Навигация, направление строительной оси Опции

[anton]

Народ тут такая задачка.
Необходимо измерять угол между строительной осью самолета и вектором скорсти. А также сам вектор скорости относительно поверхности земли.

Один из вариантов ДИС не нравится по массе и по цене.

[Бабай]

Народ тут такая задачка.
Необходимо измерять угол между строительной осью самолета и вектором скорсти. А также сам вектор скорости относительно поверхности земли.

Один из вариантов ДИС не нравится по массе и по цене.

ДИС это что

[Бабай]

Народ тут такая задачка.
Необходимо измерять угол между строительной осью самолета и вектором скорсти. А также сам вектор скорости относительно поверхности земли.

Один из вариантов ДИС не нравится по массе и по цене.

попробуй использовать трехграник акселерометров, правда есть определенный гемор

[anton]

ДИС это доплеровский измеритель скорости и угла сноса.

Трехгранник акселерометров потребует еще гироскопы и
необходимы крайне прецинзеонные акселерометры что бы ошбки оставались небольшими хотябы несколько десятков минут.

[Stanislav]

Народ тут такая задачка.
Необходимо измерять угол между строительной осью самолета и вектором скорсти. А также сам вектор скорости относительно поверхности земли.

Один из вариантов ДИС не нравится по массе и по цене.

А точный GPS не подойдет?

[anton]

А точный GPS не подойдет?

Вектор скорости да, но угол относительно строительной оси остается неизвестным.

[Stanislav]

Вектор скорости да, но угол относительно строительной оси остается неизвестным.

Нет, существует решение. Три приемных антенны размещаются в точках, не лежащих на одной оси. Дальше углы можно определить по взаимному положению антенн в пространстве. Естественно, расположение антенн относительно строительной оси должно быть заранее известным.

[Stanislav]

Трехгранник акселерометров потребует еще гироскопы и
необходимы крайне прецинзеонные акселерометры что бы ошбки оставались небольшими хотябы несколько десятков минут.

А если использовать дешевые и корректировать их уходы с помощью той же GPS?

[anton]

Нет, существует решение. Три приемных антенны размещаются в точках, не лежащих на одной оси. Дальше углы можно определить по взаимному положению антенн в пространстве. Естественно, расположение антенн относительно строительной оси должно быть заранее известным.

[/quote]

А можно по подробней.
Если информацию брать о положении то не хватит точности, а если мерить фазовый фронт то как синхронизировать прием.

[Stanislav]

А можно по подробней.
Если информацию брать о положении то не хватит точности, а если мерить фазовый фронт то как синхронизировать прием.

Точности должно хватить при условии, что используются хорошие приемники GPS, ведь абсолютная точность положения в пространстве не волнует, важно только относительное положение антенн. При применении трех таких приемников можно ожидать погрешности отн. положения менее 1 см, что для большинства приложений достаточно. Может смутить только цена - за все это великолепие придется выложить 10-20 кило бакинских. Если это приемлемо, рекомендую обратиться в НавГеоКом, их представители утверждали, что любят подобные задачи и могут предложить клиенту индивидуальное решение.
Если допустимо получить выходные данные не в реальном времени, а в постобработке, существуют гораздо более дешевые решения, наша фирма их использует для определения линейных и угловых параметров движения мобильной дорожной лаборатории. В качестве датчика используется недорогая бесплатфпрменная ИНС с коррекцией уходов по GPS, причем для получения высокой точности (единицы угловых минут) достаточно использовать дешевый GPS приемник, работающий по C/A коду. При необходимости получении данных в реальном масштабе времени задача несколько усложняется, но, тем не менее, решение должно существовать и в этом случае.

[SSB]

Давно не занимался Глонасом, но, по моему, тремя антеннами это сделать можно.
В исходном сигнале есть шум, но он ведь для всех трёх точек будет синхронным (если не считать шумов в приёмниках).
Надо только работать непосредственно с сигналами фазовых детекторов.
Для коррекции дешёвых акселерометров должно хватить.
Конечно потребуется несколько корреляторов в каждой точке и их настройка на тот источник, который в попендикуляре...

PS Точные GPS приёмники обычно с большим усреднением и довольно медленные... не самолётные времена.

[Stanislav]

Давно не занимался Глонасом, но, по моему, тремя антеннами это сделать можно.
В исходном сигнале есть шум, но он ведь для всех трёх точек будет синхронным (если не считать шумов в приёмниках).
Надо только работать непосредственно с сигналами фазовых детекторов.
Для коррекции дешёвых акселерометров должно хватить.
Конечно потребуется несколько корреляторов в каждой точке и их настройка на тот источник, который в попендикуляре...

PS Точные GPS приёмники обычно с большим усреднением и довольно медленные...  не самолётные времена.

Нет, последнее Ваше утверждение не верно. Современные приемники выдают координаты 10-20 раз в секунду, без усреднения.
С синхронизацией особых проблем не должно быть, так как информация о времени фиксации координат выдается приемником в явном виде. Даже если эти времена разные, можно применить интерполяцию.
Для коррекции же ИНС в принципе достаточно дешевого приемника GPS.

[asdf]

Как я понимаю- под точным приемником Вы имеете ввиду дифференциальную станцию кот. действительно меряет с точностью см. и мм., но она устанавливается и привязывается к земле, т.е. в неподвижной системе координат и она действительно медленная . Можно ли ее использовать в движущейся СК и получить ту-же точность - вот вопрос?

В 80-х годах испытывались лазерные ДИС-ы которые возбуждали резонансный переход азота воздуха и меряли доплер отклика (в оптическом диапазоне). Габариты достаточно небольшие.

[anton]

Как я понимаю- под точным приемником Вы имеете ввиду дифференциальную станцию кот. действительно меряет с точностью см. и мм., но она устанавливается и привязывается к земле, т.е. в неподвижной системе координат и она действительно медленная . Можно ли ее использовать в движущейся СК и получить ту-же точность - вот вопрос?

В 80-х годах испытывались лазерные ДИС-ы  которые возбуждали резонансный переход азота  воздуха и меряли доплер отклика (в оптическом диапазоне).  Габариты достаточно небольшие.

Лазерный ДИС если мерил отклик от воздуха то измеряет только скорость относительно воздушного потока, а необходима скорость относительно земли и для этого ипользуются радиолокационные ДИСы. (Кстати современные весят чуть более 10 кг плюс антенная система несколько килограмм).

[anton]

Вектор скорости да, но угол относительно строительной оси остается неизвестным.

Нет, существует решение. Три приемных антенны размещаются в точках, не лежащих на одной оси. Дальше углы можно определить по взаимному положению антенн в пространстве. Естественно, расположение антенн относительно строительной оси должно быть заранее известным.

Кстати так как расхождение вектора скорости относительно строительной оси имеет небольшое значение то можно обходится и двумя антенами?

[Stanislav]

Как я понимаю- под точным приемником Вы имеете ввиду дифференциальную станцию кот. действительно меряет с точностью см. и мм., но она устанавливается и привязывается к земле, т.е. в неподвижной системе координат и она действительно медленная . Можно ли ее использовать в движущейся СК и получить ту-же точность - вот вопрос?

Я думаю, с этим вопросам лучше обратиться к специалистам (см. выше). Лично же я не вижу никаких препятствий для взаимной привязки трех антенн на одном объекте - нужно всего лишь получать данные о положнии каждой из них и сопоставлять их друг с другом. Для подобной задачи условия приема сигнала каждой из антенн будут аналогичными, и поэтому можно ожидать, что ошибка положения будет меняться синхронно (нужно только следить, чтобы координаты вычислялись по одним и тем же спутникам для каждой антенны, а также, чтобы не было многолучевости, что на летящем самолете обеспечить весьма несложно). Таким образом, речь идет не о дифф. приеме, для которого действительно нужна точная привязка к базе, т.е. вовсе не о геодезии...

[Stanislav]

Кстати так как расхождение вектора скорости относительно строительной оси имеет небольшое значение то можно обходится и двумя антенами?

Да, только при этом потеряется один из эйлеровых углов, что по условиям задачи, впрочем, несущественно. При этом антенны можно разместить даже более удобно, да и стоимость проекта уменьшится.

[asdf]

Как я понимаю- под точным приемником Вы имеете ввиду дифференциальную станцию кот. действительно меряет с точностью см. и мм., но она устанавливается и привязывается к земле, т.е. в неподвижной системе координат и она действительно медленная . Можно ли ее использовать в движущейся СК и получить ту-же точность - вот вопрос?

Я думаю, с этим вопросам лучше обратиться к специалистам (см. выше). Лично же я не вижу никаких препятствий для взаимной привязки трех антенн на одном объекте - нужно всего лишь получать данные о положнии каждой из них и сопоставлять их друг с другом. Для подобной задачи условия приема сигнала каждой из антенн будут аналогичными, и поэтому можно ожидать, что ошибка положения будет меняться синхронно (нужно только следить, чтобы координаты вычислялись по одним и тем же спутникам для каждой антенны, а также, чтобы не было многолучевости, что на летящем самолете обеспечить весьма несложно). Таким образом, речь идет не о дифф. приеме, для которого действительно нужна точная привязка к базе, т.е. вовсе не о геодезии...

Все что Вы описали действительно в принципе возможно, но - если Вы не имеете точной геодезической привязки тогда это должен обеспечивать приемник. Т.е. для обеспечения точности расчета местаопределения в 1мм. нужно иметь неопределенность привязки к дальномерной ПСП порядка 3*10^-12сек (3пикосекунды). При символьной частоте GPS =1МГц потребуется число накоплений (если брать по символам) порядка 10^6 - период замера составит порядка 1сек. И это только по одному каналу, а нужно не менее 5 (т.е. 6-ти канальный приемник). Чтобы обеспечить нужную точность Вам потребуется синхронизировать не полько номер спутника , но и обеспечивать синхронность корреляционной свертки по этим спутникам для каждой антенны. Иначе накопленный за 1сек уход по свертке убьет всю точность.

[Stanislav]

Все что Вы описали действительно в принципе возможно, но - если Вы не имеете  точной геодезической привязки тогда это должен обеспечивать приемник. Т.е. для обеспечения точности расчета местаопределения в 1мм. нужно иметь неопределенность привязки к дальномерной ПСП порядка 3*10^-12сек (3пикосекунды). При символьной частоте GPS =1МГц потребуется число накоплений (если брать по символам) порядка 10^6 - период замера составит порядка 1сек. И это только по одному каналу, а нужно не менее 5 (т.е. 6-ти канальный приемник). Чтобы обеспечить нужную точность Вам потребуется синхронизировать не полько номер спутника , но и обеспечивать синхронность корреляционной свертки по этим спутникам для каждой антенны. Иначе накопленный за 1сек уход по свертке убьет всю точность.

Простите, но символьная частота P-кода все же 10 МГц. Обеспечение же синхронности, как мне кажется, можно осуществить, используя службу точного времени самих спутников, благо временнАя информация передается вместе с кодом. Насколько мне известно, хорошие GPS приемники оределяют время фиксации координат очень точно, с джиттером порядка указанного Вами. Поэтому, синхронизация как таковая не нужна, следует только учитывать эти данные при дальнейшей обработке (интерполяции и искуственном совмещение времен). Кроме того, точность в 1 мм явно избыточна. Не являясь ни в коей мере тонким знатоком систем глобальной навигации, прошу прощения, если допустил какую-то ошибку в умозаключениях.

[asdf]

Не спорю - символьная частота P - кода 10.23 МГц, но я имел ввиду C/A код, т.к. по слухам на работу с P -кодом нужно иметь разрешение госдепа и наших служб. Автор темы не сообщил необходимую точность, но нужно учитывать что эта неопределенность впрямую входит в расчеты псевдодальности, и в некоторых случаях конечная точность расчета оказавается на порядок и более хуже, поэтому реально можно говорить о сантиметре или около того.

[asdf]

Тут немного подумал и в голову пришло вот что.
В методах дифференциальных определений к кот. относится и т.называемая диф.станция есть простенький метод коррекции координат. Суть вот в чем:
эталоннная станция и потребитель используя одно и тоже созвездие спутников определяют свои координаты. На эталонной станции определяются разности измеренных и эталонных координат самой станции (кот. заранее известны) и эти разности передаются потребителю, который корректирует свои координаты простой векторной суммой собственных измерений и полученных поправок. Метод хорошо работает на небольших расстояниях между эталонной станцией и потребителем.
Для нашего случая нет необходимости знать абсолютные эталонные координаты, а мы должны иметь эталонные ортогональные вектора (разности).
Т.е. поставив ортогонально четыре приемника и замерив с использованием диф. станции разности координат их фазовых центров антенн мы получаем право использовать эти поправки для коррекции разностей полученных в результате стандартного навигационного сеанса на борту.
В принципе может быть и получится.

[Stanislav]

...эталоннная станция и потребитель используя одно и тоже созвездие спутников определяют свои координаты. На эталонной станции определяются разности измеренных и эталонных координат самой станции (кот. заранее известны) и эти разности передаются потребителю, который корректирует свои координаты простой векторной суммой собственных измерений и полученных поправок. Метод хорошо работает на небольших расстояниях между эталонной станцией и потребителем.
Для нашего случая нет необходимости знать абсолютные эталонные координаты, а мы должны иметь эталонные ортогональные вектора (разности).

Ну, об этом и речь. А Вы тогда о чем говорили ранее?

Не спорю - символьная частота P - кода 10.23 МГц, но я имел ввиду C/A код, т.к. по слухам   на работу с P -кодом нужно иметь разрешение госдепа и наших служб.

Это вовсе не так. P-код открыт для общего использования с 2000-го года. А верить слухам, и, тем более, соответствовать дебильным ограничениям каких -то мифических служб - недостойно разработчиков серьезной техники.

Т.е. поставив ортогонально четыре приемника и замерив с использованием диф. станции разности координат их фазовых центров антенн мы получаем право использовать эти поправки для коррекции разностей полученных в результате стандартного навигационного сеанса на борту.

Так вроде ж договорились, что по условиям задачи двух достаточно.

[Stanislav]

2 anton.
А на каком типе ЛА придполагается использовать систему? Это важно.

[anton]

Предполагается использовать систему на довольно маленьком апарате т.е реально сделать базис около 2м.
Знать обсолютные координаты с большой точностью не требуется но вектор скорости необходим с точностью более чем м/с и уголы с точностью хотябы 1-1.5 градуса не хуже.

[asdf]

[quote=Stanislav,Sep 16 2005, 18:34]
[quote=asdf,Sep 15 2005, 16:46]...эталоннная станция и потребитель используя одно и тоже созвездие спутников определяют свои координаты. На эталонной станции определяются разности измеренных и эталонных координат самой станции (кот. заранее известны) и эти разности передаются потребителю, который корректирует свои координаты простой векторной суммой собственных измерений и полученных поправок. Метод хорошо работает на небольших расстояниях между эталонной станцией и потребителем.
Для нашего случая нет необходимости знать абсолютные эталонные координаты, а мы должны иметь эталонные ортогональные вектора (разности).
[/quote]
Ну, об этом и речь. А Вы тогда о чем говорили ранее?
[quote]
Вообще то вначале я имел ввиду что дифстанция передает поправки на сам GPS-приемник. А в методе о котором я говорил позже - поправки вносятся после получения координат из приемника дополнительным вычислителем.

[/quote]
Не спорю - символьная частота P - кода 10.23 МГц, но я имел ввиду C/A код, т.к. по слухам   на работу с P -кодом нужно иметь разрешение госдепа и наших служб.

[/quote]
Это вовсе не так. P-код открыт для общего использования с 2000-го года. А верить слухам, и, тем более, соответствовать дебильным ограничениям каких -то мифических служб - недостойно разработчиков серьезной техники.

Будем считать что я отстал от жизни.

[quote]Т.е. поставив ортогонально четыре приемника и замерив с использованием диф. станции разности координат их фазовых центров антенн мы получаем право использовать эти поправки для коррекции разностей полученных в результате стандартного навигационного сеанса на борту.
[/quote]
Так вроде ж договорились, что по условиям задачи двух достаточно.

[/quote]

Если по одной оси - то согласен.

[Stanislav]

Предполагается использовать систему на довольно маленьком апарате т.е реально сделать базис около 2м.
Знать обсолютные координаты с большой точностью не требуется но вектор скорости необходим с точностью более чем м/с и уголы с точностью хотябы 1-1.5 градуса не хуже.

Вопрос о типе ЛА я задал не случайно. Дело в том, что "эти гады" встраивают в мозги GPS приемников ограничения по высоте над уровнем моря и по скорости перемещения объекта. В Вашем случае приемники работать будут, а в боевом самолете или пассажирском лайнере - фигушки, для этого нужно действительно получать разрешения, которые никто не даст.
Для достижения необходимой Вам точности можно попробовать использовать даже дешевые приемники, работающие по C/A коду. Естественно, потребуется дополнительная аппаратура для управления приемниками, обработки данных и визуализации результатов, которую несложно реализовать на дешевом микроконтроллере. Однако, не совсем понятно, как эта система будет себя вести при больших углах тангажа и крена (ну, вдруг повиражить захочется), поэтому, я бы посоветовал Вам все же обратить внимание на возможность создания недорогой ИНС с коррекцией по GPS. Этот вопрос уже обсуждался на форуме и Ваш покорный слуга имел честь высказаться по подобному вопросу, правда, тема заглохла. Во всяком случае, посмотрите здесь. Стоимость такой аппаратуры будет не очень большой, но возни с ПО будет больше. Если тема заинтересует - можно продолжить.
Простите, а все-таки, что из себя представляет ЛА? Если самоделку, то нельзя ли узнать о ней подробнее?

[anton]

Основная проблема это угол между строительной осью и вектором скорости и тут инерциалка не поможет поскольку нет параметра для корекции.
В итоге из приемлемых только два варианта или обсуждаемый здесь двух антенный прием GPS или магнитный компас с хорошей точностью (без тарировки на датчиках холла дают ошибку на круге 5 градусов в леггкую) устанавливаемый на земле на угол географического севера.

[Stanislav]

Основная проблема это угол между строительной осью и вектором скорости и тут инерциалка не поможет поскольку нет параметра для корекции.
В итоге из приемлемых только два варианта или обсуждаемый здесь двух антенный прием GPS или магнитный компас с хорошей точностью (без тарировки на датчиках холла дают ошибку на круге 5 градусов в леггкую) устанавливаемый на земле на угол географического севера.

Простите, не совсем понял. Параметры для коррекции - направление вектора скорости (GPS скачкообразно "колбасит" во времени, а ИНС выдает гладкую функцию с медленным временнЫм уходом. Его-то и нужно корректировать по GPS с набором статистики за достаточно длительный период времени) и углы в эйлеровой системе координат. Из-за временнЫх уходов гироскопов, их также придется корректирровать - либо по искусственному вертиканту (получится при обработке данных акселерометров), либо по двум приемникам GPS, причем для коррекции всех параметров должно быть достаточно дешевых приемников, либо по магнитному компасу. Применение последнего часто весьма проблематично - возможно, придется принять меры по размагничиванию ЛА.