Прикладные методы обработки информации и моделирования при проектировании информационно-управляющих комплексов высокоманевренных летательных аппаратов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.03, доктор технических наук Бабиченко, Андрей Викторович
- Специальность ВАК РФ05.11.03
- Количество страниц 377
Оглавление диссертации доктор технических наук Бабиченко, Андрей Викторович
ГЛАВА 1. МЕТОДЫ И ЗАДАЧИ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ И 22 МОДЕЛИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИХ КОМПЛЕКСОВ ВЫСОКОМАНЕВРЕННЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ
1.1. Структура, состав и развитие бортовых информационно- 22 управляющих комплексов высокоманевренных летательных аппаратов
1.2. Математическое моделирование ИУК и его связей в реальном 34 масштабе времени в задачах комплексной обработки информации
1.2.1. Информационная метасистема и ее связи
1.2.2. Многоуровневая система комплексной обработки 40 информации ИУК ВМЛА
1.3. Математическое моделирование комплекса как звено 65 технологического процесса разработки и исследований бортовых алгоритмов и систем
1.3.1. Роль и место математического моделирования при 66 проектировании, испытаниях и эксплуатации ИУК ВМЛА
1.3.2. Система имитационного математического моделирования
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ ВВЕДЕНИЕ
ИУК ВМЛА 1.4. Выводы по главе
МОДЕЛЬ
ГЛАВА
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ
ИНФОРМАЦИОННОГО ПРОСТРАНСТВА
2.1. Геометрия базовых поверхностей околоземного навигационного 90 пространства
2.1.1. Базовые поверхности навигационного пространства
2.1.2. Метрические свойства навигационного риманова 92 пространства
2.1.3. Особые точки навигационного риманова пространства
2.2. Решение геодезических задач на поверхности квазиэллипсоида
2.2.1. Бесселево изображение геодезической линии 101 квазиэллипсоида на единичной сфере
2.2.2. Решение прямой геодезической задачи на квазиэллипсоиде
2.2.3. Решение обратной геодезической задачи на 107 квазиэллипсоиде
2.2.4. Линия центрального сечения и ортодромические 110 координаты в решении геодезических задач на квазиэллипсоиде
2.2.5. Согласование счисленных и картографированных 116 координат
2.3. Кинематика координатных трехгранников навигационного 119 пространства
2.4. Математические модели информационных полей
2.5. Выводы по главе
ГЛАВА 3. ФОРМИРОВАНИЕ ЭТАЛОННОЙ ТРАЕКТОРИИ 130 ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТА В ИНФОРМАЦИОННОМ ПРОСТРАНСТВЕ
3.1. Эталонная траекторная информация
3.1.1. Основные требования к эталонной траектории
3.1.2. Выбор ключевых параметров
3.2. Формирование массивов опорной траекторной информации
3.2.1. Метод разбиения траектории на типовые элементы
3.2.2. Численные решения уравнений движения объекта
3.2.3. Использование результатов натурных испытаний
3.3. Формирование аппроксимирующих функций для массивов 147 опорной информации
3.3.1. Кусочная аппроксимация элементарными кривыми
3.3.2. Аппроксимация с помощью тригонометрических рядов 150 Фурье
3.3.3. Кубические сплайны и их приложение к задаче 152 аппроксимации
3.4. Восстановление полной эталонной информации
3.4.1. Восстановление траекторией информации по 156 географическим координатам и углам ориентации
3.4.2. Восстановление траекторной информации по вектору 158 относительной скорости
3.4.3. Восстановление траекторной информации по декартовым 161 координатам и углам ориентации
3.4.4. Восстановление траекторной информации по декартовым 165 координатам и вектору конечного поворота
3.5. Моделирование движения произвольных точек BMJIA
3.6. Выводы по главе
ГЛАВА 4. МОДЕЛИ БАЗОВЫХ ИНЕРЦИАЛЬНЫХ СИСТЕМ ИУК 176 ВМЛА
4.1. Нелинейные модели инерциальных навигационных систем
4.1.1. Обобщенный алгоритм инерциального счисления
4.1.2. Алгоритмы обработки инерциальной информации
4.1.3. Точность алгоритмов обработки инерциальной 189 информации
4.2. Модели ошибок инерциальных навигационных систем
4.2.1. Модели ошибок ориентации координатных трехгранников
4.2.2. Модели ошибок счисления линейной скорости
4.2.3. Модели эквивалентных погрешностей измерительной 210 информации
4.3. Стохастические модели ошибок базовых инерциальных систем
4.3.1. Структуризация моделей ошибок
4.3.2. Уравнения погрешностей фильтрации
4.3.3. Нормализация модели ошибок
4.4. Выводы по главе
ГЛАВА 5. ФОРМИРОВАНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ 231 КОМПОНЕНТОВ МЕТАСИСТЕМЫ И АЛГОРИТМОВ КОМПЛЕКСНОЙ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ ИУК ВМЛА
5.1. Ковариационный анализ при синтезе математических моделей
5.2. Математическое моделирование при оценке требований 238 технического задания по точности решения задач ИУК ВМЛА
5.2.1. Оценка точности коррекции ИНС по СНС в составе 238 навигационного комплекса самолета
5.2.2. Оценка точности начальной выставки и автономного 245 счисления микромеханической БИНС
5.3. Разработка и лабораторные испытания методов и алгоритмов 251 решения функциональных задач ИУК ВМЛА
5.3.1. Комплексная обработка информации навигационных и 252 обзорно-прицельных средств в составе ИУК'ВМЛА
5.3.2. Контроль и обеспечение информационной целостности ИУК 260 за счет КОИ навигационных и обзорно-прицельных средств
5.3.3. Обеспечение информационной целостности ИУК в режимах 263 сверхманевренности ВМЛА
5.3.4. Довыставка БИНС на подвижном основании с помощью 270 информации СНС
5.3.5. Разработка алгоритмов, решения задачи микронавигации и 276 оценка их точности методом математического моделирования
5.3.6. Математическое моделирование алгоритмов решения задач 287 самолетовождения в плотном строю 5.4. Выводы по главе
ГЛАВА 6. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИ 295 РЕШЕНИИ ПРОБЛЕМ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ БОРТОВЫХ КОМПЛЕКСОВ ВМЛА
6.1. Математическое моделирование при обеспечении точности 295 решения навигационных и специальных' задач в модернизируемых бортовых комплексах ВМЛА «4+» поколения на базе платформенных ИНС с постоянным радиусом настройки
6.1.1. Особенности обработки информации и математической 296 модели серийной платформенной ИНС средней точности
6.1.2. Выбор схемы комплексирования систем и синтез 301 алгоритмов формирования и обработки информационных невязок
6.1.3. Влияние и компенсация динамических дрейфов
6.1.4. Летные испытания разработанных алгоритмов 311 комплексной обработки инерциально-спутниковой информации
6.2. Математическое моделирование при обеспечении точности 316 решения навигационных и специальных задач в бортовых комплексах ВМЛА «4+» поколения на базе платформенных ИНС с встроенным вычислителем
6.2.1. Особенности математической модели платформенной ИНС 316 «мильной» точности
6.2.2. Влияние курсовой ошибки на точность системы и ее 323 оценивание в реальном масштабе времени
6.2.3. Послеполетное оценивание курсовой ошибки путем 327 обработки результатов летных экспериментов
6.3. Математическое моделирование при обеспечении точности 334 начальной выставки базовых инерциальных систем ИУК ВМЛА на подвижном основании
6.3.1. Математические модели и алгоритмы комплексной 334 обработки информации инерциальных навигационных систем в режиме начальной выставки на палубе корабля
6.3.2. Математическое моделирование при полунатурном 347 испытании алгоритмов начальной выставки ИНС
6.3.3. Натурные испытания алгоритмов начальной выставки ИНС 356 на палубе корабля
6.4. Выводы по главе вывода
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Приборы навигации», 05.11.03 шифр ВАК
Механика, управление и алгоритмы обработки в инерциально-гравиметрическом аэрокомплексе2002 год, кандидат физико-математических наук Смоллер, Юрий Лазаревич
Обеспечение безопасности полётов воздушных судов на этапах взлёта и посадки в условиях неопределённости информации о внешних возмущениях2004 год, доктор технических наук Смуров, Михаил Юрьевич
Построение динамических моделей функционирования комплекса пилотажно-навигационного оборудования летательных аппаратов2006 год, кандидат технических наук Козис, Дмитрий Владимирович
Разработка методов повышения точности и надежности навигации дальнемагистральных самолетов в ситуациях с неполной информацией2004 год, кандидат технических наук Шаров, Валерий Дмитриевич
Исследование и разработка методов обнаружения и коррекции скачков фазовых измерений в системе инструментальной посадки латательных аппаратов с использованием ГНСС2008 год, кандидат технических наук Чистякова, Светлана Сергеевна
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Прикладные методы обработки информации и моделирования при проектировании информационно-управляющих комплексов высокоманевренных летательных аппаратов»
Прогрессирующий рост и усложнение техники на фоне современных межгосударственных отношений приводит к острому соперничеству в области высоких технологий, в том числе авиации, роль которой неуклонно возрастает. Анализ перспектив развития авиации [52] показывает, что одновременно с сокращением количества типов самолетов увеличивается круг решаемых ими боевых задач, выполняемых в любое время суток в простых и сложных метеоусловиях. Применительно к фронтовой авиации это означает переход к многофункциональным летательным аппаратом (ЛА). Это подразумевает установку на эти самолеты разнообразного оборудования, позволяющего совершать полеты в различных условиях, получать и обрабатывать информацию о внешней обстановке, состоянии бортовых систем и осуществлять воздействие по воздушным и наземным целям с помощью различных бортовых средств поражения. При этом экипаж (как правило, один-два человека) принимает решения о наилучшей траектории выхода к цели и применении оружия, управляет ЛА, используя пилотажные, навигационные, связные, радиолокационные и оптоэлектронные системы, средства государственного опознавания и радиоэлектронной борьбы, постоянно контролирует выполнение боевой задачи на основе информации, полученной от бортовых разведывательно-прицельных средств и внешних источников. Выполнить такой объем работы невозможно без объединения перечисленных выше средств в комплексные интегрированные системы, а также без обеспечения их взаимодействия с экипажем. Таким образом, развитие бортовых информационно-управляющих комплексов (ИУК) приобретает особую значимость при дальнейшей эволюции фронтовой авиации. Информационно-управляющий комплекс:
• осуществляет сбор и обработку информации о состоянии летательного аппарата (ЛА) и взаимодействующих с ним объектов;
• осуществляет интеллектуальную и информационную поддержку процесса решения частных задач и принятия экипажем конкретных решений во всех полетных ситуациях;
• облекает принятые решения в форму управляющих воздействий на ЛА и другие объекты;
• осуществляет реализацшо этих воздействий и контроль получаемых при этом результатов.
Условия выполнения полетных заданий летательных аппаратов непрерывно усложняются и для перспективных высокоманевренных ЛА (ВМЛА) характеризуются следующими особенностями:
• активным противодействием противника;
• малой уязвимостью, малозаметностью и/или высокой маневренностью целей;
• диапазоном скоростей от нулевых до гиперзвуковых;
• быстрыми изменениями тактической обстановки;
• высокой ценностью целей для противоборствующих сторон;
• большим количеством взаимодействующих с ЛА физических объектов. Столь жесткие условия выдвигают соответствующие требования к информационному обеспечению ИУК ВМЛА, к числу которых можно отнести:
• высокие точность и надежность решения задач навигационного обеспечения;
• ограниченное время решения специальных задач;
• большие объемы обрабатываемых данных;
• высокие информационные устойчивость, целостность и живучесть комплекса;
• широкий открытый перечень решаемых функциональных задач.
Разработка ИУК ВМЛА, удовлетворяющих этим требованиям, неизбежно приводит к соответствующему усложнению и удорожанию комплексов. Это объективно ведет к необходимости все более широкого применения технологий математического моделирования на этапах разработки, испытаний и технического сопровождения бортовых комплексов. Математическое моделирование, в известной степени заменяя работу с реальными дорогостоящими компонентами ИУК работой с их образами или моделями, позволяет существенно снизить трудоемкость и стоимость некоторых этапов работ по созданию ИУК. Возможность проведения полномасштабного математического моделирования работы ИУК обусловлена достигнутым уровнем вычислительной техники, несопоставимым с тем, что было 15-20 лет назад. Сегодня можно ставить и успешно решать задачи моделирования практически любых информационных связей и физических процессов бортовых комплексов и систем.
С другой стороны, повышение требований к информационному обеспечению ИУК ВМЛА ведет к необходимости разработки все более сложных алгоритмов обработки в реальном масштабе времени многообразной информации измерительных устройств комплекса, при этом требуется использовать все более тонкие и сложные математические модели самих бортовых систем, летательного аппарата и взаимодействующих с ним объектов. Это - другое направление математического моделирования ИУК ВМЛА, успех которого также в значительной мере обусловлен достигнутым уровнем развития бортовых вычислительно-коммуникационных средств.
Можно констатировать, что усложнение решаемых бортовыми ИУК ВМЛА задач наряду с качественным ростом возможностей вычислительно-коммуникационной техники предопределяют развитие методов математического моделирования ИУК ВМЛА по двум основным направлениям: во-первых, моделирование работы комплекса становится важной составляющей процесса разработки и исследований бортовых алгоритмов и систем, во-вторых, моделирование состояния и поведения ВМЛА и его бортового оборудования в информационном пространстве в реальном масштабе времени составляет основное содержание комплексной обработки информации ИУК при его штатной эксплуатации.
Сложившиеся тенденции развития ИУК существенно обостряют вопросы информационной интеграции бортового оборудования и математического моделирования ИУК ВМЛА, выводя их на уровень важнейших,научно-технических задач авиационной промышленности.
Целью диссертации является разработка методов моделирования и комплексной обработки информации, обеспечивающих выполнение функциональных задач ВМЛА во всех условиях применения и повышающих эффективность проектирования и испытания бортовых комплексов.
Основным объектом исследования в диссертации является ИУК ВМЛА и его связи с информационным пространством, при этом в качестве предмета исследований выступает математическая модель комплекса и методы обработки комплексной информации.
Представляемый научный труд являет собой обобщенное изложение некоторых результатов, полученных автором при выполнении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, проводившихся на кафедре «Приборы и системы ориентации, стабилизации и навигации» и в Раменском приборостроительном конструкторском бюро в течение последних 15-ти лет, в которых автор принимал активное участие совместно с учеными и специалистами ОАО «РПКБ», МГТУ им. Н.Э.Баумана, МАИ им. С.Орджоникидзе, ВВИА им. Н.Е.Жуковского, ОАО «ОКБ Сухого» и других научно-производственных коллективов. Основными методами решения задач при этом явились:
• математическое имитационное моделирование комплекса, его отдельных компонентов и связей;
• полунатурное моделирование;
• летные испытания ИУК ВМЛА и послеполетный анализ результатов. Теоретическую основу диссертации составляют следующие дисциплины:
• классическая механика и инерциальная навигация;
• теория линий, поверхностей и фигуры Земли;
• информационно-статистическая теория обработки измерений;
• оптимальная и адаптивная фильтрация данных;
• аппроксимация экспериментальных данных гладкими линиями;
• обработка измерений обзорно-прицельных и радионавигационных бортовых средств;
• объектно-ориентированное и структурное программирование. Основным результатом работы является решение проблемы обработки информации и математического моделирования ИУК ВМЛА в рамках научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по созданию новой техники, и создание соответствующей школы и технологии.
Среди результатов работы, обладающих научной новизной, выделим следующее:
• разработаны методы и алгоритмы многоуровневой адаптивно-робастной комплексной обработки информации ИУК ВМЛА, обеспечивающей выполнение функциональных задач ВМЛА во всех условиях применения;
• разработаны методы построения математической модели информационного пространства на базе семейства уровневых поверхностей и системы координатных трехгранников, обеспечивающей информационное единство и целостность ИУК ВМЛА;
• разработаны методы отображения уровневых поверхностей на сферу и высокоточные бортовые алгоритмы решения позиционных задач на уровневых поверхностях;
• разработаны и исследованы математические модели, методы и алгоритмы обработки информации базовых инерциальных навигационных систем;
• разработаны и исследованы методы моделирования ИУК ВМЛА при проектировании и исследованиях ИУК, обеспечивающие высокое качество результатов и их соответствие экспериментальным данным;
• разработаны методы и алгоритмы формирования эталонной траекторией информации, обеспечивающей методическую основу моделирования ИУК ВМЛА;
• разработаны метод и алгоритмы послеполетного контроля качества работы ИУК на основе субоптимальной обработки записанной в полете
- информации;
• разработаны методы компенсации динамических дрейфов платформенных ИНС путем автоматической калибровки на борту с помощью субоптимальной фильтрации текущих измерений.
Практическая значимость работы состоит в том, что разработанные методы и алгоритмы многоуровневой комплексной обработки информации, модели информационного пространства и бортовых систем, методы математического моделирования:
• использованы при разработке авансового, эскизного, технического проектов перспективного авиационного комплекса фронтовой авиации (ПАК ФА) 5-го поколения;
• внедрены в состав бортовых комплексов ЛА, прошедших государственные испытания и выпускаемых крупными сериями (модификации самолетов Су-27, Су-ЗОМК, МиГ-29, вертолеты Ка-31);
• использованы в НИР, заказанных Министерством Обороны («Сибарит», «Алмаз-М», «Авгур», «Комплекс», «Контейнер», «ЛИТОС», «АРТЕК»);
• используются при разработке рабочей конструкторской документации ПАК ФА;
• используются при проектировании и испытаниях бортовых комплексов и систем ЛА поколений 4 и 4+.
Результаты работы:
• опубликованы в 26-и научных статьях и материалах научно-технических конференций;
• содержатся более чем в 24-х научно-технических отчетах по различным этапам НИОКР, в том числе заказанных Министерством Обороны;
• использованы в авансовом, эскизном, техническом проектов и рабочей конструкторской документации ПАК ФА;
• защищены более чем 20-ю патентами Российской Федерации, внедренными в состав бортовых комплексов самолетов и вертолетов поколений 4 и 4+;
• используются при чтении курсов лекций «Математическое моделирование ИУК» и «Информационно-статистическая теория обработки измерений» в МГТУ им. Н.Э. Баумана и МАИ им. С. Орджоникидзе, а также при курсовок и дипломном проектировании студентов этих университетов.
На защиту выносятся следующие основные положения:
• методы и алгоритмы многоуровневой адаптивно-робастной комплексной обработки информации ИУК ВМЛА;
• методы адаптации алгоритмов и моделей ИУК: априорной — на основе ковариационного анализа и минимаксного критерия качества, текущей - на основе согласования расчетной и фактической ковариаций и сетевой фильтрации данных, долгосрочной - на основе использования энергонезависимой памяти комплекса;
• методы построения математической модели информационного пространства;
• методы и алгоритмы решения позиционных задач на уровневых поверхностях;
• математические модели, методы и алгоритмы обработки информации базовых инерциальных навигационных систем;
• методы моделирования ИУК ВМЛА при проектировании и исследованиях ИУК;
• методы и алгоритмы формирования эталонной траекторной информации;
• метод и алгоритмы послеполетного контроля качества работы ИУК на основе субоптимальной обработки записанной в полете информации;
• методы и бортовые алгоритмы автоматической калибровки и компенсации динамических дрейфов платформенных ИНС.
Специфика работ по разработке и внедрению новой авиационной техники такова, что в одиночку, вне коллектива, невозможно выполнить и довести до завершения практически ни одну разработку, поэтому в подавляющем большинстве публикаций по теме диссертации автор выступает вместе с соавторами, которым выражает признательность за совместный труд. Тем не менее в разработке всех вынесенных на защиту и обладающих научной новизной положений представляемого научного труда личный вклад автора явился решающим. Неоценимая заслуга в совместных разработках принадлежит А.П. Рогалеву - учителю и соавтору большинства публикаций, руководителю НИР, которому автор бесконечно благодарен. Искреннюю признательность автор выражает выдающимся ученым, инженерам и педагогам, сотрудникам, труды и личное участие которых оказали огромное влияние и имели решающее значение в процессе творческого научного поиска: Д.С. Пельпору, В.А. Матвееву, С.Ф. Коновалову, А.К. Неусыпину, О.С. Салычеву, И.А. Михалеву, Б.Н. Окоемову, Г.И. Джанджгаве, B.C. Магнусову, Ю.К. Жбанову, A.B. Чернодарову, A.A. Головану, Г.Д. Блюмину, В.А. Космодемьянскому, В.В. Фатееву, JIM. Селивановой, И.С. Потапцеву, H.H. Щетининой, A.A. Малахову, В.К. Балтяну, В.Н. Енину, Б.В. Выжелевскому, В.К. Шкреду, В.В. Негрикову, С.Я. Сухорукову, В.И. Манохину, П.Ю. Петкевичюсу, М.И. Орехову и многим другим. Многие научные положения диссертации опираются на общепризнанные фундаментальные труды А.Ю. Ишлинского, П.В. Бромберга, В.Д. Андреева, Р. Калмана и других известных отечественных и зарубежных ученых.
Апробация диссертации осуществлялась в виде докладов автором основных результатов по тематике работы на: юбилейной научно-технической конференции «Авиационные системы в XXI веке», г. Москва, ГосНИИ АС, апрель 2006 г.;
Государственных комиссиях Министерства Обороны РФ по приему научно-исследовательских работ, г. Раменское, РПКБ, 2006-^-2007 гг.;
Научно-техническом совете Раменского приборостроительного конструкторского бюро, г. Раменское, РПКБ, ноябрь 2008 г.
Похожие диссертационные работы по специальности «Приборы навигации», 05.11.03 шифр ВАК
Синтез алгоритмов функционирования бортовой навигационной системы для малоразмерных беспилотных летательных аппаратов2002 год, кандидат технических наук Березин, Дмитрий Рудольфович
Нейросетевой алгоритм калибровки волнового твердотельного гироскопа2010 год, кандидат технических наук Некрасов, Александр Витальевич
Методы, алгоритмы и структура программно-технического комплекса бесплатформенной инерциальной навигационной системы2011 год, кандидат технических наук Легостаев, Владимир Леонидович
Имитационное моделирование автоматического самолетовождения для электронных средств обучения летного и инженерно-технического персонала2005 год, кандидат технических наук Невская, Ирина Романовна
Синтез алгоритмов обработки информации в системах, использующих ретранслированные сигналы радионавигационных космических аппаратов2012 год, кандидат технических наук Пельтин, Антон Владимирович
Заключение диссертации по теме «Приборы навигации», Бабиченко, Андрей Викторович
выводы
Обобщая и укрупняя научные выводы, сделанные по главам, в качестве основных выводов по работе можно отметить следующее.
1. Для обеспечения выполнения функциональных задач ВМЛА во всех условиях применения необходимо построение многоуровневой системы алгоритмов адаптивно-робастной комплексной обработки информации, моделирующей состояние объектов в информационном пространстве.
2. Методической основой алгоритмов КОИ ИУК ВМЛА, обеспечивающей информационное единство и целостность комплекса, является модель информационного пространства на базе семейства уровневых поверхностей и системы координатных трехгранников, причем наилучшая точность навигационных определений достигается при использовании квазиэллипсоидов. Бесселево отображение квазиэллипсоида обеспечивает построение системы бортовых алгоритмов решения позиционных задач с высокой точностью.
3. Адаптивность моделей и алгоритмов КОИ ИУК к различным условиям применения обеспечивается методами: априорной адаптации на основе ковариационного анализа и минимаксного критерия качества, текущей адаптации на основе согласования расчетной и фактической ковариаций и сетевой фильтрации данных, и долгосрочной адаптации с использованием энергонезависимой памяти комплекса.
4. Информационной основой ИУК ВМЛА являются ИНС, унифицированные математические модели погрешностей которых строятся на базе малых векторов поворотов координатных трехгранников, а также «скалярного» и «векторного» методов определения погрешностей счисления скорости. Применимость аналитических методов контроля точности алгоритмов перспективных БИНС, реализующих измерение и обработку «квазикоординат», ограничена динамикой объекта.
5. Методической основой математического моделирования ИУК ВМЛА в лабораторных условиях, обеспечивающей высокое качество результатов и их соответствие экспериментальным данным, является эталонная траектория. Требованиям, предъявляемым к эталону, более всего соответствует траекторная информация, полеченная методом аналитического восстановления кубических сплайн-аппроксимаций результатов натурных работ.
6. Методы автоматической калибровки на борту на основе субоптимальной фильтрации текущих измерений и лабораторной калибровки по результатам анализа полетных данных обеспечивают высокую эффективность компенсации динамических дрейфов платформенных ИНС модернизируемых комплексов серийных ВМЛА.
7. Метод субоптимальной обработки записанной в полете комплексной информации обеспечивает проведение высококачественного оперативного экспресс-контроля точности работы ИУК ВМЛА.
8. Метод полунатурных испытаний режима начальной выставки ИНС на качающемся основании, предусматривающий корректировку выходных сигналов измерительных приборов на рассчитываемые величины поправок, соответствующие моделируемому движению объекта, по своим возможностям настройки и контроля алгоритмов ИНС эквивалентен натурным испытаниям.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В порядке подведения главных итогов работы следует указать на следующее.
1. Развита теория навигации и обработки информации бортовых комплексов перспективных высокоманевренных летательных аппаратов.
2. Развиты прикладные методы моделирования бортовых информационно-управляющих комплексов высокоманевренных летательных аппаратов.
3. Разработанные теоретические положения соответствуют экспериментальным данным, полученным в ходе полунатурных и летных испытаний.
4. Выполненные разработки легли в основу проектирования информационно-управляющих комплексов бортового оборудования 4+ и 5-го поколений.
5. Результаты диссертационной работы защищены патентами Российской Федерации и внедрены в состав бортовых комплексов объектов, прошедших государственные испытания и выпускаемых крупными сериями.
Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Бабиченко, Андрей Викторович, 2009 год
1. Авиационная радионавигация: Справочник / A.A. Сосновский, И.А. Хаймович, Э.А. Лутин, И.Б. Максимов; Под ред. A.A. Сосновского. М.: Транспорт, 1990. - 264 с.
2. Авиационные системы информации оптического диапазона: Справочник /Ю.В. Байбородин, В.А. Волков, В.К, Вялов и др.; Под ред. Л.З. Криксунова. -М.: Машиностроение, 1985. -264 с.
3. Авиация ВВС России и научно-технический прогресс. Боевые комплексы и системы вчера, сегодня, завтра / Под ред. Е.А.Федосова. М.: Дрофа, 2005.-734 с.
4. Адаптивные фильтры: Пер с англ. / Под ред. К.Ф. Коуэна и П.М. Гранта. -М.: Мир, 1988.-392 с.
5. Алгоритм приведения в соответствие счисляемых координат и картографированных: Научно-технический отчет / ОАО РПКБ; Инв. № 101305. -Раменское, 2003. 4 с.
6. Алгоритмы решения задач бортовым комплексом навигации и управления летательного аппарата в режиме сверхманевренности / В.М. Бражник, А.П. Рогалев, A.B. Бабиченко, A.C. Никулин, С.Я. Сухоруков //Авиакосмическое приборостроение. 2002. - №6. - С.33-34.
7. Андреев В.Д. Теория инерциальной навигации. Автономные системы. -М.: Наука. ГРФМЛ, 1966. 580 с.
8. Андреев В.Д. Теория инерциальной навигации. Корректируемые системы. -М.: Наука. ГРФМЛ, 1967. 648 с.
9. Ю.Бабич O.A. Обработка информации в навигационных комплексах. — М.: Машиностроение, 1991. —512 с.
10. П.Бабиченко A.B. Базовые алгоритмы обработки информации инерциально-спутниковой навигационной системы: Дис. . канд. техн. наук. — Москва, 1996.-244 с.
11. П.Бабиченко A.B. Геометрия базовых поверхностей околоземного навигационного пространства // Авиакосмическое приборостроение. — 2008.-№8.-С. 33-47.
12. Бабиченко A.B., Джанджгава Г.И., Рогалев А.П. Оптимизация математической модели ошибок БИНС и их коррекция от спутниковой навигационной системы //Гироскопия и навигация 1996-№ 2 - С. 50-51.
13. Бабиченко A.B., Некрасов A.B. Математические модели нейронных сетей в задачах пилотажно-навигационного комплекса // Авиакосмическое приборостроение. 2008. - №11. - С. 33-40.
14. Бабиченко A.B., Некрасов A.B. Решение задачи прогнозирования в комплексных системах с применением нейронных сетей // Авиация и космонавтика: Материалы 6-й международной конференции. Москва, 2007.-С. 82.
15. Бабиченко A.B., Рогалев А.П. К вопросу о контроле точности алгоритмов БИНС // Авиакосмическое приборостроение. 2006. - № 10. - С.27-29.
16. Бабиченко A.B., Шкред В.К. Оценка курсовой погрешности инерциальных навигационных систем // Авиакосмическое приборостроение. 2008. — № 11. — С.12-17.
17. Басараб М.А., Кравченко В.Ф., Матвеев В.А. Математическое моделирование физических процессов в гироскопии. М.: Радиотехника, 2005. -176 с.
18. Басараб М.А., Кравченко В.Ф., Матвеев В.А. Методы моделирования и цифровой обработки сигналов в гироскопии. -М.: Физматлит, 2008.- 248с.
19. Белоглазов И.Н., Джанджгава Г.И., Чигин Г.П. Основы навигации по геофизическим полям. М.: Наука. ГРФМЛ, 1985. 328 с.
20. Бранец В.Н., Шмыглевский И.П. Введение в теорию бесплатформенных инерциальных навигационных систем. -М.: Наука, 1992. 280 с.
21. Бромберг П.В. Теория инерциальных систем навигации. М.:Наука. ГРФМЛ, 1979.-296 с.
22. Гайнуллин И.А., Бабиченко A.B. Математическое моделирование ситуационной системы интеллектуальной поддержки решения задач самолетовождения в плотном строю // Авиакосмическое приборостроение. -2008. -№ 11. С.45-54.
23. Гайнуллин И.А., Рогалев А.П. Построение нечетких баз знаний ситуационных систем интеллектуальной поддержки решения задач авиационных бортовых комплексов // Авиакосмическое приборостроение,- 2007. № 2. - С.57-66.
24. Геоинформационные системы / Ю.Н. Павлов, A.B. Селезнев, Г.Н. Толстоусов. -М. Машиностроение, 1978. -272 с.
25. Гироскопические системы / Под ред. Д. С. Пельпора. М.: Высшая школа, 1986-88. -Ч. 1-3.
26. Голован A.A., Парусников H.A. Математические основы навигационных систем. -М.: МГУ им. М.В.Ломоносова, 2007. -110 с.
27. ГОСТ Р 51794-2001. Аппаратура радионавигационная глобальной навигационной спутниковой системы и глобальной системы позиционирования. Системы координат. Методы преобразований координат определяемых точек. М.: Госстандарт России, 2001. — 11 с.
28. Гришутин В.Г. Лекции по авиационным прицельным системам стрельбы.- Киев: КВВАИУ, 1980. 492 с.
29. Грушинский Н.П. Теория фигуры Земли. М.: Наука, 1976. - 512 с.
30. Джанджгава Г.И., Голиков В.П., Шкред В.К. Алгоритмы обработки информации серийных самолетных платформенных инерциальныхнавигационных систем // Авиакосмическое приборостроение. 2008. — № 11.-С.4-11.
31. Джанджгава Г.И., Рогалев А.П., Бабиченко A.B. Интегрированная адаптивно-робастная система обработки информации с переменной управляемой структурой // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2000. - № 8. - С.73-77.
32. C.Я. Сухоруков. Заявлено 19.11.08. - 11 с.
33. Радченко // Авиационные системы в XXI веке: Материалы юбилейной научно-технической конференции. Москва, 2006. - С. 5-10
34. Интегрированная система комплексной обработки информации с переменной управляемой структурой / Г.И. Джанджгава, А.П. Рогалев, A.B. Бабиченко, С.Я. Сухоруков // Московский авиакосмический салон МАКС-2001. -Жуковский, 2001. С. 1-15
35. Исследование алгоритмических и программных вопросов интегрирования инерциальной навигационной системы с СНС и ДИСС применительно к комплексу К-102М: Научно-технический отчет / ОАО РПКБ; Инв. № 10159. Раменское, 1998.-57 с.
36. Исследование методов комплексирования инерциальных и спутниковых навигационных систем для реализации режима измерения траекторных нестабильностей: Научно-технический отчет по НИР «ИТН-96» / ОАО РПКБ; Инв. № 10060. Раменское, 1997. - 40 с.
37. Исследование точности решения геодезической задачи с помощью подпрограмм PQ: Научно-технический отчет / ОАО РПКБ; Инв. № 101361. Раменское, 2003. - 7 с.
38. Исследования по разработке алгоритмов решения задачи микронавигации и оценке их точности методом математического моделирования: Научно-технический отчет / ФНПЦ РПКБ; Инв.№ 101262.-Раменское, 2002,-81 с.
39. Ишлинский А.Ю. Ориентация, гироскопы и инерциальная навигация.1. М.: Наука, 1976. 670 с.
40. Комплекс всепогодной навигации и управления на малых высотах для пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов: Научно-технический отчет по НИЭР «Контейнер» / АО РПКБ; Инв. № 10033. -Раменское, 1996.-257 с.
41. Комплекс пилотажно-навигационного оборудования КПНО объекта Т-50: Технический проект. Книга 2: Программно-математическое обеспечение /ОАО РПКБ; Инв. № 101568. Раменское, 2005. - 257 с.
42. Комплекс пилотажно-навигационного оборудования КПНО объекта Т-50: Эскизный проект. Книга 2: Программно-математическое обеспечение /ОАОРПКБ;Инв. № 101469. -Раменское, 2004. 183 с.
43. Комплексная обработка информации инерциальных навигационных систем в режиме начальной выставки ИНС на палубе корабля / Г.И.
44. Джанджгава, А.П. Рогалев, В.И. Манохин, A.B. Бабиченко //Авиакосмическое приборостроение. 2007. - №2. - С.22-35.
45. Комплексная обработка информации навигационных и обзор неприцельных систем / Г.И. Джанджгава, А.П. Рогалев, С.Я. Сухор^сов A.B. Бабиченко // Авиакосмическое приборостроение. — 2002. q С. 15-29.
46. Концепция создания интегрированных комплексов бортового оборудования летательных аппаратов нового поколения / Г.и Джанджгава, Г.И. Герасимов, А.П. Рогалев и др. // Авиакосмическое приборостроение. 2002. - № 6. - С.3-8.
47. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. М.: Наука, 1977. - 832 с.
48. Кузовков Н.Т., Салычев О.С. Инерциальная навигация и оптимальная фильтрация. -М.: Машиностроение, 1982. -216 с.
49. Липтон А. Выставка инерциальных систем на подвижном основании /Пер. с англ. Л.Г. Клибанова под ред. В.Л. Леонидова. М.: Наука, 1971. — 167 с.
50. Математическая модель навигационного пространства: Научно-технический отчет по НИР «Сибарит» / АО РПКБ; Инв. № 10003 — Раменское, 1993- 60 с.
51. Медич Дж. Статистически оптимальные линейные оценки и управление /Пер. с англ. под ред. A.C. Шаталова. М.: Энергия, 1973. - 440 с.
52. Методики расчета ортодромических координат: Научно-технический отчет / ОАО РПКБ; Инв. № 101381. Раменское, 2003. - 4 с.
53. Методы и алгоритмы инерциальных навигационных систем: Научно-технический отчет по НИР «Сибарит» / АО РПКБ; Инв. № 10008. — Раменское, 1993. Книга 2.-136 с.
54. Методы и алгоритмы формирования эталонной траектории движения JIA: Научно-технический отчет по КНИР «Комплекс» / ФНПЦ РПКБ; Инв. № 101083. -Раменское, 2000. 98 с.
55. Моделирование микромеханической БИНС: Научно-технический отчет по НИЭР «ЛИТОС» / ОАО РПКБ; Инв. № 101284. Раменское, 2002-2003. -143 с.
56. Морозов В.П. Курс сфероидической геодезии. -М.: Недра, 1969. 304 с.
57. Мубаракшин Р.В., Балуев В.М., Воронов Б.В. Прицельные системы стрельбы / Под ред. Р.В. Мубаракшина. М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 1973.-332 с.
58. Огарков М.А. Методы статистического оценивания параметров случайных процессов. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 208 с.
59. ОСТ В1 00391-90. Комплексы бортовые цифровые маневренных самолетов и вертолетов. Построение системы унифицированных навигационных алгоритмов бортовых цифровых вычислительных систем. Введ. 01.01.91. М.: НИИ СУ. - 76 с.
60. Оценка точности коррекции ИНС по СНС в составе комплекса К-084М: Научно-технический отчет / ОАО РПКБ; Инв.№ 101289. — Раменское, 2002. 24с.
61. Панов А.П. Математические основы теории инерциальной ориентации. -Киев.: Наукова думка, 1995. 280 с.
62. Парусников H.A., Морозов В.М., Борзов В.И. Задача коррекции в инерциальной навигации. -М.: МГУ им. М.В.Ломоносова, 1982. 176 с.
63. Пат. 2079141 (РФ), МПК G01P3/36. Датчик абсолютной линейной скорости объекта / Бабиченко A.B. Заявлено 14.10.92; Опубл. 10.05.97, Бюл. № 13.
64. Пат. 2241208 (РФ), МПК В64С 13/00. Измеритель курса подвижного объекта / A.B. Бабиченко, В.Н. Вишнева, С.М. Габбасов, Г.И. Джанджгава,
65. B.C. Магнусов, В.И. Манохин, B.B. Негриков, М.И. Орехов, В.П. Поло-сенко, А.П. Рогалев. Заявлено 04.12.03; Опубл. 27.11.04, Бюл. № 33.
66. Пат. 2209747 (РФ), МПК В 64D 45/00. Пилотажный индикатор / A.B. Бабиченко, М.И. Орехов, И.В. Радченко, В.К. Шкред. Заявлено 21.08.01; Опубл. 10.08.03, Бюл. № 22.
67. Пат. 2059205 (РФ), МПК G01C21/00. Способ определения параметров ориентации и навигации подвижных объектов / A.B. Бабиченко. -Заявлено 15.05.92; Опубл. 27.04.96, Бюл. № 12.
68. Пельпор Д.С., Матвеев В.А., Арсеньев В.Д. Динамически настраиваемые гироскопы: теория и конструкция. -М.: Машиностроение, 1988. 264 с.
69. Повышение точности инерциальных навигационных систем с использованием внешней информации / Под ред. А.К.Неусыпина. — М.: МГТУ им. Н.Э.Баумана, 1989. 42 с.
70. Полунатурное моделирование качки корабля в задачах обработки инерциальной информации / A.B. Бабиченко, В.П. Голиков, C.B. Ларионов, В.И.Манохин, И.В.Радченко, А.В.Требухов // Авиакосмическое приборостроение. 2008. — № 11. - С. 55-58.
71. Практическая аэродинамика маневренных самолетов/ Под общей ред. Н.М. Лысенко. -М.: Военное издательство МО СССР, 1977. 439 с.
72. Предварительные результаты математического моделирования режима начальной выставки ИНС-2000 на корабле: Научно-технический отчет /ОАО РПКБ; Инв. № 101495. Раменское, 2004. 13 с.
73. Проблемы создания интегрированной распределенной системы интеллектуальной поддержки решения задач авиационных бортовых комплексов / Г.И. Джанджгава, А.П. Рогалев, С.Я. Сухоруков, И.А. Гайнуллин // Авиакосмическое приборостроение. 2006. - № 10. - С.2-8.
74. Развигие интегрированных комплексов бортового оборудования летательных аппаратов нового поколения / Г.И. Джанджгава, Г.И. Герасимов, А.П. Рогалев и др. // Авиакосмическое приборостроение. — 2007. № 2. - С.4-11.
75. Разработка программного обеспечения ПрНК-29К (КУБ) в части начальной выставки ЛИНС "Sigma-95NAA: Технический отчет / ОАО РПКБ; Инв. № 101602. Раменское, 2006. - 42 с.
76. Раменское приборостроительное конструкторское бюро / Под ред. Г.И. Джанджгава. Раменское, 2007. - 20 с.
77. Результаты экстренной отладки алгоритмов начальной выставки ИНС-2000 на подвижном основании: Научно-технический отчет / ОАО РПКБ; Инв.№ 101506. -Раменское, 2005. -23 с.
78. Рогалев А.П., Бабиченко A.B. Математическое моделирование инерциально-спутниковых систем навигации и управления летательных аппаратов // Информационные технологии в проектировании и производстве. 2002. - № 4. - С. 60-71.
79. Рогалев А.П., Бабиченко A.B. Методы и алгоритмы интеграции данных инерциально-спутниковых навигационных систем // Авиакосмическое приборостроение. 2002. - №4. - С. 9-24.
80. Рогалев А.П., Бабиченко A.B., Радченко И.В. Математическое моделирование эталонной фазовой траектории движения летательного аппарата в околоземном навигационном пространстве // Авиакосмическое приборостроение. 2002. - №6. - С.29-32.
81. Салычев О.С. Скалярное оценивание многомерных динамических систем. -М.: Машиностроение, 1987. 216 с.
82. Салычев О.С. Волновое описание возмущений в задачах оценки ошибок инерциальных систем навигации М.: Машиностроение, 1992.— 216 с.
83. Никулина, М.И. Орехов, A.A. Семаш. Заявлено 19.12.02;
84. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 19.02.03. — 2 с.
85. Сейдж Э.П., Меле Дж.Л. Теория оценивания и ее применение в связи и управлении. -М.: Связью 1976.-494 с.
86. Системы автоматического управления самолетом. И.А. Михалев, Б.Н. Окоемов, М.С. Чикулаев. ^-М.: Машиностроение. 1987. -240 с.
87. Словарь по кибернетике: Св. 2000 ст. /Под ред. B.C. Михалевича. 2-е изд. - Киев: Гл. ред. УСЭ ик. М.П. Бажана, 1989. - 751 с.
88. Соловьев Ю.А. Спутниковая навигация и ее приложения. — М.:Эко-Трендз, 2003.-326 с.
89. Ткачев Л.И. Системы инерциальной ориентировки. М.: МЭИ, 1973. -215 с.
90. Фильтрация и стохастическое управление в динамических системах /Под ред. К.Т. Леондеса. М.: Мир, 1980. - 407 с.
91. Флеров А.Г., Тимофеев В.Т. Доилеровские устройства и системы навигации. М.: Транспорт, 1987. - 191 с.
92. Харин Е.Г. Комплексная обработка информации навигационных систем летательных аппаратов. -М.: Изд-во МАИ, 2002. 264 с.
93. Чернодаров A.B., Бабиченко A.B. Контроль и адаптивно-робастная защита целостности инерциальных измерительных модулей //Авиакосмическое приборостроение. 2008. - №11. - С.59-64.
94. Шунков В.Н. Самолеты спецназначения.- Минск:Харвест, 1999.—448 с.
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.