прицельно-навигационный комплекс
Классы МПК: | G01C23/00 Комбинированные приборы, определяющие более чем одну навигационную величину, например для авиации; комбинированные устройства для измерения двух и более параметров движения, например расстояния, скорости, ускорения G01C21/00 Навигация; навигационные приборы, не отнесенные к группам 1/00 G01C21/02 с помощью астрономических средств |
Автор(ы): | Джанджгава Г.И., Горб В.С., Демин И.М., Кавинский В.В., Коркишко Ю.Ю., Логинов В.И., Негриков В.В., Орехов М.И., Рогалев А.П., Семаш А.А., Сопин В.П., Шкред В.К. |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество Раменское приборостроительное конструкторское бюро |
Приоритеты: |
подача заявки:
1999-10-21 публикация патента:
27.05.2001 |
Изобретение относится к авиационному приборостроению и может быть использовано в составе бортового самолетного оборудования, обеспечивающего выполнение задач навигации и целеуказания. Предлагаемый комплекс содержит инерциально-спутниковую систему, связанную с системой целеуказания. Дополнительно введены блок разности, блок задержки, блок выделения погрешностей, блок формирования параметрических функций и блок оптимальной обработки информации. Данные блоки компенсируют погрешности определения навигационных параметров самолета и параметров целеуказания. Изобретение обеспечивает повышение точности работы комплекса и, вследствие этого, - показателей боевой эффективности самолетов, оснащенных предлагаемым комплексом. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
Прицельно-навигационный комплекс, содержащий последовательно соединенные инерциально-спутниковую систему и систему целеуказания, отличающийся тем, что в него дополнительно введены блок формирования параметрических функций и включенные между первым выходом системы целеуказания и входом инерциально-спутниковой системы, последовательно соединенные блок разности, блок задержки, блок выделения погрешностей и блок оптимальной обработки информации, второй выход которого подключен ко второму входу системы целеуказания, второй выход которой подключен ко второму входу блока задержки, второй выход которого подключен ко входу блока формирования параметрических функций, выход которого подключен ко второму входу блока выделения погрешностей, причем на второй вход блока разности подключен второй вход инерциально-спутниковой системы.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области авиационного приборостроения, в частности к бортовому оборудованию, обеспечивающему навигацию самолетов и целеуказание на заданные цели. Из известных аналогов, приведенных, например, в книге [1] под редакцией Харисова В. А. , Перова А.И., Болдина В.А. "Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС", Москва, ИПРЖР, 1998; в книге [2] Бабича О.А. "Обработка информации в навигационных комплексах", Москва, Машиностроение, 1991 г., наиболее близким является прицельно-навигационный комплекс, описание которого приведено в [2], на стр. 476-491. Данный комплекс содержит последовательно соединенные инерциально-спутниковую (взаимосвязанные спутниковую систему навигации и инерциальную систему навигации [2], стр. 485) и систему целеуказания (радиолокационную или оптико-локационную станцию [2], стр. 485). В инерциально-спутниковой системе осуществляется коррекция медленноменяющихся инерциальных данных и подавление высокочастотных шумов данных от навигационных спутников. На основе данных об углах эволюций самолета и собственных измерений (дальность до цели, углы визирования цели) в системе целеуказания формируются координаты целеуказания. При воздействии специальнопоставленных помех, в дальномерном канале системы целеуказания возможно значительное увеличение систематической погрешности по дальности (увод по дальности) и при работе от навигационных спутников GPS в режиме несанкционированного доступа ([1], стр. 256) систематические погрешности по координатам могут достигать 200 м ([1], стр. 264). Задачей изобретения является повышение точности работы комплекса. Технический результат достигается тем, что в прицельно-навигационный комплекс, содержащий последовательно-соединенные инерциально-спутниковую систему и систему целеуказания, дополнительно введены блок формирования параметрических функций и, включенные между первым выходом системы целеуказания и входом инерциально-спутниковой системы, последовательно соединенные блок разности, блок задержки, блок выделения погрешностей, блок оптимальной обработки информации, второй выход которого подключен ко второму входу системы целеуказания, второй выход которой подключен ко второму входу блока задержки, второй выход которого подключен ко входу блока формирования параметрических функций, выход которого подключен ко второму входу блока выделения погрешностей, причем на второй вход блока разности подключен второй выход инерциально-спутниковой системы. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого комплекса, содержащего:1 - инерциально-спутниковая система ИСС; 2 - система целеуказания СЦУ, 3 - блок оптимальной обработки информации БООИ, 4 - блок разности БР, 5 - блок формирования параметрических функций БФПФ, 6 - блок выделения погрешностей БВП, 7 - блок задержки БЗ. Связи между блоками выполнены, например, в стандартном последовательном коде. Примеры выполнения стандартных арифметических устройств (БР 4, БФПФ 5, БВП 6, БЗ 7), выполняющих операции суммирования, разности, умножения, деления, задержки (временного запоминания) сигналов, приведены в книге [3] Преснухина Л.Н., Нестерова П.В. "Цифровые вычислительные машины", Москва, Высшая школа, 1981, стр. 16. Система работает следующим образом. ИСС 1 измеряет географические координаты местоположения самолета A1, A2, A3 (с погрешностями X1, X2, X3, близкими к систематическим), которые, как отмечено выше, в последовательном коде с второго выхода ИСС 1 подаются на второй вход БР 4, и углы эволюций самолета курс A4, крен A5, тангаж A6 (с погрешностями X4, X5, X6, близкими к систематическим), которые с первого выхода ИСС 1 подаются на первый вход СЦУ 2, измеряющей дальность до цели A7, и углы визирования цели A8, A9 (соответственно с погрешностями
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-2t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-3t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-4t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-5t.gif)
S1=A7cosA8cosA9, S2=A7sinA8cosA9, S3=A7sinA9
и географические координаты цели относительно самолета
A1Ц=S1cosA6sinA4-S2(cosA5 sinA6cosA4-sinA5sinA4)+S3 (cosA5sinA4+sinA5sinA6cosA4),
A2Ц=-S1cosA6sinA4+S2(cosA5 cosA4sinA6+sinA5cosA4+S3 (cosA4cosA5-sinA5sinA6sinA4),
A3Ц=S1sinA6+S2cosA5cosA6- S3sinA5cosA6. Сигналы S1, S2, S3, sinA4, cosA4, sinA5, cosA5, sinA6, cosA6, A7, sinA8, cosA8, sinA9, cosA9 со второго выхода СЦУ 2 поступают на второй вход БЗ 7. Сигналы A1Ц, A2Ц, A3Ц с первого выхода СЦУ 2 поступают на первый вход БР 4. При известных, введенных в БР 4 как опорные сигналы перед полетом (или в полете), географических координатах лоцируемой цели A10, A20, A30 в БР 4 на стандартных арифметических операциях суммирования и разности формируются сигналы при i = 1, 2, 3
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-6t.gif)
где частные производные ([4], Боднер В.А. "Приборы первичной информации", Москва, Машиностроение, 1981, стр. 102)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-7t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-8t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-9t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-10t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-11t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-12t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-13t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-14t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-15t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-16t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-17t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-18t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-19t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-20t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-21t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-22t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-23t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-24t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-25t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-26t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-27t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-28t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-29t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-30t.gif)
При этом для случайных процессов типа белого шума
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-31t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-32t.gif)
тогда
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-33t.gif)
этот сигнал с выхода БР 4 поступает на первый вход БЗ 7, выполняющий стандартную операцию задержки поступавших сигналов (временного запоминания) на малое время
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-34t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-35t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-36t.gif)
или в общем виде
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-37t.gif)
при этом
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168031/964.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168031/964.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168031/964.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168031/964.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168031/964.gif)
a11=a22=a33=a41=a52=a63= a71=a82=a93=1;
a12= a13= a21=a23=a31=a32= a42=a43=a51=a53=а61=a62=a72 =a73=a81=a83=a91= a92=0:
Сигнал bi(t-
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168031/964.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-38t.gif)
со второго выхода БЗ 7 поступают на вход БФПФ 5, являющимся стандартным арифметическим устройством, в котором по поступившим сигналам на операциях умножения, суммирования, разности формируются параметрические функции
a14(t-
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168031/964.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168031/964.gif)
a24(t-
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168031/964.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168031/964.gif)
a94(t-
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168031/964.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168031/964.gif)
F2i(t-
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168031/964.gif)
которые с выхода БФПФ 5 поступают на второй вход БВП 6, являющийся стандартным арифметическим устройством, в котором на операциях умножения, суммирования, разности, деления формируются сигналы погрешностей
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-39t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-40t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-41t.gif)
где ([5] , Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. "Справочник по математике", Москва, Наука, 1983 г. стр. 157-163, [6] Кузовков Н. Т., Салыев О.С. "Инерциальная навигация и оптимальная фильтрация", Москва, Машиностроение, 1982, Стр. 104-105) определитель системы
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-42t.gif)
Здесь знак (-1)Z(
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168049/960.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168049/960.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-43t.gif)
сумма из 9! слагаемых, являющихся
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-44t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-45t.gif)
(здесь вместо a11, ... , a91 подставляются b1, ... , b9), ... ,
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-46t.gif)
(здесь вместо a19, ... , a99 подставляются b1, ... , b9),
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-47t.gif)
(здесь вместо a11, ... , a91 подставляется F12, ... , F92),
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-48t.gif)
(здесь вместо a19, ... , a99 подставляются F12, ... , F92). Сигналы
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-49t.gif)
- интегрирования
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/8747.gif)
- деления
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-50t.gif)
- разности
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-51t.gif)
- умножения
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-52t.gif)
- интегрирования
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-53t.gif)
где
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-54t.gif)
Например, при fк=1=const дисперсия погрешности
Dxк=
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168031/951.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/932.gif)
где
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/932.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-55t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-56t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-57t.gif)
при
nк= (t+
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/932.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-58t.gif)
откуда следует, что с течением времени
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-59t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-60t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-61t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-62t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-63t.gif)
где с течением времени (t+To)-1
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168031/8594.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-64t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-65t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-66t.gif)
откуда следует, что с течением времена
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-67t.gif)
![прицельно-навигационный комплекс, патент № 2168154](/images/patents/303/2168154/2168154-68t.gif)
Класс G01C23/00 Комбинированные приборы, определяющие более чем одну навигационную величину, например для авиации; комбинированные устройства для измерения двух и более параметров движения, например расстояния, скорости, ускорения
Класс G01C21/00 Навигация; навигационные приборы, не отнесенные к группам 1/00
Класс G01C21/02 с помощью астрономических средств