НАВИГАЦИОННАЯ СИСТЕМА АВТОНОМНОГО ПОДВОДНОГО АППАРАТА НА ОСНОВЕ ДАННЫХ, ПЕРЕДАВАЕМЫХ ПО АКУСТИЧЕСКОМУ КАНАЛУ ОТ ГИДРОАКУСТИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ
Аннотация
Предложен метод построения навигационной системы автономного необитаемого под- водного аппарата (АНПА), использующей ограниченный набор бортовых датчиков и прини- мающей данные о положении АНПА по акустическим каналам связи от гидроакустической станции освещения подводной обстановки (ГАСО). Предложенный метод формирует оценки положения и скоростей АНПА на основе его динамической модели в предположении, что угло- вые скорости, углы ориентации и глубина АНПА определяются с помощью его бортовых дат- чиков. Линейные скорости непосредственно не измеряются. Для реализации навигационного алгоритма используется фильтр Калмана. При этом особенность этого алгоритма заключа- ется в реализации двухступенчатой процедуры коррекции оценок координат и линейных скоро- стей АНПА, полученных на основе его динамической модели. Указанная коррекция осуществля- ется в двух вариантах в зависимости от того, какие данные доступны на текущем шаге рабо- ты системы. Первый вариант предполагает коррекцию указанных оценок только на основе данных от датчика глубины, обновление которых происходит на каждом шаге работы систе- мы. А второй вариант используется, когда приходят данные от ГАСО по акустическим кана- лам связи. Эти данные приходят с задержкой из-за ограниченной скорости распространения акустических сигналов в водной среда, а также могут периодически могут искажаться и про- падать. В работе предложен метод компенсации указанных задержек, за счет сохранения массива ранее рассчитанных данных и оценки необходимых поправок за счет сравнения при- шедших данных с оценками, полученными ранее. Предложенная схема построения навигацион- ной системы позволяет обеспечить коррекцию ее показаний в условиях нерегулярного обновле- ния данных от ГАСО. Результаты моделирования с использованием модели, описывающей все основные особенности работы ГАСО и ее взаимодействия с АНПА (задержки в получении ин- формации, наличие шумов измерений и дискретизация данных ГАСО) показали достаточно высокую эффективность предложенного решения. При этом в качестве основного преимуще- ства можно указать возможность использования минимального количества бортовых датчи- ков и возможность быстрого развертывания ГАСО для взаимодействия с АНПА.
