Алгоритмизация расчета вектора состояния навигационного спутника ГЛОНАСС на основе неоперативной информации

Особую актуальность проблема обеспечения точности и простоты измерений и вычислений имеет для измерительно -вычислительных комплексов навигационных систем, метрическая аппаратура которых должна оперировать измеряемыми величинами в огромном диапазоне значений, т.е. с большим вариационным размахом данных. Это создает опасность значительных погрешностей, вплоть до их катастрофического роста, что в этих условиях может привести к нарушению функционирования всей системы.

Данная проблема имеет общий характер и присуща процессорным системам даже самых крупных и передовых компаний (Intel, IBM, Mackintosh). В настоящее время она решается сложным путем построения для каждой задачи проблемно ориентированного вычислителя на базе специализированных СБИС. 

Значительно более перспективной и отвечающей современным научно-техническим возможностям базой решения указанных проблем представляются методы автосопровождения измерений самой процессорной измерительной системой (ПрИС). Подобный подход содержится в ряде работ отечественных и зарубежных специалистов, а также в рекомендациях международной организации по стандартизации и качеству IFIP (International Federation of Information Processing). Однако, технология выполнения этих рекомендаций не приводится; в технической литературе и в практических измерительных и вычислительных системах не выявлены какие-либо реально значимые результаты.

В соответствии с этим в настоящей работе конкретно анализируются проблемы использования принципа метрологического автосопровождения как направления повышения метрологического уровня навигационных систем с процессорными измерительными устройствами и разрабатывается методология использования принципа метрологического автосопровождения в измерительно вычислительных комплексах навигационных систем.

В связи с этим особое внимание должно уделяться алгоритмам извлечения информации о навигационно-динамических параметрах (составляющих вектора положения) потребителяна в процессе вторичной обработки первичных измерений двух основных параметров сигналов в аппаратуре потребителей (АП) спутниковых РНС, и, прежде всего, расчета и прогноза метрологического уровня эфемерид КА – ИСЗ. Рассмотрение и сопоставление которых определяет содержательную основу Дипломного Проекта.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ 3

ВВЕДЕНИЕ 4

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР МЕТОДОВ РАСЧЕТА ВЕКТОРА СОСТОЯНИЯ НАВИГАЦИОННОГО СПУТНИКА ГЛОНАСС НА ОСНОВЕ НЕОПЕРАТИВНОЙ ИНФОРМАЦИИ 8

1.1.РАЗНОВИДНОСТИ УРАВНЕНИЙ ДВИЖЕНИЯ КА . 8

1.1.1. Вывод дифференциального уравнения движения КА 8

1.1.2. Понижение порядка дифференциального уравнения 8

1.1.3. Траектория невозмущенного движения 9

1.1.4. Определение текущих координат КА 11

1.2. ЗАВИСИМОСТЬ ИСТИННОЙ АНОМАЛИИ ОТ ВРЕМЕНИ. ФОРМУЛЫ КЕПЛЕРА. 11

1.2.1. Предвычисление текущих координат 11

1.2.2. Свойства истинной аномалии 11

1.2.3. Взаимосвязь истинной и эксцентрической аномалий 12

1.3. ПРИНЦИПЫ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛОЖЕНИЯ КА В ПРОСТРАНСТВЕ 14

1.3.1. Основные геоцентрические системы координат 14

1.3.2. Связь между небесными и географическими координатами. 17

1.3.3. Параллактический треугольник 19

1.3.4. Определения координат КА в пространстве 20

1.3.5. Оскулирующие параметры и прогноз координат и скорости КА 21

1.4. ПРОБЛЕМЫ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ГЛОНАСС - ИЗМЕРЕНИЙ. 24

1.5. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ВКР 26

2. АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАСЧЕТА ВЕКТОРА СОСТОЯНИЯ НАВИГАЦИОННОГО СПУТНИКА ГЛОНАСС НА ОСНОВЕ НЕОПЕРАТИВНОЙ ИНФОРМАЦИИ 27

2.1. МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ ТОЧНОСТИ 27

2.2. ОПЕРАТИВНАЯ ИНФОРМАЦИЯ НАВИГАЦИОННОГО СООБЩЕНИЯ И ЭФЕМЕРИДЫ НКА 29

ТАБЛИЦА 2.1 ПОГРЕШНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ И СКОРОСТИ НКА 30

ТАБЛИЦА 2.2 ЗНАЧЕНИЯ СЛОВА Р1 31

ТАБЛИЦА 2.3 ЗНАЧЕНИЯ СЛОВА FT 32

2.35 НЕОПЕРАТИВНАЯ ИНФОРМАЦИЯ НАВИГАЦИОННОГО СООБЩЕНИЯ, АЛЬМАНАХ СИСТЕМЫ ГЛОНАСС 35

ТАБЛИЦА 2.6 ЗНАЧЕНИЯ СЛОВА KP 37

2.2. ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ И СКОРОСТИ КА МЕТОДОМ С РЕГУЛИРУЕМОЙ ТОЧНОСТЬЮ. 39

2.3. ВЫЧИСЛЕНИЕ КООРДИНАТ КА 46

3. СТАНДАРТЫ НА РАЗРАБОТКУ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ. 51

3.1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ 52

3.2. ВНЕШНИЕ И ВНУТРЕННИЕ ЯЗЫКИ СПЕЦИФИКАЦИИ 53

3.3. СТРУКТУРА ДОКУМЕНТА «ВНЕШНЯЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ», 53

3.4. ПЕРЕДАЧА ЗАКАЗЧИКУ И ВВОД В ДЕЙСТВИЕ 57

3.5. РУКОВОДСТВО ПО СОПРОВОЖДЕНИЮ ПРОГРАММНОГО СРЕДСТВА (SYSTEM MAINTENANCE GUIDE). 60

4. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ПРОГРАММНОЙ РЕАЛИЗАЦИИ ЭЛЕМЕНТОВ ПМА 61

4. ОПИСАНИЕ ПРОГРАММНОГО ИЗДЕЛИЯ 61

4.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 61

4.2. ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ НАЗНАЧЕНИЕ 61

4.3. ВХОДНЫЕ ДАННЫЕ 61

4.4. ИСХОДНЫЙ КОД 62

4.7. ВЫВОДЫ. 84

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 85

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 86

1. А.С. Слюсаренко. Основы теории радионавигационных систем и. ВМПИ ВУНЦ ВМФ «ВМА». – 2017. – 197с.

2. А.С. Слюсаренко, С.Г. Бурлуцкий/ Основы теории радионавигационных систем и комплексов». Часть 1. Информационное обеспечение спутниковых радионавигационных систем/Учебно-методическое пособие. ГУАП, 2019, 157 с.

////

14. Слюсаренко А.С. Методологические аспекты построения моделей измерительной и числовой информации. ГУАП. СПб.: 2019. -21 с.

15. Slyusarenko A.S. To the Problem of Rounding Errors Evaluation /International Scientific Review of Problems and Prospects of Modern Science and Education /Collection of Scientific Articles. XlV International Correspondence Scientific and Practical Conference (Boston, USA, May 24-25, 2018). Boston. 2018 ), pp.12–26. [Электронный ресурс].

16. Слюсаренко А.С. С++ в примерах и задачах. ПОЛИНОМ. СПб.: 2003. -176 с.

17. Научно-технический отчет по научно-исследовательской работе «Радитехника - 2» МО РФ ВУНЦ ВМФ «ВМА» //Научный руководитель А.С. Слюсаренко /Под ред. доц. А.С. Слюсаренко. СПб: «ВМПИ ВУНЦ ВМФ «ВМА»». 2016 -186 с..