Алгоритмы управления и обработки информации в навигационных системах высокоавтоматизированных транспортных средств

Объект исследования – навигационные системы высокоавтоматизированных транспортных средств на основе спутниковой радионавигационной системы. Предмет исследования – алгоритмы управления и обработки информации в навигационных системах высокоавтоматизированных транспортных средств. Цель исследования – обеспечение автономного контроля целостности глобальной навигационной спутниковой системы и повышение точности определения координат ме-стоположения и параметров движения высокоавтоматизированных транспортных средств в условиях возникновения аномальных измерений на выходе аппаратуры приема радио-сигналов спутниковой радионавигационной системы за счет разработки новых алгоритмов управления и обработки информации. Научная новизна. 1. Разработана постановка задачи обработки информации в вертикальном канале навигационной системы высокоавтоматизированного транспортного средства, управления и обработки информации в автономной системе контроля целостности глобальной навигационной спутниковой системы. В отличие от известных постановок задач, методом суммирования в скользящем окне невязок измерений необходимо было создать не один, а два независимых канала обнаружения недостоверных навигационных данных глобальной навигационной спутниковой системы, что позволило повысить вероятность их обна-ружения. 2. Разработана постановка задачи управления и обработки информации в навигационной системе высокоавтоматизированного транспортного средства. В отличие от из-вестных постановок задач, помимо оценивания координат и параметров движения, методами марковской теории оценивания случайных процессов необходимо было выявлять аномальные измерения на выходе аппаратуры приема радиосигналов спутниковой радио-навигационной системы и исключать их из обработки, что позволило повысить точность определения координат местоположения и параметров движения высокоавтоматизированного транс-портного средства в условиях возникновения аномальных измерений. 3. Разработаны алгоритмы управления и обработки информации в системах автономного контроля целостности навигационных данных глобальной навигационной спут-никовой системы. В отличие от известных алгоритмов управления и обработки информации, использовалась избыточная информация от бесплатформенной инерциальной нави-гационной системы или от механического и доплеровского датчиков скорости соответ-ственно, что позволило обеспечить автономный контроль целостности глобальной навигационной спутниковой системы. 4. Разработан алгоритм управления и обработки информации в автономной системе контроль целостности глобальной навигационной спутниковой системы. В отличие от известных алгоритмов управления и обработки информации, для выявления недостоверных данных на основе применения метода суммирования в скользящем окне невязок измерений создан не один, а два независимых канала определения недостоверных данных, что позволило повысить вероятность их обнаружения. 5. Методами марковской теории оценивания случайных процессов разработаны алгоритмы управления и обработки информации в навигационной системе высоко-автоматизированного транспортного средства, отличающиеся от известных тем, что по-мимо оценивания координат и параметров движения, позволяют выявлять аномальные измерения на выходе аппаратуры приема радиосигналов спутниковой радионавигационной системы и исключать их из обработки, что дает возможность повысить точность определения координат местоположения и параметров движения высокоавтоматизированного транспортного средства в условиях возникновения аномальных измерений. Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая значимость результатов, полученных в работе, заключается: 1) в постановке задачи обработки информации в вертикальном канале навигационной системы высокоавтоматизированного транспортного средства, управления и обработки информации в автономной системе контроля целостности глобальной нави-гационной спутниковой системы с применением метода суммирования в скользящем окне невязок измерений, не применявшегося для решения данной задачи; 2) в постановке задачи управления и обработки информации в навигационной системе высокоавтоматизированного транспортного средства, требующей, помимо оценивания координат и параметров движения, выявлять аномальные измерения на выходе аппаратуры приема радиосигналов спутниковой радионавигационной системы и исключать их из обработки; 3) в разработке нового алгоритма управления и обработки информации в автономной системе контроль целостности глобальной навигационной спутниковой системы, использующего метод суммирования в скользящем окне невязок измерений, а также две функции, определяющие порядок суммирования случайных величин; 4) в разработке новых адаптивных алгоритмов управления и обработки информации в навигационной системе высокоавтоматизированного транспортного средства, позволяющих выявлять аномальные измерения на выходе аппаратуры приема радиосигналов спутниковой радионавигационной системы и исключать их из обработки. Практическая значимость результатов работы заключается: 1) в разработке структурных схем автоматизированных систем навигации с контролем целостности навигационных данных спутниковых радионавигационных систем по информации от бесплатформенной инерциальной навигационной системы и по информа-ции от механического и доплеровского датчиков скорости (Пат. № 2642151, 2640312); 2) в разработке структурной схемы навигационной системы высокоавтоматизированного транспортного средства, в которой, помимо оценивания координат и параметров движения, выявляются аномальные измерения на выходе аппаратуры приема радиосигналов спутниковой радионавигационной системы и осуществляется их исключение из обработки. Методология и методы исследований. В работе использованы методы системно-го анализа, марковской теории оценивания случайных процессов, суммирования в скользящем окне невязок измерений, теории автоматического управления. Положения, выносимые на защиту. 1. Алгоритмы управления и обработки информации в автономных системах кон-троля целостности навигационных данных глобальной навигационной спутниковой системы и структурные схемы автоматизированных навигационных систем высокоавтоматизированных транспортных средств, в которых осуществляется автономный контроль целостности глобальной навигационной спутниковой системы по информации от бес-платформенной инерциальной навигационной системы, механического и доплеровского датчиков скорости (соответствует п. 4 паспорта специальности 2.3.1). 2. Постановка задачи обработки информации в вертикальном канале навигационной системы высокоавтоматизированного транспортного средства, управления и обработки информации в автономной системе контроля целостности глобальной навигационной спутниковой системы с применением метода суммирования в скользящем окне невязок измерений (соответствует п. 2 паспорта специальности 2.3.1). 3. Алгоритм обработки информации в вертикальном канале навигационной системы высокоавтоматизированного транспортного средства и алгоритм управления и обработки информации в автономной системе контроля целостности глобальной навигационной спутниковой системы, разработанный с применением метода суммирования в скользя-щем окне невязок измерений (соответствует п. 4 паспорта специальности 2.3.1). 4. Постановка задачи управления и обработки информации в навигационной системе высокоавтоматизированного транспортного средства, требующая, помимо оце-нивания координат и параметров движения, выявлять аномальные измерения на выходе аппаратуры приема радиосигналов спутниковой радионавигационной системы и исключать их из обработки (соответствует п. 2 паспорта специальности 2.3.1). 5. Алгоритмы управления и обработки информации в навигационной системе высокоавтоматизированного транспортного средства, позволяющие, помимо оценивания ко-ординат и параметров движения, выявлять аномальные измерения на выходе аппаратуры приема радиосигналов спутниковой радионавигационной системы и исключать их из об-работки, а также соответствующая этим алгоритмам структурная схема обработки ин-формации в навигационной системе высокоавтоматизированного транспортного средства (соответствует п. 4 паспорта специальности 2.3.1). 6. Результаты анализа эффективности функционирования разработанных алгоритмов управления и обработки информации в навигационных системах высокоавтоматизированных транспортных средств.