Введение
1 Обзор навигационных систем беспилотных летательных аппаратов 10
1.1 Постановка задачи управления беспилотными летательными аппаратами 10
1.2 Обзор навигационных систем 13
1.2.1 Классификация навигационных систем, применяемых для беспилотных летательных аппаратов 13
1.2.2 Инерциальные навигационные системы 14
1.2.3 Доплеровские навигационные системы 16
1.2.4 Корреляционно-экстремальные навигационные системы 17
1.2.5 Дальномерные навигационные системы 18
1.2.6 Спутниковые навигационные системы 19
1.3 Выбор оптимальной навигационной системы 20
1.3.1 Критерии оптимальности навигационной системы 20
1.3.2 Комплексирование автономной и спутниковой навигационных систем 21
1.4 Выбор метода комплексирования датчиков навигационной информации 24
1.4.1 Комплексная первичная и вторичная обработка информации 24
1.4.2 Применение методов марковской теории нелинейной оптимальной фильтрации 26
1.4.3 Оптимальная фильтрация на фоне окрашенных шумов наблюдения 28
1.5 Анализ существующих схем комплексирования навигационных датчиков 33
Выводы 38
2 Математические модели объектов 39
2.1 Математические модели движения беспилотного летательного аппарата
2.1.1 Детерминированная нелинейная математическая модель 39
2.1.1.1 Уравнения пространственного движения 39
2.1.1.2 Вычисление внешних и внутренних сил 42
2.1.1.3 Вычисление аэродинамических моментов 44
2.1.2 Уравнения динамики поступательного движения беспилотного летательного аппарата в траекторной системе координат 46
2.1.3 Введение траекторных углов атаки, скольжения и крена в вектор состояния модели 50
2.1.4 Математические модели возмущающих факторов 54
2.1.5 Стохастическая нелинейная модель 56
2.1.6 Полная линейная модель 58
2.1.7 Разделение полной линейной модели на изолированные продольное и боковое движения 61
2.2 Математические модели датчиков 63
2.2.1 Анализ статистической обработки навигационных данных бортовой спутниковой навигационной системы 63
2.2.2 Математические модели датчиков автономной навигационной системы 69
Выводы 72
3 Синтез оптимальных алгоритмов обработки информации 73
3.1 Комплексирование датчиков навигационной информации без использования модели беспилотного летательного аппарата 73
3.1.1 Преодоление априорной неопределенности 73
3.1.2 Комплексирование измерителей путевой скорости и воздушной скорости 74
3.1.3 Комплексирование измерителей высоты 81
3.1.4 Комплексирование измерителей угла пути и магнитного курса 89
3.2 Построение оптимальной навигационной системы с использованием модели беспилотного летательного аппарата
3.2.1 Разделение синтезируемой навигационной системы на продольный и боковой каналы 94
3.2.2 Синтез алгоритма функционирования продольного канала 96
3.2.3 Синтез алгоритма функционирования бокового канала 105
3.2.4 Синтез оптимальной системы оценивания горизонтальных координат И4
3.2.5 Вариант построения оптимальной навигационной системы 120
Выводы 122
4 Экспериментальный раздел 123
4.1 Дискретная форма алгоритмов оптимальной фильтрации 123
4.1.1 Преобразование алгоритмов оптимальной фильтрации в дискретную форму 123
4.1.2 Алгоритм оптимальной фильтрации параметров продольного канала (дискретная форма) 124
4.1.3 Алгоритм оптимальной фильтрации параметров бокового канала (дискретная форма) 128
4.1.4 Алгоритм функционирования оптимальной навигационной системы (дискретная форма) 129
4.2 Реализация алгоритма работы навигационной системы средствами бортового вычислителя навигационных параметров 135
4.2.1 Устройство и работа бортового вычислителя 135
4.2.2 Разработка управляющей программы 137
4.3 Стенд для отработки программного обеспечения навигационно пилотажной системы беспилотного летательного аппарата 139
4.3.1 Назначение 139
4.3.2 Перечень оборудования рабочего места 139
4.3.3 Устройство и работа стенда 140
Выводы 144
Заключение 145
Перечень использованных источников 147
Приложения 153
Акт внедрения 185
