Tài liệu Đánh giá ảnh hưởng của mức độ quan sát được đến độ chính xác xử lý tín hiệu trong bộ đo cao kết hợp quán tính – vô tuyến: Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 60, 4 - 2019 73
ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA MỨC ĐỘ QUAN SÁT ĐƯỢC
ĐẾN ĐỘ CHÍNH XÁC XỬ LÝ TÍN HIỆU TRONG BỘ ĐO CAO KẾT
HỢP QUÁN TÍNH – VÔ TUYẾN
Phạm Đức Thỏa1*, Nguyễn Quang Vịnh1, Trần Ngọc Hưởng2
Tóm tắt: Trong xử lý kết hợp tín hiệu sử dụng bộ lọc Kalman, thông thường chỉ
quan tâm đến tính quan sát được của hệ động học theo tiêu chuẩn Kalman. Trong
quá trình xử lý liên kết tín hiệu cần phải biết khả năng quan sát hiệu quả đối với
mỗi phần tử véc tơ trạng thái, vấn đề này ảnh hưởng trực tiếp đến đánh giá sai số
ước lượng các tham số trong bài toán hiệu chỉnh sai số tích lũy trên kênh cao của
hệ thống dẫn đường quan tính. Bài báo tiến hành phân tích tiêu chuẩn đánh giá
mức độ quan sát được cho các biến trạng thái, nghiên cứu ảnh hưởng của mức độ
quan sát được các biến trạng thái đến độ chính xác đánh giá sai số ước lượng trong
xử lý kết hợp tín hiệu của bộ đo cao quán tính- vô tuyến (QT-VT), nhằm nâ...
8 trang |
Chia sẻ: quangot475 | Lượt xem: 381 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đánh giá ảnh hưởng của mức độ quan sát được đến độ chính xác xử lý tín hiệu trong bộ đo cao kết hợp quán tính – vô tuyến, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 60, 4 - 2019 73
ĐÁNH GIÁ ẢNH HƯỞNG CỦA MỨC ĐỘ QUAN SÁT ĐƯỢC
ĐẾN ĐỘ CHÍNH XÁC XỬ LÝ TÍN HIỆU TRONG BỘ ĐO CAO KẾT
HỢP QUÁN TÍNH – VÔ TUYẾN
Phạm Đức Thỏa1*, Nguyễn Quang Vịnh1, Trần Ngọc Hưởng2
Tóm tắt: Trong xử lý kết hợp tín hiệu sử dụng bộ lọc Kalman, thông thường chỉ
quan tâm đến tính quan sát được của hệ động học theo tiêu chuẩn Kalman. Trong
quá trình xử lý liên kết tín hiệu cần phải biết khả năng quan sát hiệu quả đối với
mỗi phần tử véc tơ trạng thái, vấn đề này ảnh hưởng trực tiếp đến đánh giá sai số
ước lượng các tham số trong bài toán hiệu chỉnh sai số tích lũy trên kênh cao của
hệ thống dẫn đường quan tính. Bài báo tiến hành phân tích tiêu chuẩn đánh giá
mức độ quan sát được cho các biến trạng thái, nghiên cứu ảnh hưởng của mức độ
quan sát được các biến trạng thái đến độ chính xác đánh giá sai số ước lượng trong
xử lý kết hợp tín hiệu của bộ đo cao quán tính- vô tuyến (QT-VT), nhằm nâng cao
chất lượng cho phép đo cao. Kết quả nghiên cứu được mô phỏng kiểm chứng cho
thấy tính đúng đắn thuật toán đã đề xuất.
Từ khóa: Tính quan sát được; Đo cao liên kết; Tiêu chuẩn Kalman.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong thuật toán ước lượng Kalman khi hệ động học quan sát được thì ta phải xem xét
mức độ quan sát được như thế nào. Mức độ quan sát được lần đầu tiên được Kalman đề
xuất năm 1963, sau đó Р.Г. Браун đưa ra một số khái niệm tiêu chuẩn quan sát được vào
năm 1966 [4]. Các nghiên cứu tiếp sau và tiêu chuẩn mức độ quan sát được nhờ các giá trị
sai số tương hỗ khi đánh giá các biến véc tơ trạng thái và các sai số quan sát, tuy nhiên
việc tính toán cho tiêu chuẩn này còn phức tạp. Tiêu chuẩn đánh giá đơn giản mức độ
quan sát được đưa ra năm 1987 đề xuất phải phân tích tạp đo [8]. Đến năm 1994 do В.Н.
Афанасьев và К.А. Неусыпин đã đưa ra khái niệm cụ thể xem xét cả hai về độ chính xác
ước lượng và phân tích tạp đo, mức độ quan sát được xác định tỷ số phương sai của phần
tử bất kỳ của véc tơ trạng thái và phương sai của véc tơ trạng thái được đo trực tiếp có tính
tới phương sai của tạp đo [3],[7].
Để khắc phục sai số tích lũy cố hữu trong bộ đo cao quán tính (ĐCQT), tiến hành kết
hợp với bộ ĐCQT với bộ đo cao vô tuyến (ĐCVT), trong công trình nghiên cứu [1],[2]
cho kết quả khẳng định hiệu quả rõ rệt làm tăng độ chính xác ước lượng các phần tử véc tơ
trạng thái của ĐCQT. Tuy nhiên, quá trình xử lý tín hiệu trong bộ QT-VT bằng bộ lọc
Kalman không phải tất cả các biến trạng thái lúc nào cũng được quan sát tốt. Để đánh giá
mức độ quan sát được của các biến trạng thái tại từng thời điểm xử lý tín hiệu, ta sử dụng
tiêu chuẩn đánh giá mức độ quan sát được [6] dựa vào việc hiệu chỉnh các tham số đặc
trưng cho cấu trúc của bộ đo cao kết hợp QT-VT trong dải xác định ở điều kiện bay cụ thể.
Nâng cao chất lượng xử lý kết hợp tín hiệu đo cao trong bộ đo cao QT-VT trên cơ sở đánh
giá sai số ước lượng các biến trạng thái và thời gian quá độ đến hội tụ.
2. CẤU TRÚC CỦA BỘ ĐO CAO QUÁN TÍNH - VÔ TUYẾN
ỨNG DỤNG TIÊU CHUẨN ĐÁNH GIÁ MỨC ĐỘ QUAN SÁT ĐƯỢC
2.1. Mô hình mẫu tín hiệu sai số đầu vào của bộ đo cao kết hợp QT-VT
Sai số đo cao trên đầu ra kênh cao của hệ thống dẫn đường quán tính bao gồm sai số
cảm biển, nhiễu và sai số tính toán, trong đó sai số đo gia tốc và sai số theo tốc độ trôi
ngẫu nhiên của con quay cần được đánh giá ước lượng, đưa về hiệu chỉnh thường xuyên
nếu không sẽ tích lũy lớn dần theo thời gian.
Kỹ thuật điều khiển & Điện tử
P. Đ. Thỏa, N. Q. Vịnh, T. N. Hưởng, “Đánh giá ảnh hưởng quán tính - vô tuyến.” 74
Mô hình sai số ĐCQT sẽ được viết bằng phương trình vi phân đơn giản[5].
a
g
H V
g
V 2 H a g
R
a . a u
g . g u
(1)
Trong đó:
a g a g1 , 1 ; , là khoảng tương quan của các sai số ya t và g t ;
a gu , u là các dạng nhiễu trắng với kỳ vọng toán học bằng không và hàm tương quan
a au u
2 2
a gt 2 ( ); t 2B t B )t(
.
Nguyên nhân gây sai số trong xử lý tín hiệu tại đầu ra của ĐCVT chủ yếu vẫn là độ
chệch ước lượng ( vtH t ) và sai số thăng giáng ( tgH t ), trong đó, độ chệch ước lượng
độ cao sẽ là quá trình dao động ngẫu nhiên thay đổi chậm vtH t và được thể hiện ở dạng
quá trình Markov chuẩn và thỏa mãn phương trình vi phân tuyến tính bậc nhất:
vt
vt vt vt HH t H t u t
; (2)
trong đó:
vt vt1 - hằng số tương quan dịch chuyển; τvt - khoảng tương quan dịch
chuyển;
vtH
u t - tạp trắng hình thành với kỳ vọng toán bằng 0 và hàm tương quan:
H vt vtvt
2
u H H vt vtB m u t u t 2 t
Giá trị τvt được xác định bởi các kích thước hình học của mức trung bình bề mặt theo
phân bố địa hình khác nhau và tính chất cơ động của thiết bị bay.
Như vậy, quá trình làm việc của bộ ĐCQT sẽ cho sai số đầu ra là δHqt(t) và bộ ĐCVT
cho sai số đầu ra là δHvt(t). Tín hiệu đầu vào của bộ đo cao kết hợp QT-VT sẽ là z(t) =
δHqt(t) – δHvt(t). Bộ lọc xử lý kết hợp tín hiệu đo cao sẽ tạo ra ước lượng tối ưu các sai số
trạng thái đưa đến hiệu chỉnh các sai số trạng thái của bộ ĐCQT. Để đánh giá được chất
lượng trong quá trình xử lý kết hợp tín hiệu trong bộ đo cao QT-VT sử dụng bộ lọc
Kalman (KM) cần phải biết mức độ quan sát được của các biến trạng thái trên cơ sở ứng
dụng tiêu chuẩn đánh giá mức độ quan sát được (ĐMQSĐ) các biến trạng thái. Sơ đồ cấu
trúc bộ đo cao kết hợp QT-VT sử dụng tiêu chuẩn ĐMQSĐ thể hiện trên hình 1.
Hình 1. Sơ đồ cấu trúc bộ đo cao kết hợp QT-VT
sử dụng tiêu chuẩn ĐMQSĐ.
2.2. Xây dựng tiêu chuẩn đánh giá mức độ quan sát được trong bộ đo cao quán tính-
vô tuyến
Để biết khả năng quan sát một cách hiệu quả mỗi phần tử cụ thể của véc tơ trạng thái.
Xét mô hình sai số đánh giá độ chính xác ước lượng véc tơ trạng thái của bộ đo cao QT-
VT cho hệ động học tuyến tính dừng theo hệ phương trình (3).
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 60, 4 - 2019 75
vt
a
g
vt vt vt H
H(t) V t
g
V t 2 H t a t g t
R
a t . a t u t
g t . g t u t
H t H t u t
(3)
Khi xét đặc tính chính xác của bộ đo cao QT-VT cần phải chuyển thuật toán lọc KM
liên tục sang rời rạc, khảo sát đặc tính làm việc rời rạc của bộ đo cao QT-VT nhờ thuật
toán lọc kết hợp Kalman tối ưu. Ta có phương trình trạng thái (4) và phương trình đo (5)
dạng rời rạc đối với bộ đo cao kết hợp QT-VT.
, 1 1k k k k k kx x u ; (4)
k k k kz H x v ; (5)
trong đó:
k
vt
H
V
x a
g
H
;
, 1
1 0 0 0
2 / 1 0
( ) 0 0 1 0 0
0 0 0 1 0
0 0 0 0 1
k
k k k
vt t t
T
gT R T T
E F t T T
T
T
;
2 2
, 1
0 0 0
0
1 0 0( )
0 1 0
0 0 1
T
k k k k
vt
T T
T Tt T
T T
T T
;
g là gia tốc trọng trường, R là bán kính trái đất, T là khoảng rời rạc của thuật toán lọc
Kalman dạng rời rạc.
Điều kiện khởi tạo: 2 2 2 2(0 / 0) 0 ; 0 / 0 0vt a g vtx P diag ;
Ta chia mỗi bước đo thành n nhịp 1,k k nt t và biểu diễn các phép đo này qua véc tơ
trạng thái trong nhịp thứ nhất tk [6].
1 1 1, 1 1
4 4 4, 3 1, 3 3, 2 1,
4 3 3 4
w
.... ........... ...............
.... .... w .....
w
k k k
k k k k k k k k k
k k k k k k k k k k k k k k
k k k k
z Hx v
z H x H v
z H x H
H v
(6)
Viết biểu thức (6) ở dạng ma trận: * *k k kz Ox v ; (7)
trong đó:
T*
k k k 1 k 4z z z .... z ;
T
k k 1 k 1,k k 4 k 4,k 3 k 1,kO H H .... H ...
;
Kỹ thuật điều khiển & Điện tử
P. Đ. Thỏa, N. Q. Vịnh, T. N. Hưởng, “Đánh giá ảnh hưởng quán tính - vô tuyến.” 76
Thay các giá trị ma trận , 1 k k vào biểu thức ma trận quan sát O tại các thời điểm tk
ta có:
( )
2 2 2
( ) ( 1)
2 2 2 2 2
1 1 ( ) ( 1) ( 2)
51 52 53 54 55
1 0 0 0 1
1 0 0 . 1
2 1 2 . 1 . 1
4 2 1 2 2 1 3 3 . 1 . 1 . 1
CM k
k vt k vt k
k k k vt k vt k vt k
T T
g T R T T T T TO
T g R T g R T T g T R T T T T T T T
O O O O O
2 2 251 1 2 22 2 2 2 3k k k kO T g g R T g g T R R ;
2 2 252 2 1 22 2 1 4 2 1k k kO T T g T R T T g R T g R ;
2 253 22 3 1 3kO T T g R T T ;
22 254 22 3 1kO T T g R T ;
55 ( ) ( 1) ( 2) ( 3). 1 . 1 . 1 . 1vt k vt k vt k vt kO T T T T .
Ma trận O là ma trận quan sát được tính từ (7). Hệ không dừng (4) và (5) quan sát được
trong khoảng 4, k kt t nếu bậc ma trận O bằng n, nghĩa là rank O n .
Do đó biểu diễn véc tơ trạng thái ở nhịp đầu tiên của phép đo từ phương trình trạng
thái: * * * *k k kx O z O v (8)
*O là ma trận nghịch đảo của O .
Trong bộ đo cao kết hợp QT-VT thì chỉ có phẩn tử trạng thái độ cao được đo, nghĩa là
1 0 .... 1kH , để tính mức độ quan sát được các phần tử véc tơ trạng thái của hệ
thì hình thành phép đo * *k kz x O z có dạng:
k k 4
21,k k 22,k k 1 25,k k 4
31,k k 32,k k 1 35,k k 4
41,k k 42,k k 1 45,k k 4
z H z z
z V z z ..... z
z a z z ..... z
z g z z ..... z
(9)
Các hệ số ij,k j 1, 2,...,5 là hàng thứ i của ma trận O
*. Tính phương sai sai số của các
biến trạng thái tại các thời điểm k theo công thức (10):
n
T
k k k k
2
k 1
i,k
[x x ] [x x ]
M x
n
; (10)
trong đó: i = 1,2,3,4 tương ứng với các phần tử trạng thái H, V, a, g .
Cường độ phương sai tạp đo dẫn xuất của phần tử thứ i véc tơ trạng thái ( *iR ) được xác
định bởi các hệ số hàng thứ i của ma trận O* ij,k j 1,2,...,5 nghĩa là:
2 2 2*i 0
i1,k i2,k i5,k kR .... R
; (11)
với 0kR là phương sai ban đầu của tạp đo vk.
Đánh giá mức độ quan sát được của các biến trạng thái trong bộ đo cao theo biểu thức:
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 60, 4 - 2019 77
Hình 2. Lưu đồ thuật toán xử lý kết hợp tín
kết hợp tín hiệu đo cao ứng dụng tiêu chuẩn
đánh giá mức độ quan sát được.
2 20
i,k k i,k
k 52 *i 22
ij,k
j 1
M x R M x
D x
M H R M H
; (12)
trong đó:
2
i,kM x
là phương sai phần tử thứ i của véc tơ trạng thái;
2
M H
là phương sai véc tơ trạng thái đo trực tiếp là độ cao;
i = 2,3,4 tương ứng với véc tơ trạng thái V, a, g
Để biết độ chính xác ước lượng đến
mức nào trong xử lý kết hợp tín hiệu sử
dụng bộ lọc Kalman cần biết mức độ quan
sát được của từng véc tơ trạng thái [3] trên
cơ sở tiêu chuẩn đánh giá mức độ quan sát
được. Vì vậy, biểu thức (12) lần lượt xác
định mức độ quan sát được của các biến
trạng thái của bộ ĐCQT tại thời điểm tk.
Đối với mỗi đối tượng thiết bị bay, qua quá
trình nghiên cứu thực nghiệm thì người
thiết kế có được bộ cơ sở dữ liệu và đưa ra
mức ngưỡng quan sát cho từng phần tử véc
tơ trạng thái tại một điều kiện bay cụ thể.
Theo (12) khi giảm cường độ tạp đo dẫn
xuất R*i, tức là làm tăng mức độ quan sát
được D(xi,k) của các phần tử véc tơ trạng
thái tương ứng. Lúc này độ chính xác ước
lượng véc tơ trạng thái sẽ tăng lên, độ
chính xác xử lý kết hợp tín hiệu đo cao
cũng tăng lên. Đây là cơ sở để ta xây dựng
thuật toán nâng cao chất lượng xử lý kết
hợp tín hiệu trong bộ đo cao kết hợp QT-
VT. Theo [5], [7] khi thiết bị bay bay qua
các bề mặt địa hình có mức phân bố có
kích thước lớn thì khoảng tương quan dịch
chuyển τvt sẽ thay đổi trong dải (5 25)
giây, khi địa hình có mức phân bố có kích
thước nhỏ thì giá trị τvt có giá trị lớn hơn nhiều. Lưu đồ thuật toán xử lý kết hợp tín hiệu đo
cao trong bộ đo cao kết hợp QT-VT ứng dụng tiêu chuẩn đánh giá mức độ quan sát được
thể hiện trên hình 2.
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Kết quả mô phỏng là minh chứng mối quan hệ giữa đánh giá sai số các phần tử véc tơ
trạng thái trong thuật toán lọc Kalman với mức độ quan sát được tương ứng. Thiết lập biểu
thức tính tiêu chuẩn đánh giá mức độ quan sát được các biến trạng thái theo (12) cho bộ đo
cao kết hợp QT-VT và đánh giá sai số ước lượng các phần tử véc tơ trạng thái theo mức độ
quan sát được tương ứng trên lưu đồ thuật toán hình 2. Mô phỏng với các tham số đầu vào
giả định một chủng loại thiết bị như sau: α = 100s-1 ; β = 20s-1; T = 1s; σδa
2 = 10-4(m2/s4); τg
= 200(s); σδg
2 = 10-6(m2/s4) ; σvt
2 = 1000(m2/s4); R = 6,371.106 m. Khi tham số vt thay đổi
trong dải tương ứng với điều kiện bay trên bề mặt trái đất có phân bố địa hình phổ biến với
78
kích thư
ph
(600
Sai s
Sai s
Hình
Hình
s
Hình 7.
tốc tại khoảng
ỏng thể hiện tr
Th
ố vận tốc
ố gia tốc
số vận tốc khi
ố gia
ời gian
÷1000)
3
5.
(Đ
1
0.1
0.3
P. Đ
ớc lớn
. Đánh giá m
(Đồ thị 1)
Đánh giá
tốc khi
ồ thị 1) v
Đánh giá c
- Khi
57
42
s
T = 1s và
. Th
ho
ên các hình (3
1,2749
0,092
T = 2s và
T = 2s và
rời rạc khác nhau
ỏa
ặc
Sai s
vt
, τvt
m
à τ
ấp độ quan sát sai số vận
, N. Q. V
thay đ
B
ố trung b
(m/s); (m/s
10s
.10
ức độ quan sát đ
= 16s
ức
vt = 16s
ảng 1.
-3
độ quan sát đ
thay
2-
ịnh
ổi khoảng thời gian rời rạc T của thuật toán lọc. Kết quả mô
0,1
thay đ
(Đ
(Đ
Khi
,
B
ình
2
vt
1,465
15.10
ồ thị 2)
đổi
ồ thị 2)
T = 2s
T. N. Hư
8) và b
ảng đánh giá sai lệch vận tốc v
)
16
ổi
τvt
(τvt
s
-3
ư
τvt
.
ược sai
= 10s
.
= 16s
.
ởng
ảng 1, bảng 2.
Phương sai sai s
3,2446.
ợc sai
=10s
vt
0,9332
):
, “Đánh giá
10
Hình
và
(m
s
10-
Hình 8.
khác
Hình
và
2/s
4
6
τvt thay đ
K
nhau (τ
τvt
ảnh h
ố (m
4)
3,709. 10
. Đánh giá sai s
hi
tế;2
4. Đánh giá sai s
thay đ
Khi
vt
1,354
ổi
τvt
Đánh giá sai s
- Khi
τ
K
ư
2/s
16s
1
= 10s
vt = 16s
ổi
vt = 10s
ỹ thuật điều khiển &
ởng
à gia t
2);
-4
- Giá tr
T = 1s;
1-
1,8015.
; 3-
):
Giá tr
; 3
quán tính
ốc tại
Độ lệch quân ph
vt
0,966
ố
ị
Khi
1-
3
ố vận tốc khi
- K
(m/s) ); (m/s
10
10
gia
sai s
τ
ố vận tốc tại các T
Giá tr
- Khi T = 2s.
ị sai s
hi
τvt
s
-2
tốc khi
ố
vt = 16s.
τvt
-
khác nhau.
th
ị sai
ố th
= 16s.
Đi
vô tuy
vt
1,164
1,9
T =2s
ực tế; 2
ực tế; 2
ện tử
ến
ương
2)
16
26.
số th
T =2s
.”
s
10-
-
ực
2
-
Nghiên cứu khoa học công nghệ
Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 60, 4 - 2019 79
Bảng 2. Bảng đánh giá sai lệch vận tốc tại T khác nhau ở trạng thái xác lập.
Khoảng rời
rạc
Sai lệch trung bình
(m/s)
Phương sai sai số
(m2/s2)
Sai lệch quân phương
(m/s)
T = 1 (s) 1,255 1,197 1,094
T = 2 (s) 1,465 1,354 1,164
Việc đánh giá chất lượng quan sát được đối với mỗi phần tử trạng thái tốt hay xấu sử
dụng tiêu chuẩn đánh giá mức độ quan sát được. Kết quả hình (3 ÷ 8) cho thấy cấp độ
quan sát của các phần tử trạng thái khác nhau điều kiện bay thay đổi, tương ứng với mỗi
cấp độ quan sát cho một giá trị lượng sai số trạng thái. Điều này đúng với thực tế; vì quá
trình bay của TL thì điều kiện bay luôn thay đổi (giá trị khoảng tương quan độ chệch ước
lượng τvt sẽ thay đổi) làm cho cường độ của tạp đo ở mỗi bước đo trong từng phép đo là
khác nhau, dẫn đến chất lượng qua sát các biến trạng thái thay đổi. Cụ thể trong khoảng
thời gian (600÷1000)s với các giá trị khác nhau τvt = 10 giây và τvt = 16 giây thì giá trị
phương sai sai số của vận tốc (hình 4) và của gia tốc kế (hình 6) có giá trị tương ứng là
0,9332; 1,354 (m2/s2) và 3,2446. 10-4 ; 3,709.10-4 (m2/s4)
Mặt khác, độ chính xác ước lượng xử lý kết hợp tăng lên khi ta hiệu chỉnh các tham số
đặc trưng của thuật toán lọc, coi đây là bước đánh giá nâng cao sau khi hiệu chỉnh tham số
của điều kiện bay. Cụ thể trên hình 7;8; bảng 2 ta thấy cũng trng khoảng thời gian đánh giá
(600 ÷ 1000)s với việc giảm giá trị T từ 2 giây xuống 1 giây thì cấp độ quan sát sai số vận
tốc tăng lên, cụ thể tại t = 750s thì cấp độ quan sát tăng từ 0,157 lên 0,342 (hình 7), tương
ứng khi đánh giá phương sai sai số vận tốc giảm đi 0,157 m2/s2 (hình 8).
4. KẾT LUẬN
Kết quả phân tích và mô phỏng của bài báo cho thấy: Trên cơ sở mối tương quan giữa
mức độ quan sát được của các biến trạng thái và sai số ước lượng xử lý kết hợp tín hiệu
trong bộ đo cao QT-VT, độ chính xác ước lượng được cải thiện rõ rệt nhờ hiệu chỉnh các
tham số đặc trưng, sử dụng tiêu chuẩn đánh giá mức độ quan sát được để đánh giá mức độ
quan sát được các biến trạng thái. Việc tăng mức độ quan sát được các biến trạng thái dẫn
đến tăng đáng kể độ chính xác ước lượng trong xử lý kết hợp tín hiệu đo cao. Khi mức độ
quan sát được không vượt ngưỡng quan sát, lúc này các mô hình tiên nghiệm trong thuật
toán lọc Kalman trở nên không phù hợp với quá trình thực của sự biến thiên sai số của các
phần tử trạng thái trong bộ đo cao kết hợp, có thể ngoại suy sai số các biến trạng thái một
cách gián tiếp bằng thuật toán di truyền, thuật toán tự tổ chức khắc phục những hạn chế
mà bộ lọc Kalman không giải quyết được. Đây cũng là hướng nghiên cứu tiếp theo của
nhóm tác giả.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Phạm Hải An (2011), “Về một phương pháp nhận dạng chuyển động cho một lớp
phương tiện cơ giới quân sự sử dụng đa cảm biến ”, Luận án TS kỹ thuật.
[2]. Phạm Tuấn Hải (2014), “ Nâng cao chất lượng hệ dẫn đường thiết bị bay trên cơ sở
áp dụng phương pháp xử lý thông tin kết hợp”, Luận án TS kỹ thuật.
[3]. Афанасьев В.Н., Неусыпин К.А.; (1994), Навигационный комплекс, Пат.
2016383 Российская Федерация, МПК G01C 23/00. Бюл. № 13.
[4]. Brown R.G. (1966) Not just observable, but how observable, National
Electronics Conference Proceedings, № 22. P. 409-714.
[5]. Жуковкий А.П, Расторгуев В.В (1998), Комплекслые Радиосистемы Навигации и
Управления Самолетов, Москва.
[6]. Неусыпин К.А., Шэнь Кай (2017), “Разработка высокоточных aлгоритмов
Kỹ thuật điều khiển & Điện tử
P. Đ. Thỏa, N. Q. Vịnh, T. N. Hưởng, “Đánh giá ảnh hưởng quán tính - vô tuyến.” 80
коррекции навигационных cистем летательных аппаратов”, Н.Э.Баумана,
Москва.
[7]. Пупков К.А., Неусыпин К.А. (1997), Вопросы теории и реализации систем
управле-ния и навигации. М.: Биоинформ, 368 с.
[8]. Салычев О.С.(1987), Скалярное оценивание многомерных динамических систем.
М.: Машиностроение, 216 с.
ABSTRACT
EVALUATING THE INFLUENCE OF THE OBSERVABILITY LEVEL TO THE
EXACTNESS OF PROCESSING SIGNALS IN THE COMBINATION OF THE
INERTIA HEIGHT METER AND THE RADIO HEIGHT METER
In the combined process of signal using the Kalman filter in general we pay
attention only to the observability of the dynamics system by the Kalman criterion.
In the combined process of signal it is necessary to know the effective observability
capacity relative to each component of the status vector, this problem influences
directly to the evaluation of the error of approximating parameters in the height
channel of the inertial navigation system. In this paper we analyze the criterion of
the evaluation of the observability level for status variables, study the influence of
the observability level of status variables to the process of evaluation signal of the
inertia-radio height meter. The research results are simulated, tested and show the
correctness of the proposed algorithm.
Keywords: The observability; High measuring combination; Standard Kalman.
Nhận bài ngày 12 tháng 11 năm 2018
Hoàn thiện ngày 17 tháng 12 năm 2018
Chấp nhận đăng ngày 16 tháng 4 năm 2019
Địa chỉ: 1 Viện Tên lửa – Viện KHCN quân sự;
2 Viện Công nghệ - Tổng cục CNQP.
* Email: thoadthv34@gmail.com.
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 08_thoa_102_2150357.pdf