Статистическая теория радионавигации

Излагаются основы теории радионавигации, развивается теория радионавигационных измерений. Основное внимание уделяется современным статистическим методам анализа и синтеза систем навигации. Рассматриваются принципы построения дальномерных, разностно-дальномерных, угломерных и доплеровских средств навигации. Изложение проводится применительно к разнообразным подвижным объектам: летательным аппаратам, морским судам и т. п. Методами марковской теории оптимальной нелинейной фильтрации синтезируются алгоритмы приема и обработки радионавигационных сигналов. Обсуждаются полученные структурные схемы систем радионавигации. Анализируется точность и помехоустойчивость синтезированных устройств. Излагается теория комплексирования измерителей. Оцениваются возможности преодоления априорной неопределенности и устранения полимодальности апостериорной плотности вероятностей оцениваемых параметров при комплексировании. Рассматриваются комплексные системы навигации и спутниковые радионавигационные системы. Для научных работников. Полезна инженерам, занимающимся разработкой, производством и исследованием средств навигации.

Оглавление
Предисловие
Введение
Глава 1. Области применения и принципы построения устройств и систем радионавигации
1.1. Навигационные системы координат
1.2. Навигационные элементы
1.3. Методы решения навигационных задач
1.3.1. Методы определения местоположения объекта
1.3.2. Способы вывода объекта в заданную точку
1.4. Классификация и принципы действия радионавигационных устройств и систем
1.5. Авиационные радионавигационные устройства и системы как составная часть пилотажно-навигационных комплексов
Глава 2. Характеристики устройств и систем радионавигации
2.1. Общие сведения о тактических и технических характеристиках
2.2. Точность радионавигационных измерений
2.2.1. Точность определения поверхностей и линий положения
2.2.2. Точность определения местоположения объекта позиционным методом
2.2.3. Точность определения местоположения объекта методом счисления пути
2.3. Рабочие зоны и дальность действия систем радионавигации
2.3.1. Рабочие зоны дальномерных радионавигационных систем
2.3.2. Рабочие зоны угломерных радионавигационных систем
2.3.3. Рабочие зоны угломерно-дальномерных систем
2.3.4. Рабочие зоны разностно-дальномерных систем
2.4. Эффективность систем радионавигации и пилотажно-навигационных комплексов
Глава 3. Статистические методы анализа устройств и систем радионавигации
3.1. Общие замечания
3.2. Применение теории марковских процессов для анализа статистической динамики радионавигационных устройств и систем
3.3. Методы анализа линейных систем при гауссовских случайных воздействиях
3.4. Методы анализа нелинейных систем
3.5. Наблюдаемость и управляемость динамических систем
Глава 4. Статистические методы синтеза устройств и систем радионавигации
4.1. Общие замечания
4.2. Уравнения марковской теории оптимального нелинейного оценивания непрерывных процессов при окрашенных шумах наблюдения
4.2.1. Постановка задачи
4.2.2. Точные уравнения оптимального нелинейного оценивания
4.2.3. Приближенные уравнения оптимального нелинейного оценивания
4.3. Уравнения марковской теории оптимального нелинейного оценивания
при наличии белых шумов наблюдения
4.3.1. Постановка задачи
4.3.2. Уравнения оптимального нелинейного непрерывного оценивания
4.4. Уравнения марковской теории оптимального нелинейного дискретного оценивания
4.5. Уравнения оптимального линейного оценивания
4.6. Уравнения оптимальной нелинейной обработки импульсных сигналов
4.7. Особенности оптимального нелинейного оценивания при полимодальном апостериорном распределении вектора состояния
Глава 5. Основы теории построения комплексных систем навигации
5.1. Комплексирование навигационных измерителей при первичной и вторичной обработке информации
5.2. Комплексирование навигационных измерителей на основе взаимной компенсации и фильтрации их ошибок
5.2.1. Способ компенсации
5.2.2. Способ фильтрации
5.2.3. Способ введения дополнительной информации в кольцо слежения
5.3. Применение методов синтеза при комплексировании навигационных измерителей
5.3.1. Этапы разработки пилотажно-навигационных комплексов
5.3.2. Модели радиотехнических устройств и систем, входящих в состав ПНК
5.3.3. Преодоление априорной неопределенности при комплексировании измерителей
5.4. Оптимизация комплексирования измерителей при частично окрашенных шумах наблюдения
5.5. Устранение полимодальности апостериорной плотности вероятностей вектора состояния с помощью комплексирования
5.6. Комплексирование измерителей при использовании импульсных и не-прерывных сигналов
Глава 6. Дальномерные устройства и системы радионавигации
6.1. Области применения и обобщенные структурные схемы
6.2. Методы измерения дальности
6.2.1. Фазовый метод
6.2.2. Частотный метод
6.2.3. Временной метод
6.3. Импульсные дальномеры
6.3.1. Принципы построения устройств измерения дальности
6.3.2. Пропускная способность
6.4. Синтез устройств приема и обработки сигналов в импульсных дальномерах
6.4.1. Математические модели входных воздействий
6.4.2. Математические модели динамики объектов навигации
6.4.3. Алгоритмы оптимальной обработки сигналов
6.4.4. Точность и помехоустойчивость оптимальных импульсных дальномеров
6.5. Оптимальные комплексные радиодальномеры
6.6. Оптимизация устройств приема и обработки сигналов в радиовысотомерах с непрерывным излучением
6.6.1. Математические модели параметров сигналов
6.6.2. Синтез оптимального устройства приема и обработки сигналов
6.6.3. Оценка потенциальной точности и помехоустойчивости
6.7. Оптимизация алгоритмов обработки информации в комплексном радиовысотомере малых высот
Глава 7. Разностно-дальномерные радионавигационные системы
7.1. Области применения и принципы построения
7.2. Фазовые разностно-дальномерные системы
7.2.1. Способы разделения каналов
7.2.2. Устранение многозначности отсчетов
7.2.3. Дифференциальный способ функционирования
7.3. Импульсные разностно-дальномерные системы
7.4. Импульсно-фазовые разностно-дальномерные системы
7.5. Влияние условий функционирования на точность систем
7.6. Оптимальные алгоритмы приема и обработки сигналов разностно-дальномерных систем
7.6.1. Математические модели входных воздействий
7.6.2. Модели навигационных параметров
7.6.3. Алгоритмы приема и оптимальной обработки сигналов
7.6.4. Точность и помехоустойчивость оптимальных систем
7.7. Оптимальные алгоритмы комплексной обработки сигналов разностно-дальномерных систем с учетом полимодальности апостериорного распределения оцениваемых процессов
Глава 8. Угломерные радионавигационные системы
8.1. Области применения
8.2. Методы измерения угловых параметров и принципы построения угломерных систем
8.2.1. Амплитудные угломерные системы
8.2.2. Фазовые угломерные системы
8.2.3. Частотные угломерные системы
8.2.4. Временные угломерные системы
8.3. Бортовые автоматические радиокомпасы
8.4. Синтез устройств приема и оптимальной обработки сигналов в угломерных радионавигационных системах
8.4.1. Математические модели входных воздействий
8.4.2. Алгоритмы оптимальной обработки сигналов азимутальных систем
8.4.3. Точность и помехоустойчивость оптимальных азимутальных систем
8.5. Оптимальные комплексные угломерные радионавигационные системы
Глава 9. Доплеровские измерители скорости
9.1. Области применения и основные количественные отношения
9.2. Погрешности измерения доплеровской частоты и путевой скорости
9.3. Принципы построения многолучевых доплеровских измерителей скорости
9.3.1. Определение доплеровских частот в многолучевых измерителях
9.3.2. Попарная и раздельная обработка сигналов
9.4. Способы устранения погрешностей доплеровских измерителей из-за изменения характера отражающей поверхности
9.5. Синтез устройств приема и обработки сигналов в доплеровских измерителях скорости
9.5.1. Оптимизация алгоритмов обработки сигналов и характеристики точности измерителей
9.5.2. Комплексные оптимальные доплеровские измерители скорости
Глава 10. Комплексные системы ближней навигации и посадки
10.1. Общие сведения
10.2. Назначение, решаемые задачи и состав
10.3. Угломерно-дальномерные радионавигационные системы в комплексных системах ближней навигации
10.4. Принципы построения
10.5. Вторичная совместная обработка информации в комплексных системах ближней навигации
10.6. Автоматизированное самолетовождение с использованием комплексных систем ближней навигации
10.6.1. Маршрутный полет самолета
10.6.2. Возврат и посадка на запрограммированный аэродром
Глава 11. Комплексные системы дальней навигации
11.1. Назначение, решаемые задачи
11.2. Системы координат, используемые в комплексных системах дальней навигации
11.2.1. Ортодромическая система координат
11.2.2. Система координат, связанная с инерциальной навигационной системой
11.2.3. Горизонтальная связанная система координат
11.3. Инерциально-доплеровские комплексные системы дальней навигации
11.3.1. Инерциальный навигационный треугольник скоростей
11.3.2. Принципы построения и основные соотношения
11.3.3. Структурная схема
11.4. Воздушно-доплеровские комплексные системы дальней навигации
Глава 12. Комплексные радионавигационные системы, основанные на использовании искусственных спутников Земли
12.1. Принципы построения и особенности спутниковых радионавигационных систем
12.2. Характеристики движения навигационных ИСЗ
12.3. Дальномерные и разностно-дальномерные спутниковые радионавигационные системы
12.4. Доплеровские спутниковые радионавигационные системы
12.5. Общие характеристики спутниковой системы типа Navstar
Список литературы
Предметный указатель