Высокоточная морская навигация

Книга посвящена проблеме повышения точности навигации подвижных объектов. Автор излагает основные подходы к построению эффективных алгоритмов обработки навигационной информации.
Рассматриваются задачи оптимальной линейной и нелинейной фильтрации, вопросы обработки навигационной информации в условиях априорной неопределенности. Исследуются особенности работы инерциальной системы в аномальном гравитационном поле, излагаются вопросы навигации, учитывающие неопределенности фигуры Земли.
Для разработчиков навигационных систем и пользователей навигационной информации

Введение
Повышение точности навигации подвижных объектов связано с совершенствованием как измерительной аппаратуры, так и математического обеспечения решения задач обработки информации. Настоящая работа посвящена второму направлению и содержит изложение основных подходов к построению эффективных алгоритмов обработки навигационной информации.
В гл. 1 при описании погрешностей навигационных систем и действующих на них возмущений использованы случайные процессы и поля. В ней уточнены основные определения и терминология, необходимые при чтении последующих глав. Сюда же включен материал, содержащий исследование нового математического объекта - случайного поля со случ-айным аргументом, рассмотренного в гл. 5.
Глава 2 также носит вводный характер. В ней дано систематическое изложение задачи оптимальной фильтрации марковских сигналов, в линейном случае приводящей к фильтру Калмана, выделены вопросы оптимальной фильтрации сигналов, имеющих многоальтернативное описание, т. е. удовлетворяющих с той или иной вероятностью одной из некоторого набора модели.
Известно, что линеаризация навигационных измерений неизбежно приводит к появлению дополнительных погрешностей оценки навигационных параметров, а в ряде случаев - к невозможности решения задач навигации, например, интенсивно развивающихся задач обработки измерений, нелинейно зависящих от навигационных параметров. Этому посвящена гл. 3.
В гл. 4 рассмотрены задачи обработки информации, связанные с наличием неопределенности в описании сигналов, часто встречающейся в навигационных приложениях.
Использование инерциальных методов, подверженных воздействию аномального гравитационного поля Земли, в перспективных системах навигации определило содержание последующих трех глав работы. В гл. 5 включен материал о возможных стохастических моделях аномального гравитационного поля, согласованно описывающих аномалии силы тяжести, высоты геоида и уклонения отвеса. Выбор моделей основан не только на требованиях адекватности реальному полю, но и на удобстве их использования в задачах обработки информации.
В гл. 6 проанализированы ошибки карты геофизического поля, проявляющиеся в качестве возмущающего фактора в задачах инерциальной навигации и навигации по геофизическим полям. Особое внимание уделено погрешности карты, порожденной ошибкой координирования при съемке.
Работе инерциальной системы в аномальном гравитационном поле посвящена гл. 7.
В гл. 8 даны особенности решения задач навигации, связанные с определением координат и курса объекта относительно принятой фигуры Земли (обычно это эллипсоид вращения с заданными параметрами), а также рассмотрены вопросы пересчета навигационных параметров с одного эллипсоида на другой.
Описанные в работе задачи направлены на достижение высокого уровня точности навигации за счет использования эффективных методов обработки информации и учета влияния нерегулярности фигуры Земли. Ясно, что усложнение алгоритмов навигации, создание и использование карт геофизических полей целесообразно лишь в условиях малых инструментальных погрешностей навигационных систем, обеспечиваемых сегодня лишь в ряде случаев. В этом смысле материал книги ориентирован на перспективные системы навигации.
Целый ряд постановок задач связан со спецификой морской навигации, однако, книга может быть полезной специалистам по навигации подвижных объектов других типов, пользователям навигационной информации, а также студентам соответствующей специальности.
Перечень рассмотренных в книге вопросов основан на практическом опыте автора, принимавшего участие в разработках различных систем морской навигации.
В подготовке материала книги - его обсуждении, исследовании задач обработки информации, решении примеров большую помощь автору оказали его ученики и сотрудники А. П. Колеватов, А. В. Осипов, Я. М. Рябинькая, О. А. Степанов, С. В. Шепель, Л. И. Шимелевич, которым автор выражает искреннюю благодарность.
Автор благодарит также за доброжелательную активную поддержку в работе чл. -кор. АН СССР В. Г. Пешехонова и канд. техн. наук Б. С. Ривкина.