Особенности реализации режима прогноза в алгоритмах инерциальных навигационных систем - page 5

матрица ошибок фильтрации; Pk — апостериорная ковариационная ма -
трица ошибок фильтрации; Hk — матрица измерений; Q, R — ковари -
ационные матрицы входных и измерительных шумов соответственно;
G — матрица входа.
На рис. 1 введены следующие величины: ˆxk = Φk,k −1 ˆ xk/k− 1 +
+ Kk ( zk − Hk Φk,k −1 ˆ xk/k− 1) — вектор апостериорных оценок вектора
состояния системы xk ; ˆ xk/k− 1 = Φk,k− 1 ˆxk − 1/k−1 — вектор априорных
оценок вектора состояния xk ; zk — вектор измерений.
Навигационный фильтр функционирует при условии наличия сиг -
нала корректора. При этом осуществляется непрерывное оценивание
параметров вектора состояния с заданной частотой дискретизации. Как
только сигнал корректора пропадает, происходит автоматический пере-
ход алгоритма вычислений, реализуемого на борту ЛА, в режим про -
гноза. При этом последние оцененные фильтром значения вектора со -
стояния запоминаются и используются в дальнейшем в качестве на-
чальных значений при прогнозировании. Режим прогноза реализуется
посредством непрерывного вычисления значений вектора состояния с
использованием переходной матрицы Φ , т.е. путем непрерывного ре -
шения уравнений ошибок ИНС [5].
Краткосрочные и долгосрочные прогнозы . Краткосрочный про -
гноз осуществляется, как правило, на маневренных ЛА, где необходи-
мо получать точные значения навигационных параметров во время со-
вершения ЛА маневров, при которых происходит затенение антенны
приемника СНС, а затем настройка этого приемника на текущую груп -
пировку навигационных спутников. Учитывая, что скорость маневрен-
ного ЛА высока (1000 км /ч и более), а высоты полета часто бывают не -
значительными, то даже кратковременное пропадание навигационной
информации может привести к столкновению ЛА с Землей либо с дру-
гим объектом. Длительность такого прогноза, как правило, не превы-
шает 10 мин.
Долгосрочный прогноз рассчитывается для случаев длительного
пропадания сигнала корректора. При этом предполагается осуществле-
ние полностью автономного полета с выдачей навигационных параме-
тров для управления ЛА. Данный тип прогноза осуществляется, как
правило, на тяжелых ЛА типа Ил-76, у которых пропадание в полете
полной группировки навигационных спутников — достаточно редкое
явление.
Формирование длиннопериодического окна и его использова -
ние в режиме прогноза. Согласно представленной модели фильтра
включение режима прогноза осуществляется автоматически при про-
падании сигнала корректора и реализуется путем вычисления уравне-
64 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н .Э. Баумана . Сер. “Приборостроение”. 2003. № 3