Исследование универсальных оптимальных методов финитно-временной и спектрально-финитной обработки навигационных сигналов приборов летательных аппаратов в условиях априорной определенности и параметрической неопределенности


Авторы

Федоринов А. Ю.*, Иванов Ю. П.

Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, ул. Большая Морская, 67, Санкт-Петербург, 190000, Россия

*e-mail: fedorinov_asperant_accaunt@mail.ru

Аннотация

Исследуются финитно-временной и спектрально-финитный методы обработки (фильтрации) сигналов. Эти подходы основаны на теореме ортогонального проецирования и являются оптимальными по критерию минимума суммы дисперсии ошибок. Подходы способны выдавать линейные рекуррентные оценки не марковских сигналов с коррелированными и не коррелированными помехами. Алгоритмы оценки, полученные на основе данного подхода, совпадают по точности с фильтрацией Калмана, применимы к широкому классу моделей сигналов и помех. Разработанные алгоритмы являются более простыми при их реализации, как при полной и не полной априорной определенности, помехоустойчивыми и робастными. Моделирование осуществлялось в среде Mathcad. В настоящее время реализованы и изучены следующие алгоритмы: финитно-временной и спектрально-финитный; с обратной связью / без обратной связи; адаптивный / не адаптивный; с известной помехой или нет, и их комбинации.

Ключевые слова:

финитно-временная обработка, спектрально-финитная оценка навигационных сигналов, оптимальность, универсальность применения, адаптивная фильтрация, теорема ортогонального проецирования, теорема Дуба

Библиографический список

  1. Тяпкин П.С. Аппаратно-программный комплекс для отработки методов слепой обработки сигналов в радиосистемах // Труды МАИ. 2023. № 129. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=173029. DOI: 10.34759/trd-2023-129-17

  2. Сейдж Э., Мелс Дж. Теория оценивания и её применение в связи и управления. - М.: Связь, 1976. – 495 с.

  3. Медич Дж. Статистически оптимальные линейные оценки и управление. - М.: Энергия, 1973. – 440 с.

  4. Шахтарин Б.И. Фильтры Винера и Калмана. – М.: Гелиос АРВ, 2008. – 408 с.

  5. Овакимян Д.Н., Зеленский В.А., Капалин М.В., Ерескин И.С. Исследование методов и разработка алгоритмов комплексирования навигационной информации // Труды МАИ. 2023. № 132. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=176849

  6. Детков А.Н. Оптимальная дискретная фильтрация отсчётов непрерывного случайного процесса на фоне коррелированного марковского шума // Труды МАИ. 2022. № 126. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=169002. DOI: 10.34759/trd-2022-126-16

  7. Иванов Ю.П., Синяков А.Н., Филатов И.В. Комплексирование информационно-измерительных устройств летательных аппаратов. - Л.: Машиностроение, 1984. - 208 с.

  8. Иванов Ю.П., Никитин В.Г. Информационно-статистическая теория измерений. Методы оптимального синтеза информационно-измерительных, критерии оптимизации и свойства оценок. – СПб.: ГУАП, 2011. - 102 с.

  9. Пугачёв В.С. Теория случайных функций. - М.: Физматгиз, 1962. – 882 с.

  10. Иванов Ю.П. Финитно-временной метод оптимальной фильтрации дискретных сигналов // Приборы и Системы. Управление, Контроль, Диагностика. 2018. № 5. С. 23-28.

  11. Френкс Л. Теория сигналов. - М.: Советское радио, 1974. - 344 с.

  12. Бухалёв В.А., Болдинов В.А. Фильтрация сигналов при низкочастотных помехах в измерительно-информационных системах беспилотных летательных аппаратов // Труды МАИ. 2017. № 97. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=87283

  13. Иванов Ю.П. Адаптивная комплексная оптимально-инвариантная фильтрация сигнала // Приборостроение. 2003. № 3. С. 3-9.

  14. Tang. Pham Van, Thang Nguyen Van, Duc Anh Nguyen, Trinh Chu Duc. 15 – State Extended Kalman Filter Design for INS / GPS Navigation System // Journal of Automation and Control Engineering, January 2015, vol. 3, no. 2, pp. 109-114. DOI: 10.12720/joace.3.2.109-11

  15. 15. Иванов Ю.П. Основные идеи финитно-временной и спектрально-финитной методологии обработки измерительной информации // V Международный форум «Метрологическое обеспечение инновационных технологий» (Санкт-Петербург, 02 марта 2023): сборник статей. – Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, 2023. С. 62-63.

  16. 16. Vishal Awasthi, Krishna Raj. A Comparison of Kalman Filter and Extended Kalman Filter in State Estimation // International Journal of Electronics Engineering, 2011, vol. 3, no. 1, pp. 67-71.

  17. Иванов Ю.П., Красненков Н.С., Семенов Д.Н. Сравнительный анализ финитно-временных методов обработки с обратной и без обратной связи // Четвертая Международная научная конференция «Аэрокосмическое приборостроение и эксплуатационные технологии» (Санкт-Петербург, 04–21 апреля 2023): сборник трудов. Ч. 1. – Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, 2023. С. 30-35. DOI: 10.31799/978-5-8088-1819-4-2023-4-1-30-35

  18. Глушков А.Н., Моисеев С.Н., Испулов А.А., Филиппов А.В., Николаев С.В. Способ оценки точности юстировки бортовых локационных систем воздушных судов // Труды МАИ. 2022. № 127. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=170346. DOI: 10.34759/trd-2022-127-16

  19. Горбунов С.А., Ненашев В.А., Мажитов М.В., Хадур А.А. Алгоритм оценивания координат состояния вертолёта в бортовой радиолокационной станции // Труды МАИ. 2022. № 127. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=170348. DOI: 10.34759/trd-2022-127-18

  20. Andria Gregorio, Mario Savino, Amerigo Trotta. Windows and interpolation algorithms to improve electrical measurement accuracy // IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 1989, vol. 38.4, pp. 856-863. DOI: 10.1109/19.31004

  21. Иванов Ю.П., Семенов Д.Н., Красненков Н.С., Сорокина А.В. Синтез и анализ технического обслуживания информационно-измерительных систем на основе графоаналитического метода и виртуального проектирования // Четвертая Международная научная конференция «Аэрокосмическое приборостроение и эксплуатационные технологии» (Санкт-Петербург, 04–21 апреля 2023): сборник трудов. Ч.1. – Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, 2023. С. 36-41. DOI: 10.31799/978-5-8088-1819-4-2023-4-1-36-41


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход