Важнейшие свойства спутниковой навигации, такие как глобальность и малая зависимость от погодных условий, возможность проведения измерений в любой точке Земли и околоземного пространства, позволяют успешно использовать ее в контуре управления космическим аппаратом (КА) наблюдения и для обеспечения его автономного функционирования. Рассматриваются вопросы состава, построения и оценки точности навигации КА при использовании сигналов от глобальных навигационных спутниковых систем. Статья по докладу на XXI Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам.

Предлагается решение задачи навигации геостационарного космического аппарата по измерениям навигационных спутников с применением нелинейных уравнений динамики, включающих такие возмущающие факторы, как несферичность гравитационного поля Земли, притяжение Луны и Солнца, прямое солнечное давление. Решение, в котором применяется итерационный фильтр Калмана на основе UD-разложения, ориентировано на бортовую реализацию в условиях ограниченных вычислительных ресурсов. Полученные с помощью фильтра Калмана оценки текущих координат и составляющих скорости учитываются при интегрировании нелинейных уравнений движения космического аппарата до следующего момента решения. С использованием имитатора сигналов и реального приемника GPS подтверждена эффективность предложенного решения с точки зрения точностных требований к бортовой аппаратуре спутниковой навигации космического базирования при неточном знании коэффициента светового давления.
Статья по докладу на XXI С.-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам.

В статье приведены результаты исследования спектральных характеристик современных глобальных моделей гравитационного поля Земли, полученных по космическим гравиметрическим миссиям CHAMP, GRACE и GOCE. Выполнена оценка разрешающей способности при заданной точности.

Представлены предложения по обеспечению совместимости и взаимодополняемости методов Real Time Kinematic (RTK) и Precise Point Positioning (PPP) высокоточного позиционирования подвижных объектов с помощью малобюджетной аппаратуры ГЛОНАСС/GPS, позволяющие перейти к широкому внедрению передовых модификаций этих методов и не требующие изменения существующей наземной инфраструктуры.

Рассматриваются основные методы повышения стойкости микромеханических гироскопов (ММГ) к механическим воздействиям. На базе выявленных признаков, используемых как критерии стойкости, предложена многоаспектная классификационная схема, позволяющая систематизировать данные об их взаимосвязях с конструктивным исполнением приборов, в состав которых входят ММГ, и выявлять новые, перспективные принципы их построения.

Статья посвящена построению географически ориентированного горизонтного трехгранника в целях определения координат места объекта методом навигационного счисления (НС). Показано, что для решения этой задачи в большинстве практически значимых случаев следует вместо инерциального использовать метод, названный автором ГОКМ (гироскопическое ориентирование с корректируемым маятником) и заключающийся в том, что ошибка счислимых координат, обусловленная построением плоскости горизонта по показаниям акселерометров, возмущенных путевыми ускорениями объекта, может быть безынерционно откорректирована по информации внешних измерителей скорости. Предложена схема практической реализации высокоточного НС с помощью трехгранника акселерометров и только одного бескарданного электростатического гироскопа, являющаяся одновременно и примером практической реализации, и прообразом класса одногироскопных систем ориентирования, предназначенных для поддержки навигационного счисления.

В статье представлен новый метод определения местоположения по данным гравитационного градиентометра с помощью нейро-нечеткого моделирования, который также может использоваться для коррекции показаний инерциальной навигационной системы с применением фильтра Калмана. Поскольку изменения гравитационного градиента главным образом связаны с особенностями рельефа, данные о высоте используются для моделирования гравитационных градиентов. Чтобы продемонстрировать потенциальные возможности метода, исследуются два типа рельефа – изрезанный и гладкий, в обоих случаях метод обеспечивает высокую точность навигации. Также анализируется применимость метода при полете на разных высотах.

В районах с ослабленным приемом сигналов GPS, например в городских условиях, необходимо использовать альтернативные способы коррекции показаний инерциальных навигационных систем (ИНС). Обсуждается задача использования при навигации микролетательных аппаратов (МЛА) в качестве ориентиров зданий, выделенных на аэроснимках. В статье представлен новый метод решения этой задачи. Для реализации предложенного алгоритма на борту МЛА в процессе полета необходимо, чтобы соответствующие вычисления выполнялись быстро и автоматически, без перенастройки параметров оператором. В целях обеспечения максимально широкого диапазон применений алгоритма не налагается никаких ограничений на параметры зданий, что позволяет распознавать различные типы зданий сложной формы.

Статья по докладу на XXI Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам.

Предложен подход к идентификации параметров модели подвижного объекта в условиях воздействия на него внешних возмущений. Оценки параметров вырабатываются с использованием итерационной процедуры, состоящей из оценки вектора состояния объекта, включающего в свой состав возмущения, и оценки параметров модели объекта с применением метода наименьших квадратов. Идентифицированные параметры достаточно устойчивы к различным внешним возмущениям. Приведены результаты моделирования предложенного подхода, который был опробован при натурных испытаниях.

Рассматривается классическая задача выбора оптимального времени, когда необходима замена системы или ее части, которая обобщается на случай, когда качество функционирования системы характеризуется соответствующей функцией штрафа. Эта постановка применяется к навигационно-информационным системам, в которых штраф определяется точностью соответствующих навигационных параметров. Предлагаются и обсуждаются три модели оптимизации. Приводятся простые примеры, иллюстрирующие полученные результаты.

В настоящее время актуальны прецизионные измерения малых электрических параметров в реальном времени в динамическом диапазоне порядка 100 дБ. Для обеспечения минимальной погрешности измерения и устойчивого функционирования в широком диапазоне предлагается использовать нелинейное аналого-цифровое преобразование специального вида. Описан лабораторный комплекс с макетом нелинейного аналого-цифрового преобразователя, который позволяет измерять постоянный входной ток, значения которого лежат в диапазоне 1 нА – 1 мкА с относительным значением СКО, не превышающим 1 – 0,03% соответственно.