автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Информационно-измерительная система для определения параметров движения объектов с применением алгоритмических способов повышения их точности

003450011 На правах рукописи

АЛИМБЕКОВ АЗАТ ЛИЕРОВИЧ

ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ АЛГОРИТМИЧЕСКИХ СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ИХ ТОЧНОСТИ

Специальность 05.11.16 Информационно-измерительные и управляющие системы (в промышленности и медицине)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 6 ОПТ

Уфа 2008

003450011

Работа выполнена в Уфимском государственном авиационном техническом университете на кафедре автоматизированных систем управления

Научный руководитель

д-р техн наук, проф. Куликов Геннадий Григорьевич

Официальные оппоненты.

д-р техн наук, проф Заико Александр Иванович

д-р техн наук, проф Романченко Анатолий Федорович

Ведущее предприятие - ФГУП НКТБ «Вихрь»(т. Уфа)

Защита диссертации состоится "ОТ" 2008 г в "10 " часов

на заседании диссертационного совета Д-212 288 02 при Уфимском государственном авиационном техническом университете по адресу 450000, Уфа-центр, ул К Маркса, 12

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Автореферат разослан " 2008 г

л

Ученый секретарь

диссертационного совета д-р техн наук, проф

Г.Н. Утлякое

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность и перспективность. Одним из наиболее важных звеньев управления движением водных, наземных и воздушных объектов является навигационная система (НС), которая предназначена для определения местоположения и параметров движения в каждый момент времени. Информационно-измерительная сисгема (ИИС) для определения параметров движения является основной составной частью НС

Необходимым условием автоматизации управления судами является обеспечение непрерывности отсчета географических координат Она может Сыть выполнена путем применения инерциальной навигационнои системы (ИНС), но ее использование ведет к усложнению структуры НС, а также к увеличению потребляемой мощности, веса и объема. Другим, более простым способом обеспечения непрерывности является курсо-скоростное счисление координат Элементы счисления (компас и лаг) устанавливаются на все суда в обязательном порядке в соответствии с рекомендациями Морского Регистра судоходства Однако этот канал счисления имеет неудовлетворительную точность из-за влияния возмущающих факторов, таких как, например, качка для показаний магнитного курса и изменение проводимости забортной воды для скорости

Для обеспечения требуемой надежности каналов определения местоположения необходимо производить резервирование навигационной аппаратуры и комплексировать резервированные каналы, основанные на разных физических принципах Таким образом, эффективным способом получения непрерывности отсчета с приемлемой точностью является парирование возмущающих воздействий, что позволит довести канал курсо-скоростного счисления до заданных требований

Спутниковые навигационные системы (СНС) в большой степени отягощены случайными погрешностями. Кроме того, все СНС являются радиосистемами, поэтому сильно уязвимы для радиопомех, в связи с чем необходимо комплексировать приемники СНС с другими навигационными приборами

Развитие современных средств судовождения происходит в направлении интеграции имеющихся каналов счисления координат, то есть совмещения разнородных навигационных устройств в единую систему с эффективным человеко-машинным интерфейсом

В последнее время остро встал вопрос о повышении экономической эффективности морских перевозок, снижения затрат па обслуживание судов и, прежде всего, экономии топлива

Вопросами создания судовых и авиационных навигационных систем занимались ученые А.А Сосновский, И А Хаймович, ГФ Молоканов, В.В. Козарук, Д П. Лукьянов, В.С Фролов, В Т. Бородин, Г И. Рыльский и др. Можно выделить следующие проблемы для современных НС

1) невозможность применения канала курсо-скоростного счисления, являющегося резервным, в качестве равноценного канала при комплексировании из-за действия внешних возмущений на показаниия (это, прежде всего, качка и изменение проводимости забортной воды),

2) необходимость комплексной автоматизации судовождения Содержанием работы является разработка эффективных алгоритмов

повышения точности ИИС, с целью повышения эффективности судовождения за счет комплексирования каналов определения местоположения

Таким образом, данная работа имеет важное народно-хозяйственное значение

Целью диссертационной работы является определение требований к ИИС судовождения и обеспечение функционирования системы курсо-скоростного счисления с погрешностью, которая позволит использовать ее в качестве равноценного канала при комплексировании в многоканальную систему с деградацией и с учетом расхода топлива

Задачи исследования. Для достижения цели работы поставлены и решены следующие задачи:

• разработка методики уменьшения погрешности канала курсо-скоростного счисления,

• исследование требований по точности к ИИС судовождения на базе методик уменьшения погрешностей канала определения местоположения и разработка новых технических решений,

• разработка методики комплексирования каналов определения местоположения и модели поведения оператора в многоканальной системе

Методы исследования. Полученные автором результаты базируются на теории движении судна, использовании теории измерений, методов физического, имитационного и математического моделирования. На защиту выносятся

• методика обработки измерений магнитного курса на основе фильтрации с привлечением информации о крене,

• методика обработки сигналов синусно-косинусных датчиков при измерении магнитного курса для увеличения точности измерений за счет снижения дисперсии измеренных значений параметров путем фиксации предельных режимов функционирования и блокирования соответствующих им значений курса;

• методика обработки измерений скорости и коррекции показаний лага по СНС,

• методика комплексирования потоков информации при совмещении каналов счисления координат, основанных на разных физических принципах

Научная новизна решения поставленных задач заключается в следующем

1) разработана методика уменьшения погрешности измерения магнитного курса на основе применения адаптивного фильтра, отличающаяся от других решений привлечением информации о крене,

2) разработана методика снижения дисперсии измеренных значении параметров, а также обеспечения возможности защиты преобразователей с синусно-косинусными датчиками при коротких замыканиях и обрывах в их электрических цепях, отличающаяся от других решений применением сравнения сигналов с опорными значениями;

3) разработана методика уменьшения погрешности измерения относительной скорости, отличающаяся от других решений введением контроля, учета проводимости забортной воды и коррекции показаний скорости на основе вычисления поправочных коэффициентов по СНС;

4) разработана методика комплексирования каналов определения местоположения в многоканальной системе, отличающаяся наличием модели деградации сигналов с учетом использования резервного канала курсо-скоростного счисления

Практическая ценность. Практическую ценность разработанной навигационной системы судовождения составляют

1) алгоритмы автоматизированного управления движением судна по траектории с оптимизацией по требуемому времени достижения цели и экономии топлива,

2) алгоритмы комплексирования навигационной информации и деградации навигационной системы,

3) разработанные аппаратные и программные средства для магнитного компаса КМ-145М и индукционного лага ИЭЛ-3, позволяющие их использование в качестве основного канала судовождения

Внедрение результатов Результаты, полученные в работе, внедрены в ЗАО «Катав-Ивановский приборостроительный завод» в виде алгоритмов, используемых в судовом электромагнитном лаге ИЭЛ-3 и магнитном компасе КМ-145М

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях, в том числе Первой всероссийской научной конференции студентов и аспирантов с международным

участием "Робототехника, мехатроника и интеллектуальные системы", ТРТУ, г. Таганрог 2005г, Международной научно-технической конференции "Информационно-вычислительные технологии и их приложения", МНИЦ, г. Пенза, 2005г, X Международной научной конференции «Решетневские чтения», СибГАУ, Красноярск, 2006 г.; 2-ой региональной зимней школе-семинаре аспирантов и молодых ученых «Интеллектуальные системы обработки информации и управления», УГАТУ, Уфа, 2007г, Международной научно-технической конференции «Проблемы автоматизации и управления в технических системах - 2007», 111 У, Пенза, 2007г, Всероссийской молодежной научной конференции «Мавлютовские чтения», УГАТУ, Уфа, 2007г

Публикации Основные результаты по теме диссертации опубликованы в 16 работах, в том числе в 3 статьях в изданиях, включенных в список ВАК Получено 2 патента РФ, 2 свидетельства о регистрации программ

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и библиографии Работа содержит 135 страниц машинописного текста и 100 наименований библиографических источников. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ВО ВВЕДЕНИИ обоснована актуальность работы, производится сравнительная характеристика применяемых в судовождении навигационных приборов Дается общая характеристика работы, характеристика новизны и практической значимости полученных результатов

В ПЕРВОЙ ГЛАВЕ проведен анализ существующих ИИС управления водными объектами с указанием их недостатков.

В главе рассмотрены предлагаемые другими авторами способы уменьшения креновой погрешности в показаниях курса В частности, встраивание в датчик курса устройства для определения крена. Другим методом является физическая стабилизация картушки и датчика компаса Предложенные методы имеют аппаратурную избыточность В ходе анализа креновой помехи показано, что применение фильтра с частотой среза меньшей, чем частота качки, неприемлемо, поскольку в показаниях курса появляется значительная ошибка, что является недопустимым. Также производится анализ существующего способа определения оставшегося времени для достижения конечного пункта маршрута

Таким образом, обоснована цель диссертационной работы, заключающаяся в определении требований к ИИС судовождения и обеспечение функционирования системы курсо-скоростного счисления с погрешностью, которая позволит использовать ее в качестве равноценного канала при комплексировании в многоканальную систему с деградацией с учетом расхода топлива

ВО ВТОРОЙ ГЛАВЕ приводятся результаты анализа задач, решаемых судовым магнитным компасом, как частью ИИС определения параметров движения, анализ креновой составляющей в показаниях курса Показано, что для компенсации указанной погрешности можно использовать фильтр с адаптацией, поскольку характеристики и параметры качки могут меняться в зависимости от внешних условий Предлагается использовать фильтрацию погрешности в канале магнитного курса по адаптивному алгоритму Уидроу-Хоффа (основанном на методе наименьших квадратов при приведении рабочей функции к минимуму), поскольку он является простым в вычислениях и не требует проведения оценки градиента в измерительном канале

Предлагаемая слрукчура ИИС определения курса показана на рисунке 1

Рисунок 1 - ИИС определения магнитного курса. Ф1, Ф2 - феррозонды, Г - генератор, У - усилитель, Д - детектор, ФНЧ - фильтр низкой частоты, MUX -аналоговый мультиплексор, МК - микроконтроллер, Инд - индикационное устройство, УВ - устройство ввода с клавиатуры, ИНТ - цифровой интерфейс по стандарту NMEA-0183, К - креномер

В аналитическом виде нерекурсивный фильтр можно представить формулой

N-1

Ук='Еам'ху-*, а)

р о

а уравнения настройки коэффициентов этого фильтра будут выглядеть следующим образом

а]л =а]л_,+2-ц-ек -Xj_ki (2)

ек=<1к-Ук, (3)

где ек - сигнал ошибки между сигналом на опорном входе и его оценкой на выходе фильтра, к - номер итерации, N-длина импульсной характеристики или число коэффициентов фильтра, вк - вектор длины N коэффициентов

фильтра на к-й итерации, М>0 - коэффициент адаптации, определяющий качество процесса фильтрации и скорость сходимости итерационного процесса к этому решению

Как видно из вышеприведенного, реализуется несложная процедура вычислений, которая может быть выполнена микроконтроллером компаса. После вычисления выходного значения фильтра вычислитель выполняет нахождение текущего значения прибавочной коррекционной функции В результате этой операции вычисляется курс Далее происходит вычисление значения остаточной девиации, исходя из курса и таблицы девиации. Вся вычисленная информация индицируется и передается по специальным интерфейсам в системы высшего уровня

В составе алгоритма обработки курса предлагается использовать следующий способ обработки сигналов для увеличения точности измерений магнитного курса за счет снижения дисперсии измеренных значений параметров-

1. Производят аналого-цифровое преобразование сигналов синусно-косинусных датчиков

11е=итсо*Ч , и,=ияашЧ, (4)

в результате чего получают цифровые коды

+ К=(УтзтЧ> + иа)у, (5)

где и0 = 0,5 V- смещение сигналов, вводимое при аналоговой обработке с целью определения знаков цифровых кодов, соответствующих сигналам датчиков, N — разрядность используемого аналого-цифрового преобразователя,

2. Определяют значения сигналов датчиков в цифровом виде

(6)

гдеЛГ0=— 2 =2 ;

3 Определяют абсолютные значения сигналов датчиков . Это делается с помощью следующих логических операций

= ^ и = если NC,NS>NB■, (7)

К| =ЛГ0-ЛГ;И|^| = 7У0-N1, если ЛГ, < , (8)

4 Вводят опорные сигналы М, и сравнивают абсолютные значения сигналов датчиков (12) со значениями опорных сигналов При выполнении условий

К|<Л/,,|ЛГ,|<М, (9)

определяют режимы работы датчиков, соответствующие опорным сигналам с наименьшим значением. Если ни один из опорных сигналов не удовлетворяет

условиям (7), определяют режим, при котором сигналы датчиков превышают диапазоны входных сигналов аналого-цифровых преобразователей.

Для определения оптимальных режимов работы датчиков значение опорного сигнала выбирают равным М = -(4...8), чтобы не сужать диапазоны изменения преобразуемых сигналов. При определении режимов работы датчиков, связанных с появлением недопустимо больших погрешностей измерений, задают наибольшее значение погрешности АЧ^, которое допускается

при оптимальных режимах работы, и, исходя из него, определяют значение соответствующего опорного сигнала

М=— Г" ПО)

т

Работу данного алгоритма поясняет рисунок 2. Для определения отказов, связанных с обрывами и замьпсаниями в цепях возбуждения датчиков и приводящих к пропаданию сигналов, значения опорных сигналов выбирают равными нескольким единицам младших разрядов используемых цифровых кодов. В частности при N=10 значение опорного сигнала может быть равным М= (8...16).

компенсирующих сигналов

Рисунок 2 - Работа алгоритма обработки курса.

В магнитном компасе, в котором используется описанный способ, сформированы компенсационные сигналы, отражающие текущие режимы работы датчиков и дающие возможность принимать соответствующие решения, а именно: при определении оптимальных режимов работы датчиков

использовать поступающую от датчиков измерительную информацию дай точного количественного контроля измеряемых параметров, в режимах связанных большими погрешностями, использовать измерительную информацию только для качественного контроля параметров; в режимах, связанных с перегрузками на входах аналого-цифровых преобразователей, не производить обработку сигналов датчиков, при определении отказоЕ преобразователей производить отключение от источников питания и проверку устройств На данный способ получен патент [16]

Одним из основных факторов, ухудшающих точностные характеристики судовых электромагнитных лагов, является изменение проводимости забортной воды со сменой акватории ИИС определения относительной скорости движения судна показана на рис 3

Рисунок 3 - Предложенная ИИС определения относительной скорости ЮЗ - катушка возбуждения, ИН-источник напряжения возбуждения, К -контактная группа для съема напряжения, Д - детектор, ФНЧ - фильтр низкой частоты, МК - микроконтроллер, Инд - индикационное устройство, УВ -устройство ввода с клавиатуры, ИНТ - цифровой интерфейс по стандарту ЫМЕА-0183, ИС - измеритель сопротивления, КУ - ключевое устройство

Предлагается встроить в схему измерения лага подсистему измерения проводимости Вычисление скорости предлагается производить по следующему алгоритму

г=(1-10) с-ти, (п)

где V - скорость судна в узлах, I - входной ток усилителя, соответствующий напряжению на контактах датчика лага, 10 - входной тока первого каскада усилителя, соответствующее нулю усилительной схемы, С - линейный коэффициент преобразования напряжения в скорость N1 - нелинейный коэффициент, который вычисляется из функции, получаемой при тарировке лага

на судне, Б - коэффициент, учитывающий проводимость воды Он вычисляется следующим образом

Я = о/о0, (12)

где в - текущее значение проводимости воды, вО — значение проводимости воды, которое было при операции тарировки

Предложенный алгоритм является простым для реализации в мшфоконтроллере и не требует замены датчика Как показали испытания, математическая обработка по данному алгоритму позволяет значительно уменьшить погрешность в показаниях лага

Предложена методика уточнения показаний лага при помощи спутниковой навигационной системы По показаниям СНС возможно производить уточнение показаний скорости, измеренных лагом

Суть предлагаемого метода состоит в следующем При наличии в НС данных со спутниковой системы (путевой угол, путевая скорость, географические координаты) и при наличии данных о течении, снятых с картографической системы, возможно определить линейную скорость судна с высокой точностью и откорректировать показания лага Из навигационного треугольника скоростей следует

______7 = ¥-и, (13)

где V, УУ, I/ - соответственно векторы линейной, путевой скоростей и скорости течения

С привлечением данных с компаса о курсе становится возможным определить модуль линейной скорости и ввести корректирующий коэффициент для уточнения скорости Линейную скорость выразим из геометрических соотношений навигационного треугольника скоростей

Рснс = №'со5(ПУ-у/) + и-соэ^у -у/), (14)

где направление течения

Также при обработке показаний скорости предлагается алгоритм перманентной коррекции показаний лага при наличии данных от СНС.

Введем поправочный коэффициент для скорости как отношение вычисленной по показаниям СНС скорости и измеренной лагом

тг _ ^с//с

(15)

лаг

Коэффициент будет вычисляться всякий раз при наличии данных от СНС Таким образом, конечное выражение для определения скорости выглядит как

у = (16)

где V™ - измеренное лагом значение скорости

Далее показано, что используемый в настоящий момент алгоритм расчета времени достижения конечного пункта маршрута рассчитывается без учета возмущающих воздействий, что приводит к значительной ошибке в его оценке Для уточнения времени прибытия предлагается алгоритм вычисления скорости, требуемой для достижения конечного пункта маршрута вовремя с учетом возмущающих воздействий

где - путевая скорость, V - истинная скорость, УТ - угол течения, Ш -эквивалентное течение, № - скорость течения

Используя этот метод, мы можем обеспечить расчет более точного времени прибытия в конечный пункт маршрута В свою очередь, это позволит выбирать такой режим работы двигателя судна, при котором будет в большей степени использоваться наиболее экономически выгодный участок кривой удельного расхода топлива для данного типа судового двигателя При наличии вертикального канала навигации мы приходим к четырехмерной системе навигации судна в пространстве Две координаты в горизонтальной плоскости, измерительный вертикальный канал с обходом препятствий в горизонтальной плоскости и продольный (временной) канал

Таким образом, может быть предложена следующая структура НС (рисунок 5) Навигационный вычислитель управления выполняет также и функции ведения судна по заданному в системе отображения картографической информации маршруту Алгоритм его работы приведен ниже Счисленный магнитный путевой угол вычисляется по формуле (18)

где Г„,У„- соответственно продольная и поперечная составляющая показаний относительного лага, Ц> „ - магнитный курс Дополнительный путевой угол, который определяется поправкой, вносимой течением, определим как

(17)

(18)

лх

АПУТ - аг

1/т со5(1//т - МПУ) 1/т 51п(у/т - МПУ) '

(19)

Заданный курс для движения по ЛЗП, необходимый для управления направлением движения судна и управления рулями, вычисляется с учетом сноса следующим образом

Рисунок 4 - Общая структура судовой навигационной системы

¥з=Ч/с- (ЗШУ - МПУ), (20)

где ЗМГТУ- заданный МПУ

Фактический путевой угол будет определяться выражением

ПУ = МПУ + ШУТ (21)

Определим модуль путевой скорости через показания лага и скорость течения

^ = (22) где ип, иТу - продольная и поперечная составляющие скорости течения

Алгоритм приближения к ЛЗП начинает работать в том случае, если I| | ^¿й0„ |, а заданный курс вычисляется по формуле (3 26) Знак перед последним слагаемым зависит от знака . Минус ставится в случае, если а если то ставится знак плюс

у,3=у,с-(ЗПУ-ПУ) + уп, (23)

где Ун- угол подхода к ортодромии

Найдем изменение координат судна при перемещении по ортодромии и боковое отклонение путем интегрирования проекций скорости на оси координат, связанные с судном1

Ь= -ЗМПУ),

I

Аг = со$(у/м - ЗМПУ) (24)

I

Таким образом, в результате вычислений мы получим перемещение по оси X и боковое отклонение по оси У, которые мы используем соответственно для управления тягой движителя судна и рулями Далее описываются модели комплексирования каналов местоопределения Рассматриваем 3 канала местоопределения (СНС, БИНС, СС) Считаем, что визуальный компас, ручной лаг и астросекстант по аналогии с самолетовождением имеют надежность, близкую к единице

В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ производится экспериментальная оценка точности в каналах измерения курса и скорости, влияния погрешности определения курса и скорости на движение судна

Произведено имитационное моделирование адаптивного алгоритма Уидроу-Хоффа в применении к фильтрации курсовой информации Получена зависимость степени подавления помех от порядка фильтра

Таким образом, применение фильтра при качке с периодом, равным 8 секундам, позволило подавить креновую помеху в канале курса в 20 раз.

Получена зависимость степени подавления креновой помехи в канале измерения курса от числа коэффициентов фильтра (рисунок 5) Установлено, что для удовлетворительного подавления данной помехи достаточно иметь фильтр с порядком около 100 коэффициентов

Рассмотрен эффект от коррекции показаний скорости в зависимости от проводимости воды Установлено, что остаточная погрешность от изменения проводимости забортной воды при измерении скорости определяется, в основном, погрешностью от конечной разрядной сетки АЦП Произведена оценка погрешности системы курсо-скоростного счисления при изменении проводимости воды на 20% относительно ее величины при тарировке лага и при средней скорости в 15 узлов Получено, что за 1 час ее максимальное значение не будет превышать 3 морских миль

Число коэффициентов фильтра

Рисунок 5 - Зависимость степени подавления помех от порядка фильтра

Произведены оценки эффекта экономии топлива и получены следующие результаты

1 Сокращение длины пути за счет уменьшения погрешности местоопределения в каждой точке движения. Сравнивались погрешности РСДН Ьогап-С и системы курсо-скоростного счисления. Результаты моделирования следующие длина пути в результате погрешности системы курсо-скосростного счисления на участке движения составила 0,79 мили, что на 59% меньше, чем при использовании РСДН Ьогап-С (1,34 мили)

2 Показано, что ошибка при вычислении времени прибытия в конечный пункт с учетом формулы (17) зависит, в основном, от погреши остей определения сноса, которая не превышает нескольких процентов от его величины

Также приведены результаты успешных ходовых испытаний на катере проекта 1400 войсковой части 9881 Северо-Кавказкого Пограничного управления ФСБ России Таким образом, работоспособность технических решений подтверждена ходовыми и лабораторными испытаниями Результаты ходовых испытаний при качке до 9° показаны на рисунке 6

Рисунок 6 - Результаты ходовых испытаний при качке до 9°

В ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ описывается техническая реализация и внедрение магнитного компаса КМ-145М и электромагнитного лага ИЭЛ-3, при разработке которых применены приведенные алгоритмы коррекции курса и скорости Результаты работ внедрены в производство на ЗАО «Катав-Ивановский приборостроительный завод»

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ:

- разработана методика уточнения показаний магнитного компаса на основе адаптивного алгоритма Уидроу-Хоффа, отличающаяся тем, что в качестве опорного сигнала используются показания креномера Установлено, что ее применение позволяет уменьшить погрешность курса от качки в 20 раз,

- разработана методика обработки сигналов синусно-косинусных датчиков при измерении магнитного курса для увеличения точности измерений за счет снижения дисперсии измеренных значений параметров путем фиксации предельных режимов функционирования и блокирования соответствующих им значений курса В рассчитанном примере уменьшение погрешности измерения курса после обработки составило 1,103°, что при погрешности дистанционной

передачи курса, установленной нормативами суммарной погрешности в 2° составляет 55%

- предложена методика получения дополнительной информации по возмущающим факторам для повышения точности канала измерения скорости, повышена точность измерения путевой скорости за счет комплексного использования элементов конструкции первичного преобразователя лага и установлен метод коррекции его показаний по показаниям СНС,

- предложена методика комплексирования каналов местоопределения, основанных на различных физических принципах с учетом корректной деградации системы при отказах ее элементов, позволяющий повысить надежность и отказоустойчивость системы определения местоположения судна,

- разработаны новые технические решения, реализованные в судовом магнитном компасе КМ-145М и индукционном электромагнитном лаге ИЭЛ-3

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В РАБОТАХ:

В изданиях из перечня ВАК

1 Метод повышения точности и надежности измерительных систем /А.Л. Алимбеков, Г.Г. Кулаков, Р.И. Алимбеков, П.С. Котенко // Журнал «Полет» М • Машиностроение, 2007 №9 - 34-38 с

2 Алгоритмы цифровой коррекции информационно-измерительных каналов, построенных на основе магнитного компаса и индукционного лага для комплексной системы судовождения / А.Л. Алимбеков, Г. Г Куликов, П.С. Котенко, Р.И. Алимбеков // Вестник УГАТУ (Серия Управление, вычислительная техника и информатика) - 2007 Т 9. №5(23). Уфа С. 9-15

3 Расчетно-экспсриментальный метод компенсации динамической погрешности при магнитном измерении курса судна / А.Л. Алимбеков, Н.П. Рогатых.// Вестник УГАТУ - 2008 Т 10 №1(26) Уфа С 197-204.

В других изданиях.

4 Анализ методов повышения эффективности судовой навигации (на англ яз) / АЛ. Алимбеков // Материалы междунар. конф Робототехника, мехатроника и интеллекгульные системы Таганрог. ТРТУ, 2005 -167-170 с

5. Устройство измерения относительной скорости судна Пат. № 2249825, РФ - МКИ 001 Р 5/08 АЛ.Алимбеков, А.С. Шулаков, и др - №2003127315, заявлено 08.09.2003 -Опубл 10.04 2005, Бюл № 10

6. Проблема достоверности данных в судовых навигационных системах (на англ яз) / АЛ. Алимбеков // Материалы междунар конф Робототехника, мехатроника и интеллектульные системы. Таганрог ТРТУ, 2005 - 171-174 с

7 Компас КМ-145 версия 1.11 свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2006613910 / А.Л. Алимбеков, Г.Г. Куликов, П.С. Котенко, Н.П. Рогатых.

8 Лаг версия 1 82 свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2004611972 / А.Л. Алимбеков, Р.И. Алимбеков и др.

9 Обзор математических моделей деятельности оператора в системах управления I А.Л. Алимбеков // Сборник материалов международной научно-технической конференции Информационно-вычислительные технологии и их приложения Пенза- МНИЦПГСХА, 2005 - 7-10 с

10. Анализ деятельности оператора в системе управления / А.Л. Алимбеков // Сборник материалов международной научно-технической конференции Информационно-вычислительные технологии и их приложения Пенза МНИЦ ПГСХА, 2005 - 5-7 с.

11 Синтез алгоритмов цифровой фильтрации ошибок судового магнитного компаса / АЛ. Алимбеков // Материалы X Международной научной конференции Решетневские чтения Красноярск, СибГАУ, 2006 - 216 с

12 Анализ погрешности судовой системы навигационного счисления / А.Л. Алимбеков // Материалы X Международной научной конференции Решетневские чтения Красноярск, СибГАУ, 2006 -217 с

13. Метод повышения надежности и точности информационно-измерительных систем управления судовождением на основе оптимальной фильтрации курсовой и скоростной информации / А.Л. Алимбеков, Г.Г. Куликов, П.С. Котенко // Интеллектуальные системы обработки информации и управления Сборник статей 2-ой региональной зимней школы-семинара аспирантов и молодых ученых, 13-17 февраля 2007 - Уфа Издательство «Технология», 2007, Том 1 - 311 с, с 85-90

14 Метод уменьшения погрешности судового магнитного компаса / А.Л. Алимбеков, Куликов Г.Г., Котенко П.С., Р.И. Алимбеков // Проблемы автоматизации и управления в технических системах // Труды международной научно-технической конференции 17-19 апреля 2007. - Пенза ИИЦ111 У, 2007 -286 е., с 60-63

15 К вопросу о полной автоматизации процесса судовождения / А.Л. Алимбеков // Мавлютовские чтения Труды всероссийской молодежной научной конференции 30-31 октября 2007-Уфа-УГАТУ, 2007. с 218-219

16 Способ определения режимов работы синусно-косинусных датчиков Пат. № 2310167, РФ.- МКИ 001 С 25/00 А.Л.Алимбеков, Н.П. Рогатых, и др -№¡2005114847, заявлено 16.05 2005.-0публ 10 11 2007, Бюл № 31

Диссертант

А.Л Алимбеков

АЛИМБЕКОВ Азат Лиерович

ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПОДВИЖНЫМИ ОБЪЕКТАМИ С ПРИМЕНЕНИЕМ АЛГОРИТМИЧЕСКИХ СПОСОБОВ ПОВЫШЕНИЯ ИХ ТОЧНОСТИ

Специальность 05.11 16 Информационно-измерительные системы управления (в промышленности и

медицине

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано к печати 01 10 2008 Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать плоская. Уел печ л 1,0 Уел кр.-отт. 0,9 Уч -изд л 0,9 Тираж 100 экз. Заказ № 431 Бесплатно

ГОУ ВПО Уфимский государственный авиационный технический университет Центр оперативной полиграфии

450000, Уфа-центр, ул К Маркса, 12

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА ПЕРВАЯ. Анализ характеристик существующих информационно-измерительных систем управления движением морских объектов и постановка научно-технических задач.

1.1. Общая характеристика и классификация информационно-измерительных систем управления водными и воздушными объектами.

1.2. Сравнительный анализ характеристик надежности информационно-измерительных систем управления движением объектов.

1.3. Методы повышения эффективности работы информационно-измерительных систем управления движением.

Выводы по первой главе. ^

ГЛАВА ВТОРАЯ. Алгоритмы повышения точности системы курсоскоростного счисления и математическая модель работы измерительных каналов автоматизированной информационно-измерительной системы навигации.

2.1. Анализ надежности элементов информационно-измерительной системы навигационных параметров и методика обработки измеренных показаний курса.

2.2. Метод уменьшения дисперсии измерений курса при использовании синусно-косинусных датчиков.

2.3. Алгоритм повышения точности и достоверности измерений скорости.

2.4. Методика учета взаимосвязанных навигационных параметров движения при управлении.

2.5. Структура и обобщенная математическая модель автоматизированной информационно-измерительной системы.

Выводы по второй главе.

ГЛАВА ТРЕТЬЯ. Экспериментальная оценка точности в каналах измерения курса и скорости. gg

3.1. Оценка повышения точности курсовой и скоростной информации.

3.2. Оценка повышения точности определения географических координат методом навигационного счисления при применении алгоритмов цифровой обработки в каналах курса и скорости.

3.3. Оценка эффективности применения алгоритмов управления движением.

3.4. Экспериментальные испытания устройства дистанционной передачи курса и устройства измерения скорости в составе навигационной системы

Выводы по третьей главе.

ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ. Внедрение результатов и техническая реализация.

4.1. Структурная схема и техническая реализация устройства дистанционной передачи курса компасаJCM-145М.

4.2. Структурная схема и техническая реализация устройства дистанционной передачи курса и устройства измерения скорости.

4.3. Программное обеспечение вычислителей компаса КМ-145М и лага

ИЭЛ-3.

Выводы по четвертой главе.

Одной из наиболее важных систем управления движением водных, наземных и воздушных объектов является информационно-измерительная система параметров движения. Навигационная система является ее частью, и предназначена для определения параметров местонахождения в каждый момент времени. Современные навигационные системы можно классифицировать на автономные системы навигации, осуществляющие судовождение автономными средствами, установленными на объекте, и неавтономные, которые осуществляют свои функции при помощи внешних средств наземного или космического базирования [14,33,34,35,37,47,48]. К автономным средствам можно отнести:

- инерциальные средства навигации или инерциальные навигационные системы (ИНС);

- системы счисления координат на базе систем измерения курса, систем измерения путевой скорости относительно земли (дна), систем измерения скорости судна относительно водной среды и астрономических систем, позволяющих определить местоположение судна и его курс относительно истинного меридиана в условиях видимости звезд.

Для осуществления непрерывного определения координат местонахождения судна по астрономической системе необходимо комплексирование ее с измерителем путевой скорости относительно морского дна [12,13]. Перечисленные средства автономной навигации имеют недостаточную точность (не точнее 1 морской мили за час пути). С целью повышения точности прибегают к внешним средствам коррекции координат [16,34]. К таким средствам можно отнести:

1) глобальные системы определения координат подвижных объектов. Наиболее распространенными из которых являются:

•спутниковая навигационная система GPS, ГЛОНАСС;

•радиотехническая система сверхдальней навигации Omega;

2) неглобальные системы:

•радиотехническая система дальней навигации Loran-C; •радиотехнические системы ближней навигации, работающие в УКВ диапазоне, типа маяков VOR/DME.

Однако радиотехнические системы ближней навигации для судовождения применяются редко и пригодны при плавании в водах Атлантики на трассах, соединяющих Европу и США, а также при приближении и убытии от морских портов при их наличии. В остальных случаях, за исключением речного судовождения, их применение проблематично.

Автономные навигационные системы (инерциальные, навигационного счисления) позволяют определить основные навигационные параметры подвижных объектов без использования каких-либо дополнительных средств навигации. Однако в этом случае ошибки определения основных навигационных параметров имеют тенденцию накопления и могут неограниченно возрастать, что вынуждает использовать дополнительные измерительные средства — навигационные корректоры [34,37,38,39,40]. Средства внешней коррекции можно организовать в двух вариантах [34,37,38,39,40]:

• непрерывной коррекции координат, например, по спутниковой системе навигации, в случае обеспечения непрерывности отсчета (непрерывного наблюдения не менее четырех спутников при заданной точности);

• дискретной коррекции координат в зоне действия средств коррекции и при выполнении требуемых условий.

К средствам непрерывной коррекции можно отнести радионавигационные и спутниковые средства, относительные лаги -измерители скорости относительно среды, абсолютные лаги - измерители скорости относительно земли и другие средства, которые можно использовать в течение более или менее длительного времени.

К средствам периодической коррекции можно отнести астрономические, визуальные (по наземным ориентирам) и другие, допускающие, как правило, лишь эпизодическое их использование. Деление средств коррекции на эти два подкласса в достаточной мере условно, так как одно и то же средство коррекции для объектов одного типа может быть как средством периодической коррекции, а для другого типа - непрерывной. Например, астрономические средства навигации для космических кораблей могут использоваться в качестве непрерывного корректора, а для судов - в качестве периодического.

В настоящее время основными навигационными приборами на отечественных судах являются [7,75,76]: приемник спутниковой навигационной системы (СНС), инерциальная навигационная система (ИНС), магнитный компас (МК), гирокомпас, лаг, эхолот. Кроме того, для систем управления вооружением судов требуются некоторые дополнительные параметры, к которым относятся: углы качки и рысканья, угловые скорости качки и рысканья, составляющие мгновенных скоростей, перемещений, ускорений, вызванных качкой и прочими эволюциями корабля.

Для обеспечения непрерывности отсчета координат необходимо иметь в зоне видимости приемника СНС не менее пяти спутников, три1 из которых используются для определения местоположения, один для коррекции времени и один для обеспечения непрерывности. В зоне высоких широт существует проблема неуверенного приема сигналов СНС из-за низких высот спутников над видимым морским горизонтом. При этом СНС в большой степени отягощены случайными погрешностями [40,42]. Как и любая радиосистема, СНС сильно подвержена радиопомехам. Поэтому необходимо комплексировать приемники СНС с другими навигационными приборами для обеспечения непрерывности выдачи координат, уменьшения погрешностей определения навигационных параметров и обеспечения целостности данных, т.е. определения отказа или ошибки. Следует отметить, что СНС на воздушных судах является необязательной, и осуществлять самолетовождение по данным

СНС не рекомендуется, поскольку в принципе возможно вносить ошибки в показания СНС.

В настоящее время активно используются радионавигационные системы (РНС):

- глобальная РНС Omega, которая характеризуется высокой надежностью при невысокой точности;

-РНС Loran-C, которая, в отличие от Omega, не является глобальной, а используется только на активно используемых транспортных путях, ее точность примерно на порядок превосходит точность РНС Omega.

РНС при автономном ее использовании характеризуется значительным влиянием условий распространения радиоволн на ее точность.

Магнитный компас используется в настоящее время в основном в качестве резервного и вспомогательного прибора. Лаг (относительный и абсолютный) используется в качестве вспомогательного навигационного средства, в качестве источника данных для других навигационных приборов и при тралении на рыболовных судах. С появлением новых требований к безопасности и точности судовождения, исключения влияния "человеческого фактора" [41,44] существующие навигационные системы (НС) не в полной мере обеспечивают удовлетворительную работу в условиях неполноты, недостоверности данных и/или отказов навигационных приборов [13,14]. Известны методы уменьшения вероятности человеческих ошибок путем повышения эффективности операторского интерфейса [51,65]. Также известен подход к определению курса по наземным ориентирам [54].

• К одной из задач следует отнести задачу обеспечения целостности навигационных данных с целью повышения их достоверности и исключения ошибок в определении навигационных параметров [34,35]. Кроме того, тяжелое экономическое положение российского гражданского и военного флотов накладывает дополнительные ограничения на стоимость оборудования.

Таблица 1

СНС ИНС РНС Системы навигационного счисления Астрономии-ческие

Уровень случайных ошибок Высокий Низкий Низкий Низкий Низкий

Уровень систематических ошибок (дрейф нуля) Отсутствует 1,8-3,7 км за час Отсутствует Значительный дрейф вследствие существенного влияя-ния внешних возмущающих факторов на курс и скорость Отсутствует

Возможность обеспечения непрерывности При видимости не менее 5 спутников Обеспечивается Обеспечива ется Обеспечивается Только дискретное определение

Зона действия Глобальная Глобальная В зоне покрытия Глобальная Глобальная

Условия использования При видимости не менее 3 спутников При условиях видимости небесной сферы

Предпочтительным является использование существующих и действующих навигационных приборов и периферийных устройств. Исследованию поведения параметров навигационных систем, разработке рекомендаций для повышения их надежности, повышения точностных характеристик НС, а также разработке алгоритмов судовождения с учетом возмущающих воздействий посвящена эта работа. Теоретический и практический интерес представляют исследования зависимости показателей точности навигационных данных (курс, счисленные географические координаты) от различных факторов (качка, изменение проводимости забортной воды). Для разработки алгоритмов обеспечения точности, достоверности и надежности данных НС требуются дополнительные исследования их поведения. Кроме того, для обеспечения автоматизации судовождения необходима разработка или адаптация существующих алгоритмов управления подвижными объектами.

Содержанием работы является разработка эффективных алгоритмов повышения точности ИИС, с целью повышения эффективности судовождения за счет комплексирования каналов определения местоположения.

Таким образом, целью диссертационной работы является определение требований к ИИС судовождения и обеспечение функционирования системы курсо-скоростного счисления с погрешностью, которая позволит использовать ее в качестве равноценного канала при комплексировании в многоканальную систему с деградацией с учетом расхода топлива.

Для достижения цели работы поставлены и решены следующие задачи:

• разработка методики уменьшения погрешности канала курсо-скоростного счисления;

• исследование требований по точности к ИИС судовождения на базе методик уменьшения погрешностей канала определения местоположения и разработка новых технических решений;

• разработка методики комплексирования каналов определения местоположения и модели поведения оператора в многоканальной системе.

Полученные автором результаты базируются на теории движении судна, использовании теории измерений, методов физического, имитационного и математического моделирования.

На защиту выносятся:

• методика обработки измерений магнитного курса на основе фильтрации с привлечением информации о крене;

• методика обработки сигналов синусно-косинусных датчиков при измерении магнитного курса для увеличения точности измерений за счёт снижения дисперсии измеренных значений параметров путем фиксации предельных режимов функционирования и блокирования соответствующих им значений курса;

• методика обработки измерений скорости и коррекции показаний лага по СНС;

• методика комплексирования потоков информации при совмещении каналов счисления координат, основанных на разных физических принципах.

Научная новизна решения поставленных задач заключается в следующем.

1. Разработана методика уменьшения погрешности измерения магнитного курса на основе применения адаптивного фильтра, отличающаяся от других решений привлечением информации о крене;

2. Разработана методика снижения дисперсии измеренных значений параметров, а также обеспечения возможности защиты преобразователей с синусно-косинусными датчиками при коротких замыканиях и обрывах в их электрических цепях, отличающаяся от других решений применением сравнения сигналов с опорными значениями;

3. Разработана методика уменьшения погрешности измерения относительной скорости, отличающаяся от других решений введением контроля, учета проводимости забортной воды и коррекции показаний скорости на основе вычисления поправочных коэффициентов по СНС;

4. Разработана методика комплексирования каналов определения ■ местоположения в многоканальной системе, отличающаяся наличием модели деградации сигналов с учетом использования резервного канала курсо-скоростного счисления.

ПРАКТИЧЕСКУЮ ЦЕННОСТЬ работы составляют:

1) алгоритмы автоматизированного управления движением судна по траектории с оптимизацией по требуемому времени достижения цели и экономии топлива;

2) алгоритмы комплексирования навигационной информации и деградации навигационной системы;

3) разработанные аппаратные и программные средства для магнитного компаса КМ-145М и индукционного лага ИЭЛ-3, позволяющие их использование в качестве основного канала судовождения.

РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ внедрены на ЗАО «Катав-Ивановский приборостроительный завод». На их основе разработаны, реализованы и внедрены в эксплуатацию устройство дистанционной передачи курса для магнитного компаса КМ-145М и электромагнитный индукционный лаг ИЭЛ-3 (военная модификация ИЭЛ -2М2).

Основные результаты работ докладывались и обсуждались на конференциях:

- Первая всероссийская научная конференция студентов и аспирантов с международным участием "Робототехника, мехатроника и интеллектуальные системы". ТРТУ г. Таганрог 2005г.

- Международная научно-техническая конференция "Инфор-мационно-вычислительные технологии и их приложения", МНИЦ, г. Пенза, 2005г.

- X Международной научной конференции «Решетневские чтения», СибГАУ, Красноярск, 2006 г.

- 2-ой региональной зимней школе-семинаре аспирантов и молодых ученых «Интеллектуальные системы обработки информации и управления», УГАТУ, Уфа, 2007 г.

Международной научно-технической конференции «Проблемы автоматизации и управления в технических системах - 2007», ПГУ, Пенза, 2007г.

- Всероссийской молодежной научной конференции «Мавлютовские чтения», УГАТУ, Уфа, 2007г.

По теме диссертации опубликовано 16 работ, в том числе получено 2 патента РФ, 11 статей и тезисов докладов (из них 2 на английском языке, 3 в издании, реферируемом ВАК), 2 свидетельства о регистрации программ. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка использованной литературы общим объемом 135 страниц, 68 рисунков и таблиц.

Основные результаты, полученные в данной работе заключаются в следующем:

- разработана методика уточнения показаний магнитного компаса на основе адаптивного алгоритма Уидроу-Хоффа, отличающаяся тем, что в качестве опорного сигнала используются показания креномера. Установлено, что ее применение позволяет уменьшить погрешность курса от качки в 20 раз;

- разработана методика обработки сигналов синусно-косинусных ^ датчиков при измерении магнитного курса для увеличения точности измерений j -за счёт снижения дисперсии измеренных значений параметров путем фиксации ^ rV**1 предельных режимов функционирования и блокирования соответствующих им brsi значений курса. В рассчитанном примере уменьшение погрешности измерения курса после обработки составило 1,103°, что при погрешности дистанционной передачи курса, установленной нормативами суммарной погрешности в 2° составляет 55%.

- предложена методика получения дополнительной информации по возмущающим факторам для повышения точности канала измерения скорости, повышена точность измерения путевой скорости за счет комплексного а <4 использования элементов конструкции первичного преобразователя лага и "Z установлен метод коррекции его показаний по показаниям СНС; ^

- предложена методика комплексирования каналов местоопределения, ^ основанных на различных физических принципах с учетом корректной " П деградации системы при отказах ее элементов, позволяющий повысить надежность и отказоустойчивость системы определения местоположения судна;

- разработаны новые технические решения, реализованные в судовом магнитном компасе КМ-145М и индукционном электромагнитном лаге ИЭЛ-3. Ц l its, t tl< trtfi i tit

Заключение.

1. Ривкии, С.С. Стабилизация измерительных устройств на качающемся основании. /С.С. Ривкин. М.: Наука, 1978. 180 с.

2. Электронный компас «Енисей». Заявка на изобретение 96123609/28, РФ.-МКИ G01C17/00 Я.А.Литовченко, заявлено 10.12.1996.-0публ.10.02.99.

3. Устройство для уточнения показаний магнитного компаса. Заявка на изобретение 96101662/28, РФ.- МКИ G01C17/38 Г.М. Проскуряков, В.Ю. Мусатов, заявлено 30.01.96.-Опубл. 10.04.98.

4. Устройство измерения относительной скорости судна. Пат. J 2249825, РФ.- МКИ G01 Р 5/08 А.Л.Алимбеков, А.С. Шулаков, и др. -12003127315, заявлено 08.09.2003.-0публ.10.04.2005, Бюл. ' 10.

5. Международные правила предупреждения столкновения судов на море. http://mppss.dax.ru

6. Сосновский, А.А. Радиоэлектронное оборудование летательных аппаратов. Справочник. /А.А. Сосновский, И.А. Хаймович. М. Транспорт, 1987.-255 с.

7. International Martime Organisation (IMO). www.imo.org

8. Воронов, B.B. Магнитные компасы. Теория, конструкция, девиационные работы. /В.В. Воронов, Н.Н. Григорьев, А.В. Яловенко. С-Пб: Элмор, 2004. 82 с.

9. Кардашинский-Брауде, JI.A. Морской магнитный компас России на рубеже тысячелетий. /JI.A. Кардашинский-Брауде. С-Пб, «Штурманские приборы» 2006. 140 с.

10. Ю.Хлюстин, Б.П. Девиация магнитного компаса. /Б.П. Хлюстин. JL: Гострансиздат 1935. 224 с.

11. Молоканов, Г.Ф. Объективный контроль точности самолетовождения. /Г.Ф. Молоканов. М.: Воениздат 1980.- 124 с.1 fS% j.Ut

12. Молоканов, Г.Ф. Точность и надежность навигации летательных аппаратов. /Г.Ф. Молоканов. М.: Машиностроение 1967.-213 с.

13. Козарук, В.В. Навигационные эргатические комплексы самолетов. /В.В. Козарук, Я.Ю. Ребо. М.: Машиностроение 1986. 286 с.

14. Бородин, В.Т. Пилотажные комплексы и системы управления самолетов и вертолетов. /В.Т. Бородин, Г.И. Рыльский. М.: Машиностроение 1978. -214 с.

15. Мясников, В.А. Авиационные цифровые системы контроля и управления. /В.А. Мясников, В.П. Петров. М.: Машиностроение 1976. — 607 с.

16. Фролов, B.C. Самолетовождение с помощью приборов инерциальной навигации. /B.C. Фролов. М.: Транспорт 1975. 184 с.

17. Сакеллари, Н.А. Навигация. /Н.А. Сакеллари. М.: Госвоениздат 1933. -320 с.

18. Лукьянов, Д.П. Инерциальные системы морских объектов. Под ред. Д.П. Лукьянова. /Д.П. Лукьянов, А.В. Мочалов, А.А. Одинцов. Л.: Судостроение 1989. 184 с.

19. Григорьев, В.В. Мореходные приборы и инструменты. /В.В. Григорьев, Д.А. Самохвалов, А.И. Цурбин, А.И. Щетинина. М.: Морской транспорт 1960.-428 с.

20. Рыбалтовский, Н.Ю. Магнитно-компасное дело. /Н.Ю. Рыбалтовский. Л.: Государственное издательство военного транспорта 1954. 492 с.

21. Терехов, И.Н. Магнитные компасы. /И.Н. Терехов, Н.И. Вешняков. Л.: Управление начальника гидрографической службы ВМФ 1959. 639 с.

22. Афанасьев, Ю.В. Феррозонды. /Ю.В. Афанасьев. Л.: Энергия, 1969. 165 с.

23. Алиев, Т.М. Итерационные методы повышения точности измерений. /Т.М. Алиев, А.А. Тер-Хачатуров, A.M. Шекиханов. М.: Энергоатомиздат, 1986. 168 с.

24. Гольденберг, JI.M. Цифровая обработка сигналов. Справочник. /JI.M. Гольденберг, Б.Д. Матюшкин, М.Н. Поляк. М.: Радио и связь, 1985. 312 с.

25. Лэм, Г. Аналоговые и цифровые фильтры. Расчет и реализация. /Г. Лэм. М.: Мир 1982.-589 с.26. www.dsp.ru27. www.atmel.com

26. Смагин, Д.А. Одномерная адаптивная микропроцессорная система активного гашения акустических полей. /Д.А. Смагин. //Наукоемкие технологии и интеллектуальные системы 99. Сборник научных трудов. М.: 1999.

27. Семенцов, С.Г. Микропроцессорная адаптивная система активной индивидуальной защиты от акустических воздействий.: дис. к.т.н. /С.Г. Семенцов. // МГТУ им. Баумана. М.: 2002. - 124 с.

28. Корчагин, А.В. Регулятор качества электроэнергии для однофазных локальных систем электроснабжения.: дис. к.т.н. /А.В. Корчагин. // ТГРУ. Новочеркасск.: 2006. - 142 с.

29. Слабаков, Е.С. Самопроверяемые устройства и отказоустойчивые системы. /Е.С. Слабаков, Е.В. Согомонян. М.: Радио и связь, 1989. 207 с.

30. Гальперин, М.В. Автоматическое управление. /М.В. Гальперин. М.: Форум Инфра-м, 2004. - 223 с.

31. Байбородин, Ю.В. Бортовые системы управления полетом. /Ю.В. Байбородин. М.: Транспорт, 1975. 335 с.

32. Геращенко, С.Н. Основные направления совершенствования и исследований радионавигационной системы OMEGA. /С.Н. Геращенко. // Проблемы безопасности полетов. 1991,|3.- с.3-24.

33. Геращенко, С.Н. Глобальная дифференциальная структура спутниковой системы навигации. /С.Н. Геращенко. // Проблемы безопасности полетов 1991,|12.- с.3-22.

34. Коротаев, Е.В. Применение алгоритмов оптимального оценивания в задачах навигации и управления летательным аппаратом. /Е.В. Коротаев. // Проблемы безопасности полетов. — 1991,|12.- с.34-46.

35. Никитин, В.И. Гибридная система навигации GPS/INS. /В.И. Никитин. // Проблемы безопасности полетов. 1990,|6.- с.50-66.

36. Геращенко, С.Н. Проблемы навигационного обеспечения летательных аппаратов с помощью ИСЗ. /С.Н. Геращенко. // Проблемы безопасности полетов. 1990,|10.- с.75-95.

37. Никитин, В.И. Некоторые проблемы повышения точности навигации в системе GPS. /В.И. Никитин. // Проблемы безопасности полетов. -1990,|10.- с.60-68.

38. Геращенко, С.Н. Ухудшение характеристик СНС Navstar GPS. /С.Н. Геращенко. // Проблемы безопасности полетов. — 1990,|11.- с.19-37.

39. Молоканов, Г.Ф. Резервы повышения навигационной безопасности полетов. /Г.Ф. Молоканов. // Проблемы безопасности полетов. 1993,|11. с.48-55.

40. Варрава, В.Г. Контроль целостности GNSS в бортовых навигационных системах. /В.Г. Варрава, В.А. Кирейчиков. // Проблемы безопасности полетов. 1992,|9.- с.15-30.

41. Молоканов, Г.Ф. Эффективность маршрутной навигации. /Г.Ф. Молоканов. // Проблемы безопасности полетов. 1993,|5.- с.29-35.

42. Пономаренко, В.А. Человеческий фактор и безопасность полетов. /В.А. Пономаренко. // Проблемы безопасности полетов. — 1993,. 11.- с.36-42.

43. Изерман, Р. Цифровые системы управления. /Р. Изерман. М.: Мир, 1984. -514с.

44. Гуревич, О.С. Интегрированное управление силовой установкой многорежимного самолета. / О.С. Гуревич, Ф.Д. Гольберг, О.Д. Селиванов. М.: Машиностроение, 1993. -303 с.

45. Alimbekov, A. Analysis of ship navigation improvements methods. /А. Alimbekov. // Материалы междунар. конф. «Робототехника, мехатроника и интеллектульные системы». Таганрог: ТРТУ, 2005. — 4 с.

46. Alimbekov, A. The problem of data authenticity in ship navigation systems. /А. Alimbekov. // Материалы междунар. конф. «Робототехника, мехатроника и интеллектульные системы». Таганрог: ТРТУ, 2005. 4 с.

47. Алимбеков, А.Л. Анализ деятельности оператора в системе управления. /А.Л. Алимбеков. // Сборник материалов международной научно-технической конференции «Информационно-вычислительные технологии и их приложения». Пенза: МНИЦ ПГСХА, 2005. 3 с.

48. Алимбеков, А.Л. Разработка пользовательского интерфейса и количественная оценка его качества. Лабораторный практикум по дисциплине «Интерфейсы пользователя». /П.С. Котенко, А.Л. Алимбеков. Уфа, ГОУ ВПО УГАТУ, 2006. 55 с.

49. Алимбеков, А.Л. Синтез алгоритмов цифровой фильтрации ошибок судового магнитного компаса. /А.Л. Алимбеков. // Материалы X Международной научной конференции «Решетневские чтения». Красноярск, СибГАУ, 2006. 1 с.

50. Алимбеков, А.Л. Анализ погрешности судовой системы навигационного счисления. /А.Л. Алимбеков.// Материалы X Международной научной конференции «Решетневские чтения». Красноярск, СибГАУ, 2006. 1 с.

51. Комплексная навигационная система. А.С. 849838 СССР. МКИ G06 G 7/68 П.С. Котенко, Б.Г. Куротченко, А.Д. Киселев. - заявлено 01.09.1983.-Опубл.21.11.1984, Бюл. j 46.

52. Евстифеев, А.В. Микроконтроллеры AVR семейств Tiny и Mega фирмы Atmel. /А.В. Евстифеев. М.: «Додэка-ХХ1» 2005. 558 с.

53. Скотников, В.А. Тракторы и автомобили. /В.А. Скотников. М.: Агропромиздат 1985. 434 с.

54. Лейбов, Р.Л. Системы с неопределенными собственными значениями. /Р.Л. Лейбов. М.: Изд-во ассоциации стоительных ВУЗов, 2006. 184 с.

55. Messerschmitt, David G. Autocorrelation matrix eigenvalues and the power spectrum. Technical report. /D. Messerschmitt. University of California at Berkeley, 2006. 12 p.

56. Остославский, И.В. Динамика полета. Траектории летательных аппаратов: Учеб. Для авиац. вузов и фак. — /И.В. Остославский, И.В. Стражева. М.: Машиностроение, 1969. 499 с.

57. Басин, A.M. Ходкость и управляемость судов. /A.M. Басин. М.: Транспорт, 1968. 256 с.

58. Васильев А.В. Управляемость судов. /А.В. Васильев. Л.: Судостроение, 1989.-328 с.

59. Гофман А.Д. Движительно-рулевой комплекс и маневрирование судна: Справочник. /А.Д. Гофман. Л.: Судостроение, 1988. 360 с.

60. Кочин Н.Е., Кибель И.А., Розе Н.В. Теоретическая гидромеханика, ч. 1. /Н.Е. Кочин, И.А. Кибель, Н.В. Розе. М.: Гостехтеориздат, 1955. 560 с.

61. Гофман А.Д. Теория и расчет поворотливости судов. /А.Д. Гофман. Л.: Судостроение, 1971. -255 с.

62. Описание продукции компании «Raymarine» http://www.mikstmarine.ru/

63. Описание продукции Furuno Marine Electronics www.furuno.com

64. Описание продукции Kelvin Hughes Offshore Systems Ltd. www.kelvinhughes.com

65. Описание продукции Kongsberg Martime www.km.kongsberg.com

66. Описание продукции Ratheon Marine www.ratheonmarine.com

67. Описание продукции ЗАО "Транзас" www.transas.com73.http://www.oceanography.ru/libraryarchive/eworks/black/common/normativ /soll.htm74.http://esimo.oceanography.ru/espl/index.php?seacode=2&section=19&menu code=2960

68. Российский Речной Регистр www.rivreg.ru

69. Российский Морской Регистр Судоходства www.rs-head.spb.ru

70. Дмитриев С.П. Исследование способов комплексирования данных при построении инерциально-спутниковых систем. /С.П.Дмитриев, О.А.Степанов, Д.А.Кошаев. // Гироскопия и навигация. — 1999,|3(26).-с.36.

71. Шенцер, Г. Высокоточная интегрированная навигационная система для автоматически управляемых подвижных объектов. /Г.Шенцер. // Гироскопия и навигация. 1999,|3(26).- с.53.

72. Лич, Б. Недорогие бесплатформенные инерциальные навигационные системы, интегрированные с GPS, для проведения летных испытаний. /Б.Лич. //Гироскопия и навигация. 1999,|3(26).- с.75.

73. Чернодаров, А.В. Прогнозирующий контроль и диагностированиеинтегрированных навигационных систем. /А.В.Чернодаров, В.В.Енютин. // Гироскопия и навигация. — 2000,|4(31).- с.53.

74. Чернодаров, А.В. Диагностирование интегрированных навигационных систем на основе совместных U-D процедур фильтрации и сглаживания. /А.В.Чернодаров, В.В.Енютин, А.П.Патрикеев. //Гироскопия и навигация. -2000,|3(30).- с.34.

75. Блажнов, Б.А. Миниатюрные интегрированные системы ориентации и навигации для гидрографических судов и катеров. /Б.А.Блажнов, Л.П.Несенюк, В.Г.Пешехонов, Л.П.Старосельцев. // Гироскопия и навигация. 2001,| 1(32).- с.20.

76. Блажнов, Б.А. Миниатюрные интегрированные системы ориентации и навигации для гидрографических судов и катеров. /Б.А.Блажнов, Л.П.Несенюк, В.Г.Пешехонов, Л.П.Старосельцев. // Гироскопия и навигация. 2001,| 1(32).- с.20.

77. Бешнидт, И. Практическое применение интегрированной навигационно-управляющей системы на судах для внутренних вод. /Й.Бешнидт, Р.Бартель, Е.Гиллес. // Гироскопия и навигация. 2001,| 1(32).- с. 101.

78. Раутиер, Т. Интегрированная морская командно-управляющая навигационная система. /Т.Раутиер, Дж.Райян. // Гироскопия и навигация. -2001,|1(32).- с.115.

79. Дмитриев, С.П. Постановка задачи аттестации алгоритмов и программ обработки сигналов в навигационных комплексах. /С.П.Дмитриев, И.Б.Челпанов. // Гироскопия и навигация. 2001,(2(33).- с.57.

80. Дмитриев, С.П. Автоматический синтез траекторий движения как средство интеллектуальной поддержки судоводителя. /С.П.Дмитриев,

81. Н.В.Колесов, А.В.Осипов, Г.Н.Романычева. // Гироскопия и навигация. -2001,|3(34).-с.19.

82. Соловьев, А.В. Анализ эффективности оценивания линейно изменяющегося сигнала на фоне шума при квантовании информации по уровню. /А.В.Соловьев, Ю.А.Литманович, Б.И.Голубчин. // Гироскопия и навигация. 2001,|3(34).- с.54.

83. Одинцов, А.А. Уравнения ошибок морских платформенныхинерциальных навигационных систем на управляемых гироскопах. /А.А.Одинцов, В.В.Васильева. // Гироскопия и навигация. 2001,14(35).-с.19.

84. Уидроу Б. Адаптивная обработка сигналов / Пер. с англ. Ю.К.Сальникова; Под ред.В.В.Шахгильдяна.-М.: Радио и связь, 1989.-439с.

85. Димтриев, С.П. Информационная надежность, контроль и диагностика навигационных систем. /С.П. Димтриев, Н.В. Колесов, А.В. Осипов. СПб.: ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор», 2004. 206 с.

86. Спектор С.А. Электрические измерения физических величин. /С.А. Спектор. Л.: Энергоатомиздат, 1987. 320 с.

87. Авторское свидетельство СССР №1025877, Е 21 В 47/02, БИ №24, 1983.

88. Авторское свидетельство СССР №1078041, Е 21 В 47/02, БИ №9, 1984.

89. Авторское свидетельство СССР №1760324, G 01 С 17/00, БИ №33, 1992.1.W и*и*