Технические разделы

Тестирование GPS/WAAS/ГЛОНАСС алгоритмов

При судовождении, управлении полетом самолета или космического аппарата, геодезии, мониторинге разных движущихся объектов, требуется знание положения потребителя в пространстве, его скорости. Сложность решаемых задач требует все более точного знания своих координат. Существует объективная потребность в совершенствовании навигационного обеспечения.

Навигационная спутниковая система GPS при отсутствии селективного доступа позволяет определить горизонтальное положение потребителя с точностью до 20 м, а система ГЛОНАСС - до 60 м [1-4]. Применение широкозонной дифференциальной системы WAAS и других аналогичных разрабатываемых систем (MSAS, Galileo) повышает точность навигации до нескольких метров [1, 5]. Используя спутниковые системы, потребитель проводит дальномерные и доплеровские измерения до навигационных спутников (рис.1.10).

Рисунок 1.10 - Определение координат авиационного потребителя при помощи навигационных спутников

При разработке навигационных приемников требуется проводить всестороннее тестирование программного обеспечения, осуществлять оптимальный выбор параметров навигационных алгоритмов. С этой целью необходимо сформировать соответствующую методику отладки и тестирования алгоритмов, позволяющую всесторонне исследовать навигацию потребителя. И если для наземного потребителя не составляет особого труда повторить тот или иной тест, то для авиационного потребителя это сопряжено с большими экономическими затратами. Существует также еще один аспект. В процессе отладки программного обеспечения для поиска ошибки необходимо уметь повторять тест, приведший к ошибке. В этом случае можно легко найти программную ошибку. Причем необходимо уметь повторить всю последовательность исходных данных.

Методика тестирования навигационных алгоритмов

Предлагаемая методика отладки и тестирования навигационных алгоритмов основывается на последовательном использовании следующих трех этапов тестирования. Данная методика предполагает применение специального программно-аппаратного комплекса, позволяющего проводить многократную отладку.

Первый этап тестирования - первоначальный - заключается в обычном имитационном моделировании с применением персонального компьютера. В качестве источника навигационной информации используется спутниковая система GPS. Орбитальная конфигурация системы, параметры ошибок измерений задаются в соответствии с рекомендациями Radio Technical Commission for Aeronautics (RTCA) [5]. Но этот способ тестирования носит, как правило, только приближенный, прикидочный характер. В частности, при таком тестировании не возникали различные вычислительные проблемы, связанные, в том числе с расходимостью фильтра Калмана в реальных условиях.

Второй этап тестирования предполагает использование реального навигационного приемника, а навигационные измерения формируются при помощи имитационного комплекса GPS/GLONASS Satellite Simulator, Ver.6.50 [6]. В этом случае антенный блок навигационного приемника заменяется специальным программно-аппаратным комплексом - имитатором навигационных сигналов. Данный комплекс включает широкие возможности по моделированию движения приемника, обладающего динамикой автомобиля, самолета или космического корабля и совершающего различные маневры. Другой способностью имитационного комплекса GPS/GLONASS Satellite Simulator является возможность моделировать сигналы системы WAAS. Применение подобного комплекса позволяет всесторонне протестировать GPS/WAAS/ГЛОНАСС навигационные алгоритмы в различных режимах.

На последнем, завершающем, этапе тестирование проводится в реальных условиях, то есть когда навигационная аппаратура принимает сигналы от спутниковых систем GPS/WAAS/ГЛОНАСС. Причем навигация авиационного потребителя осуществляется как для стационарного положения, так и при совершении тестовых полетов.

Как уже отмечалось, для отладки программного обеспечения, поиска всевозможных ошибок, оптимальной настройке параметров фильтра и т.д. необходимо иметь возможность многократно повторять решение навигационной задачи. И если при первом способе тестирования это не составляет особого труда - надо просто задать те же самые исходные данные, то в реальных условиях необходимо применять другой подход. Отчасти это справедливо и при использовании имитационного комплекса GPS/GLONASS Satellite Simulator, так как генерация измерительных шумов, как правило зависит от текущего времени.

Поэтому для тестирования навигационных алгоритмов был разработан программно-аппаратный комплекс, позволяющий проводить многократную отладку. Этот комплекс позволяет сохранить, например, на жестком диске все данные измерений, эфемериды и т.д., полученные с антенного блока. В случае необходимости тест повторяется: все данные теперь поступают с жесткого диска. Блок-схемы программно-аппаратного комплекса тестирования навигационных алгоритмов представлены на рис.1.11 и рис.1.12

Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6

Еще статьи по технике и технологиям

Электронный термометр
Термо́метр (греч. θέρμη - тепло и μετρέω - измеряю) [1] - прибор для измерения температуры воздуха, почвы, воды и так далее. Рассмотрим термометры бытового назначения ...

Расчёт каскадов радиопередатчика на биполярных транзисторах
Курсовой проект представляет собой сложный комплекс вопросов принципиального, схемного, расчетного и конструкционного характера: выбор схем, транзисторов, элементов колебательных систем, способа модуляции или манипуляции, источника пит ...

© 2019 | www.techexpose.ru