gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»gyroscopy-586Research ArticleСтатьиИспользование частотного подхода при синтезе нестационарных алгоритмов обработки навигационной информацииЛопаревА. В.

Лопарев Алексей Валерьевич, кандидат технических наук, начальник сектора.

СтепановО. А.

Степанов Олег Андреевич, доктор технических наук, начальник Центра профессионального образования. Действительный член общественного объединения «Академия навигации и управления движением».

 

ЧелпановИ. Б.

Челпанов Игорь Борисович, доктор технических наук, профессор, ведущий научный сотрудник. Действительный член общественного объединения «Академия навигации и управления движением».

 

ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор» (С.-Петербург).Russian FederationОАО «Концерн ЦНИИ «Электроприбор» (С.-Петербург).Russian Federation201120032026193115133Copyright © Лопарев А.В., Степанов О.А., Челпанов И.Б., 20262026Лопарев А.В., Степанов О.А., Челпанов И.Б.Лопарев А.В., Степанов О.А., Челпанов И.Б.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gyroscopy.ru/jour/article/view/586

Предлагается процедура синтеза линейных нестационарных алгоритмов обработки навигационной информации, основанная на упрощении моделей входных воздействий по результатам исследования их свойств в частотной области. Рассматриваются примеры использования предложенной процедуры в задачах синтеза автономной и корректируемой гировертикалей. Проводится сравнительный анализ точности и времени переходного процесса для стационарных и нестационарных алгоритмов.

Статья по докладу на 3-й мультиконференции по проблемам управления.

The paper considers a synthesis procedure for nonstationary filters for navigation data processing. The method combines benefits of Kalman and Wiener methods and provides comparatively simple correction algorithms, which are close to opti- mal. The idea is that Wiener method is used at the phase of problem statement and analysis, and the models to be further applied at the filter adjustment are simplified with approximate methods developed for frequency approaches. Then the duration of transients in the resulting algorithms, and the system readiness time is reduced as compared with stationary algorithms. The examples are given to demonstrate the efficiency of the proposed procedure.

ReferencesЧелпанов, И.Б. Оптимальная обработка сигналов в навигационных системах. - М. Наука, 1967.Челпанов, И.Б. Оптимальная обработка сигналов в навигационных системах. - М. Наука, 1967.Ривкин, С.С. Метод оптимальной фильтрации Калмана и его применение в инерциальных навигационных системах. Ч. 1, 2. - Л.: Судостроение, 1973-1974.Ривкин, С.С. Метод оптимальной фильтрации Калмана и его применение в инерциальных навигационных системах. Ч. 1, 2. - Л.: Судостроение, 1973-1974.Ривкин, С.С. Статистическая оптимизация навигационных систем / С.С. Ривкин, Р.И. Ивановский, А.В. Костров. - Л.: Судостроение, 1976. - 280 с.Ривкин, С.С. Статистическая оптимизация навигационных систем / С.С. Ривкин, Р.И. Ивановский, А.В. Костров. - Л.: Судостроение, 1976. - 280 с.Челпанов, И.Б. Расчет характеристик навигационных приборов / И.Б. Челпанов, Л.П. Несенюк, М.В. Брагинский. - Л.: Судостроение, 1978. - 264 с.Челпанов, И.Б. Расчет характеристик навигационных приборов / И.Б. Челпанов, Л.П. Несенюк, М.В. Брагинский. - Л.: Судостроение, 1978. - 264 с.Дмитpиев, С.П. Высокоточная морская навигация - Л.: Судостpоение, 1991. - 222 с.Дмитpиев, С.П. Высокоточная морская навигация - Л.: Судостpоение, 1991. - 222 с.Anderson, B.D.O. Kalman Filtering: Whence, What, and Whither? / B.D.O. Anderson, J.B.Anderson, B.D.O. Kalman Filtering: Whence, What, and Whither? / B.D.O. Anderson, J.B.Morre. In: Autolas A.S., ed., Mathematical System Theory, The Influence of R.E.Kalman. - Berlin: Springer-Verlag, 1991.Morre. In: Autolas A.S., ed., Mathematical System Theory, The Influence of R.E.Kalman. - Berlin: Springer-Verlag, 1991.Степанов, О.А. Основы теории оценивания с приложениями к задачам обработки навигационной информации. Ч.1: Введение в теорию оценивания. - СПб.: ЦНИИ Электроприбор, 2010. - 496 с.Степанов, О.А. Основы теории оценивания с приложениями к задачам обработки навигационной информации. Ч.1: Введение в теорию оценивания. - СПб.: ЦНИИ Электроприбор, 2010. - 496 с.Степанов, О.А. Фильтр Калмана. История и современность (К 80-летию Рудольфа Эмиля Калмана) / О.А. Степанов // Гироскопия и навигация. - 2010. - № 2. - С. 107-118.Степанов, О.А. Фильтр Калмана. История и современность (К 80-летию Рудольфа Эмиля Калмана) / О.А. Степанов // Гироскопия и навигация. - 2010. - № 2. - С. 107-118.Wiener, N. Extrapolation, interpolation and smoothing of stationary time series, with engineering applications. - New York: John Wiley, 1949 (Originally issued in February 1942, as a classified Nat. Defense Res. Council Rep.).Wiener, N. Extrapolation, interpolation and smoothing of stationary time series, with engineering applications. - New York: John Wiley, 1949 (Originally issued in February 1942, as a classified Nat. Defense Res. Council Rep.).Kalman, R.E. New Results in Linear Filtering and Prediction Theory / R.E. Kalman, R.S. Bucy. - Transactions of the ASME - Journal of Basic Engineering. - 1961. - Vol. 83. - Pp. 95-107 (Калман, Р.Е. Новые результаты в теории линейной фильтрации и предсказания / Р.Е. Калман, Р.С. Бьюси // Теоретические основы инженерных расчетов. - 1961. - № 1. - Сер. Д.).Kalman, R.E. New Results in Linear Filtering and Prediction Theory / R.E. Kalman, R.S. Bucy. - Transactions of the ASME - Journal of Basic Engineering. - 1961. - Vol. 83. - Pp. 95-107 (Калман, Р.Е. Новые результаты в теории линейной фильтрации и предсказания / Р.Е. Калман, Р.С. Бьюси // Теоретические основы инженерных расчетов. - 1961. - № 1. - Сер. Д.).Несенюк, Л.П. Синтез оптимальных динамических характеристик гировертикали при учете качки, рысканья и сноса судна / Л.П. Несенюк, И.Б. Челпанов // Изв. вузов. Приборостроение. - 1971. - Т. XIV, № 3. - С. 64-69.Несенюк, Л.П. Синтез оптимальных динамических характеристик гировертикали при учете качки, рысканья и сноса судна / Л.П. Несенюк, И.Б. Челпанов // Изв. вузов. Приборостроение. - 1971. - Т. XIV, № 3. - С. 64-69.Несенюк, Л.П. Инженерный подход к синтезу фильтров Калмана - Винера // Авиакосмическое приборостроение. - 2003. - Вып. 11. - С. 37-42.Несенюк, Л.П. Инженерный подход к синтезу фильтров Калмана - Винера // Авиакосмическое приборостроение. - 2003. - Вып. 11. - С. 37-42.Памяти профессора Несенюка Л.П. Избранные труды и воспоминания / Сост.: В.Г. Пешехонов, О.А. Степанов, Ю.А. Литманович, М.В. Гришина, Л.П. Старосельцев, И.Б. Челпанов, С.П. Дмитриев, М.И. Евстифеев, Л.С. Элинсон. - СПб.: ГНЦ РФ ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2010. - 254 с.Памяти профессора Несенюка Л.П. Избранные труды и воспоминания / Сост.: В.Г. Пешехонов, О.А. Степанов, Ю.А. Литманович, М.В. Гришина, Л.П. Старосельцев, И.Б. Челпанов, С.П. Дмитриев, М.И. Евстифеев, Л.С. Элинсон. - СПб.: ГНЦ РФ ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2010. - 254 с.Зиненко, В.М. Об одном приближенном методе определения частотных характеристик оптимальных одномерных стационарных фильтров // Судостроительная пром-сть. Сер. Навигация и гироскопия. - 1991. - Вып. 1. - С. 15-25.Зиненко, В.М. Об одном приближенном методе определения частотных характеристик оптимальных одномерных стационарных фильтров // Судостроительная пром-сть. Сер. Навигация и гироскопия. - 1991. - Вып. 1. - С. 15-25.Oliveira, P. Navigation Systems Design: An Application of Multi-rate Filtering Theory / P. Oliveira, A. Pascoal // Proc. of OCEANS’98 Conference. - Nice, France, 1998. - Vol. 3. - Pp.1348-1353.Oliveira, P. Navigation Systems Design: An Application of Multi-rate Filtering Theory / P. Oliveira, A. Pascoal // Proc. of OCEANS’98 Conference. - Nice, France, 1998. - Vol. 3. - Pp.1348-1353.Ивановский, Р.И. Некоторые аспекты разработки и использования стационарных фильтров в навигационных системах // Гироскопия и навигация. - 2011. - № 3. - С.102-114Ивановский, Р.И. Некоторые аспекты разработки и использования стационарных фильтров в навигационных системах // Гироскопия и навигация. - 2011. - № 3. - С.102-114Челпанов, И.Б. Опыт и перспективы использования алгоритмов стационарной фильтрации в задачах навигации / И.Б. Челпанов, О.А. Степанов, А.В. Лопарев // Гироскопия и навигация. 2010.- - N 4. - С. 88-89.Челпанов, И.Б. Опыт и перспективы использования алгоритмов стационарной фильтрации в задачах навигации / И.Б. Челпанов, О.А. Степанов, А.В. Лопарев // Гироскопия и навигация. 2010.- - N 4. - С. 88-89.Козелкова, Н.А. Анализ эффективности нестационарных алгоритмов обработки информации в задаче построения инерциальной вертикали / Н.А. Козелкова, А.В. Лопарев. // XII конф. молодых ученых «Навигация и управление движением». - СПб.: ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2010. - С.132-140.Козелкова, Н.А. Анализ эффективности нестационарных алгоритмов обработки информации в задаче построения инерциальной вертикали / Н.А. Козелкова, А.В. Лопарев. // XII конф. молодых ученых «Навигация и управление движением». - СПб.: ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2010. - С.132-140.Сборник задач по теории автоматического управления и регулирования / Под ред. В.А. Бесекерского. - Изд. 3-е, перераб. и доп. - М.: Наука-Физматлит, 1969. - 588 с.Сборник задач по теории автоматического управления и регулирования / Под ред. В.А. Бесекерского. - Изд. 3-е, перераб. и доп. - М.: Наука-Физматлит, 1969. - 588 с.Степанов, О.А. Связь алгоритмов оптимальной стационарной фильтрации и сглаживания // Гироскопия и навигация. - 2004. - N 1. - С.16-26.Степанов, О.А. Связь алгоритмов оптимальной стационарной фильтрации и сглаживания // Гироскопия и навигация. - 2004. - N 1. - С.16-26.Степанов, О.А. Универсальные Matlab-программы анализа потенциальной точности и чувствительности алгоритмов линейной нестационарной фильтрации / О.А.Степанов, Д.А. Кошаев //Гироскопия и навигация. - 2004. - N 2. - C. 81-92.Степанов, О.А. Универсальные Matlab-программы анализа потенциальной точности и чувствительности алгоритмов линейной нестационарной фильтрации / О.А.Степанов, Д.А. Кошаев //Гироскопия и навигация. - 2004. - N 2. - C. 81-92.Ивановский, Р.И. Проблемы чувствительности в задачах обработки информации и управления // Гироскопия и навигация. - 2011. - № 1, 2011. - С.90-104.Ивановский, Р.И. Проблемы чувствительности в задачах обработки информации и управления // Гироскопия и навигация. - 2011. - № 1, 2011. - С.90-104.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.