Фильтр Калмана принято считать оптимальным алгоритмом обработки данных при создании интегрированных инерциально-спутниковых навигационных систем, где для описания погрешности местоположения по данным глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС) в слабосвязанной системе зачастую используют белошумную модель. В то же время результаты множества исследований свидетельствуют о том, что эта погрешность имеет характерную временную корреляцию. Корректная модель погрешностей при настройке фильтра Калмана позволит получать оценку точности на уровне фактической, неточная же вызовет расхождение между расчетным и фактическим значениями. Кроме того, оказывается ненадежным метод контроля качества измерений на основе расчетных ковариаций невязок, что не позволяет использовать его для определения грубых промахов. В настоящей работе исследуются модели погрешностей позиционных и скоростных измерений ГНСС и их влияние на эффективность контроля качества функционирования интегрированных инерциально-спутниковых навигационных систем. Для решения проблемы использования модели окрашенных шумов измерений ГНСС и обеспечения соответствия навигационных решений расчетным характеристикам точности в статье применяется метод расширения вектора состояния системы. Приемлемость уточненной модели подтверждается адекватностью контроля качества полученных данных. Результаты моделирования и натурных испытаний показали, что предложенный метод расширения пространства состояний позволяет повысить степень соответствия фактической погрешности оценивания вычисленным в фильтре среднеквадратическим отклонениям и обеспечить адекватную работу алгоритма контроля качества на основе расчетных ковариаций невязок и информационную надежность интегрированной системы.

Рассмотрен алгоритм построения многоконтурной некогерентной системы слежения за радионавигационными параметрами сигналов глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) для системы автономной космической навигации. Выполнен сравнительный анализ точностных характеристик системы с дискриминаторами и фильтром в контуре слежения и предлагаемой системы без дискриминаторов. Исследованы среднеквадратические погрешности оценок, ширина полосы захвата на сопровождение при различных значениях энергетического параметра «сигнал/шум». Выполнена экспериментальная проверка работоспособности предлагаемой схемы слежения.

Качество работы приемника глобальной системы позиционирования GPS обычно зависит от функционирования следящего контура, поэтому его можно считать «сердцем» приемника. Было доказано, что схема фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) более чувствительна к шуму и помехам, чем схема слежения за задержкой (ССЗ). По этой причине ФАПЧ можно использовать как средство исследования рабочих характеристик приемника GPS в присутствии помех. В статье выводится аналитическое решение для расчета погрешности ФАПЧ в присутствии различного рода помех, таких как непрерывные синусоидальные, узкополосные, с частичным перекрытием по полосе, широкополосные, сосредоточенные по спектру и импульсные. Кроме того, аналитически получено пороговое значение отношения несущей к шуму. Полученные аналитические выражения были проверены путем моделирования.

Предложен вариант комплексирования многоантенного приемника спутниковых навигационных систем (СНС) и инерциальных датчиков (гироскопов) с целью вычисления параметров ориентации по фазовым измерениям СНС, содержащим целочисленную неоднозначность, и измерениям абсолютной угловой скорости вращения подвижного объекта. Приводятся результаты исследования предложенного подхода с оценкой потенциальной точности путем имитационного моделирования и натурных испытаний.

Исследуется движение аэродинамически стабилизированных космических аппаратов нанокласса формата CubeSat. Отмечаются особенности поведения наноспутников на низких орбитах, обусловленные как влиянием атмосферы, так и присущими им массово-инерционными характеристиками. Срок существования наноспутников меньше, а угловое ускорение, порождаемое аэродинамическим моментом, значительно больше, чем у спутников с существенными размерами и массой. У наноспутников формата CubeSat возможно возникновение резонансных режимов движения, обусловленных присущим им форм-фактором прямоугольного параллелепипеда. Кроме того, существующие коммерческие пусковые устройства отделения наноспутников, как правило, порождают большие величины начальной угловой скорости, которые носят случайный характер.

В работе выявлены и проанализированы условия, порождающие особенности в движении такого класса космических аппаратов, предложен вероятностный подход к выбору их массовых и инерционных характеристик, исследованы проблемы стабилизации движения и сформированы рекомендации по формированию облика аэродинамически стабилизированного наноспутника формата CubeSat с пассивно-активной магнитной системой гашения колебаний.

С момента ввода ГЛОНАСС в эксплуатацию в 1982 г. прошло 35 лет. Система стала первой глобальной альтернативой GPS и тем самым привлекла внимание пользователей во всем мире. В статье приведена краткая история ГЛОНАСС от возникновения концепции до развития, деградации и модернизации, а также обзор научных работ, в которых изложены аспекты ее разработки и преимущества использования как отдельно, так и совместно с другими глобальными навигационными спутниковыми системами (ГНСС). Рассмотрен опыт применения ГЛОНАСС в Индии в течение всего периода работы системы; в основу исследования положен систематический долгосрочный анализ работы в режиме реального времени на территории Индии и на первоначальном этапе, и на этапе восстановления и модернизации. Учитывая многолетний опыт применения ГЛОНАСС, приводятся рекомендации по дальнейшей популяризации и повышению качества ее работы в Индии. Обзор может быть полезен для более глубокого понимания возможностей и перспектив использования этой системы в регионе.

Разработана методика формирования ионосферной точечной сетки SBAS на основе данных систем радиозатменного мониторинга ионосферы типа COSMIC. Данная методика позволяет рассчитывать значения вертикальной задержки сигнала спутниковых радионавигационных систем на частоте L1 для любой географической точки. Поправки используются одночастотным потребителем для повышения точности оценки своего местоположения при решении навигационной задачи. Совместное использование модели ионосферы и данных систем радиозатменного мониторинга позволяет в реальном времени формировать поправки в глобальном масштабе и выполнять их краткосрочный прогноз. Апробация предложенного метода показала хорошее согласование с данными станций вертикального зондирования и величинами вертикальных задержек сигнала на частоте L1, предоставляемых в виде дифференциальных поправок для потребителей системой EGNOS.

Представлено новое техническое решение, позволяющее существенно снизить затраты на создание и эксплуатацию гидроакустических (ГА) сенсорных сетей, а также сохранить малые габариты и высокую энергоэффективность каждого из узлов сети (модемов, выполняющих, например, функции сетевых устройств связи, узлов донной антенны с длинной базой и прочее). Приведены показатели производительности ГА-сети в режиме, представляющем интерес, в частности, для позиционирования и навигации автономных необитаемых подводных аппаратов: исследованы задержки распространения небольших пакетов данных в ГА-сети, а также вероятности доставки небольших пакетов данных от их источника до конечного получателя (к примеру, команд управления, сенсорных данных, данных о позициях длиннобазовых узлов, синхропоследовательностей). Решение основано на разработке и включении в состав программно-аппаратной платформы гидроакустического модема ГА-модема специализированного программного каркаса EviNS (Evologics intelligent Networking Software Framework), представляющего собой компактное программное обеспечение (ПО). Продемонстрированы результаты экспериментального исследования показателей производительности цифровой ГА-сети, в которой используется часть протоколов программного каркаса EviNS, а именно комбинация протокола некоординированного доступа к среде и протокола маршрутизации, основанного на алгоритме «затопления» сети с управлением по порядковому номеру (контролем номеров пакетов данных и рестранслирующих узлов сети). Полученные в экспериментах значения вероятностей и задержек доставки данных от источника до конечного получателя предоставляют пользователю сети необходимые сведения для планирования задач по групповому взаимодействию и оперативной координации узлов ГА-сети, в частности мобильных узлов на подводных аппаратах (по крайней мере, в ГА-сетях с конфигурацией и размерами, аналогичными приведенным в статье).

Рассматривается история развития морских гирокомпасов в СССР и в России. Отмечается, что, несмотря на развитие и внедрение гирогоризонткомпасов (ГГК), бескарданных инерциальных систем, спутниковых компасов (СНС-компас), классический гирокомпас (маятниковый и корректируемый), в силу его простоты в эксплуатации и низкой стоимости при достаточной для безопасности плавания точности, остается и останется востребованным навигационным прибором, что требует его развития и совершенствования.