Автор: Сурков Владимир Олегович

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №14 (118) июль-2 2016 г.

Дата публикации: 19.07.2016

Статья просмотрена: 25 раз

Библиографическое описание:

Сурков В. О. Анализ точностных характеристик систем навигации подвижных наземных объектов и их сравнение с требуемыми характеристиками в зависимости от решаемой задачи // Молодой ученый. — 2016. — №14. — С. 170-173.



Анализ точностных характеристик систем навигации подвижных наземных объектов иих сравнение стребуемыми характеристиками взависимости от решаемой задачи

Сурков Владимир Олегович,аспирант

Тамбовский государственный технический университет

В статье дан сравнительный анализ точностных характеристик систем навигации подвижных наземных объектов и их сравнение с требуемыми характеристиками в зависимости от решаемой задачи. В ходе анализа выявлено, что значения СКО при определении координат в автономном режиме для всех рассмотренных систем, принимая значения от 190 до 600 м, не удовлетворяют требованиям, поэтому предложены способы повышения точности навигационной системы.

В статьях [1, 2] производится обзор существующих навигационных систем, как военного, так и гражданского применения. В них подробно рассматривается работа некоторых датчиков, методы обработки информации в данных системах и сравниваются значений погрешностей в определения курса. В статье [3] сравниваются точностные характеристики и состав систем военного назначения. В статье [4] рассматриваются системы навигации подвижных наземных объектов отечественного производства. В [5] и [6] дается анализ систем навигации отечественного и иностранного производства с указанием оптимального режима работы систем, без сравнения представленных точностных характеристик между собой. Так же в данных статьях недостаточно подробно описаны задачи, решаемые навигационными системами и не приведены требуемые характеристики точности необходимая при их решении.

Однако сравнительный анализ всех точностных характеристик навигационных систем для ПНО иностранного и отечественного производства их сравнение с требуемыми характеристиками в зависимости от решаемой задачи в литературе не встречается. Целью статьи является анализ точностных характеристик систем навигации подвижных наземных объектов и их сравнение с требуемыми характеристиками в зависимости от решаемой задачи.

Система навигации ПНО включает в свой состав нерадиотехнические измерители и радиотехнические измерители.

Нерадиотехнические измерители (НРТИ) предназначены для определения координат, параметров движения и пространственного положения продольных осей ПНО.

В качестве таких измерителей могут быть использованы следующие устройства:

− измеритель ускорения и углов крена и тангажа — инерциальная навигационная система (входит в состав большинства навигационных систем);

− измеритель магнитного поля Земли: 3-осный магнитометр (система «КомпаНав-2М», Ekinox-N);

− измеритель скорости, выполненный в виде механического («Гамма — 1» [6]) или доплеровского датчика скорости («ГАЛС — Д2М»);

− измеритель высоты — барометрический высотомер (система «КомпаНав-3»);

− измеритель пройденного пути, который может выполняться в виде одометра (система «БИНС-Тек», «Азимут», Ellipse-N).

В качестве радиотехнических измерителей используются аппаратура приема сигналов радионавигационных систем (РНС) (приемник спутниковой навигационной системы (СРНС) (ГЛОНАСС/GPS) и приемники систем дальней навигации («Чайка» и «LORAN-C»)) и доплеровский измеритель скорости (ГАЛС-Д2М).

Системы навигации ПНО с помощью РНС и НРТИ определяют координаты местоположения объекта и параметры его движения, углы ориентации подвижного объекта и выдают необходимую информацию пользователю. Эта информация может быть использована для:

− обеспечения безопасности движения и организации перевозок пассажиров и грузов в процессе хозяйственной деятельности

− вызова полиции, пожарных, скорой помощи

− поиска гостиницы, ресторана и т. д.

− нахождения маршрута

− защиты от угона

− слежения за экологически опасными грузами

− управления на маршруте

− определения места транспортного средства

− определения места аварии

− определения места при транзите.

В соответствии с перечисленными задачами в таблицах 1 и 2 [7] представлены требования наземных потребителей к радионавигационным системам, входящих в состав навигационных систем ПНО.

Таблица 1

Требуемые точностные характеристики

Задача

Точность, (СКО) м

Управление транспортом

100

Вызов полиции, пожарных, скорой помощи

10

Использование сервиса (гостиницы, рестораны и т. д.)

10

Нахождение маршрута

25

Возвращение потерянных и украденных транспортных средств

10

Таблица 2

Требуемые точностные характеристики для автотранспорта

Задача

Точность, (СКО) м

Целостность, с

Доступность,%

Управление на маршруте

5

1

99,7

Определение места транспортного средства

30

5

99,7

Определение места аварии

5

11

99,7

Определение места при транзите

10

5

99,7

В таблице 3 и 4 приведены сравнительные точностные характеристики систем ПНО.

Таблица 3

Точностные характеристики навигационных систем подвижных наземных объектов

Система

Режим работы

Координаты (СКО)

КомпаНав-2Т

Р2

Р1

500м

БИНС-Тек

Р2

Р1

0,25 %от пр. пути

Ellipse-N

Р2

Р1

190

Ellipse-E

Р2

Р1

190м

Ekinox-N

Р2

1.5 м

Р1

SBAS

0.6 м

DGPS

0.4 м

RT2500

Р2

Р1

190м

SBAS

2.0

DGPS

0.9

RT2502

Р2

3 м

Р1

0,25 %от пр. пути

SBAS

2.0

DGPS

0.9

RT2002

Р2

1,5 м

Р1

0,2 % от пр. пути

SBAS

0.6 м

DGPS

0.4 м

RT3100

Р2

1.8 м

Р1

SBAS

0.6 м

DGPS

0.4 м

RT3102

Р2

1,8 м

Р1

SBAS

0.6 м

DGPS

0.4 м

RT3002

Р2

1,5 м

Р1

SBAS

0.6 м

DGPS

0.4 м

RT3003

Р2

1,5 м

Р1

SBAS

0.6 м

DGPS

0.4 м

Survey+

Р2

1,5 м

Р1

SBAS

0.6 м

DGPS

0.4 м

Survey+ L1

Р2

1,8 м

Р1

SBAS

0.6 м

DGPS

0.4 м

«Азимут»

Р2

25м

Р1

1,2 %от пр. пути

КомпаНав-3

Р2

6 м

Р1

500м

КомпаНав-2М

Р2

6 м

Р1

600м

Ориентир

Р2

50 м

Р1

0,2 % от пр. пути

КС-100М

Р2

60 м

Р1

500 м

Малогабаритная навигационная аппаратура ФГУП НКТБ «ФЕРРИТ»

Р2

20 м

Р1

1,0 % от пр. пути

«Трона-1».

Р2

10 м

Р1

0,7 % от пр. пути

ТНА-4

Р2

Р1

0,9 % от пр. пути

«Гамма -1»

Р2

25 м

Р1

0,6 % от пр. пути

«Гамма -2»

Р2

25

Р1

1 % от пр. пути

ГАЛС-Д2М-1

Р2

33 м

Р1

0,5 % от пр. пути

ГАЛС-Д2М-2

Р2

22 м

Р1

0,25 % от пр. пути

ГАЛС-Д2М-3

Р2

14 м

Р1

0,1 % от пр. пути

ГАЛС-Д2М-4

Р2

8 м.

Р1

0,05 % от пр. пути

В таблице 3: Р1 — автономный режим; Р2- режим с коррекцией от СРНС; пр. путь — пройденный путь; SBAS — режим работы, при котором дифференциальные поправки определяются с помощью космических систем дифференциальной коррекции; DGPS — режим работы, при котором дифференциальные поправки определяются с помощью локальной системы дифференциальной коррекции.

В таблице 3 приведены систем навигации часть, из которых имеет точностные характеристики, которые полностью удовлетворяют приведенным выше требованиям. В число данных систем входит в основном системы иностранного производства и две модели навигационных систем отечественного производства. В иностранных системах для определения координат массово используется дифференциальный режим работы СРНС. Его использование позволяет получать точность порядка 0,4 м. Координаты, полученные с точностью от 6 м до 25 м в режиме с коррекцией от СРНС от систем КомпаНав-3, «Азимут», «Трона-1» «Гамма -1», «Гамма -2», ГАЛС-Д2М-2, ГАЛС-Д2М-3, ГАЛС-Д2М-4не могут быть использованы при решении задач управления на маршруте и определения места аварии. Системы, имеющие точность определения координат от 33 м до 60 м в режиме с коррекцией от СРНС могут быть использованы только для управления транспортом.

Для систем имеющих точность от 6 до 60 м необходимо повысить точность используя:

− приемники СРНС имеющие более высокую точность определения координат и других параметров;

− дифференциальный режим СРНС и локальные системы на основе псевдоспутников.

Таким образом, в статье был проведен анализ точностных характеристик существующих навигационных систем ПНО и их сравнение с требуемыми характеристиками в зависимости от решаемой задачи. В ходе анализа выявлено, что часть систем имеет характеристики точности (от 6 до 60 м) не позволяющие использовать их для выполнения определенных задач, поэтому были предложены способы повышения точности определения координат местоположения для данных навигационных систем.

Литература:

  1. Безмага В. М., Журавлев А. В. Навигационные комплексы наземных мобильных средств / А. В. Журавлев, В. М. Безмага // Новости навигации — 2009 — № 1 — С. 29–36.
  2. Комраков Д. В. Навигационные комплексы наземных мобильных средств / Д. В. Комраков // Технические науки: теория и практика: материалы междунар. заоч. науч. конф. (г. Чита, апрель 2012 г.). — Чита: Издательство Молодой ученый, 2012. — С. 47–49.
  3. Система топографического ориентирования «Трона-1» //Обозрение армии и флота — 2007. — № 4.
  4. Сурков В. О. Системы навигации подвижных наземных объектов и их характеристики/ В. О. Сурков // Молодой ученый. — 2013. — № 7. — С. 76–79.
  5. Сурков В. О. Сравнительный анализ отечественных и зарубежных систем навигации подвижных наземных объектов / В. О. Сурков // Молодой ученый. — 2015. — № 13. — С. 211–214.
  6. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования / Под ред. А. И. Перова, В. Н. Харисова. Изд 3-е, перераб. — М.: Радиотехника, 2005,688 с., ил.
  7. Радионавигационный план Рос. Федерации: утв. приказом Министерства промышленности и торговли РФ от 2 сентября 2008 г. № 118: в редакции приказа Министерства промышленности и торговли РФ от 31 августа 2011 г.
Основные термины (генерируются автоматически): навигации подвижных наземных, подвижных наземных объектов, навигационных систем, систем навигации, систем навигации подвижных, точностных характеристик, характеристик систем навигации, определения координат, точностных характеристик систем, требуемыми характеристиками, решаемой задачи, анализ точностных характеристик, существующих навигационных систем, навигационных систем ПНО, Молодой ученый, точность определения координат, систем навигации отечественного, Навигационные комплексы наземных, отечественного производства, навигации ПНО.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос