Основные закономерности построения навигационных комплексов.

Принцип действия навигационного комплекса основан на моделировании движения летательного аппарата относительно навигационных систем отсчета под действием совокупности сил тяги, сопротивления атмосферы и тяготения Земли.

Комплексная обработка информации, осуществляемая в навигационном комплексе, позволяет получить на выходе системы искомые параметры вектора навигационного состояния ЛА с необходимыми точностью и надежностью.

На рис. представлена функциональная схема взаимодействия ЛА с навигационными устройствами.

Вся совокупность устройств разделяется на три последовательно соединенные группы, осуществляющие измерение ускорений I, скоростей II и координат III. Связь между группами устройств осуществляется через интеграторы сигналов во времени, а взаимодействие в каждой группе производится с помощью фильтров, которые обрабатывают однородную информацию, фильтруют погрешности и обеспечивают высокую точность измерений навигационных параметров.

В первой группе устройств, состоящей из блока акселерометров с ортогональными осями чувствительности, измеряются составляющие вектора а ускорения ЛА, вызванного действием активных сил (Р+F). Гравитационное ускорение g, с которым движется ЛА под действием сил тяготения Земли и других небесных тел, не может быть измерено какими-либо приборами. Приемник воздушного давления (ПВД), а также датчик углов атаки и скольжения (ДУАС) воспринимают динамическое давление и направление потока воздуха, набегающего на ЛА (тем самым косвенно измеряется вектор силы F). Возможно также измерение силы тяги двигателей Р, если это необходимо для управления полетом.

Вторая группа измерителей включает в себя:

· инерционный измеритель скорости, основанный на интегрировании составляющих вектора ускорений (а — измеряется, гравитационное ускорение g ₀ — задается априори) с учетом начального значения скорости V ₀;

· доилеровский измеритель путевой скорости и угла сноса (вектор W) (ДИСС), который воспринимает движение ЛА относительно поверхности Земли;

· централь скорости — высоты (ЦСВ), использующая сигналы ПВД и ДУАС о статическом и динамическом давлении атмосферы P _c, и Р _д, а также дополнительную информацию о параметрах воздушной среды (статическое давление у поверхности Земли Р ₀, плотность р, температуру Т), дает на выходе истинную воздушную скорость V _в. Для навигации используется геометрическая сумма векторов V _в + u ₀, где u ₀ — вектор скорости ветра (задается априори);

· датчик составляющих вектора угловой скорости ЛА (ДУС), вызванной действием на ЛА вращающего момента М. Информация от ДУС используется для инерциальной системы и для управления угловым движением ЛА.

В фильтре 1 производится взаимная коррекция погрешностей измерителей скорости и статистическая фильтрация флуктуирующих помех. На выходе фильтра получаются компоненты вектора R скорости ЛА относительно навигационной системы отсчета, измеренные с максимальной точностью.

В третьей группе подобраны измерители координат местонахождения ЛА относительно навигационной системы отсчета и ориентиров, основанные на различных методах навигации.

Основным измерителем линейных координат ЛА, действующим непрерывно, является система счисления пути (ССП), основанная на интегрировании во времени составляющих скорости полета. Кроме этого используется астрономический ориентатор, обзорно-сравнительная система (ОСС), радионавигационные системы ближнего (РСБН) и дальнего (РСДН) действия, геомагнитный ориентатор и высотомеры. Все эти измерители воспринимают изменение положения радиуса вектора R ЛА относительно земной поверхности, земных и небесных ориентиров, полей земной атмосферы и геомагнитного поля. Курсовертикаль определяет угловые координаты ЛА (курс углы тангажа и крена ), а ее выходные сигналы используются для ориентации измерителей линейных координат ЛА.

Фильтр 2 осуществляет совместную обработку выходных сигналов измерителей линейных координат ЛА, обеспечивая высокую точность и надежность измерений. При этом учитывается дискретный характер работы многих измерителей координат, а также воздействие на них естественных и искусственных помех.

Выходная информация навигационного комплекса включает в себя кроме 15 параметров динамики ЛА различные виды скоростей (истинную воздушную, приборную, скорость ветра, путевую); угол сноса; параметры относительного движения ориентиров, окружающей среды и условий полета; сигналы радиомаяков, приводных станций и систем слепой посадки и т. п.