На примере навигации прослеживается выдающаяся роль Российской академии наук в становлении и развитии науки в стране.

В статье исследуются взаимосвязь, отличия и особенности алгоритмов обработки результатов морской скалярной гравиметрической съемки, синтезируемых в рамках калмановского и винеровского подходов. Анализируются их достоинства и недостатки при решении задач фильтрации и сглаживания. Приводятся и сопоставляются результаты, полученные с использованием различных рекуррентных фильтров путем моделирования и при обработке реальных данных. Обсуждаются проблемы состоятельности фильтров и возможности построения их адаптивных вариантов, предполагающих в том числе идентификацию моделей сигналов и помех.

В работе предложен алгоритм определения в полете угла крена быстровращающегося вокруг продольной оси летательного аппарата с использованием данных триады микромеханических датчиков угловой скорости при движении на неуправляемом участке траектории. Угол крена оценивается при помощи фазового детектора путем демодуляции сигналов поперечных датчиков угловой скорости с последующей обработкой, которая выполняется методом наименьших квадратов.

Модель погрешностей звездного датчика ориентации представлена в виде разложения на флуктуационную и систематическую составляющие. Флуктуационная погрешность возникает при вычислении координат яркостного центра цифрового изображения звезды и обусловлена дискретной структурой сигнала в матричном фотоприемнике. Если наблюдение звезд выполняется через атмосферу, у флуктуационной погрешности появляется дополнительная внешняя компонента, связанная с «дрожанием» изображений звезд из-за атмосферной турбулентности. Систематическая погрешность возникает из-за погрешностей калибровки элементов внутреннего ориентирования цифровой камеры. Для всех составляющих погрешности ориентации получены линеаризованные аналитические выражения и ковариационные матрицы, зависящие от конфигурации наблюдаемого созвездия. Модель погрешностей легко переписывается в форме уравнения наблюдения за погрешностями оценки элементов внутреннего ориентирования камеры в сильносвязанной комплексированной астронавигационной системе. Приведены результаты экспериментальной проверки разработанной модели погрешностей. Численные значения погрешностей, полученные в эксперименте, наглядно показывают, что элементы внутреннего ориентирования цифровой камеры звездного датчика необходимо регулярно калибровать в процессе эксплуатации.

В статье рассматривается алгоритм обнаружения дипольного сигнала на фоне помех при произвольном движении носителя магнитометра. Построенная математическая модель диполя в виде разложения в ряд из шести базисных функций позволяет с одного факта обнаружения диполя произвести как обнаружение, так и оценку местоположения источника. Приведены результаты полунатурного моделирования.

В статье представлены результаты экспериментального исследования применения модифицированной искусственной нейронной сети MFNN (Minimum Fuel Neural Network). При этом задействуется метод разреженного представления комплексных данных с использованием избыточного базиса с оптимизацией за счет норм L0/L1 вместо классического алгоритма на основе быстрого преобразования Фурье (БПФ). Продемонстрировано существенное улучшение способности систем распознавания препятствий и автономного управления железнодорожным транспортом различать близкорасположенные другу к другу объекты, такие как составы на соседних путях сортировочных станций.

В статье предложен метод обнаружения выбросов в погрешностях выработки времени спутниковыми часами (далее – погрешности часов), который основан на взвешенном варианте описания данных с использованием опорных векторов (SVDD – support vector data description) в сочетании с модифицированным медианным абсолютным отклонением (MAD – median absolute deviation), что позволяет устранить ограничения, присущие общепринятому методу MAD. В качестве весов для SVDD применяется локальная достижимая плотность, которая в полной мере учитывает локальные характеристики всех данных. Путем построения минимальной гиперсферы в многомерном пространстве признаков одномерные данные преобразуются в расстояния от векторов до центра гиперсферы, что увеличивает несоответствие между обычными данными и выбросами. Модифицированный метод MAD предполагает проверку расстояния от вектора текущей эпохи до центра гиперсферы на наличие грубых погрешностей, что позволяет выяснить, является ли таковым текущее смещение часов. Для имитационных экспериментов были задействованы точные данные о погрешностях часов спутников BDS-3 с различными интервалами выборки, предоставленные Немецким центром исследования Земли (GFZ). Сравнение результатов применения методов MAD и комбинированного SVDD-MAD (WS-MAD) показывает, что последний способен обнаруживать даже небольшие погрешности в гладко распределенных частотных данных часов и значительные – в данных смещения часов при наличии тренда. Кроме того, обнаружение выбросов и прогнозирование погрешности часов спутников с различными орбитами и типами часов позволяют заключить, что метод WS-MAD повышает их точность в большей степени для спутников МЕО и IGSO, чем GEO. Для тех же МЕО-спутников указанный эффект для водородных часов проявляется сильнее, чем для часов на рубидии.

В статье рассматриваются проблемы использования за рубежом глобальной навигационной спутниковой системы (ГНСС) GPS (США) и технологии, парирующие ее недостатки. Обсуждаются возможности применения сигналов космических аппаратов, размещенных на низких околоземных орбитах, радионавигационной системы eLoran и подходов, не имеющих на сегодня аналогов.

В статье представлен краткий обзор истории развития со- временных научных периодических изданий, посвященных вопросам теории, разработки и применения навигационных приборов морского назначения, а также их анализ.

Описываются пять ведущих мировых журналов, специализирующихся в этой научной области. Рассмотрена тематика их публикаций и приведены рейтинги по данным базы Scopus. В базе данных Российского индекса научного цитирования по ключевым словам найдены десять периодических изданий, в которых публикуется наибольшее количество статей по навигационному приборостроению в России. Перечислены некоторые особенности этих журналов и предложены пути их дальнейшего развития.