Определение координат местоположения ЛА

Для решения навигационных задач принимается модель движения центра масс ЛА в прямоугольной системе координат:

,

(5)

где , - координаты местоположения ЛА;

, - скорость смены координат в направлении осей и .

Таким образом, текущие координаты местоположения ЛА могут быть получены путем интегрирования (5) при условии и :

(6)

В том случае, если за навигационную систему координат используется правая ортодромическая система координат, единая для всего района полетов, то уравнение (6) будет иметь вид:

(7)

где - ортодромический курс ЛА;

- радиус Земли.

Реализация модели (5) осуществляется в ПНК при помощи ВЧУ (аналогового или цифрового). В остальных случаях решаются такие уравнения:

или (8)

,

где и - координаты местоположения ЛА на шаге вычислений;

- длительность цикла вычислений и зависит от условий полета и типа БЦВМ.

В случае использования для счисления пути геоцентрической системы координат математическая модель движения ЛА, используемая в БЦВМ, имеет вид ,

где - истинный курс ЛА.

В современных навигационных комплексах используют следующие режимы счисления пути:

· инерциальный;

· инерциально-доплеровский;

· курсо-воздушный.

Основным режимом является инерциальный или инерциально-доплеровский. Курсо-воздушный режим (курс – от КС или ИНС, воздушная скорость – от СВС) рассматривается как резервный.

Уравнения оценки ошибки в определении координаты Х местоположения ЛА инерциальным способом имеет вид:

,

где - начальная ошибка выставки ИНС по координате Х;

- начальная ошибка выставки ИНС по скорости;

- начальная ошибка выставки гироплатформы ИНС;

- ошибка измерения ускорения ЛА акселерометра;

- угловая скорость дрейфа гироплатформы;

- ускорение свободного падения;

- частота Шулера.

Аналогичное уравнение оценки ошибки определения координаты У. Таким образом, в общем случае ошибка в определении координат местоположения ЛА с помощью ИНС состоит из 4-х составляющих:

· 1-я – постоянной;

· 2-я – колебательная с периодом Шулера;

· 3-я – колебательная с периодом Шулера;

· 4-я – увеличивающаяся со временем и моделируемая колебаниями с периодом Шулера.

Если преимущества ИНС очевидны – высокая помехозащищенность, автономность, то система ИНС-ДИСС имеет некоторые недостатки.

Современные ДИСС обеспечивают высокую точность измерения проекции скорости полета в направлении излучения . Но сохранение такой точности задача чрезвычайно сложная из-за пересчета измеренных составляющих путевой скорости по оси системы координат счисления пути. Рассмотрим схему алгоритма такого пересчета.

ДИСС имеет 3 или 4 измерительных луча, ориентированных под фиксированными углами относительно плоскости антенной системы. Доплеровские частоты совместно с информацией о характере отражающей поверхности (поправка ) является выходными сигналами ДИСС, согласно которым в БЦВМ осуществляется вычисление составляющих скорости ЛА в проекциях на оси системы координат, связанной с антенной системою ДИСС, то есть , , (рис. 5).

Рисунок 5 Система пересчета составляющих скоростей с ДИСС

в составляющие систему координат ИНС

Здесь: - частота передатчика;

-углы установки лучей;

- алгоритм учета погрешностей ДИСС;

- алгоритмы пересчета составляющих путевой скорости на оси, связанные с корпусом гироплатформы ИНС;

- ошибки взаимной ориентации ДИСС и ИНС;

- алгоритм пересчета скоростей от связанной системой координат с корпусом гироплатформы в составляющие путевой скорости, например, относительно инерциальной или стартовой системы координат;

- углы, измеряемые ИНС.

Современные ДИСС измеряют путевую скорость в диапазоне 150…2500 км/час, угол сноса и на высотах 15…20000 м. Заметим, что при маневрировании, наборах высоты, крена и тангажа точности измерении и низкие.

Как упоминалось, резервной системой является курсо-воздушная система счисления координат местоположения ЛА.

Составляющие путевой скорости ЛА и в случае воздушного счисления и правой ортодромической системы координат (рис. 6) могут быть определены так:

где - воздушная скорость ЛА (измеряется системой СВС);

- ортодромический курс ЛА (измеряется курсовой системой);

- скорость ветра;

ортодромическое направление ветра.

Рисунок 6

Характерные значения точности счисления пути для различных режимов работы ПНК, которые, как правило, приводятся в виде линейных зависимостей среднеквадратичного отклонения (СКО) круговой ошибки от пройденного пути или времени полета , то есть или приведены в табл.1.

Таблица 1

Режимы счисления	Ошибка (СКО)
Курсо-воздушный
Инерциально-доплеровский
Инерциальные	Грубые ИНС
Средний класс ИНС
Прецизионные ИНС