Методика визначення просторової орієнтації об’єкта з використанням багатоантенного приймача сигналів ГНСС
Автор: Прохорчук Олександр Віталійович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Фотограмметрія та дистанційне зондування
Інститут: Інститут геодезії
Форма навчання: заочна
Навчальний рік: 2021-2022 н.р.
Мова захисту: українська
Анотація: Глобальні навігаційні супутникові систем (ГНСС) все більше використовуються сьогодні для різних прикладних задач як цивільного, так і військового спрямування, і одним із досить нових та активно досліджуваним напрямком є визначення орієнтації рухомих об’єктів. На даний час активно проводяться розробки негіроскопічних систем визначення просторової орієнтації, в основі яких лежить використання багатоантенних приймачів сигналів ГНСС [1, 4], із застосуванням сучасних методів обробки інформації, в тому числі розширених спостерігачів Калманівського типу [2], а також матричної методики аналізу, яка широко застосовується в методах визначення орієнтації рухомих об’єктів [3,5]. В роботі було проаналізовано сучасний стан та перспективи розвитку систем орієнтації, побудованих на багатоантенних приймачах ГНСС, та показана актуальність розробки методики визначення просторової орієнтації рухомих об’єктів саме з використанням неспеціалізованих одночастотних багатоантенних приймачів сигналів ГНСС. Такі системи завдяки своїй відносно низькій вартості та незначних масово-габаритних характеристиках, поєднаних із потенційно достатньо високою точністю визначення кутової орієнтації рухомих об’єктів, без сумніву знайдуть своє застосування для широкого кола користувачів. При виконанні магістерської кваліфікаційної роботи були розглянуті основні алгоритми визначення просторової орієнтації рухомих об’єктів, показані їх переваги та недоліки. Проаналізовані рівняння вимірювань та джерела похибок ГНСС, а також зазначено способи їх компенсації при здійсненні вимірювань за псевдовідстанями та за фазою несучої. Показано, як різницеві вимірювання, а також подвійні різниці у вимірюванням дають можливість зменшити основні похибки приймача сигналів ГНСС. В роботі проведено кінематичне моделювання системи орієнтації, та розроблено розширений спостерігач Калманівського типу для оцінки залишкових похибок системи та розв’язання питання невизначеності. Моделювання роботи системи підтвердило теоретичні результати та показало працездатність запропонованих підходів,алгоритмів та методів. Об’єктом дослідження є система визначення просторової орієнтації рухомих об’єктів з використанням неспеціалізованих одночастотних багатоантенних приймачів сигналів ГНСС. Предметом дослідження є методика визначення просторової орієнтації рухомих об’єктів з використанням неспеціалізованих одночастотних багатоантенних приймачів сигналів ГНСС. Метою магістерської кваліфікаційної роботи є розробка та дослідження алгоритмів визначення просторової орієнтації рухомих об’єктів з використанням неспеціалізованих одночастотних багатоантенних приймачів сигналів ГНСС. В магістерській кваліфікаційній роботі була розроблена нова методика визначення просторової орієнтації рухомих об’єктів із використанням неспеціалізованих одночастотних багатоантенних приймачів сигналів ГНСС з застосуванням сучасних методів обробки інформації - розширеного спостерігача Калманівського типу, а також матричної методики аналізу. Одержані результати роботи можуть служити основою для подальшого розвитку і вдосконалення систем визначення просторової орієнтації рухомих об’єктів із використання неспеціалізованих одночастотних багатоантенних приймачів сигналів ГНСС. Ключові слова: просторова орієнтація, багатоантенний приймач ГНСС, розширений фільтр Калмана, матричний аналіз. Перелік використаних літературних джерел. 1. Науменко К.И. Определение ориентации с помощью спутниковой навигационной системы ГНСС//Космические информационные технологии и системы, 1, С. 90-100, 2004. 2. О.В. Прохорчук, І. Студзінська. Комбінований спостерігач калманівського типу для оцінювання похибок інтегрованої БІНС/СНС системи. //Інформаційні системи, механіка та керування. – 2010. – №22. 3. M. Ryzhkov, D. I. Stepurenko. Use of least square criterion in TRIAD algorithm//Electronics and Control Systems, 4(34), pp. 159-164, 2012. 4. Рижков Л.М., Олійник Є.М. Визначення орієнтації супутника на основі інформації з ГНСС//Інформаційні системи, механіка та керування, випуск 11, С.22-27, 2014. 5. Ryzhkov L., Prokhorchuk O. Attitude determination using global positioning system //Electronics and Control Systems. 2017. №4(54), pp,45-49.