Дослідження методів вимірювань параметрів траєкторій у системах ближньої радіонавігації

Abstract

У даній магістерській кваліфікаційній роботі представлені дослідження, які пов'язані з визначенням місцеположення повітряного судна при різних просторових конфігураціях радіонавігаційної системи та апріорних даних щодо стану навколишнього середовища. Оцінена потенційна точність базових методів визначення місцеположення повітряного судна за умови приймання сильних та слабких сигналів. Показано, що точність визначення місцеположення безпосередньо залежить від точності вимірювань вибраного навігаційного параметра. У зв’язку з цим бажано мати структури радіонавігаційних вимірювачів, які забезпечують максимально можливу точність вимірювань за даних умов. У даній роботі синтез таких структур виконано методами теорії оптимальної нелінійної фільтрації марковських випадкових процесів. Підкреслено. що точні рівняння оптимальної нелінійної фільтрації неможливо реалізувати на практиці, а наближені методи базуються на різноманітних апроксимаціях апостеріорної густини розподілу ймовірностей переходу, які є складовими частинами рівнянь Фокера-Планка-Колмогорова. З практичної точки зору найбільш прийнятними є методи апроксимації, що засновані на розвиненні у функціональні багатовимірні ряди нелінійних функцій, метод малого параметру та різноманітні варіації методу часового осереднення. Практичні аспекти теорії оптимальної нелінійної фільтрації продемонстровано на прикладі синтезу прицезійного радіовисотоміру з розширеними функціональними можливостями. Для цього була розроблена уточнена математична модель радіовисотоміра, адекватність якої підтверджена результатами математичного моделювання. Для субоптимальних методів оцінювання наводяться оцінки складності обчислень та необхідні ресурси у сенсі швидкодії та об’єму пам'яті. У економічній частині освітлені питання оцінки витрат на проведення пошукових досліджень із застосуванням засобів сучасної обчислювальної техніки. У розділі охорони праці та навколишнього середовища розглянуті заходи щодо техніки безпеки праці із застосуванням сучасних обчислювальних засобів та заходи на випадок надзвичайних ситуацій.

In this master's qualification thesis the presented researches which are connected with determination of location of the aircraft at different spatial configurations of radio navigational system and aprioristic data on the camp surrounding environments. The estimated potential accuracy of basic methods of determination of location of the aircraft on condition of reception of strong and weak signals. It is shown that the accuracy of determination of location directly depends on the accuracy of measurements of the chosen navigation parameter. In this regard it is desirable to have structures of radio navigational measuring instruments which provide the greatest possible accuracy of measurements under existing conditions. In this work synthesis such structures are executed by methods of the theory of an optimum nonlinear filtration of Markov casual processes. Expressly that the exact equations of an optimum nonlinear filtration cannot be realized in practice, and approximate methods are based on different approximations of a posteriori density of distribution of probabilities of transition which are components of the equations of Fokera-Planka-Kolmogorova. From the practical point of view the most acceptable there are approximation methods which are based on development in functional multidimensional ranks of nonlinear functions, a method small to parameter and different variations a method finding of an average in time Practical aspects of the theory optimum the nonlinear filtration is shown on the example of synthesis to the radio altimeter with expanded functionality. For this purpose there was a developed specified mathematical model of the radio altimeter which adequacy is confirmed with results of mathematical modeling. For sub-optimalny methods of estimation estimates of complexity of calculations and necessary resources are given in sense of speed and memory size. In economic part the taken-up questions of an assessment of costs of carrying out basic researches with application of means of modern computer facilities. In the section of protection of work and surrounding environments the considered actions for safety measures of work with application of modern computing means and a measure on a case of emergency situations.