2. Комплексирование измерителей высоты в су ла.

Применение избыточных датчиков для решения трёх задач:

а) преодоление естественных недостатков, присущих тем или иным видам измерителей,

б) повышение суммарной точности оценок параметров полёта,

в) повышение надёжности СУ ЛА.

Если мы имеем несколько измерений одной и той же случайной величины (х), то мы можем построить линейную оценку, оценку с минимальной дисперсией . такая линейная оценка при правильном выборе коэффициентов будет несмещённой, состоятельной, эффективной

Датчики высоты.

Баровысотомер, нейтронные и ионизационные датчики высоты.

- квант излучения, на борту стоит ЧЭ и по частоте щёлканий можно судить о высоте.

Баровысотомер (БВ):

+ скрытность работы

- точность не обеспечивает полёт на сверхмалой высоте

- зависимость от местного давления (барометрического)

- зависимость от скорости полёта и углов атаки

ИНС (инерциальные нав. сист.)

+ отсутствие демаскирующих излучений

+ отсутствие возможности создания помех извне

- относительно низкая надёжность

- точность работы не обеспечивает полёт на сверхмалых высотах

- скорость ухода нарастает пропорционально времени, прошедшему со времени последней коррекции (как квадрат времени)

АПСН

По габаритам сопоставима с только что рассмотренной системой. Точность зависит от количества спутников. При наличии 3-4 спутников точность по высоте порядка 20-50м.

РВ (Радио высотомер)

+ только РВ обеспечивает полёт на сверхмалых высотах

- подверженность помехам

- наличие демаскирующих признаков

Чтобы обеспечивать полёт на сверхмалых высотах необходим РВ, но требуется его комплексирование с другими системами измерения высоты.

Синтез и исследование комплексированной системы измерения параметров движения ЛА

Цель работы – построение и исследование системы комплексирования параметров высоты полета при различных погрешностях датчиков.

Постановка задачи

Комплексной измерительной системой (КИС) называется система, использующая для повышения точности оценки физической величины совместную обработку информации от нескольких измерительных устройств, определяющих либо эту же величину, либо величины, связанные с ней функциональными и операторными зависимостями. Комплексирование авиационных измерительных устройств позволяет повысить точность, надёжность и помехозащищённость измерения параметров сигналов, а также улучшить динамические характеристики системы.

Рассмотрим построение КИС на примере измерения высоты полета ЛА. В качестве измерителей будем рассматривать барометрический и радиотехнических измерители скорости.

Барометрические измерители высоты. Баровысотомер основан на использовании функциональной зависимости давления и температуры воздушного столба от высоты полета ЛА. Простой и надежный в конструктивном и схемном плане прибор обладает, однако, существенными составляющими методической и инструментальной погрешностей. Барометрический метод позволяет измерять лишь высоту относительно уровня моря или другого места с заданным уровнем давления. Он не позволяет определять текущую (истинную) высоту относительно подстилающей поверхности, так как изобары (линии равных давлений) не эквипотенциальны земной поверхности. Это следует учитывать при комплексирования барометрических измерителей с измерителями высоты, основанными на других физических принципах.

Радиотехнический измеритель высоты. Радиовысотомер из­меряет истинную высоту полета над пролетаемой местностью. Характер отраженного сигнала находится в сильной зависи­мости от свойств подстилающей поверхности, что приводит к необходимости введения фильтров в выходные блоки радио­высотомера. Эти фильтры в основном определяют динамику измерителя по полезному сигналу:

;

где —размерный коэффициент;

— постоянная времени; .

Шумовая (флюктуационная) составляющая погрешности обычно описывается стационарным случайным процессом ти­па белого шума с корреляционной функцией . Значение среднеквадратической погрешности зависит от высоты и характера подстилающей поверхности.

Для радиовысотомера малых высот (диапазон 0—1500м) ориентировочные значения составляют: на высотах 0—10 м и на высотах более 10 м.

Баровысотомер реагирует на изменение местного давления, угол атаки, изменение скорости полета.

Эти недостатки помогает в значительной степени преодолеть комплексирование измерителей высоты. Вариантов решения этой задачи много. Рассмотрим несколько примеров.

Комплексирование радиовысотомера (РВ) и баровысотомера (БВ) с использованием сигнала «Надежность РВ» (Рис. 7).

Рис. 7 – структурная схема комплексирования высоты полета ЛА
;
;

«Надежность РВ»(ДД) – «данные достоверны»

При отсутствии «Надежности РВ» запоминается последняя поправка к показаниям БВ. Эта же схема обеспечивает введение «поправки дня».

2. Комплексирование РВ, БВ и гировертикали с использованием сигнала «Надежность РВ» (Рис.8).

Рис.8 – Схема комплексирования с использованием сигнала гировертикали