Лекция 5. Способы оптимизации навигационной информации

Оптимизация исходных навигационных данных (текущих координат и навигационных элементов движения) состоит в том, что из нескольких значений одной и той же величины, полученных с помощью различных датчиков, но относящихся к одному моменту времени, формируется новое, более точное значение этой величины. При этом решение вопроса о том, какое значение измеряемой величины является наиболее точным, т. е. наивероятнейшим, возможно только на основе учета вероятностных характеристик исходных сигналов.

В принципе схема наиболее полной оптимизации состоит в том, что сначала оценивается степень доверия к сигналу каждого отдельного датчика, а затем с учетом этой оценки из всех сигналов составляется такое новое значение измеряемой величины, чтобы оно удовлетворяло некоторому выбранному критерию оптимальности. Критерием оптимальности может служить, например, минимум средней квадратической ошибки искомой навигационной величины.

Сложность оценки каждого из составляющих сигналов заключается в том, что в процессе полета их вероятностные характеристики непрерывно меняются: ошибки АВК растут с увеличением времени полета, ошибки радионавигационных линий положения и МС изменяются в зависимости от удалений от наземных станций систем и других геометрических и физических факторов и т. д.

В настоящее время на основе накопленного опыта автоматизации навигации летательных аппаратов и морских судов разрабатывается общая теория оптимальной обработки навигационных сигналов, имеющая целью обеспечить рациональные алгоритмы получения наивероятнейших значений, как отдельных навигационных величин, так и текущих МС, используемых для навигационного управления самолетом.

При правильной обработке данных точность оптимизированного значения навигационной величины выше наиболее высокой точности исходных величин. Однако осуществление наилучшего способа оптимизации требует сложной бортовой аппаратуры и обеспечивается только при использовании цифровых вычислительных машин. Поэтому в наиболее распространенных в гражданской авиации АНК, имеющих вычислители аналогового типа, задачи оптимизации определения МС решаются упрощенным полуавтоматическим путем, при котором оценка достоверности информации от различных датчиков выполняется штурманом (пилотом), после чего к вычислителю АНК подключается тот датчик координат (параметров), который считается в данных условиях полета наиболее точным. Оптимизация, осуществляемая простой заменой данных менее точного датчика данными более точного, получила название коррекции навигационных данных. Примерами полуавтоматической оптимизации являются периодические коррекции показаний курсовых систем для устранения накапливающейся погрешности курса от собственного ухода гирополукомпасов (режимы «МК» и «АК») или коррекция счисленных координат МС по данным УДНС, БРЛС и других датчиков.

При коррекциях средняя точность оптимизированного результата не может превысить точность данных используемого корректирующего датчика, приближаясь к ней лишь при идеальном выполнении вычислительных операций. Это объясняется тем, что при таком способе оптимизации информация от менее точного (менее достоверного) датчика, будучи просто отброшенной, не учитывается в конечном результате и, следовательно, не используется для повышения его точности.