Определение кинематических параметров судна по сигналам спутниковых радионавигационных систем (Справка о научно-исследовательской работе)

СПРАВКА  О  НИР  ПО  ПРОБЛЕМАТИКЕ

«ОПРЕДЕЛЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СУДНА

 ПО СИГНАЛАМ  СРНС»

Анализ принципов и положений, на которых базируются штатные и нештатные  режимы работы  аппаратуры потребителей (АП) спутниковых РНС (СРНС),  произведенный д. т. н. профессором  Никитенко Ю. И. и отраженный в ряде его работ,  существенно повысил уровень понимания  геометрических взаимозависимостей измеряемых в АП СРНС  параметров. Это позволило ему поставить задачу извлечения информации о  расположении оси и центра вращения  корпуса судна как с  выключенными  так и с включенными движителями. При получении этой информации представляются возможными, в частности,  текущая  оценка  степени остойчивости  судна и предупреждение об экстремальной ситуации, что позволило бы  повысить его безопасность.

По замыслу,  под руководством и при активном участии  проф.  Никитенко Ю. И. до августа  2001  г.  была решена задача  определения  направляющих косинусов   оси вращения   (ОВ)  и координат  центра  кругового перемещения судовой антенны АП в выбранной горизонтной системе координат для судна в условиях «идеальной качки». (Понятие «идеальная качка» предполагает выключение  движителя  и    отсутствие сноса течением или ветром).  По указанным параметрам представляется возможным определение положения центра масс судна в судовой системе координат.

При  использовании  найденного алгоритма   осуществлено моделирование качки  судна для  нахождения статистических оценок  погрешностей  координат центра вращения (ЦВ) антенны.  Ориентировочные    результаты  моделирования  показали,  что  средние квадратические погрешности  определяемых параметров не превысили  десятых долей сантиметра.

По  результатам   исследований   2001  г.  профессором Никитенко Ю. И. были   подготовлены:

-  рукопись отчета  о  предполагаемой  госбюджетной  НИР, 

-  рукопись статьи «Варианты алгоритмов определения оси вращения и центра масс судна по сигналам СРНС»   (опубликована в журнале «Навигация и гидрография», 13, 2003  г.);

-  проект  технического задания на выполнение  НИОКР  «ОБОСНОВАНИЕ   ВОЗМОЖНОСТИ   СОЗДАНИЯ    АППАРАТУРЫ  СПУТНИКОВОЙ    РАДИОНАВИГАЦИОННОЙ   СИСТЕМЫ    ДЛЯ   ВЫСОКОТОЧНОЙ  НЕПРЕРЫВНОЙ ОЦЕНКИ  РАСПОЛОЖЕНИЯ ОСИ   ВРАЩЕНИЯ  И   ЦЕНТРА  МАСС  СУДНА».

После ухода профессора Никитенко Ю. И.  из жизни  29 августа 2001  г.  работа по данной проблематике была продолжена его помощником  - доцентом кафедры «Радионавигационные приборы и системы», к. т. н.  Ивановым  Н. А.  При ее выполнении  до  апреля  2005  г.  получены следующие результаты.

1.  Показано, что  при  определении  по  сигналам СРНС  приращений координат двух антенн возможно определение  вида движения судна  - только поступательного или поступательного  с одновременным поворотом  его  элементов  (при  качке) вокруг  некоторой оси.

2.   Получены  соотношения и алгоритмы,  позволяющие   в случае поступательного движения судна с одновременным поворотом  его  элементов  вокруг оси  определить   ее направляющие косинусы  в  выбранной горизонтной системе  координат  и углы поворота антенн (и всех элементов судна)  на каждый момент текущего времени.

3.    Получены  соотношения и алгоритмы,  позволяющие   при поступательном движении судна с одновременным поворотом  его  элементов  вокруг   оси  в частных   случаях  определять:

-   приращения координат  составляющей поступательного движения;

-   координаты  центров  вращения антенн  на начальный момент движения судна;

-   положение оси вращения судна.

 случая равномерного  приращения одной из координат  составляющей поступательного движения судна  определять  их  величины

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ  НИОКР

ОБОСНОВАНИЕ   ВОЗМОЖНОСТИ   СОЗДАНИЯ    АППАРАТУРЫ

 СПУТНИКОВОЙ    РАДИОНАВИГАЦИОННОЙ   СИСТЕМЫ    ДЛЯ

  ВЫСОКОТОЧНОЙ  НЕПРЕРЫВНОЙ ОЦЕНКИ  РАСПОЛОЖЕНИЯ

ОСИ   ВРАЩЕНИЯ  И   ЦЕНТРА  МАСС  СУДНА

.  Выбранная модель движения судна

 Задача   для судна в условиях «идеальной качки»  (при  выключенном движителе  и    отсутствии сноса течением или ветром).

 в выбранной горизонтной системе координат  по изменениям  координат антенны,  определяемым по результатам фазовых измерений  с погрешностью   0.5  см,  на судне, совершающем только

Для  нахождения  алгоритмов определения    оси вращения   (ОВ) судна выбираем вспомогательную  - горизонтную - систему  координат,  в которой перемещение антенны АП СРНС предполагается вокруг ее ОВ;  относительно  этой же оси перемещаются и все  элементы судна. Полагаем, что движители судна выключены  и отсутствует  его  снос  течением  или ветром.  В этом случае  изменения  координат  антенны,  определяемые по результатам фазовых измерений  с погрешностью   0.5 см, обусловлены  только ее круговым перемещением при качке.  Для  определения  ОВ     при  заданных условиях  необходимо найти  ее  направляющие  косинусы (НК)  и  координаты центра вращения  (ЦВ)  антенны.