350 rub
Journal Radioengineering №10 for 2010 г.
Article in number:
Complex Information Processing for Navigation Systems (the Methods Review)
Keywords:
Kalman
Stratonovich
complex
information
processing
optimal
linear
estimation
nonlinear
OLE
MONE
GLONASS
GPS
Authors:
Yu.A. Soloviev
Abstract:
The half-century historical review of the integration and the navigation information statistical processing methods is presented. The first navigation system integration works are outlined of 50-60 years of the XX century. They are based on the theory of the control system with the constant coefficients which are invariant to the object motion. The accuracy increase requirements are resulted in the statistical processing algorithms based on L. Zadeh J. Ragazzini V. Semenov methods. The greatest progress stemmed from the utilization of the recurrent optimal linear estimation (OLE) equations which are known as «the Kalman filter». The article gives the most known aviation and marine works and their authors. Specially the works are marked with the model error sensitivity estimation, adaptation and employment at the complicated hierarchy and federative navigation systems.
The works of R. Stratonovich, V. Tichonov, M. Yarlykov and other results are carried out in the field of Marcov optimal nonlinear estimation (MONE). They allow the algorithms synthesis with the principle nonlinearity and introduced the wide employment of the Marcov optimal nonlinear estimation methods for the navigation information and signal processing. The MONE methods permit to receive the optimal or suboptimal demodulators, discriminators and other navigation radio equipment. They are applied for the inertial navigation system information and Doppler, altimeter, satellite GLONASS/GPS and other radionavigation systems signal processing.
The article presents many OLE equations aviation, marine and other realization examples. The 46 source bibliography contains the most important articles and monographs about the OLE and MONE applications in navigation systems. The future works directions are formulated.
Pages: 4-8
References
- Боднер В.А., Селезнев В.П., Овчаров В.Е. К теории инерциальных демпфированных систем с произвольным периодом, инвариантных по отношению к маневрированию объекта // Изв. АН СССР, ОТН, Энергетика и автоматика. 1959. №3.
- Dworetzky L. H., Edwards A. Principles of Doppler-Inertial Guidance // ARS J. 1959. V. 29. № 12. December.
- Пугачев В.С. Теория случайных функций и ее применение к задачам автоматического управления. М.: Физматгиз. 1960.
- Солодовников В.В. Статистическая динамика линейных систем автоматического управления. М.: Физматгиз. 1960.
- Крутько П.Д. Статистическая динамика импульсных систем. М.: Сов. радио. 1963.
- Челпанов И.Б. Оптимальная обработка сигналов в навигационных системах. М.: Наука. 1967.
- Kalman R. E. A New Approach to Linear Filtering and Prediction Problems, Trans. ASME, 82D. // J. Basic Eng. March. 1960.
- Kalman R.E., Bucy R.S. New Results to Linear Filtering and Prediction Theory, Trans. ASME, 83D. //J. Basic Eng. March. 1961.
- Fagin S.L. A Unified Approach to the Error Analysis of Augmented Dynamically Exact Inertial Navigation Systems // IEEE Trans. on ANE. 1964. №4.
- Соловьев Ю.А. Оценка потенциальной точности комплексных навигационных систем. Доклад на 21-й НТК. Л.: ЛИАП. 1-3.02.1968.
- Ривкин С.С. Метод оптимальной фильтрации Калмана и его применение в инерциальных навигационных системах. Л.: Судостроение. Ч.1. 1973; ч.2. 1974.
- Малаховский Р.А., Соловьев Ю.А. Оптимальная обработка информации в комплексных навигационных системах самолетов и вертолетов // Зарубежная радиоэлектроника. 1974. №3.
- Харин Е.Г., Виноградов О.В. и др. Летные испытания пилотажно-навигационных комплексов самолетов и вертолетов / под ред. Е.Г. Харина. М.: Машиностроение. 1985. 128 с.
- Харин Е.Г. Комплексная обработка информации навигационных систем летательных аппаратов. М.: Изд-во МАИ. 2002. 264 с.
- Бабич О.А. Обработка информации в навигационных комплексах. М.: Машиностроение. 1991.
- Красовский А.А., Белоглазов И.Н., Чигин Г.П. Теория корреляционно-экстремальных навигационных систем. М.: Наука. 1979. 448 с.
- Каминский П.Г. и др. Обзор современных методов дискретной фильтрации, использующих квадратные корни матриц // Зарубежная радиоэлектроника. 1973. №6.
- Ривкин С.С. О расчете погрешностей гироскопических и инерциальных систем при случайных воздействиях (обзорный доклад), Навигация и управление движением // Сб. докл. IIНТК молодых ученых, 28-30 марта 2000 г. С-Пб: ЦНИИ «Электроприбор». 2000.
- Дмитриев С.П. Высокоточная морская навигация. Л.: Судостроение. 1991.
- Дмитриев С.П., Шимелевич Л.И. Нелинейные задачи обработки навигационной информации. Л.: ЦНИИ «Румб». 1977.
- Дмитриев С.П., Пелевин А.Е. Задачи навигации и управления при стабилизации судна на траектории. С.-Пб.: ГНЦ«ЦНИИ«Электроприбор». 2004. 158 с.
- Griffin R.E., Sage A.P. Large and Small Scale Sensitivity Analysis of Optimum Estimation Algorithms // IEEE Trans. Autom. Control. 1968. V. AC-13. № 4. P. 320 -329.
- Tabuchi T., Soeda T. On the Estimation of Noise Covariance in Linear Discrete Time Systems // Int. J. of Systems Science. 1978. V.9. № 5.
- Willsky A.S., et al. Combining and Updating of Local Estimates and Regional Maps Along Sets of One-Dimensional Tracks. // IEEE Trans. on AC. 1982. V. AC-27. № 4.
- Соловьев Ю.А. Алгоритмы оптимальной двухуровневой обработки информации и оценки точности навигационных комплексов. Научно-методические материалы по авиационным радиоэлектронным комплексам и их эксплуатации. М.: ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского. 1984. С. 167 - 181.
- Тупысев В.А., Тюменева Г.В. Обработка информации при модульной структуре навигационного комплекса. Л.: Судостроение. 1984. № 8.
- Carlson N.A.Federated Filter for Distributed Navigation and Tracking Applications // Proc. ION58thAnnualMeeting. 24-26 June2002. Albuquerque, NM.
- Стратонович Р.Л. К теории оптимальной нелинейной фильтрации случайных функций // Теория вероятностей и ее применения. 1959. IV. Вып. 2. С. 239-242.
- Стратонович Р.Л. Применение теории процессов Маркова для оптимальной фильтрации сигналов // Радиотехника и электроника. 1960. V. № 11. С. 1751-1763.
- Ярлыков М.С. Применение марковской теории нелинейной фильтрации в радиотехнике. М.: Сов. радио. 1980. 360 с.
- Ярлыков М.С. Статистическая теория радионавигации. М.: Радио и связь. 1985.
- Ярлыков М.С., Миронов М.А. Марковская теория оценивания случайных процессов. М.: Радио и связь. 1993.
- Степанов О.А. Применение теории нелинейной фильтрации в задачах обработки навигационной информации. С.Пб.: ЦНИИ «Электроприбор», 1998.
- Марковская теория оценивания в радиотехнике / под ред. М.С. Ярлыкова. М.: Радиотехника. 2004. 504 с.
- Соловьев Ю.А. Комплексирование глобальных спутниковых радионавигационных систем ГЛОНАСС и GPSс другими навигационными измерителями // Радиотехника. 1999. №1.
- Соловьев Ю.А. Спутниковая навигация и ее приложения. М.: Эко-Трендз. 2003. 326 с.
- Volk Ch., Lincoln J., Tazartes D. Northrop Grumman-s Family of Fiber-Optic Based Inertial Navigation Systems. www.northropgrumman.com.
- Salychev O.S. Inertial Systems in Navigation and Geophysics. Moscow, Bauman MSTU Press.1998.
- Алешин Б.С., Афонин А.А., Веремеенко К.К.и др. Ориентация и навигация подвижных объектов: современные информационные технологии. М.: Изд. «Физматлит». 2006. 422 с.
- Grewal M.S., Weill L.R., Andrews A.P. Global Positioning Systems, Inertial Navigation, And Integration, Second Edition, Wiley-Interscience. AJohnWiley& Sons, Inc., Publication. 2007.
- Степанов О.А. Основы теории оценивания с приложениями к задачам обработки навигационной информации. Ч.1. Введение в теорию оценивания. С.Пб.: ГНЦ РФ «ЦНИИ «Электроприбор». 2009.
- Рубинович Е.Я. 50 лет фильтру Калмана // Материалы общероссийского семинара «Современные методы навигации и управления движением: модели и методы обработки информации в задачах управления движением», посвященный 80-летию Р. Калмана. М: ИПУ им. В.А. Трапезникова РАН. 1.04.2010.
- Дишель В.Д. Методы высокоточной навигации и ориентации в первой корректируемой инерциально-спутниковой системе управления космических средств выведения // Материалы общероссийского семинара «Современные методы навигации и управления движением: модели и методы обработки информации в задачах управления движением», посвященный 80-летию Р. Калмана. М.: ИПУ им. В.А. Трапезникова РАН. 1.04.2010.
- Аникин А.Л., Хованец С.Я., Аксенов С.Ю. Алгоритмы интегральной аппроксимации в задачах тесносвязанного комплексирования приемника спутниковой навигации и инерциальной навигационной системы // Новости навигации. НТЦ «Интернавигация». 2009. №1.
- Харин Е.Г., Копылов И.А., Копелович В.А., Клабуков Е.В. Летные исследования алгоритмов комплексной обработки информации инерциальных и радионавигационных систем // Новости навигации. НТЦ «Интернавигация». 2010. №1.
- Соловьев Ю.А., Царев В.М., Коровин А.В., Устюжанин Д.А. Развитие глобальных навигационных спутниковых систем и широкозонных функциональных дополнений // Радиотехника. 2009. №7.