22.2. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
Математическое обеспечение аппаратуры потребителей сетевой СРНС распадается на две части: первичную (ПО) и вторичную (ВТО) обработку информации. Первичная обработка решает задачи поиска и обнаружения сигналов, слежения за ними, измерения радионавигационных параметров, приема и декодирования служебной информации. Вторичная обработка предназначена для решения навигационно-временной задачи и на этой основе — для решения набора сервисных задач, а также для управления ПО, для управления вводом и выводом необходимой информации при реализации каждого из используемых режимов.
Навигационно-временная задача (НАВЗ) состоит в определении пространственных координат и составляющих вектора
скорости потребителя, а также поправок к шкале времени и частоте, задаваемых его бортовым генератором. Навигационно-временная задача решается в результате обработки информации, подготовленной системой ПО: измеренных РНП (временная задержка сигнала и доплеровское смещение его частоты) и служебной информации (эфемериды НИСЗ, поправки к шкалам времени и частоты его бортового генератора).
Бортовая аппаратура потребителя решает НАВЗ в основном, рабочем режиме, кроме которого предусматривается ряд вспомогательных режимов, обеспечивающих подготовку к основному. Это — ввод альманаха (из таблиц или из сигналов НИСЗ), контроль работоспособности аппаратуры и калибровка радиотракта, ввод исходных данных для реализации сервисных задач и т. п.
Алгоритм ВТО представляет собой последовательный набор алгоритмов отдельных режимов, а также так называемый управляющий алгоритм организации этих режимов. Управляющий алгоритм в соответствии со своей функцией именуется также главным диспетчером.
По своей структуре алгоритм режима представляется совокупностью алгоритмов задач, а также управляющим алгоритмом режима (диспетчером режима). Алгоритмы отдельных задач в качестве самостоятельных единиц привлекаются к обеспечению различных режимов.
Каждая задача решается в результате выполнения совокупности процедур — логических и вычислительных; в пределах отдельной задачи процедуры могут образовывать блоки процедур. Каждая процедура реализуется тем или иным оператором.
Управляющие алгоритмы организуют последовательность вычислений и обмен информацией между аппаратной и программной частями устройства. Блочный принцип построения матобеспечения предоставляет широкие возможности для совершенствования алгоритмов в процессе их отладки, по результатам испытаний и эксплуатации путем замены или добавления отдельных процедур при соответствующем расширении логики управляющего алгоритма.
Управляющие алгоритмы — главный диспетчер и диспетчеры отдельных режимов — можно представлять в виде формально-математических операторов, что требует использования соответствующего языка. Однако для составления программ достаточно записывать их в виде структурных схем, сопровождаемых пояснительными текстами.
Алгоритм ПО или ВТО в том или ином режиме задается набором алгоритмов отдельных задач ПО или ВТО, последние реализуются соответствующим набором процедур. Набор процедур и их последовательность зависят не только от установленного режима, но и от подрежима. Дело в том, что при реализации
отдельных режимов возможны их варианты, связанные с тем, как ведется работа: на стоянке или в движении, по реальному сигналу или от имитатора сигналов, какой используется код сигнала (С/А или Р), как работает БАП (самостоятельно или с другими бортовыми навигационными приборами) и т. п. Эти варианты считаются подрежимами и различаются содержанием МО. Например, подрежимы, относящиеся к работе на стоянке и в движении, различаются между собой организацией осреднения координат.
Выбор подрежима ПО или ВТО зависит от целевой задачи, определяемой оператором БАП, условий работы аппаратуры, имеющейся априорной информации и особенностей информационно-вычислительного процесса, обусловленных текущим режимом аппаратуры.
Режим работы выбирает оператор с помощью пульта управления БАП, подрежим — с помощью признаков, хранимых в памяти и вводимых дополнительно при обращении оператора к пульту управления.
Наряду с организацией стандартных вариантов функционирования БАП, полностью определяемых заданными режимом и подрежимом, МО должно обеспечивать адаптацию к условиям использования аппаратуры. Такая адаптация должна проявляться во многих направлениях.
Прежде всего алгоритмическими средствами выбирается та группа радиовидимых НИСЗ, которая по принятому критерию окажется оптимальной. С изменением взаимоположения потребителя и используемых НИСЗ средства МО определяют необходимость в привлечении дополнительных спутников или в формировании рабочего созвездия заново. Математическое обеспечение оценивает качество априорной навигационной информации и в соответствии с этим назначает ту или иную схему поиска сигналов. В зависимости от текущей потребности в уточнении определенных составляющих оцениваемого вектора состояния принимается решение об использовании того или иного числа НИСЗ. Математическое обеспечение предусматривает адаптацию алгоритмов ВТО к маневрам (динамике) потребителя, к изменению поля помех и к иным изменениям условий применения аппаратуры.
