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
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