автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Формирование облика бортовой интегрированной системы навигации и управления перспективного беспилотного вертолета в маловысотном полете

На правах рукописи

Козорез Дмитрий Александрович

□0346056 1

ФОРМИРОВАНИЕ ОБЛИКА БОРТОВОЙ ИНТЕГРИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ НАВИГАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ ПЕРСПЕКТИВНОГО БЕСПИЛОТНОГО ВЕРТОЛЕТА В МАЛОВЫСОТНОМ ПОЛЕТЕ

Специальность: 05.13.01 Системный анализ, управление и обработка информации (Авиационная и ракетно-космическая техника)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва — 2008 год

003460561

Работа выполнена в Московском авиационном институте (государственном техническом университете).

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Красильщиков Михаил Наумович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Сошников Валерий Николаевич

кандидат технических наук, доцент Веремеенко Константин Константинович

Ведущая организация:

«Корпорация «Фазотрон - Научно-

исследовательский институт радиостроения (Корпорация "Фазотрон-НИИР"), ОАО, г. Москв

Защита состоится

«_¿£»_LL.

2008

часов на заседании

диссертационного совета Д 212.125.12 в Московском авиационном инстиг (государственном техническом университете) по адресу: 125993, г.Москва, А-80, ГСП-Волоколамское шоссе, дом 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского авиационно института (государственного технического университета, МАИ).

Автореферат разослан « /Г » / /_2008 г.

Отзывы, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 125993, г.Москва, 80, ГСП-3, Волоколамское шоссе, дом 4, МАИ, Ученый совет МАИ.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 21^.125.12 K.T.H., доц.

.Дарнопых

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Настоящаядиссертационнаяработа посвящена решению нической задачи формирования " облика бортовой интегрированной системы спекгивного беспилотного вертолета в маловысотном полете (МВГГ).

В настоящее время разработка боевых комплексов и летательных аппаратов евой беспилотной авиации является важным направлением в области создания новых ационных средств вооружения. Это обстоятельство определяется преимуществами евой беспилотной авиации, а именно: живучестью, малозаметностью и осительной дешевизной конструкции и оборудования.

В силу специфики МВП и, как следствие, весьма жестких требований к точности игации (30-60 м. по положению, 5-10 м. по высоте и 1-5 м/с по скорости) и авлению. В настоящее время имеются лишь отдельные примеры реализации аратов подобного класса, оперирующих в режиме МВП. В результате возникает ача формирования системных требований к Аппаратному составу и программно-тематическому обеспечению (ПМО) бортового комплекса навигации и управления аратов подобного класса.

. Иными словами, возникает задача формирования облика бортовой тегрированной системы перспективного беспилотного вертолета, оперирующего в име МВП, в том числе в условиях действия активных помех.

Таким образом, актуальность обсуждаемой задачи определяется, с одной стороны бходимостью формирования системных требований д... аппаратному и ритмическому составу бортового комплекса навигации и управления беспилотного тельного аппарата (EJIA) в режиме МВП и, с другой стороны, анализом можности реализации подобного режима, удовлетворяющего приведенным выше актеристикам точности решения навигационной задачи.

Целью работы является повышение эффективности использования EJIA толетного типа путем реализации безопасного МВП в режиме огибания местности, в числе в условиях действия активных помех.

Основные задачи исследований:

определение архитектуры бортовой интегрированной системы; формирование математических моделей объекта и бортовой аппаратуры;

- решение задачи навигации, в том числе в условиях помех; решение задачи управления в режиме МВП;

создание функционально-программного прототипа интегрированной системы;

создание программного комплекса для имитационного моделирования процесса МВП;

осуществление имитационного моделирования МВП;

проведение анализа результатов и выработка рекомендаций по составу и структуре средств , навигации и управления автоматического БЛА вертолетного типа в режиме МВП, в том числе в условиях помех.

Объектом исслед6ванйя_я%ля'ется бортовая интегрированная система навигации и автоматического управления МВП перспективного вертолета.

Предметом исследования является совокупность аппарата о-программны средств, обеспечивающих достижение поставленной цели.

Научная новизна полученных в работе результатов состоит в следующем: сформирован облик бортовой интегрированной системы навигации i управления перспективного беспилотного вертолета, обеспечивающе безопасный МВП в режиме огибания рельефа местности, в том числе условиях действия активных помех;

предложена архитектура интегрированной системы, аппаратный состав алгоритмы навигации и управления, обеспечивающие безопасный МВП БЛ при отсутствии помех с точностями навигационных определений (3 <Т ): п - положению - 30 м, по скоростям - 0.5 м/с, по высоте - 3 м, в том числе пр деградации навигационного комплекса (отсутствие сигнало GPS/ГЛОНАСС);

предложена архитектура интегрированной системы, аппаратный состав алгоритмы навигации и управления, обеспечивающие безопасный МВП БЛ при наличии активных белошумных помех мощностью до 300 Вт, с полосо 0,1 МГц и дальностью до источника помех порядка 80 км; разработаны алгоритмы интеграции навигационных данных в рамках слаб связанной и глубоко интегрированной архитектур бортового комплекс обеспечивающие потребную для безопасного МВП точность привязки центр масс БЛА к географическим координатам;

создан модифицированный корреляционно-экстремальный алгорит навигации (КЭАН) БЛА. Модификация алгоритма состоит в учете эволюци БЛА при формировании эталонного изображения, а также в использовани вероятностной оценки достоверности и точности получаемо навигационного решения. Модифицированный КЭАН обеспечивает отсутствие сигналов GPS/ГЛОНАСС точность решения навигационно задачи характеризуемой параметрами бортовой цифровой кар подстилающей поверхности;

разработан алгоритм управления центром масс БЛА, обеспечивающий п упомянутой выше точности привязки центра масс к географически координатам безопасный МВП путем совершения маневров «обход», «обл и «обход-облет»;

разработана математическая модель влияния активной помехи на проце функционирования GNSS-приемнюса;

предложены архитектура GNSS-приемника и алгоритм адаптивн фильтрации принимаемого навигационного сигнала, , обеспечиваюии работоспособность приемника в условиях активных помех;: ... .. - реализованы математические модели:

инерциальных чувствительных элементов, учитывающие широкий спе неконтролируемых факторов: постоянное смещения нуля, случай!

аддитивные измерительные . шумы, погрешности масштабных коэффициентов, ошибку нелинейности, погрешности из-за не ортогональности и перекоса осей, температурные дрейфы, удельные скорости дрейфа, пропорциональные перегрузкам;

радиобаровысотомера (РБВ), учитывающую систематическую ошибку измерения высоты РБВ, динамическую составляющую ошибки измерения высота, случайную аддитивную ошибку.

стандартного GNSS-приемника, с учетом ошибкок бортовой аппаратуры НКА, погрешности, вызванной ионосферной задержкой сигнала, погрешности, вызванной тропосферной задержкой сигнала, погрешности, вызванной эффектом многолучевости, погрешности, вносимой внутренними шумами приемника, систематической погрешности веетора скорости, вносимой высокочастотной частью приемника, случайные аддитивные составляющие ошибок оценивания, разработана математическая модель GNSS-приемника, функционирующего в условиях действия активных помех, в состав которого входят пеленгатор источника помехи, фазированная антенная решетка с системой управления диаграммой направленности, блок адаптивной фильтрации. Данная модель приемника учитывает влияние помехи, определяя эквивалентную ошибку определения псевдодальности;

разработан функционально-программный прототип интегрированной бортовой системы в двух вариантах, реализованных в виде программных комплексов открытой архитектуры в среде Borland Delphi и Micrsoft Visual С++;

создан инструментарий для имитационного моделирования резервного кошура отдельно и в составе интегрированной системы, включающий: математические модели движения БЛА (в том числе модели активной системы стабилизации), модели измерений и алгоритмы обработки этих измерений для различных конфигураций бортового навигационного оборудования, модели неконтролируемых факторов различной физической природы, алгоритмы обработки изображений, алгоритмы обработки и анализа полученных результатов;

создан программные комплексы, обеспечивающие имитацию процесса функционирования бортового интегрированного комплекса во внешней среде, с учетом характера подстилающей поверхности, влияния помех, ветра и вариаций плотности атмосферы;

проведено имитационное моделирование процесса работы функционально-программного прототипа при различных условиях интеграции и различном уровне деградации комплекса, доказывающее удовлетворительную точность получаемого навигационного решения для осуществления автоматического МВП, в том числе в условиях действия активных помех.

Практическая значимость полученных в работе результатов состоит в пользовании сформированного облика интегрированной системы навигации и

управления,. математических моделей и алгоритмов, реализованных' в структуре программного комплекса при проектировании перспективных БЛА вертолётного типа.

Основные результата работы использованы в научно-исследовательских работах «Ракель»« «Орда», выполненных по заказу МО РФ.

Результаты работы внедрены в практическую и научную деятельность Корпорации «Фазотрон - НИИР», а также в учебный процесс кафедры 704 МАИ, что подтверждается соответствующими актами о внедрении.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. облик бортовой интегрированной системы навигации и управления перспективно беспилотного вертолета, обеспечивающей безопасный МВП в режиме огибаш рельефа местности, в том числе в условиях действия активных помех;

2. архитектура интегрированной системы, аппаратный состав и алгоритмы навигаци и управления, обеспечивающие безопасный МВП БЛА при отсутствии помех точностями навигационных определений (3 с ): по положению - 30 м, п скоростям - 0.5 м/с, по высоте - 5 м, в том числе при деградации навигационно комплекса (отсутствие сигналов GPS/ГЛОНАСС);

3. архитектура интегрированной системы, аппаратный состав и алгоритмы навигаци и управления, обеспечивающие безопасный МВП БЛА при наличии активны

, белошумных помех мощностью до 300 Вт, с полосой 0,1 МГц и дальностью д источника помех порядка 80 км;

4. алгоритмы интеграции навигационных данных в рамках слабо связанной и глубок интегрированной архитектур бортового комплекса, обеспечивающие потребну для безопасного МВП точность привязки центра масс БЛА к географическ координатам;

5. модифицированный корреляционно-экстремальный алгоритм навигации БЛ ' Модификация алгоритма состоит в учете эволюции БЛА при формировани эталонного изображения, а также в использовании вероятностной оценк достоверности и точности получаемого навигационного решени Модифицированный КЭАН обеспечивает в отсутствие сигналов GPS/ГЛОНАС точность решения навигационной задачи характеризуемой параметрами бортово цифровой карты подстилающей поверхности;

6. алгоритм управления центром масс БЛА, обеспечивающий при упомянутой выш точности привязки центра масс к географическим координатам безопасный MB путем совершения маневров «обход», «облет» и «обход-облет»;

7. математическая модель влияния активной помехи на процесс функционировав GNSS-приемника;

8. архитектура GNSS-приемника и алгоритм адаптивной фильтрации принимаемо навигационного сигнала, обеспечивающие работоспособность приемника условиях активных помех;

9. математическая модель GNSS-приемника, функционирующего в условиях действ активных помех, в состав которого входят пеленгатор источника помех фазированная антенная решетка с системой управления диаграмм направленности, блок адаптивной фильтрации. Данная модель приемни

уч/тывает влияние помехи, определяя эквивалентную ошибку определения псевдодальности;

. функционально-программный прототип интегрированной бортовой системы в двух вариантах, реализованные в виде программных комплексов открытой архитектуры в среде Borland Delphi и Microsoft Visual С++; i. программный комплекс, обеспечивающий имитацию процесса функционирования бортового интегрированного комплекса во внешней среде, с учетом характера подстилающей поверхности, влияния помех, ветра и вариаций плотности атмосферы; ""

. результаты имитационного моделирования процесса работы функционально-программного прототипа при различных условиях интеграции и различном уровне деградации комплекса, доказывающие удовлетворительную точность получаемого навигационного решения для осуществления автоматического МВП, в том числе в условиях действия активных помех.

Апробация работы и публикации. Основные положения и результаты иссертации докладывались автором на следующих конференциях:

• European Conference for Aerospace Sciences (EUCASS), Moscow, July 2005;

• XXV конференции ЦНИИ Электроприбор, Санкт-Петербург, 2006;

• Всероссийской научно-технической конференции «VIII научные чтения по авиации, посвященные памяти Н.Е. Жуковского», Москва, 2007;,

• Международном форуме по спутниковой навигации, Москва, 2008;

• Юбилейной \XV Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам, Санкт-Петербург, 2008;

• International Symposium on GPS/GNSS 2008, Tokyo, 2008.

Результаты работы опубликованы в 14 статьях, из которых 4 входят в перечень зданий, рекомендованных ВАКом Минобрнауки России.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, ключения и списка литературы из 34 наименований. Работа изложена на 102 шицах машинописного текста, содержит 61 рисунок и 3 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении изложено текущее состояние дел в области проектирования БЛА, брсновано использование в качестве тактического БЛА и БЛА поля боя втоматического БЛА вертолетного типа, рассмотрены достоинства маловысотного олета. Сформулированы требования к точности решения навигационной задачи для озможности осуществления безопасного автоматического. МВП, показана еобходимость обеспечения решения навигационной задачи в условиях действия помех, босновано использование слабо связанной архитектуры интеграции навигационных шых для осуществлений МВП в отсутствие действия помех и глубоко гегрированной архитектуры, при наличии белошумных помех сигналам GNSS. риводится минимально необходимый состав навигационного комплекса (НК) БЛА

включающий: БИНС, СНББ-приемник, РБВ. Сформулированы требования к системе управления центром масс БЛА, использующую данные НК и бортовой, цифровой карты подстилающей йоверхяостиьдля обеспечения МВП в режиме огибания местности с использованием маневров «обход», «облет» и их комбинаций. Показана целесообразность использования измерений штатной бортовой радиолокационной станции (БРЛС) миллиметрового диапазона и бортовой цифровой карты подстилающей поверхности в корреляционно-экстремальном алгоритме навигации с целью формирования навигационного решения для плановых координат и использования его в НК в случае возможной деградации НК в силу тех или иных причин. Приводится краткая характеристика диссертации.

В первой главе поставлена техническая задача, состоящая в определении облика, т.е. архитектуры и необходимого состава аппаратных и программных средств, а также свойств бортовой интегрированной системы навигации и управления автоматического беспилотного летательного аппарата вертолетного типа. Приведены математические модели и алгоритмы, используемые при формировании интегрированных систем навигации и управления. В частности приведена специальная математическая модель пространственного движения вертолета, как объекта управления. Данная модель представляет собой «частично линеаризованную систему уравнений», т.е. систему линеаризованных в окрестности так называемых балансировочных траекторий уравнений, с коэффициентами, зависящими от скорости полета, дополненну нелинейными членами в уравнениях сил, учитывающими большие изменения значени углов тангажа и крена. Здесь под балансировочными понимается совокупно«" траекторий, полученных в результате решения системы уравнений статики, т.е. пр нулевых аэродинамических моментах и нулевом угле скольжения. Данная модел динамики вертолета является достаточной для достижения цели исследования, так ка более детальная модель движения вертолета, описывающая, в частности, механиз создания аэродинамических сил и моментов несущим винтом с учетом особенносте обтекания лопастей винта, аэродинамического взаимодействия вщггов и корпус вертолета требует «привязки» к конкретной модификации вертолета и, следовательно не отвечает целям исследования, для которых наиболее важными при изучени маневров вертолета являются такие факторы, как точность решения навигационно задачи и запаздывание, вносимое системами стабилизации и управления.

Таким образом, специальная частично линеаризованная модель обеспечивает:

• формирование траекторий вертолета в необходимом диапазоне изменен скорости и высоты МВП;

• адекватную (с учетом ограничений на маневренные возможности реакцию вертолета на воздействия управляющих и возмущающи факторов;

• формирование балансировочной траектории при отсутствии управляют воздействий

В состав возмущений, учитываемых описанной выше моделью динамик вертолета, включена дополнительная аэродинамическая нагрузка, возникают

ледствие воздействия ветра и являющаяся основным неконтролируемым фактором и описании движения вертолета.

В математической модели БИНС, в рамках данной диссертационной работы, осматривались обобщенные чувствительные элементы, модели измерений которых ючают параметрические модели ошибок широкого спектра неконтролируемых кторов, а именно: постоянное смещения нуля, случайные аддитивные шумы мерений, погрешности масштабных коэффициентов, ошибку нелинейности, грешности из-за не ортогональности и перекоса осей, температурные дрейфы, ельные скорости дрейфа, пропорциональные перегрузкам.

Далее в работе приводится математическая модель рабиобаровысотомера, итывающую динамическую погрешность, не компенсируемую блоком первичной работки РБВ и обусловленную эволюциями вертолета по крену и тангажу, а также ерционностью данного источника навигационной информации. Здесь необходимо метить, что модель ошибок РБВ учитывает влияние динамики вертолета на точность мерений, что позволяет включить в состав расширенного вектора оценок тегрального фильтра интегрированной навигационной системы систематические ибки РБВ.

В работе рассматривается две модели ОНББ-приемника: стандартного ОШБ иемника в режиме кодовых измерений и модель ОЫББ-приемника, нкционирующего в условиях действия активных помех.

Модель стандартного ОИББ-приемника представляет собой простую охастическую модель формирования оценок псевдодальности и псевдоскорости и яющуюся достаточной для оценки работоспособности и получения потенциальных чностных характеристик интегрированной системы слабо связанной архитектуры ггеграции данных. Модель учитывает влияние необходимого состава возмущающих кторов, а именно: ошибок бортовой аппаратуры НКА, погрешности, вызванной носферной задержкой сигнала, погрешности, вызванной тропосферной задержкой гнала, погрешности, вызванной эффектом многолучевости, погрешности, вносимой (утренними шумами приемника, систематической погрешности вектора скорости, осимой высокочастотной частью приемника, случайные аддитивные составляющие ибок оценивания.

При разработке модели ОИББ-приемника, функционирующего в условиях йствия активных помех предполагалось, что помеха представляет собой сигнал типа елый шум» различного уровня мощности и в различных диапазонах частот. Анализ ебований, предъявляемых к приемнику, обуславливает состав необходимых дсистем:

- пеленгатор помехи, необходимый для определения углового положения

источника помех относительно антенны ОИББ;

фазированная антенная решетка;

- система управления диаграммой направленности антенны (фазированной антенной решеткой), обеспечивающей минимизацию чувствительности антенны в направлении действия помехи;

- сканирующий фильтр, позволяющий детектировать сигнал помехи;

- полосовой фильтр, удаляющий помеху из принятого сигнала;

подсистема инерциальной поддержки, обеспечивающую слежение за задержкой сигнала ОИББ. ,

Влияние действия помехи на функционирование О^Б-приемника выражаете через эквивалентную ошибку определения псевдодальности, которая вычисляется результате выполнения следующего алгоритма:

1. определяется мощность помехи (дБ) на входе в антенну в предположении о известности «истинного» положения БЛА и источника помех:

р°

jam

-10й

(i)

где:

Pjam - мощность помехи, • Ryam - радиус-вектор источника помех,

R/r - радиус-вектор БЛА

2. вычисляется средняя мощность помехи на выходе антенны:

PZ=Pjam{K^jaJ) + Glr{<p) + GnXß) + i1ро1{ц) (2)

где:

- мощность помехи на выходе антенны;

G,r {(р) - коэффициент направленного действия антенны источника помех п линии визирования «постановщик-БЛА»;

7pol ■ коэффициент поляризационных ошибок антенны GNSS приемник вдоль линии визирования «НКА - ЕЛА»;

Grec (/i) - коэффициент направленного действия антенны GNSS приемник вдоль линии визирования «БЛА - источник помех».

3. определяется соотношение сигнал/шум (Q-фактор) на выходе полосово адаптивного фильтра для любого режима работы GNSS приемника:

где:

К$ - мощность сигнала НКА на выходе полосового адаптивного филыра как доля от общей мощности сигнала НКА:

/О* ,

•'«ч»»

/ $(/)# + / 5(/)# г

J *(/)4Г

/-СФ /-СФ

где: ]Июк.тм, ],срХ11тм - нижняя и верхняя границы частот, сканируемые , узкополосным фильтром;

Чел Л1 ¿2° " стандартный С2-факгор приемника для данного режима работы при отсутствии шумов.

4. определяется значение мощности помехи (дБ) на выходе полосового аптивного фильтра для данного режима работы приемника:

?! {со) = Рош.К (5)

* jam у" / * jam jam v >

Jam \ / jam jam

где:

Кjam - мощность помехи на выходе адаптивного полосового фильтра как доля исходной мощности помехи:

К„ = Мах

О,

/ J ниж^ _ хСФ , feepxn^ _ гСФ J верхи

feepxH^» ~/нижхш ' / J верхи^ — f J ниж^,

(6)

где: /ниж •/верхи*»," «истинные» значения нижней и верхней частот помехи, детектированные сканирующим фильтром. 5. устанавливается факт выполнения слежения данным каналом ОИБЭ приемника за данным НКА:

=«сии2Й-^ М>^и2 С7)

где: Челна. ' пороговое значение сигнал/шум, соответствующий режиму слежения за НКА.

б. в случае выполнения условия слежения, вычисляется с.к.о. аддитивных шумо псевдодальности с учетом повышения эквивалентной температуры шумов приемника:

апГ, +

РСА jam

4LI.L2

где m - эквивалентная температура шумов приемника.

Аналогично описанным выше действиям, с использованием выражений (1)-(8) вычисляются эквивалентные ошибки определения псевдодальности для всех видимых спутников.

Для моделирования работы бортовой PJIC в рамках данной рабо использовалась модель моноимпульсной PJIC миллиметрового диапазон представляющая собой сканирующий локатор со стабилизированной зоной обзора, также цифровую карту подстилающей поверхности, разработанные в Рязанско радиотехнической академии.

Для привязки БЛА к топографическим координатам местности путе использования данных бортовой PJIC (кадра) и цифровой карты подстилающе поверхности использовался модифицированный корреляционно-экстремальны алгоритм навигации (КЭАН) с нормированной корреляционной функцией (9). .

K(X„Z,)=100+100x

I (f-Mf) *(g-M,)- X (f-M,)* I (g-M,)/Ns (9)

V «вй V • VBA

X

£ (f-Mr)J-( £ (f-M,))J/Ns* I £ (g-M,f-( £ (g-M,))J/Ns

K,Í»0 х,г«0 \ X.ZBQ x,i»0

rae:

f=f(x,z) - сформированный кадр, представляющий собой цифр&вой масс

высот точек подстилающей поверхности размером Хщ на Zrs

прогнозируемой точкой привязки Xu>, ZLp, рассчитанной на осно

предварительно полученной оценки местоположения вертолета;

Mf- математическое ожидание высот «непустых» точек кадра;

g=g(x,z) - исходное эталонное изображение в области 'поиска, на которо

ищется точка привязки;

Mg - математическое ожидание высот точек эталонного кадра;

количество ненулевых элементов кадра.

Модификация КЭАН состояла в оригинальном способе формирования эталонного ображения (эталонного кадра) и в применении разработанного вероятностного штерия оценки достоверности навигационного решения КЭАН. ,

Использование оригинального способа формирования эталоннрго;*изо5ражения ыло вызвано сильной изменчивостью навигационного поля в зависимости от условий аблюдения, а именно:

- Постоянно меняющийся угол обзора подстилающей поверхности;

- Взаимное наложение и перекрытие объектов, расположенных на карте местности;

- Сильная деформация поля зрения, связанная с эволюцнями БЛА в пространстве.

Формирование эталонных изображений без учета вышеперечисленных факторов

«водит к значительному снижению достоверности данных изображений вплоть до олной потери их адекватности. Выходом из сложившейся ситуации является ормирование эталонных изображений на борту БЛА, т.е. непосредственно в процессе змерений, при условии синхронизации изменений и условий наблюдения авигационного поля с маневрами БЛА. При этом участки формируемого эталонного ображения будут претерпевать почти те же (с точностью до ошибок навигации и правления) деформации, что и наблюдаемые при помощи сенсора. Использование энного алгоритма позволило значительно увеличить адекватность эталонного ображения, используемого при корреляционно-экстремальной привязке, что, в свою чередь, положительно сказалось на работоспособности корреляционно-экстремального горитма навигации в целом.

С учетом вышесказанного, помимо изображения участка подстилающей оверхности, полученного от бортовой РЛС, используется эталонное изображение, олученное от «виртуальной» РЛС. При этом:

- «виртуальная» РЛС производит измерения по хранящейся на борту цифровой карте местности, а реальная бортовая РЛС - по истинной подстилающей поверхности; :;..:

- «виртуальная» РЛС производит измерения из опорного положения ЛА, а реальная бортовая РЛС из истинного положения;

... - при работе «виртуальной» РЛС отсутствуют ошибка установки привалочного угла и ошибки определения углового положения локатора.

Разработка вероятностного критерия оценки достоверности навигационного шения КЭАН была вызвана необходимостью использования решения КЭАН в техрированной навигационной системе. Как известно, в стандартных КЭАН сугствуют сведения о достоверности и точности получаемых оценок навигационных араметров.

Задача оценки достоверности решения КЭАН при его использовании в тегральном фильтре фактически сводится к построению ковариационной матрицы шения, поставляемого КЭАН, поскольку ковариационная матрица решения <БИНС+СНС+РБВ» уже получена ранее.

Рассмотрим процесс получения ковариационной матрицы решения КЭАН. Анализ результатов моделирования КЭАН показывает; что в общем случае ошиб! навигационного решения не подчиняются нормальному закону и взаимн коррелированны. С другой стороны, используя результаты моделирования, имеете возможность построить так называемый доверительный эллипс рассеивания включающий, например, 99% всех возможных реализаций навигационного решен КЭАН и рассматривать этот эллипс как аппроксимацию истинного распределен ошибок гауссовским, а ковариационную матрицу, соответствующую этому эллипсоиду принять в качестве ковариационной матрицы ошибок КЭАН. На Рис. 1 приведен приме подобного дбверительного эллипсоида.

Взаимное распределение ошибок КЭАН

зо г- --------V. . ¡. ■ . V. , , . . . . , . ----

■ -зо1-- : ! ■ ' ' 11 ■ ■ ■—--1

... , -80 -60 -40 . -20 0 20 40 60 »0

Ошибки по X. дискреты

' . : ' ' ; Рис. 1. Доверительный эллипсоид КЭАН.

Таким' Образом алгоритм построения ковариационной матрицы состоит следующем: для имеющегося типа цифровых карт местности путем моделирован получается статистика решений навигационной задачи КЭАН, а затем для получении реализаций строится доверительный эллипс;

Критерием достоверности текущих оценок, формируемых ' КЭАН, являете результат сравнения вычисленной на основе КЭАН поправки по данной координате пороговым' значением среднеквадратичной значения ошибки, определяемого размерам описанного выше прямоугольника. В результате принимается решение о достоверно! (оценка поправки меньше порогового значения) или недостоверности (в противно случае) полученных оценок поправок к базовому навигационному решению.

Навигационное решение КЭАН для плановых координат используется в НК пр деградации, в частности, при отсутствии сигналов в^Б в силу тех или иных причин.

Задача управления центром масс в режиме МВП, т.е. реализация маневров обхо облет и их комбинации (обход-облет) на основании данных навигационного комплекса цифровой карты подстилающей поверхности, хранимой на борту, состояла

ормировании алгоритма управления центром масс БЛА, в предположении о том, что тандартная система стабилизации вертолета работает идеально. Алгоритм управления беспечивает выбор типа маневра, определение точки начала маневра и расчет отребного управляющего воздействия. Сформированы так называемые рациональные горитмы, обеспечивающие выбор типа маневра вертолета на основании так азываемого "решающего правила" (т.е. критерия траекторного управления), в условиях асполагаемого динамического ресурса по управлению, а также рассчитывающие отребные параметры управления из условия минимизации используемого ресурса.

Вторая глава диссертации посвящена разработке алгоритмов интеграции авигационных данных с использованием слабо связанной и глубоко интегрированной хитектур.

Функциональная схема бортовой интегрированной системы вертолета, снованной на использовании слабо связанной архитектуры комплексирования авигационных данных БИНС, ОИББ, радиобаровысотомера и корреляционно-стремального алгоритма навигации (КЭАН), обрабатывающего данные бортовой РЛС, . иведена на Рис. 2.

собенностью данной архитектуры является присутствие самостоятельных устройств -оставщик базового навигационного решения - БИНС, а также подсистем: ОЖБ-иемник, РБВ и КЭАН, решение навигационной задачи которых используются нтегральным фильтров для формирования поправок к базовому решению. При абосвязанной архитектуре интеграции навигационных данных компоненты истинного

азового вектора состояния вертолета, включающего: координаты ц.м. вертолета И'г,

,г, компоненты вектора скорости У'г, вектор абсолютной угловой скорости вертолета

'г , вектор кажущегося ускорения , а также Эйлеровы углы ориентации

у/ 9 гТ поступают в навигационный комплекс в соответствии с частотой работы

здого блока (измерители, многоканальный ОИББ приемник, РБВ, БРЛС). При этом ок чувствительных элементов БИНС реализует измерения акселерометров и ДУСов, [яющиеся исходной информацией для навигационного алгоритма БИНС. Результатом

оцесса функционирования БИНС являются оценки координат ц.м. вертолета ЛБИНС г мпонент вектора скорости УБИИС, а также Эйлеровых углов ориентации вертолета у 3 ууиис _ Параллельно с БИНС с требуемой частотой реализуются

прп /^А/ОС /"^А/ОО

вигационные решения РБВ А и приемника СШБ Я , V . Полученная вокупность навигационных решений поступает в интегральный фильтр Калмана, где оисходит коррекция базового навигационного решения и оценка параметров моделей ибок чувствительных элементов БИНС.

св

Н • - \ 1

■и

г'-..4 .

■о 1

н ' <

& < V

«

в

- -я М

я

. ■ д

о Р

м

»НС''.!

О ¡и ■

■ ■ :'■ \Ы£ : О 7 я

§

« ™

в: 4» ,* !

1 ' ч О.

! Л

&

С

! : /с*'

1 • ~ Я

=

=

'* 1

ы", а"

Измерители

I Акселерометры

ДУСы

- Л с

] БИНС : .. ...г-~...............

■ 'I Г ......1..........

! Алгоритм определения

<---

координат 'А :ко,росгя

ду 1 ' Алгоритм О]

. I 11411

: Многоканальный; [¿пкк!

О'гч'ЗЗ | приемник

РБВ ■

ьгчс

К

■■■■■и

■86 Интегральный:. , , :

фильтр 1 , ,

Калмана ---

(алгоритм интеграции дани'

ДЙЕЕЕ

кадр

КЭАН

|

Навигационное решение Кинк,У"нк О^Ау)

Ш , ;

(зтадонйкщ; I

Рис. 2. Функциональная схема навигационной системы вертолета со слабо связанной архитектурой интеграции данных.

Вектор измерений рассматривается в двух вариантах - 2Бинс — 2ОЫ55 при штатном! функционировании системы (БИНС+ОНЗБ+РБВ+КЭАН) описывается уравнением (10).

( ^БИНС _кРВВ >

фБИНС -(рстз

Д;БИНС _ дслет

уБИНС X _ увШ X

уБИНС У _ тло/да У

уБИНС V г _ тт-с/ет г )

(10)

и в виде 2ЕИНс-2кэан при деградации системы т.е. при не работающем в^Э приемнике описывается уравнением (11).

(у^ИНС _у1РБВ \ (рВИИС_(рЮЛН

1 БИНС

-Я

ЮАН

(П)

На рис. 3. представлена функциональная схема бортовой интегрированной темы вертолета, основанной на глубоко интегрированной схеме интеграции данных.

Навигационное решение В"*У" (.Ч'.Э.уУ

Рис. 3. Функциональная схема бортового навигационно-управляющего комплекса вертолета сновное отличие данного варианта от слабо связанной архитектуры заключается в рсутствии самостоятельного алгоритма БИНС, усложненной структуре интегрального ильтра, непосредственно обрабатывающего измерения акселерометров, ДУС, РБВ и • игационные измерения, формируемые многоканальным О^Б-приемником. Используемая в глубоко интегрированной архитектуре интеграции данных модель ногоканального ОМЭВ приемника учитывает влияние помехи на процесс слежения за игналами НКА и точность формируемых измерений навигационных параметров, роме того, в модель в^Б приемника введена обратная связь от интегрального ильтра (т.н. «инерциальная поддержка»), обеспечивающая предварительную настройку

контуров слежения за сигналами НКА и работу адаптивных фильтров каналов слежен обеспечивающих возможность приема сигналов в^Б при наличии помех.

Основной принцип глубокого интегрирования данных спутниковой инерциальной навигации заключается в специальном представлении интегрирование фильтра Калмана, основанного на оценивании состояния уравнений ошибок БИНС н основе измерений спутниковой навигационной системы.

Коррекция оценок БИНС с учетом вычисленных в фильтре поправо осуществляется по соотношениям (12):

<р!«=<Рбинс1+а<РГ1 д/+1=Л5ШС;+4Л/+1

Уу{+1 = УуИНС\ + АУу{+1

где : , Д/+1, /+\Р)|/+', Уг /+1 - решение навигационной задачи БИНС

после обработкиизмерения, срБИНС\ ^^ушс^у Еинс^шис^уВИису^ решение навигационной задачи БИНС после обработки^ измерений, А<р',+Х, ЛЯ/+], АЬ/+1, АУХ /+1, АУу /+1, АУ: /+1 - коррекция решения БИНС в результате ]+1-го измерения.

В третьей главе диссертации приводятся основные результаты проведение имитационного моделирования процесса функционирования создан» функционально-программных прототипов бортовых интегрированных систе демонстрирующие возможности и преимущества слабосвязанной и глубо интегрированной архитектур интеграции данных. Здесь представлены, во-первь результаты, доказывающие возможность осуществления безопасного маловысотно полета БЛА вертолетного типа в отсутствие помех при использовании слабо связанно архитектуры интеграции навигационных данных, аппаратного состава (БИНС, РБ СЫЗБ-приемника, БРЛС), алгоритмов (интеграции данных БИНС, ОЫББ, РБВ, БРЛС корреляционно-экстремального алгоритма навигации, и модели «идеального пилот», том числе и при деградации навигационной системы (отсутствии сигналов ГНСС), Ка показывают рис.4,5 в этих условиях предлагаемая НС обеспечивает точность решени навигационной задачи по положению 30 м, 3 м по высоте и по скоростям 0,5 м/с.

При штатном функционирований в течение всего эксперимента ошибк навигационных определений остаются на приемлемом для обеспечения безопасно маловысотного полета уровне (Рис. 4).

При деградации навигационного комплекса (в случае отсутствия по каким-либо шнам сигналов от спутников СЫЗБ) для коррекции навигационного решения БИНС плановых координатах используется навигационное решение КЭАН. Точность игационного решения при этом ухудшается, однако на участках полета, где на стилающей поверхности присутствуют характерные точки рельефа, ошибки игационного решения интегрированной системы остаются в допустимых пределах, тоже время на траектории появляются участки, на которых ошибки принимают чения выше максимально допустимых для обеспечения безопасного маловысотного ета (Рис. 5).

-О —

—1-'-1

100 зоо

Время полет*, сеж

100 200 Врем! полет«, их

300

Рис. 4. БИНСКЖББ+РБВ -.Эволюция ошибок решения навигационной задачи.

I ^

I

3 ДО ■

—I-'-1—

100.00 ЗООЛО

Время, сек.

:, Рис. 5. БИНС+РБВ+КЭАН: Эволюция ошибок решения навигационной задачи

В главе также приведены примеры корреляционных матриц при достоверном (Рис. ) и недостоверном (Рис. 7) навигационных решениях КЭАН.

Рис. 6. Корреляционная матрица при достоверном навигационном решении КЭАН.

Рис. 7. Корреляционная матрица при недостоверном навигационном решении КЭАН

Во-вторых, в главе показано, что при воздействии активной белошумной узкополосной (0.1 МГц) помехи, мощностью до 300 Вт, на удалении 80 км, применен»г; специального ОИББ-приемника совместно с глубоко интегрированной архитектурой интеграции навигационных данных аппаратного состава (БИНС, РБВ, в^Б-приемник, ФАР, пеленгатор помех, БРЛС), алгоритмов (интеграции данных БИНС, 0^т55, РБВ БРЛС, управления ДН антенны, адаптивной фильтрации) обеспечивает точность навигационного решения, достаточную для выполнения безопасного маловысотногс полета БЛА вертолетного типа (Рис. 8,9,10).

Рис. 8. Эволюции ошибок долготы, широты и высоты БЛА ......

-

в» --МО

400

■ОО О --1000 -■130»

п

■■ - 1 1 ■ I

Рис. 9. Эволюции ошибок компонент скорости БЛА

:!; 'а:

: К'-.с] ;;<>•!■,

--'I' со-"'.!'—./■::■> ;■.

¡Г ■

Рис. 10. Эволюшш ошибок углов ; тангажа, рысканья и крена БЛА

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Сформирован облик бортовой интегрированной системы навигации и управления перспективного беспилотного вертолета, обеспечивающей безопасный МВП в режиме огибания рельефа местности, в том числе в условиях действия активных помех [6,13];

2. Предложена архитектура интегрированной системы, аппаратный состав алгоритмы навигации и управления, обеспечивающие безопасный МВП ЕЛА пр отсутствии помех с точностями навигационных определений (3 сг ): по положенн - 30 м, по скоростям - 0.5 м/с, по высоте - 3 м, в том числе при деградаци навигационного комплекса (отсутствие сигналов ОРБ/ГЛОНАСС) [6,7,13];

3. Предложена архитектура интегрированной системы, аппаратный состав алгоритмы навигации и управления, обеспечивающие безопасный МВП БЛА пр наличии активных белошумных помех мощностью до 300 Вт, с полосой 0,1 МГц дальностью до источника помех порядка 80 км [8,9];

4. Разработаны алгоритмы интеграции навигационных данных в рамках слаб связанной и глубоко интегрированной архитектур бортового комплекс обеспечивающие потребную для безопасного МВП точность привязки центра мае БЛА к географическим координатам [4,5,10,12];

5. Создан модифицированный корреляционно-экстремальный алгоритм навиггт (КЭАН) БЛА. Модификация алгоритма состоит в учете эволюции БЛА пр формировании эталонного изображения, а также в использовании вероятностно оценки достоверности и точности получаемого навигационного решения Модифицированный КЭАН обеспечивает в отсутствие сигналов СРБ/ГЛОНАС точность решения навигационной задачи характеризуемой параметрами бортово цифровой карты подстилающей поверхности [6,10,11];

6. Разработан алгоритм управления центром масс БЛА, обеспечивающий пр упомянутой выше точности привязки центра масс к географическим координата безопасный МВП путем совершения маневров «обход», «облет» и «обход-облет> [6,13];

7. Разработана математическая модель влияния активной помехи на процес функционирования ОКББ-приемника [8,9,14];

8. Предложены архитектура ОЫББ-приемника и алгоритм адаптивной фильтрац принимаемого навигационного сигнала, обеспечивающие работоспособност приемника в условиях активных помех [8,9];

9. Реализованы математические модели:

инерциальных чувствительных элементов, учитывающие широкий спек неконтролируемых факторов: постоянное смещения нуля, случайные аддитивны измерительные шумы, погрешности масштабных коэффициентов, ошиб нелинейности, погрешности из-за не ортогональности и перекоса осей температурные дрейфы, удельные скорости дрейфа, пропорциональны перегрузкам [1,2,3,6,12,13];

радиобаровысотомера (РБВ), учитывающую систематическую ошибку измерен высоты РБВ, динамическую составляющую ошибки измерения высо-случайную аддитивную ошибф' [6,8,9,10,13];

стандартного GNSS-приемника, с учетом ошибкок бортовой аппаратуры НКА, погрешности, вызванной ионосферной задержкой сигнала, погрешности, вызванной тропосферной задержкой сигнала, погрешности, вызванной эффектом многолучевости, погрешности, вносимой внутренними шумами приемника, систематической погрешности вектора скорости, вносимой высокочастотной частью приемника, случайные аддитивные составляющие ошибок оценивания [1ДА5,6].

Разработана математическая модель GNSS-приемника, функционирующего в условиях действия активных помех, в состав которого входят пеленгатор источника помехи, фазированная антенная решетка с системой управления диаграммой направленности, блок адаптивной фильтрации. Данная модель приемника учитывает влияние помехи, определяя эквивалентную ошибку определения псевдодальности [8,9,14];

Разработан функционально-программный прототип интегрированной бортовой системы в двух вариантах, реализованных в виде программных комплексов открытой архитектуры в среде Borland Delphi и Microsoft Visual С++ [7,9,10,11]; Создан программный комплекс, обеспечивающий имитацию процесса функционирования бортового интегрированного комплекса во внешней среде, с учетом характера подстилающей поверхности, влияния помех, ветра и вариаций плотности атмосферы [7,9,10,И];

Проведено имитационное моделирование процесса работы функционально-программного прототипа при различных условиях интеграции и различном уровне деградации комплекса, доказывающее удовлетворительную точность получаемого навигационного решения для осуществления автоматического МВП, в том числе в условиях действия активных помех [7,8,9,10,11].

ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Козорез Д.А. Моделирование процесса определения ориентации КА на основе GPS/GLONASS технологии // V-я всероссийская конференция, Москва, 1999: Тез. докл. - Москва: МАИ, 1999. стр. 96-100.

Красильщиков М.Н., Козорез Д.А. Моделирование процесса навигации и определения ориентации КА на основе GPS/GLONASS технологии // X юбилейная международная конференция, Переславль-Залесский, 1999: Тез. докл. - Москва: МГИУ, 1999. стр. 231-232.

Красильщиков М.Н., Козорез Д.А., Сыпало К.И. Моделирование процесса навигации и определения ориентации КА на основе ГЛОНАСС/GPS технологии // 1ая Международная конференция «Системный анализ, управление и навигация», Евпатория 1999: Тез. докл - Москва: МАИ, 1999. стр. 42-50.

Красильщиков М.Н., Сыпало К.И., Козорез Д.А., Белоусов И.А. Формирование алгоритмов интегрированной навигационной системы малого ИСЗ на основе ГЛОНАСС/GPS технологии // «Полет» №3,2000г, стр. 91-106. Красильщиков M. Н., Сыпало К.И., Дишель В.Д., Козорез Д.А., Белоусов И.А., Формирование интегрированной навигационной системы малого ИСЗ на основе ГЛОНАСС/GPS технологий // Известия РАН. «Теория и системы управления», №2, 2001 год, стр. 101-115,

)

6. Красильщиков М.Н., Сыпало К.И., Козорез Д.А. "Интегрированная навигационн система вертолета" часть 1, "Математические модели и алгоритмы" , Авиакосмическое приборостроение, №6,2004, стр. 32-40.

7. Красильщиков М.Н., Сыпало К.И., Козорез Д.А. "Интегрированная навигационн система вертолета" часть 2, "Результаты моделирования" // Авиакосмическ приборостроение, №6,2004, стр. 40-50.

8. В.Д. Дишель, Д.А. Козорез, М.Н. Красильщиков, К.И. Сыпало Интегрированн инерциально-спутниковая навигационная система подвижного объег предназначенная для функционирования в условиях помех. // XXV конференц ЦНИИ Электроприбор, С-П, 2006: Сборник трудов - С-П: ЦНИИ Электроприбо стр. 125-128.

9. В.Д. Дишель, Д.А. Козорез, М.Н. Красильщиков, К.И. Сыпало Интегрированн инерциально-спутниковая навигационная система подвижного объег предназначенная для функционирования в условиях помех // Всероссийская научн техническая конференция «VIII научные чтения по авиации, посвященные памя Н.Е. Жуковского», Москва, 2007: Материалы конференции - Москва: ВВИА и Жуковского, стр. 117.

10. Д.А. Козорез, М.Н. Красильщиков, К.И. Сыпало Функционально-программнь прототип интегрированной бортовой системы перспективного беспилотно вертолета в режиме маловысотного полета. // Международный форум спутниковой навигации, Москва, 2008: Материалы форума - Москв Профессиональные конференции, 2008. стр. 386-394.

11. Д.А. Козорез, М.Н. Красильщиков, К.И. Сыпало Функционально-программнь прототип интегрированной бортовой системы перспективного беспилотно вертолета в режиме маловысотного полета. // Юбилейная XV Санкт-Петербургск международная конференция по интегрированным навигационным системам, С-2008: Сборник трудов-С-П: ЦНИИ Электроприбор, 2008. стр. 103-104.

12.Krasilshchikov М., Janschek К., Dishel V., Sypalo К., Kozorez D., Jacobson M. Advanced Concept of Small Satellite Integrated Navigation System Based GPS/GLONASS Technique II 14th International Symposium on Space Flight Dynami Foz do Iguacu, Brazil, 1999: Proceedings of Symposium - Foz do Iguacu, Brasil Spa Center, 1999. pp. 141-150.

13.Krasilshchikov M.N., Sypalo K.I., Kozorez D.A. Helicopter Terrain-following Integrat Navigation & Control System, Based on GPS/GLONASS Technique and Technology European Conference for Aerospace Sciences (EUCASS), Moscow, 2005: pp. 255-263.

M.Krasilshchikov M.N., Sypalo K.I., Kozorez D.A. Artificial jam-resistant integrat navigation system for unmanned helicopter. // International Symposium on GPS/GN 2008, Tokyo, 2008, pp. 193-198.

Множительный центр МАИ (ГТУ) Заказ от 12.. 200£ г. Тираж^О экз.

Введение

1. Математические модели и алгоритмы, используемые для определения архитектуры и алгоритмического состава бортовой интегрированной системы.

1.1. Математическая модель пространственного движения вертолета как объекта управления с учетом влияния различных неконтролируемых факторов.

1.2. Модели чувствительных элементов с учетом влияния неконтролируемых факторов различной природы и алгоритмы БИНС.

1.2.1. Акселерометры и датчики угловой скорости.

1.2.2. Навигационный алгоритм и алгоритм определения ориентации.

1.3. Радиобаровысотомер как средство навигационного обеспечения канала высоты.

1.4. Многоканальный GNSS приемник как источник навигационных данных.

1.4.1. Математическая модель функционирования стандартного GNSS приемника в режиме кодовых измерений.

1.4.2. Модель функционирования GNSS приемника в условиях действия активных помех.

1.4.2.1. Состав GNSS приемника, предназначенного для работы в условиях действия помех.

1.4.2.2. Модель влияния белошумной помехи на функционирование GNSS приемника.

1.4.2.3. Управление диаграммой направленности фазированной антенной решетки GNSS приемника.

1.4.2.4. Адаптивная фильтрация сигнала.

1.5. Бортовая PJIC как источник навигационных данных.

1.5.1. Режимы работы БРЛС.

1.5.2. Цифровая карта местности.

1.5.3. Алгоритм формирования кадра.

1.6. Модифицированный корреляционно-экстремальный алгоритм навигации.

1.6.1. Формирование эталонного кадра и решение навигационной задачи

1.6.2. Вероятностный критерий достоверности полученного решения.

1.7. Система стабилизации вертолета.

1.8. Алгоритм управления движением центра масс вертолета «идеальный пилот».

1.9. Выводы по главе 1.

2. Алгоритмы интеграции навигационных данных с использованием различных архитектур.

2.1. Интеграция данных при слабо связанной архитектуре

2.2. Глубоко интегрированная архитектура.

2.3. Выводы по главе 2.

3. Имитационное моделирование маловысотного полета.

3.1. Программный комплекс для имитационного моделирования процесса МВП с использованием разработанных моделей и алгоритмов.

3.2. Функционально-программный прототип бортового интегрированного комплекса.

3.3. Имитационное моделирование ФПП интегрированной системы при слабосвязанной архитектуре.

3.3.1. Исходные данные имитационного моделирования.

3.3.2. Результаты моделирования и их анализ.

3.4. Имитационное моделирование маловысотного полета при глубоко интегрированной архитектуре бортового контура в условиях действия помех.

3.4.1. Исходные данные для моделирования.

3.4.2. Результаты моделирования и их анализ.

3.5. Выводы по главе 3. 98 Заключение 99 Литература

На данном этапе развития боевой авиационной техники во всех развитых странах мира значительное внимание уделяется боевым беспилотным летательным аппаратам (БЛА), все более широко используемым для решения задач боевой авиации. Это определяется преимуществами, которые обеспечиваются применением БЛА для решения таких задач как разведка, постановка помех, доставка полезных грузов, в том числе доставка средств воздействия на противника, а именно: относительная дешевизна БЛА, высокая живучесть и малозаметность.

Эти качества боевых БЛА наиболее ярко проявляются при их использовании в режиме маловысотного полета (МВП), т.е. при полете с огибанием рельефа местности.

Маловысотным полетом принято называть полет на предельно малой высоте при условии обеспечения необходимой безопасности. В режиме МВП ЛА представляет собой так называемую низколетящую цель (НЛЦ). С точки зрения обнаружения и сопровождения НЛЦ является сложным объектом, что связано с различными особенностями работы наземных радиолокационных станций (РЛС), в частности:

• дальность прямой видимости НЛЦ значительно меньше, чем при полете на больших высотах, так как ЛА значительное время находится в так называемых радиолокационной тени - области пространства, где не может распространиться сигнал РЛС, обусловленных кривизной земли и наличием препятствий на пути распространения сигнала РЛС;

• в силу уменьшения дальности обнаружения НЛЦ сокращается время на подготовку и осуществление перехвата цели;

• периодически прерывается сопровождение цели при вхождении ЛА в область радиолокационной тени;

• снижается вероятность правильного обнаружения НЛЦ за счет так называемого эффекта антипода, проявление которого состоит в «размытости» изображения цели или появления двух и более отметок целей из-за множественных переотражений сигнала Л А от земной поверхности.

Одним из наиболее востребованных типов БЛА, которые в состоянии оперировать в режиме МВП, является БЛА вертолетного типа, рассматриваемый как разведчик, постановщик помех или носитель средств высокоточного авиационного вооружения.

Действительно, на тактические БЛА и БЛА поля боя [1,2] возлагаются задачи по обнаружению и поражению скрытых и замаскированных целей, выдаче целеуказаний для взаимодействующих пилотируемых ЛА. При этом необходимо обеспечение скрытности подхода в целевую зону полетов, применение в любых метеоусловиях независимо от времени суток с неподготовленных площадок или непосредственно с транспортного средства-носителя, модульность информационных систем БЛА, возможность действия на сверхмалых высотах, полная автономность БЛА. Последнее позволяет эффективно использовать средства радиоэлектронной борьбы, поражая информационные сети и средства противника, сохраняя собственную малую уязвимость для средств ПВО.

Кроме того, необходимо отметить тот факт, что с экономической точки зрения предпочтительными являются многоразовые БЛА, использующие безаэродромный старт с точечной посадкой.

Перечисленным выше требованиям наиболее полно удовлетворяют БЛА вертолетного типа, оперирующие в режиме маловысотного полета.

Вместе с тем, очевидно, что для реализации подобного режима беспилотного вертолета существует ряд трудностей, связанных с одной стороны с перечисленными выше особенностями МВП и, с другой стороны, особенностями вертолета, как объекта управления. Необходимо также учитывать тот факт, что использование БЛА как тактического БЛА или БЛА поля боя неизбежно приведет к проблеме обеспечения его функционирования в условиях помех.

При совершении МВП необходимо осуществлять огибание рельефа местности, которое реализуется при помощи маневров «обхода», «облета» и их комбинации — «обхода-облета» препятствий, возвышающихся над средним уровнем рельефа.

Обходом» принято называть маневр ЛА, сопряженный с изменением курса и крена при неизменной высоте полета. «Облетом» называется маневр в вертикальной плоскости, позволяющий преодолеть препятствие с заданной относительной высотой без изменения курса.

Возможность осуществления данных маневров в автоматическом режиме сопряжена с рядом технических проблем, в частности, при выполнении МВП происходит значительное снижение маневренных возможностей ЛА как следствие близости подстилающей поверхности и наличия препятствий, для преодоления которых необходимы значительные эволюции ЛА. Данный факт ужесточает требования к точности решения навигационной задачи и автоматического управления БЛА до 30-60 м по положению, 5-10 метров по высоте и 5-10 м/с по скорости, при частоте выработки навигационного решения не менее 10 Гц [3].

Анализ типовых задач, выполняемых в режиме МВП с учетом динамических свойств перспективных беспилотных вертолетов и требований безопасности их полета, позволяет сформулировать следующие требования к бортовому навигационному комплексу (НК) в режиме МВП:

• НК должен обеспечивать решение навигационной задачи в процессе МВП с необходимой достоверностью, точностью и частотой;

• Точность определения 3D положения центра масс ЛА должна характеризоваться величиной порядка единиц метров, по составляющим скорости - величиной порядка единиц м/с, по углам ориентации - величинами порядка 1°;

• Частота обновления информации должна быть порядка 100Гц;

• Решение должно формироваться в топографических системах координат.

Вышеперечисленные требования к НК вертолета, способного осуществлять МВП, обуславливают выбор в качестве основной подсистемы НК бесплатформенную инерциальную навигационную систему (БИНС). Вопросам построения этих устройств посвящена обширная литература, как отечественных, так и зарубежных авторов [4-9].

Заметим, что БИНС, которые не используют для стабилизации своих инерциальных датчиков таких сложных и дорогостоящих технических устройств как гиростабилизированные платформы, особенно интенсивно развиваются в последнее время. К числу потенциальных преимуществ БИНС по сравнению с платформенными ИНС можно отнести:

- меньшие размеры, массу и энергоемкость;

- существенное упрощение механической части системы и ее компоновки и, как следствие, повышение надежности системы;

- отсутствие ограничений по углам разворота;

- сокращение времени начальной выставки;

- универсальность системы, поскольку переход к определению тех или иных параметров навигации осуществляется алгоритмически;

- упрощение решения задачи резервирования и контроля работоспособности системы и ее элементов.

2Г

Основным недостатком БИНС является ее относительно низкая точность, определяемая скоростью дрейфа или «ухода» навигационного решения, генерируемого БИНС от «истинных» значений положения и скорости. В частности, применительно к точностям чувствительных элементов, используемых в БИНС, можно принять следующие данные [6]:

Тип инерциального чувствительного элемента Точность навигационного решения, не менее

Лазерный гироскоп 0.003 град/ч

Волоконно-оптический гироскоп 0.05 град/ч

Волновой твердотельный гироскоп 0.005 град/ч микромеханический гироскоп 30 град/ч микромеханический акселерометр 5x10"5 g маятниковые акселерометры 2x10"6 g вибрационные акселерометры 1x10"6 g

Здесь необходимо отметить, что применение традиционных (лазерных, волоконно-оптических и твердотельных гироскопов, маятниковых и вибрационных акселерометров) для установки на БЛА экономически не целесообразно из-за их высокой стоимости, а относительно дешевые микромеханические чувствительные элементы имеют большие скорости дрейфа и низкую точность измерений. Таким образом, применительно к БЛА в режиме МВП БИНС не в состоянии обеспечить приемлемую точность навигационных определений для обеспечения безопасного полета в течение сколько-нибудь продолжительного времени. Выходом из данной ситуации является использование дополнительных источников навигационной информации, которые позволят периодически корректировать навигационное решение, поставляемое БИНС.

В настоящее время в качестве дополнительного средства, корректирующего навигационное решение БИНС, широко используются GNSS-приемники. Этот факт определяется тем, что БИНС и GNSS используют различные по своей физической природе и спектру ошибок навигационные сигналы. Совместное использование навигационных решений, поставляемых инерциальной и спутниковой навигационными системами позволяет, с одной стороны, ограничить рост погрешностей БИНС, а с другой нивелировать основные недостатки GNSS - низкую частоту обновления навигационной информации и слабую помехозащищенность. Здесь необходимо отметить, что задача обеспечения работы GNSS-приемника в условиях действия естественных и искусственных помех, является самостоятельной задачей, решение которой требует внесения значительных изменений в навигационную аппаратуру потребителя и алгоритм обработки данных получаемых навигационных измерений.

Объединение БИНС и GNSS-приемника в единую навигационную систему (интеграция данных БИНС и GNSS-приемника) может производиться различными способами. В настоящее время можно выделить 4 основных варианта интеграции данных: раздельная схема, слабо связанная схема, жестко связанная и глубоко интегрированная система [3]. Каждая из перечисленных схем обладает своими достоинствами и имеет свои недостатки. Однако, как показывает анализ, в отсутствие помех, целесообразно использовать слабосвязанную схему комплексирования инерциальной и спутниковой навигационных систем, так как такой вариант с одной стороны, благодаря инерциальной составляющей обеспечит непрерывность навигационного решения, а, с другой, решение навигационной задачи, поставляемое GNSS-приемником, ликвидирует главный недостаток инерциальной системы - накопление ошибок. В то же время, и БИНС и GNSS-приемник остаются самостоятельными устройствами, что позволит легко адаптировать такой НК под конкретный БЛА, в соответствии с массово-габаритными, точностными и стоимостными требованиями.

Однако, такой состав бортового оборудования недостаточен для навигационного обеспечения МВП. Это связано с тем, что навигационное решение, генерируемое БИНС неустойчиво по каналу высоты, крайне важного при реализации МВП. Необходимым дополнением НК для обеспечения возможности выполнения МВП является радиобаровысотомер (РБВ), представляющий собой комплексное устройство объединяющее в себе радио- и баро- высотомеры. Эффективность использования РБВ основывается на различии физических принципов работы измерителей (т.е. баровысотомера и радиовысотомера), а также того факта, что ошибки баровысотомера сосредоточены в низкочастотной части спектра, а ошибки радиовысотомера в высокочастотной. В этой связи в комплексном РБВ существует алгоритм первичной обработки измерений, позволяющий учесть информацию от других навигационных подсистем и исключить ошибки смещения высоты, а также часть ошибок, обусловленных динамикой вертолета. Кроме того, стандартный (типовой) РБВ содержит алгоритм вторичной обработки, представляющий собой простейший фильтр Калмана, оценивающий измеренную высоту и параметры методических ошибок радио- и баро-высотомеров [10].

Известно [11], что при наличии помех сигналам GNSS необходимо применение глубоко интегрированной архитектуры интеграции данных и применение специальной навигационной аппаратуры потребителя СНС, которая обеспечивала бы детектирование и фильтрацию помех из навигационного сигнала. Таким образом, необходимо рассматривать не только слабо связанную, но и глубоко интегрированную архитектуры интеграции данных.

В результате был определен и обоснован выбор типов архитектур интеграции данных и минимально необходимый состав НК перспективного вертолета для обеспечения МВП.

Данные навигационного комплекса используются в дальнейшем для решения задачи управления центром масс в режиме МВП, т.е. для реализации описанных выше маневров обход, облет и их комбинацию обход-облет. Будем полагать, что вертолет оснащен стандартной системой стабилизации (автопилот) вертолетов одновинтовой схемы [12,13]. В этом случае задача состоит в формировании алгоритма управления центром масс БЛА, работающего на основании данных навигационного комплекса и цифровой карты подстилающей поверхности, хранимой на борту, в предположении о том, что система стабилизации работает идеально. Алгоритм управления должен обеспечивать выбор типа маневра, определение точки начала маневра и расчет потребного управляющего воздействия. Будем формировать так называемые рациональные алгоритмы, обеспечивающие выбор типа маневра вертолета на основании так называемого "решающего правила" (т.е. критерия траекторного управления), из условия располагаемого динамического ресурса по управлению и определяется из условия минимизации используемого ресурса [14].

Как указывалось выше, использование БЛА в качестве тактического и БЛА поля боя подразумевает наличие на борту радиолокационной станции (РЛС) миллиметрового диапазона, в задачи которой входит, в частности, обеспечение высокоточного применения средств оснащения. В свете сказанного и в связи с наличием на борту БЛА цифровой карты подстилающей поверхности, появляется возможность высокоточной привязки БЛА к топографическим координатам местности путем использования данных бортовой РЛС и цифровой карты подстилающей поверхности в корреляционно-экстремальном алгоритме навигации (КЭАН). Полученное навигационное решение КЭАН для плановых координат может использоваться в НК, в случае возможной деградации НК, в частности, при отсутствии сигналов GNSS в силу тех или иных причин.

Здесь необходимо отметить, что основной проблемой использования решения КЭАН в интегрированной навигационной системе, является отсутствие сведений о достоверности и точности, получаемых с помощью КЭАН оценок навигационных параметров, следовательно, необходимо разработать критерий оценки полученного КЭАН навигационного решения.

Таким образом, реализация МВП БЛА вертолетного типа в условиях действия помех и возможной деградации (отсутствие сигналов GNSS) НК приводит к необходимости решения двух задач: навигации, с учетом всех вышеперечисленных трудностей и управления движением центра масс по данным решения навигационной задачи с учетом перечисленных выше ограничений.

Обе эти задачи можно интерпретировать как задачу: формирования облика бортовой интегрированной системы навигации и управления вертолета. Здесь под обликом системы будем понимать ее архитектуру, ее аппаратный состав, а также алгоритмы навигации и управления, обеспечивающие выполнение перечисленных выше задач.

Таким образом, учитывая вышесказанное, целью работы являлось повышение эффективности использования беспилотных JIA вертолетного типа путем реализации безопасного МВП в режиме огибания местности, в том числе в условиях действия активных помех.

Предметом исследования является совокупность аппаратно-программных средств, обеспечивающих достижение поставленной цели, а объектом исследования - бортовая интегрированная система навигации и автоматического управления МВП перспективного вертолета.

В соответствии с целью работы была поставлена техническая задача: определить облик, т.е. архитектуру и необходимый состав аппаратных и программных средств, а также свойства бортовой интегрированной системы навигации и управления автоматического беспилотного летательного аппарата вертолетного типа.

В конечном счете, для достижения цели работы должны быть решены следующие подзадачи:

• Определение архитектуры бортовой интегрированной системы,

• Формирование математических моделей объекта и бортовой аппаратуры,

• Решение задачи навигации, в том числе в условиях помех,

• Решение задачи управления в режиме МВП,

Создание функционально-программного прототипа интегрированной системы,

• Создание программного комплекса для имитационного моделирования процесса

МВП,

• Осуществление имитационного моделирования МВП,

• Проведение анализа результатов и выработка рекомендаций по составу и структуре средств навигации и управления автоматического БЛА вертолетного типа режиме

МВП, в том числе в условиях помех.

В соответствии с этим далее в диссертации рассматривается решение каждой из перечисленных подзадач.

В первой главе диссертации приведены математические модели и алгоритмы, используемые при формировании интегрированных систем навигации и управления. Основное внимание уделяется учету неконтролируемых факторов, влияющих на работу компонентов навигационной системы. Особое внимание уделено архитектуре GNSS-приемника, функционирующего в условиях активных белошумных помех, а также модификации корреляционно-экстремального алгоритма навигации, дополненного вероятностным критерием достоверности полученного навигационного решения.

Во второй главе рассматриваются разработанные алгоритмы интеграции навигационных данных с использованием слабо связанной и глубоко интегрированной архитектур.

В третьей главе диссертации приводятся основные результаты проведенного имитационного моделирования процесса функционирования созданных функционально-программных прототипов бортовых интегрированных систем, демонстрирующие возможности и преимущества слабосвязанной и глубоко интегрированной архитектур интеграции данных. Здесь представлены результаты, доказывающие возможность осуществления безопасного маловысотного полета БЛА вертолетного типа при использовании предложенных архитектур бортовых комплексов и разработанной системы автоматического управления «идеальный пилот». Показано, что в отсутствие помех достаточной для осуществления безопасного маловысотного полета является слабо связанная архитектура интеграции навигационных данных. Показано, что при воздействии активной белошумной узкополосной помехи применение специального GNSS-приемника совместно с глубоко интегрированной архитектурой интеграции навигационных данных обеспечивают точность навигационного решения достаточную для выполнения безопасного маловысотного полета БЛА вертолетного типа.

Выводы по главе 3.

1. Создано программно-математическое обеспечение в виде объектно-ориентированных комплексов с открытой архитектурой в средах разработки Borland Delphi 7.0 и Microsoft С++, обеспечивающие имитацию процесса функционирования функционально программных прототипов интегрированных систем. Комплексы включают модель внешней среды, с учетом неконтролируемых факторов и модель беспилотного вертолета, взаимодействующую как объект управления с функционально-программным прототипом интегрированной бортовой системы.

2. Разработаны функционально-программные прототипы интегрированной бортовой системы навигации и управления в виде двух архитектур - слабо связанной и глубоко интегрированной. Функционально-программные прототипы представляют собой программные комплексы в средах Borland Delphi 7.0 и Microsoft С++, объединяющие в рамках соответствующих архитектур алгоритмы навигации и интеграции навигационных данных, а также алгоритмы стабилизации и управления.

3. Проведено имитационное моделирование процесса МВП применительно к слабо связанной и глубоко интегрированной архитектурам.

4. На основании результатов имитационного моделирования можно утверждать следующее:

- в отсутствии помех достаточной для осуществления безопасного МВП в режиме огибания местности является слабо связанная архитектура интеграции данных, аппаратного состава (БИНС, РБВ, GNSS-приемника), алгоритмов (интеграции данных БИНС, GNSS, РБВ), «идеальный пилот», точность решения навигационной задачи при этом составляет по положению - 30 м, по скоростям 0,5 м/с;

- в условиях действия узкополосной помехи (0,1 МГц), мощностью до 300 Вт, на удалении 80 км, для осуществления безопасного МВП в режиме огибания местности, необходимо использование глубоко интегрированной архитектуры, аппаратного состава (БИНС, РБВ, GNSS-приемник, ФАР, пеленгатор помех, БРЛС), алгоритмов (интеграции данных БИНС, GNSS, РБВ, БРЛС, управления ДН антенны, адаптивной фильтрации), точность решения навигационной задачи при этом составляет по положению - 15 м, по скоростям 0,3 м/с;

- в условиях действия широкополосной помехи (1 МГц), мощностью до 300 Вт, на удалении 80 км использование GNSS-приемника в составе глубоко интегрированной архитектуры как поставщика навигационной информации невозможно;

- в отсутствии GNSS сигналов, а также в условиях действия широкополосной помехи бортовые системы со слабо связанной и глубоко интегрированной архитектурами, аппаратного состава (БИНС, РБВ, БРЛС), алгоритмов (интеграции данных БИНС, РБВ, БРЛС), «идеальный пилот», корреляционно-экстремальный алгоритм навигации, при наличии на подстилающей поверхности характерных (информативных) участков, позволяют получать точность решения навигационной задачи по положению - 50 м, по скоростям 0,8 м/с;

Заключение

В представленной работе сформулирована и решена актуальная техническая задача по формированию облика бортовой интегрированной системы перспективного беспилотного вертолета в маловысотном полете.

Научную новизну работы обуславливают следующие результаты:

1) сформирован облик бортовой интегрированной системы навигации и управления перспективного беспилотного вертолета, обеспечивающей безопасный МВП в режиме огибания рельефа местности, в том числе в условиях действия активных помех;

2) предложена архитектура интегрированной системы, аппаратный состав и алгоритмы навигации и управления, обеспечивающие безопасный МВП БЛА при отсутствии помех с точностями навигационных определений (3 сг): по положению — 30 м, по скоростям - 0.5 м/с, по высоте — 3 м, в том числе при деградации навигационного комплекса (отсутствие сигналов GPS/ГЛОНАСС);

3) предложена архитектура интегрированной системы, аппаратный состав и алгоритмы навигации и управления, обеспечивающие безопасный МВП БЛА при наличии активных белошумных помех мощностью до 300 Вт, с полосой 0,1 МГц и дальностью до источника помех порядка 80 км.

4) разработаны алгоритмы интеграции навигационных данных в рамках слабо связанной и глубоко интегрированной архитектур бортового комплекса, обеспечивающие потребную для безопасного МВП точность привязки центра масс БЛА к географическим координатам;

5) создан модифицированный корреляционно-экстремальный алгоритм навигации (КЭАН) БЛА. Модификация алгоритма состоит в учете эволюции БЛА при формировании эталонного изображения, а также в использовании вероятностной оценки достоверности и точности получаемого навигационного решения. Модифицированный КЭАН обеспечивает в отсутствие сигналов GPS/ГЛОНАСС точность решения навигационной задачи, характеризуется параметрами бортовой цифровой карты подстилающей поверхности;

6) разработан алгоритм управления центром масс БЛА, обеспечивающий при упомянутой выше точности привязки центра масс к географическим координатам безопасный МВП путем совершения маневров «обход», «облет» и «обход-облет»;

7) разработана математическая модель влияния активной помехи на процесс функционирования GNSS-приемника;

8) предложены архитектура GNSS-приемника и алгоритм адаптивной фильтрации принимаемого навигационного сигнала, обеспечивающие работоспособность приемника в условиях активных помех;

9) Разработаны математические модели: стандартного GNSS-приемника, с учетом ошибкок бортовой аппаратуры НКА, погрешности, вызванной ионосферной задержкой сигнала, погрешности, вызванной тропосферной задержкой сигнала, погрешности, вызванной эффектом многолучевости, погрешности, вносимой внутренними шумами приемника, систематической погрешности вектора скорости, вносимой высокочастотной частью приемника, случайные аддитивные составляющие ошибок оценивания.

GNSS-приемника, функционирующего в условиях действия активных помех, в состав которого входят пеленгатор источника помехи, фазированная антенная решетка с системой управления диаграммой направленности, блок адаптивной фильтрации. Данная модель приемника учитывает влияние помехи, определяя эквивалентную ошибку определения псевдодальности;

10) разработан функционально-программный прототип интегрированной бортовой системы в двух вариантах, реализованные в виде программных комплексов открытой архитектуры в среде Delphi и С++;

11) Создан программный комплекс, обеспечивающий имитацию процесса функционирования бортового интегрированного комплекса во внешней среде, с учетом характера подстилающей поверхности, влияния помех, ветра и вариаций плотности атмосферы;

12) проведено имитационное моделирование процесса работы функционально-программного прототипа при различных условиях интеграции и различном уровне деградации комплекса, доказывающее удовлетворительную точность получаемого навигационного решения для осуществления автоматического МВП, в том числе в условиях действия активных помех.

1. Aviation Week & Space Technology, October 25, 2004, стр. 90-94.

2. Растопчин B.B. Беспилотные авиационные системы, www.avia.ru, 2005

3. Управление и наведение беспилотных маневренных летательных аппаратов на основе современных информационных технологий. Под ред. М. Н. Красилыцикова и Г. Г. Себрякова Москва ФИЗМАТЛИТ, 2003

4. В.Д.Андреев, Теория инерциальной навигации, ч.1. Автономные системы. М., Наука, 1966.

5. И.И.Помыкаев, В.П.Селезнев, Л.А.Дмитроченко, Навигационные приборы и системы. М., Машиностроние, 1983.

6. П.В.Бромберг, Теория инерциальных систем навигации. М., Наука, 1979.

7. Savage P. G. Strapdown Analitics. StrapdownAssociatews, Inc., Maple Plain, Minnesota, 2000.

8. Д.В. Лебедев, А.И. Ткаченко. Системы инерциального управления. Алгоритмические аспекты. / Отв. ред. В.В. Козорез. АН УССР. Ин-т кибернетики им. В.М. Глушкова. Киев: Наукова думка, 1991. - 208 с.

9. Ю.А. Литманнович, Дж.Г. Марк. Прогресс в разработке алгоритмов БИНС на Западе и Востоке в материалах Санкт-петербургских конференций: обзор за десятилетие. // Научно-технический журнал «Гироскопия и навигация», №3 (42), 2003, стр. 52-67.

10. Жуковский А.П., Расторгуев В.В. Комплексные системы навигации и управления самолетов, М., МАИ, 1998

11. Глобальная спутниковая навигационная система ГЛОНАСС, под ред. В.Н. Харисова, А.И. Перова, В.А. Болдина. -М., ИПРЖР, 1998

12. Gareth D. Padfield, Helicopter Flight Dynamics: The Theory and Application of Flying Qualities and Simulation Modeling, AIAA Education Series, 1999.

13. Бородин B.T., Рыльский Г.И. Управление полетом самолетов и вертолетов. М., Машиностроение, 1972.

14. Вайнберг М.В., Белоцерковский А.К. и др. Математическая модель для исследования динамики движения вертолета при полете на предельно малых высотах. М., МВЗ им. М.Л.Миля, 1988.

15. Бюшгенс Г.С., Студнев Р.В. Аэродинамика вертолета. Динамика продольного и бокового движения. М.: Машиностроение, 1979.

16. Военная топография. М., Воениздат, 1977.

17. Роджерс.Д., Адаме.Дж, Математические основы машинной графики: Пер. с англ. -М.: Мир, 2001.

18. Красильщиков М. Н., Сыпало К.И., Дишель В.Д., Козорез Д.А., Белоусов И.А., Формирование интегрированной навигационной системы малого ИСЗ на основе ГЛОНАСС/GPS технологий, Известия РАН. «Теория и системы управления», №1, 2001год.

19. Красильщиков М.Н., Сыпало К.И., Козорез Д.А. "Интегрированная навигационная система вертолета" часть 1; "Математические модели и алгоритмы". Авиакосмическое приборостроение, №6, 2004, стр. 32-40.

20. Красильщиков М.Н., Сыпало К.И., Козорез Д.А. "Интегрированная навигационная система вертолета" часть 2; "Результаты моделирования". Авиакосмическое приборостроение, №6, 2004, стр. 40-50.

21. Козорез Д.А. Моделирование процесса определения ориентации КА на основе GPS/GLONASS технологии, V-я всероссийская конференция, Москва, МАИ, май 1999.

22. Красильщиков М.Н., Козорез Д.А. Моделирование процесса навигации и определения ориентации КА на основе GPS/GLONASS технологии, X юбилейная международная конференция, Переславль-Залесский, июнь 1999.

23. Красильщиков М.Н., Козорез Д.А., Сыпало К.И. Моделирование процесса навигации и определения ориентации КА на основе ГЛОНАСС/GPS технологии 1ая Международная конференция «Системный анализ, управление и навигация», Евпатория 1999г.

24. Krasilshchikov M.N., Sypalo K.I., Kozorez D.A. Helicopter Terrain-following Integrated Navigation & Control System, Based on GPS/GLONASS Technique and Technology, European Conference for Aerospace Sciences (EUCASS), Moscow, July 2005.

25. Д.А. Козорез, М.Н. Красильщиков, К.И. Сыпало Функционально-программный прототип интегрированной бортовой системы перспективного беспилотного вертолета в режиме маловысотного полета. // Международный форум по спутниковой навигации, М., 2008.

26. Krasilshchikov M.N., Sypalo K.I., Kozorez D.A. Artificial jam-resistant integrated navigation system for unmanned helicopter. // International Symposium on GPS/GNSS 2008, Tokyo, 2008.i i