МЕТОДЫ ОТБРАКОВКИ АНОМАЛЬНЫХ НАВИГАЦИОННЫХ ОПРЕДЕЛЕНИЙ НАВИГАЦИОННОЙ АППАРАТУРЫ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ КОСМИЧЕСКИХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ «ГЛОНАСС»/GPS

© Г.М.Соловьев, В.А.Меньшиков
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "К.Э. Циолковский и механика космического полета"
2002 г.

В трудах К.Э. Циолковского особое внимание уделяется использованию небесных тел в качестве навигационных ориентиров при контроле и управлении движением летательных аппаратов. Это были работы, в которых впервые предлагались методы управления и навигации космических летательных аппаратов.

Дальнейшее развитие методов контроля движения космических объектов привело к использованию в качестве источников навигационных сигналов искусственных спутников Земли и в частности космических навигационных систем «Глонасс» и GPS. Проведенные многочисленные эксперименты в нашей стране и за рубежом подтвердили перспективность этого направления в навигации.

Испытания, проведенные при запуске ракеты-носителя «Протон-М» с разгонным блоком «Бриз-М», показали, что применение бортовой навигационной аппаратуры, работающей по радионавигационным сигналам космических навигационных систем «Глонасс» и GPS, требует разработки методов отбраковки аномальных навигационных определений и выбора таких навигационных определений, которые обеспечивают наилучшую точность прогнозирования движения летательных аппаратов.

Для оценки аномальных измерений предлагается использовать итерационный алгоритм. Он основан на моделировании движения разгонного блока и последовательной от сближения к сближению отбраковки аномальных измерений. Первоначально оценивается временная погрешность каждого поступившего навигационного определения относительно траектории, рассчитанной по априорным начальным условиям движения. В качестве априорных начальных условий могут быть использованы результаты одного из навигационных определений. Если временная поправка конкретных навигационных определений превышает допустимую величину, то эти навигационные определения считаются аномальными в данном итерационном процессе. На втором этапе проводится оценка координатных и скоростных параметров навигационных определений. Из общей совокупности измерений выбираются навигационные определения, имеющие наибольшие отклонения в скоростных параметрах. Эти определения принимаются в качестве аномальных. Координатные составляющие оставшихся навигационных определений используются для уточнения начальных условий. Скоростные параметры навигационных определений при уточнении начальных условий в качестве измеряемых параметров не используются. Уточненные начальные условия используются при последующей оценке скоростных и координатных параметров навигационных измерений. Оценке подвергаются все навигационные определения, включая навигационные определения, ранее принятые как аномальные. По результатам оценки определяется новый состав аномальных навигационных определений, и процесс уточнения начальных условий повторяется. При уточнении используются только координатные параметры новой выборки навигационных определений. Процесс оценки качества навигационных определений продолжается до тех пор, пока не стабилизируется число аномальных навигационных определений.

Предлагаемый метод был использован при оценке навигационных определений, полученных при испытании разгонного блока «Бриз-М». Он показал хорошие результаты и позволил выявить ошибки временной привязки навигационных определений и получить уточненные параметры орбиты выведения.