переход к пункту 2.13, иначе выполнение первого варианта контроля работоспособности НАП с использованием ЛККС в соответствии с пунктами 2.7-2.9 и определение значений x_{ИНСЛКKCl}=[x_{ИНСЛКKCl},y_{ИНСЛКKCl},z_{ИНСЛКKCl}] ПК ВС на КМВ t_Kl на основе КОИ от ИНС и ЛККС в соответствии с пунктом 2.10.

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

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

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

где х_НАПl=[х_НАПl,y_НАПl,z_НАПl] - значения собственных ПК ВС в заданной прямоугольной СК OXYZ, сформированные НАП на КМВ t_Kl.

2.9 Определение значения q_l1 первого признака работоспособности НАП на КМВ t_Kl с использованием ЛККС, в соответствии с выражением

где q_1l=[0,1], q_1l=0 - НАП неработоспособна на КМВ t_Kl; q_1l=1 - НАП работоспособна на КМВ t_Kl, h_ЛККС - заданный порог (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 реализуется первый вариант контроля работоспособности НАП с использованием ЛККС.

2.10 Определение значений x_{ИНСЛКKCl}=[x_{ИНСЛКKCl},y_{ИНСЛКKCl},z_{ИНСЛКKCl}] ПК ВС на КМВ t_Kl на основе КОИ 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,A_l] (S_l - сфера с центром в точке О_o и радиусом R_1l; О_o - точка, координаты которой совпадают с координатами ЛККС; L_l - луч с началом в точке О_o, проходящий через точку А_l, координаты которой совпадают со значениями ПК ВС, сформированными ИНС на КМВ t_Kl) в соответствии с нижеприведенными процедурами 2.10.1.1-2.10.1.6:

2.10.1.1 Определение расстояния между точками О_o и А, 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=[О_o,R_1l] и прямой Р_l=[О_o,A_l], где Р_l - прямая, проходящая через точку О_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=[О_o,R_1l] и прямой Р_l=[О_o,A_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_1l) между точками А_l и F_2l в соответствии с выражением

2.10.1.6 Определение координат х_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,A_l) в соответствии с выражением

2.10.2 Принятие координат х_Fl точки F_l в качестве значений x_{ИНСЛКKCl}=[x_{ИНСЛКKCl},y_{ИНСЛКKCl},z_{ИНСЛКKCl}] ПК ВС, определенных на основе КОИ от ИНС и ЛККС, на КМВ 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_{ИНСЛКKCl} в качестве итоговых значений x_BCl=[x_BCl,y_BCl,z_BCl] ПК ВС на КМВ t_Kl в соответствии с выражением

Таким образом, если на этапе реализации первого варианта 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 ПК ВС определяются на основе КОИ 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] ПК ВС на КМВ t_Kl на основе КОИ от ИНС, ЖКС и НАП в соответствии с выражениями:

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

Таким образом, если на этапе реализации первого варианта 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 ПК ВС определяются на основе КОИ от ИНС, ЛККС и НАП.

2.13 Если в пункте 2.5 определено значение ω_l=0, то выполнение второго варианта контроля работоспособности НАП с использованием ИНС (определение значения q_l2 второго признака работоспособности НАП) в соответствии с пунктами 2.13.1-2.13.4.

2.13.1 Оценка проверочного отклонения dx_НАПl местоположения ВС, определенного с использованием НАП в текущий КМВ t_Kl, относительно местоположения ВС, определенного с использованием НАП в предыдущий КМВ t_Kl, в соответствии с выражением

2.13.2 Оценка контрольного отклонения dx_ИНCl, местоположения ВС, определенного с использованием ИНС в текущий КМВ t_Kl, относительно местоположения ВС, определенного с использованием ИНС в предыдущий КМВ t_K(l-1) в соответствии с выражением

2.13.3. Определяют абсолютную невязку Δd_НАПИНCl между величинами dx_НАПl и dx_ИНCl в соответствии с выражением

2.13.4 Определение значения q_l2 второго признака работоспособности НАП в соответствии с выражением

где q_2l=[0,1], q_2l=0 - НАП неработоспособна на контрольный момент времени t_Kl; q_2l=1 - НАП работоспособна на контрольный момент времени t_Kl, Δd_доп. - заданное допустимое значение невязки между величинами dx_НАПl и dx_ИНCl.

В соответствии с пунктом 2.13.4 осуществляется сравнение абсолютной невязки Δd_НАПИНCl с заданным допустимым значением Δd_доп., если абсолютная невязка Δdx_НАПИНCl не превышает заданного допустимого значения Δd, то определяется значение q_2l=1, иначе определяется значение q_2l=0.

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 реализуется второй вариант контроля работоспособности НАП с использованием ИНС, при этом значение q_2l второго признака работоспособности НАП определяется в результате выявления соответствия или несоответствия проверочного и контрольного отклонений местоположения ВС, оцениваемых с использованием измерений, формируемых НАП и ИНС соответственно в текущий и предыдущий КМВ на протяжении полета ВС.

2.14 Если в пункте 2.13 определено значение q_l2=1, то переход к пункту 2.15, иначе принятие значений х_ИНCl в качестве итоговых значений x_BCl=[x_BCl,y_BCl,z_BCl] ПК ВС на КМВ t_Kl в соответствии с выражением

Таким образом, если на этапе реализации второго варианта 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 на этапе реализации второго варианта 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 ПК ВС определяются на основе КОИ от НАП и ИНС.

Данный способ может быть реализован, например, с помощью комплекса устройств, структурная схема которого приведена на чертеже, 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; 11 - блок оценки отклонений местоположения (БООМ).

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 реализации первого варианта контроля работоспособности НАП 10 с использованием ЛККС. ВБКР НАП 6 предназначен для реализации второго варианта 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_ИНCl 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. БООМ 11 предназначен для оценки проверочного и контрольного отклонений местоположения ВС dx_НАПl и dx_ИНCl соответственно.

Комплекс работает следующим образом. БУ 2 определяет MB t_i0 передачи ДИП в соответствии с пунктом 1.1 и управляет АФП ДИП 3 на стороне ЛККС 1. АФП ДИП 3 формирует ДИП V_i и под управлением БУ 2 передает их в определенные MB t_i0. БУСОИ 8 управляет элементами комплекса на борту ВС 4 и согласует их между собой. ИНС 9 формирует значения х_ИНCl собственных ПК ВС 4 в СК OXYZ. Значения х_ИНCl с выхода ИНС 9 поступают на БУСОИ 8, а также через БУСОИ 8 на БООМ 11. НАП 10 формирует значения х_НАПl собственных ПК 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 БООМ 11. БУСОИ 8 определяет очередной КМВ 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 MB 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 x_{ИНСЛКKCl} ПК ВС 4 на КМВ t_Kl на основе КОИ 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 БООМ 11 и ВБКР НАП 6. При поступлении значения ω_l=1, ПБКР НАП 5 реализует первый вариант контроля 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, БООМ 11 оценивает проверочное и контрольное отклонения местоположения dx_НАПl и dx_ИНCl в соответствии с пунктами 2.13.1 и 2.13.2 соответственно. Значения dx_НАПl и dx_ИНCl с выхода БООМ 11 поступают через БУСОИ 8 на вход ВБКР НАП 6. При поступлении значения ω_l=0, dx_НАПl и dx_ИНCl, ВБКР НАП 6 реализует второй вариант контроля работоспособности НАП 10 с использованием ИНС, при этом сначала в данном блоке определяется абсолютная невязка Δd_НАПИНCl между величинами dx_НАПl и dx_ИНCl в соответствии с пунктами 2.13.3, а затем значение q_l2 второго признака работоспособности НАП 10 в соответствии с пунктом 2.13.4. 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 ПК ВС 4 принимая в качестве них значения x_{ИНСЛКKCl} 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 ПК ВС 4 на КМВ t_Kl на основе КОИ 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 ПК ВС 4 на КМВ t_Kl путем принятия в качестве них значений х_ИНCl 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 ПК ВС 4 на КМВ t_Kl на основе КОИ от НАП и ИНС в соответствии с пунктом 2.15.

Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку из общедоступных сведений не известен способ определения ПК ВС, сущность которого заключается в том, что итоговые значения ПК ВС формируются в результате КОИ, поступающей от ЛККС, ИНС и НАП с учетом двухвариантного контроля работоспособности НАП, реализуемого в первом варианте с использованием ЛККС посредством определения значения первого признака работоспособности НАП, а во втором варианте с использованием ИНС посредством определения значения второго признака работоспособности НАП, при этом значение второго признака работоспособности НАП определяется в результате выявления соответствия или несоответствия проверочного и контрольного отклонений местоположения ВС, оцениваемых с использованием измерений, формируемых НАП и ИНС соответственно в текущий и предыдущий КМВ на протяжении полета ВС.

Предлагаемое техническое решение имеет изобретательский уровень, поскольку из опубликованных научных данных и известных технических решений явным образом не следует, что если итоговые значения ПК ВС формировать в результате КОИ, поступающей от ЛККС, ИНС и НАП с учетом двухвариантного контроля работоспособности НАП, реализуемого в первом варианте с использованием ЛККС посредством определения значения первого признака работоспособности НАП, а во втором варианте с использованием ИНС посредством определения значения второго признака работоспособности НАП, при этом значение второго признака работоспособности НАП определять в результате выявления соответствия или несоответствия проверочного и контрольного отклонений местоположения ВС, оцениваемых с использованием измерений, формируемых НАП и ИНС соответственно в текущий и предыдущий КМВ на протяжении полета ВС, 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 (ПК) воздушного судна (ВС). Техническим результатом изобретения является повышение точности определяемых ПК ВС. В заявленном способе итоговые значения ПК ВС формируются в результате комплексной обработки информации, поступающей от локальной контрольно-корректирующей станции (ЛККС), инерциальной навигационной системы (ИНС) и навигационной аппаратуры потребителя (НАП) с учетом двухвариантного контроля работоспособности НАП, реализуемого в первом варианте с использованием ЛККС посредством определения значения первого признака работоспособности НАП, а во втором варианте - с использованием ИНС посредством определения значения второго признака работоспособности НАП, при этом значение второго признака работоспособности НАП определяется в результате выявления соответствия или несоответствия проверочного и контрольного отклонений местоположения ВС, оцениваемых с использованием измерений, формируемых НАП и ИНС соответственно в текущий и предыдущий контрольные моменты времени на протяжении полета ВС. Это позволяет снизить зависимость значения второго признака работоспособности НАП от накопленной ошибки измерений ПК в ИНС и приводит к повышению достоверности его определения. Повышение достоверности определения второго признака работоспособности НАП, в свою очередь, позволяет снизить число случаев исключения наиболее точных измерений работоспособной НАП из комплексной обработки информации при определении итоговых значений ПК ВС и, как следствие, приводит к повышению их точности в целом. 1 ил.

Способ определения пространственных координат воздушного судна (ВС), заключающийся в том, что на стороне наземной стационарной локальной контрольно-корректирующей станции (ЛККС), имеющей заранее точно определенные пространственные координаты х₀ своей дислокации в заданной прямоугольной системе координат OXYZ, с использованием установленного временного интервала 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,x₀], содержащие значения t_0i и х₀, на борту ВС, взаимодействующего с ЛККС, формируют значения х_ИНС собственных пространственных координат ВС в системе координат OXYZ с помощью инерциальной навигационной системы (ИНС), формируют значения х_НАП собственных пространственных координат ВС в системе координат OXYZ с помощью навигационной аппаратуры потребителя (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, 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, если на этапе проверки наличия принятой ДИП в заданном временном интервале определено значение ω_l=1, то реализуют первый вариант контроля работоспособности НАП с использованием ЛККС посредством определения значения q_1l первого признака работоспособности НАП, а также определяют значения x_{ИНСЛКKCl} пространственных координат ВС на момент 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 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 системе координат OXYZ на момент t_Kl, если модуль разности оценок R_1l и R_2l превышает заданный порог h_ЛККС, то определяют значение q_1l=0, иначе определяют значение q_1l=1, значения x_{ИНСЛКKCl} определяют с использованием значений R_1l, х_ИНCl, и х₀, где х_ИНCl - сформированные ИНС значения пространственных координат ВС в системе координат OXYZ на момент t_Kl, если на этапе реализации первого варианта контроля работоспособности НАП с использованием ЛККС определено значение q_1l=0, то принимают значения x_{ИНСЛКKCl} в качестве итоговых значений х_BCl пространственных координат ВС на момент t_Kl, если на этапе реализации первого варианта 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 x_{ИНСЛКKCl}, 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 реализуют второй вариант контроля работоспособности НАП 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, если на этапе реализации второго варианта контроля работоспособности НАП с использованием ИНС определено значение q_2l=0, то принимают значения х_ИНCl в качестве итоговых значений х_BCl пространственных координат ВС, если на этапе реализации второго варианта контроля работоспособности НАП с использованием ИНС определено значение q_2l=1, то итоговые значения х_BCl пространственных координат ВС определяют на основе комплексной обработки информации от НАП и ИНС с использованием значений х_ИНCl, х_НАПl, D_ИНС и D_НАП, отличающийся тем, что значение q_2l второго признака работоспособности НАП определяют в результате выявления соответствия или несоответствия проверочного и контрольного отклонений местоположения ВС, оцениваемых с использованием измерений, формируемых НАП и ИНС соответственно в текущий и предыдущий контрольные моменты времени на протяжении полета ВС, при этом оценивают проверочное отклонение dx_НАПl местоположения ВС, определенного с использованием НАП в текущий контрольный момент времени t_Kl, относительно местоположения ВС, определенного с использованием НАП в предыдущий контрольный момент времени t_Kl, оценивают контрольное отклонение dх_ИНCl местоположения ВС, определенного с использованием ИНС в текущий контрольный момент времени t_Kl, относительно местоположения ВС, определенного с использованием ИНС в предыдущий контрольный момент времени t_K(l-1), определяют абсолютную невязку Δd_НАПИНCl между величинами dx_НАПl и dx_ИНCl, сравнивают абсолютную невязку Δd_НАПИНCl с заданным допустимым значением Δd_доп., если абсолютная невязка Δdx_НАПИНCl не превышает заданного допустимого значения Δd, то определяют значение q_2l=1, иначе определяют значение q_2l=0.