Метод повышения точности и надёжности навигационно-измерительных систем на основе комплексной оптимально-инвариантной фильтрации произвольных сигналов в условиях избыточности устройств обработки информации


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

В работе представлен метод повышения точности и надёжности комплексной системы фильтрации навигационных сигналов на основе использования избыточности оптимальных финитно-временных методов обработки информации без обратной и с обратной связями в условиях полной априорной определённости и параметрической априорной неопределённости с использованием оптимальной автоматической идентификации состояний измерителей по критерию В.А. Котельникова. Исследуемая информационно-измерительная система содержит двухканальную систему измерения и два финитно-временных алгоритма обработки информации. Рассматривается метод комплексной на основе использования фильтра разностного сигнала (ФРС) оптимально-инвариантной линейной фильтрации дискретных сигналов информационно-измерительных систем в условиях полной априорной определённости помех измерения и в условиях априорной параметрической неопределённости относительно вида моделей низкочастотных помех измерения. Моделями помех измерения могут быть, в общем случае, произвольные случайные флуктуационные процессы или аддитивная комбинация произвольных флуктуационных и регулярного вида квазидетерминированного нестационарного случайного процесса. Предполагается, что фильтр разностного сигнала реализует алгоритм фильтрации сигналов в соответствии с оптимально-идентифицированными состояниями измерителями комплексной системы по критерию В.А. Котельникова. Моделирование проводилась в среде Mathcad.

Ключевые слова:

оптимальная фильтрация, финитно-временные методы оценки сигналов, избыточность алгоритмов фильтрации комплексной системы

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: https://trudymai.ru/published.php?ID=87283
  13. 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, 2015, vol. 3 (2), pp. 109-114. DOI: 10.12720/joace.3.2.109-114
  14. Awasthi V., Krishna R. 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.
  15. 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
  16. 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
  17. 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
  18. Букирёв А.С. Способ диагностирования комплекса бортового оборудования воздушных судов на основе машинного обучения // Труды МАИ. 2023. № 133. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=177672
  19. 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
  20. Чернодаров А.В., Иванов С.А. Идентификация моделей и адаптивная фильтрация шумов инерциальных измерителей // Труды МАИ. 2018. № 99. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=91962
  21. Вовасов В.Е., Бетанов В.В., Турлыков П.Ю. Комплексирование навигационного приемника и акселерометров для оценки координат и ориентации высокодинамичных объектов // Труды МАИ. 2017. № 96. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=85834
  22. Лебедев Г.Н., Михайлин Д.А., Румакина А.В. Многоступенчатая идентификация неизмеряемых параметров полета при комплексировании сигналов бортовых измерительных средств // Труды МАИ. 2016. № 91. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=75637


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход