Многокритериальная оптимизация траектории воздушного судна в зоне функционального дополнения спутниковой системы навигации

Радиолокация и радионавигация


Авторы

Ерохин В. В.

Иркутский филиал «Московского государственного технического университета гражданской авиации», ул. Коммунаров, 3, Иркутск, 664047, Россия

e-mail: ww_erohin@mail.ru

Аннотация

Перспективным направлением совершенствования системы организации и управления воздушным движением является реализация концепции — связь, навигация, наблюдение и организация воздушного движения разработанной международной организацией гражданской авиации. Данная концепция основывается на принципах радиовещательного автоматического зависимого наблюдения, которое представляет собой цифровую систему передачи воздушным судном параметров траекторного движения по данным глобальной навигационной спутниковой системы. Для решения задач высокоточного местоопределения и обеспечения безопасности полетов используется наземная система функционального дополнения. На основе методов многокритериальной оптимизации синтезирован алгоритм управления траекторией воздушного судна в районе аэродрома. Показано, что разработанный алгоритм позволяет находить компромиссное решение при векторном критерии оптимизации. Сформулированы предложения по построению пространственных траекторий с целью достижения высокой точности навигационных определений.

Ключевые слова

глобальная навигационная спутниковая система, траектория, многокритериальная оптимизация, функциональное дополнение, зональная навигация, оптимальное управление, фильтр Калмана

Библиографический список

  1. Глобальный аэронавигационный план на 2013-2028г.г. Международная организация гражданской авиации. Doc 9750-AN/963. URL: http://www.aviadocs.net/icaodocs/docs/9750_cons_ru

  2. Вовк В.И., Липин А.В., Сарайский Ю.Н. Зональная навигация. – СПб.: Министерство транспорта РФ. Гос. служба гражданской авиации. Академия гражданской авиации, 2004. – 123 с.

  3. Емельянцев Г.И., Степанов А.П. Интегрированные инерциально-спутниковые системы ориентации и навигации / Под ред. В.Г. Пешехонова – СПб.: ГНЦ РФ АО "Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2016. – 394 с.

  4. Перова А.И., Харисов В.Н. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования. – М.: Радиотехника, 2010. – 800 с.

  5. Ревнивых С.Г., Сердюков А.И., Болкунов А.И. Некоторые аспекты проектирова-ния перспективных глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) // Тру-ды МАИ. 2009. № 34. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=8225

  6. Иванов В.Ф., Кошкаров А.С. Повышение помехоустойчивости навигационной аппаратуры потребителя ГЛОНАСС за счет комплексирования с инерциальными навигационными датчиками // Труды МАИ. 2017. № 93. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=80455

  7. Серкин Ф.Б., Важенин Н.А., Вейцель А.В. Анализ характеристик прототипа локальной системы местоопределения // Труды МАИ. 2016. № 86. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=67824

  8. Арефьев Р.О., Арефьева Н.Г., Скрыпник О.Н. Совершенствование аэронавигационного обеспечения этапа посадки путем оптимизации размещения псевдоспутников ГЛОНАСС // Труды МАИ. 2017. № 92. URL: http://trudymai.ru/published.php?ID=77182

  9. Ахмедов Р.М., Бибутов А.А., Васильев А.В. Автоматизированные системы управления воздушным движением: Новые информационные технологии в авиации – СПб.: Политехника, 2004. – 446 с.

  10. Doukas D, Berends J, Rees M, Kerkhofs G CNS/ATM Ground Station and Service Status Reports; SUR.ET1.ST05.2000-STD-16-01; European Air Traffic Management: Brussels, Belgium. 2009.

  11. Abdulaziz A, Yaro A.S., Adam A.A., Kabir M.T., Salau H.B. Optimum Receiver for Decoding Automatic Dependent Surveillance Broadcast (ADS-B) Signals // American Journal of Signal Processing. 2015. Vol. 5, no. 2, pp. 23-31.

  12. Chen Y-H, Lo S., Akos D.M., Wong G., Enge P.A. Testbed for Studying Automatic Dependent Surveillance Broadcast (ADS-B) Based Range and Positioning Performance to Support Alternative Position Navigation and Timing (APNT) // Proceedings of the 26th International Technical Meeting of The Satellite Division of the Institute of Navigation (ION GNSS+ 2013), Nashville, TN: 09-2013, pp. 263-273

  13. Cho T., Lee C., Choi S. Multi-Sensor Fusion with Interacting Multiple Model Filter for Improved Aircraft Position Accuracy. Sensors 2013, 13, 4122-4137; doi:10.3390/s130404122.

  14. Philips R. Relative and Differential GPS // System Implication and Innovative Applications of Satellite Navigation, AGARD Lecture Series 207, 1996, pp. 5.1-5.22

  15. Штойер Р. Многокритериальная оптимизация. Теория, вычисления и приложения. – М.: Радио и связь, 1992. – 504 с.

  16. Михалевич В.С., Волкович В.Л. Вычислительные методы исследования и проектирования сложных систем. – М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1982. – 287 с.

  17. Гермейер Ю.Б. Введение в теорию исследования операций. – М.: Наука, Главная редакция физико-математической литературы, 1971. – 384 с.

  18. Машунин Ю.К. Методы и модели векторной оптимизации. – М.: Наука, 1986. – 143 с.

  19. Карлин С. Математические методы в теории игр, программировании и экономике. – М.: Мир, 1964. – 839 с.

  20. Воронов Е.М., Репкин А.Л., Савчук А.М., Сычев С.И. Формирование структуры траекторного управления летательного аппарата и многокритериальной оптимизации ее параметров // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия: Приборостроение. 2014. № 5. С. 3- 39.

  21. Сейдж Э.П., Уайт Ч.С. Оптимальное управление системами. – М.: Радио и связь, 1982. – 392 с.

  22. Лазарев Ю.Н. Управление траекториями аэрокосмических аппаратов. – Самара: Самарский научный Центр РАН, 2007. – 275 с.

  23. Гераськин М.И., Лазарев Ю.Н. Терминальное управление спуском аэрокосмического аппарата в атмосфере при ограничениях на режимы движения // Известия Академии наук. Теория и системы управления. 2001. № 5. C. 168 – 174.

  24. Лазарев Ю.Н., Гераськин М.И. Алгоритм решения многокритериальных задач управления // Известия Самарского научного центра РАН. 2001. № 1. С. 80 – 85.

  25. Aleshechkin A. M., Erokhin V. V. Trajectory optimization of dynamically controlled objects in INS/GNSS integrated navigation system // Gyroscopy and Navigation, January 2017. Vol. 8. Issue 1. pp. 15 – 23.

  26. Полак Э. Численные методы оптимизации. Единый подход. – М.: Мир, 1974. – 376 c.

  27. Летов А.М. Аналитическое конструирование регуляторов // Автоматика и телемеханика. 1961. № 4. С. 436–441; № 5. С. 526 – 531; № 6. С. 661 – 665; 1962. № 4. С. 425 – 435.

  28. Kalman R.E. Contribution to the Theory of Optimal Control // Bullet Soc. Math. Mech. 1960. Vol. 5, no. 1, pp. 102–109.

  29. Kalman R.E., Busy R. New Results in Linear Filtering and Prediction Theory // J. Basic Eng. Trans. ASME. 1961. Vol. 83, pp. 95–108.


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2021

Вход