Лекция: Имитационная модель в пакете Matlab (Simulink) функционирования ИСОН

Для исследования алгоритмов работы ИСОН с высоким уровнем интеграции и оценки точности решения задач ориентации и навигации подвижного объекта была разработана в пакете Matlab (Simulink) имитационная модель функционирования ИСОН, включающая:

• имитационную модель движения группировки навигационных спутников (НС) по орбитам, близким к круговым, которая содержит формирование параметров поступательного движения ц.м. в геоцентрической гринвичской системе координат (эфемеридной информации для каждого ) с учетом принятой модели гравитационного поля Земли;
• имитационную модель движения объекта, которая содержит задание параметров как поступательного движения его ц.м. (ускорения, линейные скорости, географические и декартовые координаты в гринвичской системе координат), так и вращательного — относительно ц.м.;
• формирование выходных данных ИБ БИИМ (блока гироскопов типа ВОГ или ММГ и блока акселерометров типа ММА) на базе текущих истинных значений векторов угловой скорости и кажущегося ускорения точки размещения ИБ на объекте (восстановленных из модели движения объекта) с использованием массивов реализаций выходных данных гироскопов и акселерометров, полученных при их стендовых испытаниях;
• дискретные рекуррентные алгоритмы основных функциональных задач БИИМ:

— предварительной обработки данных гироскопов и акселерометров;

— задачи пространственной ориентации объекта, включающей вычисление кватерниона положения и матрицы ориентации связанных с объектом осей относительно сопровождающего географического трехгранника;

— задачи преобразования сигналов акселерометров на навигационные оси и первого интегрирования с вычислением составляющих вектора относительной линейной скорости ц.м. объекта в проекциях на географические оси;

— навигационной задачи, включающей вычисление географических координат места объекта, вектора угловой скорости вращения географического трехгранника, составляющих радиус — вектора и вектора абсолютной линейной скорости ц.м. объекта в проекциях на оси гринвичского навигационного трехгранника;

· задача фильтрации (задача совместной обработки с использованием алгоритмов обобщенного фильтра Калмана данных БИИМ и ПА GPS/ГЛОНАСС), включающая:

— формирование по модельным данным движения и объекта и с учетом модели погрешностей ПА GPS/ГЛОНАСС измеренных и откорректированных значений дальности и радиальной скорости для каждого ;

— формирование по данным БИИМ и эфемеридной информации расчетных значений дальности и радиальной скорости для каждого ;

— формирование разностных измерений на уровне значений дальности и радиальной скорости для каждого и их линеаризацию относительно текущих расчетных значений координат места и скорости объекта;

— вычисление оценок погрешностей БИИМ и ПА GPS/ГЛОНАСС и коррекция в обратной связи на каждом шаге решения фильтровой задачи;

• алгоритмы контроля погрешностей ИСОН в выработке кинематических параметров движения объекта, включающие запись их текущих значений в file.mat и построение графиков погрешностей.

Приведем описание алгоритмов решения основных задач, входящих в имитационную модель функционирования ИСОН.