Файл: Шмыголь С.С. Определение и прогнозирование движения центра масс летательного аппарата по результатам траекторных измерений.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.04.2024

Просмотров: 56

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

При пересчете составляющих скорости в абсолютную геоцентри­ ческую систему координат необходимо учесть вращение Земли:

v .- « # v

lv V l« V Q*-

 

 

у =/77

V

+/77 V

-+/77

V

г ;

+ Q 7 7

'

(107)

и

,т.

?/' V

3 j

 

 

 

 

Ч %

+ /7

 

 

 

 

 

v, =/7f. V. +П .V

V

 

 

 

V

xj

2J Jfj

3J

 

 

 

 

 

где C2 = 7,292115 10 ^ сек”-1- - угловая скорость вращения Земли.

С целью пересчета составляющих скорости в относительную геоцентрическую (гринвичскую) систему координат можно восполь­ зоваться формулами (106), приняв угловую скорость вращения Зем­ ли равной нулю.

§ 7 . ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ ПО ДОСТАТОЧНЫМ ИЗМЕРЕНИЯМ

Значения измеряемых параметров, подученные в процессе по­ лета ЛА, как известно, всегда содержат ошибки. Они обусловле­ ны неточностями изготовления измерительной аппаратуры (инстру­ ментальные ошибки), несовершенством методов и влиянием неста­ бильности условий измерений (методические ошибки).

Неточности измерений вызывают ошибки определения парамет­ ров движения, величины которых в известной степени зависят не только от ошибок измерений, во и от типа расчетных формул, ис­ пользуемых для определения параметров движения.

Точность параметров движения ЛА, рассчитанных по получен­ ным ранее формулам, необходимо оценивать для решения целого ряда практических задач, среди которых назовем следующие:

1. Оценка точности определения летно-технических характе­ ристик летательных аппаратов и характеристик их движения.

2 . Разработка мероприятий по повышению точности определе­ ния параметров движения. Сюда входят как выбор состава изме­ рительных средств и их расположения относительно контролируе­ мых участков траектории, так и выбор расчетных формул для оп­ ределения параметров движения.

Связь между истинными и полученными из опыта значениями ’ измеряемых параметров может быть выражена простой зависимостью


 

 

 

 

 

 

и э

 

 

 

г .

= г

тает

+

Дг ,

,

f = /,2 ,

( 108)

 

г

 

 

f

1

 

 

где r f -

измеренное

значение

параметра; Дг - ошибка изме­

рений; г,

- истинное

значение

измеренного

параметра.

В большинстве

случаев

истинное

значение

получаемого из

опыта параметра неизвестно. Однако, если известно, что ошибки измерений пренебрежимо малы, то измеренные значения таких па­ раметров условно можно называть истинными (эталонными). В ка­ честве истинных можно принимать также расчетные значения изме­ ряемых параметров, если есть достаточная уверенность в том, что фактическое движение пренебрежимо мало отличается от рас­

четного.

 

 

Если известны истинные значения г

ист

, то по формуле (108)

можно найти и ошибки измерений:

 

L r f

и ст

(109)

 

Определение оценок точности параметров движения по доста­ точным измерениям возможно лишь в том случае, когда известны ошибки измерений или их статистические оценки. Для получения оценок ошибок измерений выполняются специальные исследования, включающие эталонные измерения и соответствующую обработку ре­ зультатов измерений. Более просто и надежно эти вопросы реша­ ются при определении параметров движения ДА по результатам из­ быточных измерений, о чем будет идти речь в следующих пара­ графах.

В зависимости от полноты сведений об ошибках измерений применяются различные методы оценки точности определения пара­ метров движения.-

Точность

определения параметров

движения

при

известных

ошибках измерений

Зная измеренные

значения

параметров р

, по формулам, по­

лученным в предыдущих параграфах, вычисляют "экспериментальные"

значения параметров движения рн

, где к = 1 , 2 , . . . , б:

 

Рн = Р н Ъ , х о1'Уо-с’ г о1)’

Г = 1 , 2 , . . . , т г

(ПО)



50

где г

' ,

y Qi , Z Q. - координаты измерительных пунктов в си­

 

стеме координат, относительно которой определяются параметры

 

движения;

т - достаточное количество синхронных измерений,

 

используемых для определения параметров движения в данный мо­

 

мент

времени.

 

|

Так как по условию ошибки измерений А г .

в этом случае из-

I

вестны, то из соотношения (108) можно найти истинные значения

 

измерений

 

 

 

 

 

r f = r f - A r f,

(III)

|

зная которые, легко вычислить истинные значения параметров движения

Р к = Р к

(П 2)

 

После этого ошибка определения параметров движения может быть

вычислена

по формуле

 

 

 

 

 

 

 

% = Р к ~ Р к *

 

(ИЗ)

где р к и

р

берутся соответственно из

формул

(ПО) и (112).

Ошибка Ар

определяемая по формуле

(И З ),

является резуль­

татом влияния

всех т

ошибок измерений, которые использованы

в формуле

(П О ). В этом

случае невозможно указать вклад каж­

дой ошибки измерений Дг

в ошибку измеряемого параметра.

От указанного недостатка свободен метод

л и н е й н о г о

п р е д с т а в л е н и я

о ш и б к и

 

определяемого пара­

метра, сущность которого заключается в следующем. Обычно ошиб­ ки измерений являются малыми величинами по сравнению с изме­

ряемыми параметрами. А так как зависимость

р ( r f ) является

непрерывной дифференцируемой функцией т

переменных,

то для

определения ошибки параметра Ар

можно использовать

разло­

жение указанной функции в ряд Тейлора в окрестности расчетной (истинной) точки траектории с удержанием только первого члена разложения

[d p \

.

- 1 (1

т) ^

<II4>

i f = I , 2 , . . . , m

.

f

0

 

определяемого

где \ j j j r - )

- частные

производные

параметра

движения по измеряемому параметру,

вычисленные по да»


51

вин истинной траектории. В том случае, когда истинная траекто­ рия неизвестна, можно эти производные вычислять и по данным опытной траектории,т.е. по значениям синхронных опытных изме­ рений.

Каждое слагаемое формулы (IM-) представляет собой частный

вклад

ошибки f -го

измеряемого параметра в ошибку Др к ,

а

частная производная

является

коэффициентом чувствитель­

ности

определяемого

параметра р к

к ошибке измеряемого

пара­

метра

nf .

 

 

 

Несмотря на простоту и сравнительно высокую точность пер­ вых двух методов расчета ошибок определяемых параметров движе­ ния, область их применения весьма ограничена, что обусловлено недостаточностью сведений об ошибках измерений.

Опенка точности определения параметров движения при неполных сведениях об ошибках измерений

Обычно бывают известны лишь некоторые статистические ха­ рактеристики (оценки) ошибок измерений:чаще всего это бывают средние квадратические отклонения б - и реже - корреляци­ онные характеристики и систематические ошибки. В этом случае речь идет уже не о вычислении точного значения ошибки измере­ ний, как это имело место выше, ‘а лишь об оценке ошибки опреде­ ления параметра движения по известным некоторым статисти­ ческим характеристикам ошибок измерений.

Так, если известны средние квадратические отклонения

оши­

бок измерений

б_ и их коэффициенты корреляции

,

то

ошиб­

ка определения

параметра движения

р н

, являющегося функцией

измеряемых параметров г

( f =

1 , 2

, . . , , т ) ,

может

 

быть

вычислена по формуле

 

 

 

 

 

 

Однако чаще всего бывают известны лишь средние квадратиче­ ские ошибки измерений б~ . При этом считают, что ошибки из­ мерений независимы ( p f . = 0 ) . Это предположение часто бывает близким к истине, так как ошибки измерений бывают обычно след­ ствием большого количества слабо влияющих факторов. В этом

случае ошибка определяемого параметра будет оцениваться по формуле