13.4. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ВЫБОР СПОСОБА ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ В ССРНС
При синтезе навигационного алгоритма необходимо учитывать особенности использования навигационного поля сетевой СРНС, а именно многоканальное или одноканальное построение аппаратуры П, темп поступления информации, объем обрабатываемых измерений, требования к оперативности навигационных определений.
В результате решения навигационной задачи в текущий момент времени
необходимо дать оценку вектора состояний
зависящую от всей имеющейся к этому моменту времени информации. Такой информацией является априорная информация о динамических характеристиках и параметрах движения определяющегося объекта, статистических характеристик случайных возмущений, действующих на него, статистических характеристиках погрешностей навигационных измерений и результаты измерений. Независимо от принятого критерия оптимизации центральное место в задаче оценивания занимает апостериорная плотность вероятности
которая характеризует степень знания вектора
после обработки измерений
Если движение П описывается системой линейных уравнений, вектор измерений
линейно зависит от вектора состояния
и все случайные величины имеют условное гауссовское распределение, то плотность вероятностей
полностью определяется математическим ожиданием
и корреляционной матрицей
[52]. При невыполнении хотя бы одного из указанных условий такое представление условной плотности вероятностей будет приближенным. Большая часть встречающихся на практике динамических систем и систем измерений являются нелинейными. Используемый обычно метод [52, 61], позволяющий приближенно определять
и состоит в линеаризации относительно текущих оценок, начиная с априорной, уравнений динамики П и канала измерения с последующим синтезом оптимального линейного фильтра.
В зависимости от числа НИСЗ, находящихся в зоне радиовидимости П, и сложности измерительной аппаратуры решение навигационной задачи в ССРНС может производиться по выборке фиксированного объема результатов одновременных измерений или по выборке результатов разновременных измерений. При минимальном объеме измерений используются конечные и итерационные алгоритмы.
Итерационные алгоритмы отличаются объемом вычислений и скоростью сходимости процесса итераций. Среди итерационных методов решения систем нелинейных уравнений наиболее распространен метод Ньютона, как один из наиболее просто реализуемых и быстро сходящихся (сходимость является квадратичной либо имеет в среднем ту же скорость, что и квадратичная).
Для обработки избыточного количества результатов измерений используются статистические алгоритмы, среди которых наиболее применим способ наименьших квадратов.
Для решения навигационной задачи по результатам разновременных измерений можно использовать как традиционные методы, основанные на запоминании и совместной обработке с последующими итерациями всей группы измерений, так и рекуррентные методы оценивания по нарастающему объему измерений.
Тот или иной алгоритм решения навигационной задачи выбирается с учетом множества факторов. Так, кроме функции потерь большое значение имеют такие свойства оценок, как состоятельность, несмещенность, эффективность и достаточность [94, 132]. Перечисленные свойства позволяют качественно сравнить различные критерии оценивания. Важны и вычислительные особенности алгоритмов (сходимость процесса навигационных определений, устойчивость решения и т. п.), и в частности требования, предъявляемые к ЭВМ аппаратуры П (разрядность, быстродействие, объем памяти и т. д.). Практические рекомендации по способу обработки результатов измерений можно сформулировать лишь после трудоемкого всестороннего сравнительного анализа различных алгоритмов навигационных определений.
Вопросы синтеза алгоритмов решения навигационных задач применительно к различным особенностям, использования ССРНС рассматриваются в гл. 14 и 15, структура полного навигационного, алгоритма излагается в гл. 22.