А.И. Перов1

1 Национальный исследовательский университет «МЭИ» (Москва, Россия)

1 alexp@aha.ru

Постановка проблемы. Навигационная аппаратура потребителей (НАП) спутниковых радионавигационных систем (СРНС) широко используется при решении различных технических задач, одной из которых является определение углов ориентации объекта по сигналам СРНС. Один из перспективных подходов к оцениванию угловой ориентации объекта основан на разложении движения объекта относительно навигационного спутника (НС) на поступательное вдоль линии визирования и вращательное относительно центра масс. Ранее такое раздельное слежение за параметрами радиосигнала, связанными с поступательным и вращательным движениями, рассматривалось для когерентно-некогерентного режима обработки, при котором в процедуре синтеза проводилось усреднение функции правдоподобия наблюдаемой реализации по случайной фазе. В данной работе рассматривается применение этого подхода для когерентного режима работы НАП, в которой используется двухэтапная обработка принимаемых радиосигналов. Это позволит повысить точность оценок угловой ориентации и упростить реализацию разработанных алгоритмов.

Цель. Провести синтез алгоритмов оценивания углов ориентации объекта по сигналам СРНС в когерентном режиме при двухэтапной обработке сигналов в НАП, характеризующегося высокой точностью однозначного оценивания угла ориентации с учетом неоднозначности оценок разностей фаз принимаемых сигналов, и выполнить его имитационное моделирование, иллюстрирующее эффективность предложенных алгоритмов.

Результаты. Разработаны алгоритмы оценивания угла ориентации базовой линии по сигналам СРНС при использовании двухэтапной обработки радиосигналов в когерентном режиме, основанные на разделении движения объекта на поступательное и вращательное, что позволяет осуществлять слежение отдельно за параметрами, связанными с поступательным и вращательным движением радиосигналов. Показано, что информация об угловой ориентации объекта извлекается из оценок параметров радиосигналов, связанных с вращательным движением. Результаты проведенного имитационного моделирования подтвердили эффективность предложенных алгоритмов.

Практическая значимость. Синтезированные алгоритмы оценивания углов ориентации объекта по сигналам СРНС обеспечивают снижение среднеквадратической ошибки оценивания углов ориентации до 0,3 угл. мин, что в 3-4 раза лучше, чем в используемых на сегодняшний аналогичных алгоритмах.

Перов А.И. Алгоритм определения угловой ориентации объекта по радиосигналам спутниковых навигационных систем // Радиотехника. 2024. Т. 88. № 9. С. 5-20. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202409-01

1. ГЛОНАСС. Модернизация и перспективы развития / Под ред. А.И. Перова. М.: Радиотехника. 2020.
2. Гарин Е.Н., Тяпкин В.Н. Методы определения навигационных параметров подвижных средств с использованием спутниковой радионавигационной системы ГЛОНАСС. Красноярск: СФУ. 2012.
3. Перов А.И. Оптимальная фильтрация разности фаз двух сигналов СРНС, принятых в двух пространственно-разнесенных точках // Радиотехника. 2008. Т. 72. № 8. С. 76-82.
4. Перов А.И., Корогодин И.В., Лопатко О.Е. Комбинированная когерентно-некогерентная система определения угла ориентации объекта по сигналам спутниковых радионавигационных систем // Радиотехника. 2009. Т. 73. № 7. С. 88-98.
5. Перов А.И. Одноэтапный когерентно-некогерентный алгоритм определения угловой ориентации объекта по сигналам спутниковой радионавигационной системы // Радиотехника. 2014. Т. 78. № 9. С. 97-105.
6. Перов. А.И. Статистическая теория радиотехнических систем: Учеб. пособие. Изд-е 2-е, перераб. и доп. М.: Радиотехника. 2022.