Расширенный поиск
Эксперимент по решению навигационной задачи уточнения координатного положения с использованием данных глобальных моделей гравитационного поля Земли
Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
Журнал: Сейсмические приборы
Том: 60
Номер: 4
Год: 2024
Страницы: 5-25
УДК: 550.831.015: 550.831.3: 528.27
DOI: 10.21455/si2024.4-1
Показать библиографическую ссылку
Валов Г.Е., Михайлов
П.С., Конешов
В.Н. Эксперимент по решению навигационной задачи уточнения координатного положения с использованием данных глобальных моделей гравитационного поля Земли
// Сейсмические приборы. 2024. Т. 60. № 4. С. 5-25. DOI: 10.21455/si2024.4-1
@article{ВаловЭксперимент2024,
author = "Валов, Г. Е. and Михайлов,
П. С. and Конешов,
В. Н.",
title = "Эксперимент по решению навигационной задачи уточнения координатного положения с использованием данных глобальных моделей гравитационного поля Земли
",
journal = "Сейсмические приборы",
year = 2024,
volume = "60",
number = "4",
pages = "5-25",
doi = "10.21455/si2024.4-1",
language = "Russian"
}
Скопировать ссылку в формате ГОСТ
Скопировать ссылку BibTex
Файлы:
Ключевые слова: гравитационное поле Земли, аномалии силы тяжести, навигация по потенциальным полям, морская гравиметрия, метод Монте-Карло, Мировой океан, регрессионный анализ, глобальная модель гравитационного поля
Аннотация: Статья посвящена исследованию закономерностей, алгоритмов и точности решения навигационной задачи уточнения координатного положения движущегося объекта по данным о гравитационном поле Земли. Представлен разработанный алгоритм решения навигационной задачи, основанный на весовой реализации математического метода Монте-Карло (weighted importance sampling). Был поставлен эксперимент по решению этой задачи на основе данных реальных морских гравиметрических съемок, целью которого являлось сравнение точности решения навигационной задачи на различных поверхностях с использованием различных математических алгоритмов. В статье выполнено исследование влияния ошибки вычисления нормальной составляющей аномалии силы тяжести, вызванной неопределенностью координатного положения, на решение навигационной задачи. Предложен разработанный методический прием, позволяющий ослабить влияние указанной ошибки. Осуществлена апробация ранее созданной модели решения навигационной задачи по данным 14 реальных морских гравиметрических профилей, расположенных в трех различных акваториях Мирового океана, в том числе в Северном Ледовитом океане. Результаты апробации показали, что модельные решения с достаточной степенью правдоподобия соответствуют действительной ситуации.
Список литературы: Антонов Д.А. Бортовой навигационный комплекс повышенной помехозащищенности с переменной структурой для БПЛА: Дис. … канд. техн. наук. М., 2015. 146 с.
Белоглазов И.Н., Джанджгава Г.И., Чигин Г.П. Основы навигации по геофизическим полям. М.: Наука, 1985. 328 с.
Берковский Н.А., Степанов О.А. Исследование погрешности вычисления оптимальной байесовской оценки методом Монте-Карло в нелинейных задачах // Известия РАН. Теория и системы управления. 2013. № 3. С.16–27. https://doi.org/10.7868/S0002338813010034
Валов Г.Е. Оценка возможности уточнения координат движущегося объекта по данным современной спутниковой модели гравитационного поля Земли // XXV Уральская молодежная научная школа по геофизике, Екатеринбург, 25–29 марта 2024 г. Сборник научных материалов. Екатеринбург: ИГФ УрО РАН, 2024. С.33–37.
Дмитриев С.П., Шимелевич Л.П. Нелинейные задачи обработки навигационной информации. Л., 1977. 85 с.
Ермаков С.М. Метод Монте-Карло и смежные вопросы. Изд. 2-е. М.: Наука, 1975. 471 с.
Конешов В.Н., Михайлов П.С., Дорожков В.В. Условия определения координат движущегося объекта на геофизическом ориентире // Геофизические исследования. 2023. Т. 24, № 4. С.43–57. https://doi.org/10.21455/gr2023.4-3
Михайлов П.С. Использование данных морских гравиметрических съемок для коррекции спутниковых моделей гравитационного поля Земли в Мировом океане // Гироскопия и навигация. 2023. Т. 31, № 3 (122). С.66–77.
Михайлов П.С., Конешов В.Н., Соловьев В.Н., Железняк Л.К. Новые результаты оценок современных глобальных ультравысокостепенных моделей гравитационного поля Земли в Мировом океане // Гироскопия и навигация. 2022. Т. 30, № 4 (119). С.36–53. https://doi.org/10.17285/0869-7035.00102
Морозов В.П. Курс сфероидической геодезии. М.: Недра, 1979. 297 с.
Огородова Л.В. Нормальное поле и определение аномального потенциала: Учебное пособие. М.: МИИГАиК, 2010. 105 с.
Степанов О.А. Основы теории оценивания с приложениями к задачам обработки навигационной информации. Изд. 3-е. Ч. 1: Введение в теорию оценивания. СПб.: ЦНИИ “Электроприбор”, 2017а. 509 с.
Степанов О.А. Основы теории оценивания с приложениями к задачам обработки навигационной информации. Изд. 3-е. Ч. 2: Введение в теорию фильтрации. СПб.: ЦНИИ “Электроприбор”, 2017б. 428 с.
Соболь И.М. Численные методы Монте-Карло. М.: Наука, 1973., 311 с.
Торопов А.Б. Алгоритмы фильтрации в задачах коррекции показаний морской навигационной системы с использованием нелинейных измерений: Дис. … канд. техн. наук. СПб., 2013. 147 с.
Hemann G., Singh S., Kaess M. Long-range GPS-denied aerial inertial navigation with LIDAR localization // IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), Daejeon, 09–14 October 2016. P.1659–1666. https://doi.org/10.1109/IROS.2016.7759267
Sandwell D.T., Harper H., Tozer B., Smith W.H.F. Gravity field recovery from geodetic altimeter missions // Adv. Space Res. 2021. V. 68, Iss. 2. P.1059–1072. https://doi.org/10.1016/ j.asr.2019.09.011
Vincenty T. Direct and inverse solutions of geodesics on the ellipsoid with application of nested equations // Survey Rev. 1975. V. 23, Iss. 176. P. 88–93. https://doi.org/10.1179/sre.1975.23.176.88
Wang H., Wu L., Chai H., Bao L., Wang Y. Location accuracy of INS/Gravity-integrated navigation system on the basis of ocean experiment and simulation // Sensors. 2017. V. 17, Iss. 12. Art. 2961. 13 p. https://doi.org/10.3390/s17122961
Белоглазов И.Н., Джанджгава Г.И., Чигин Г.П. Основы навигации по геофизическим полям. М.: Наука, 1985. 328 с.
Берковский Н.А., Степанов О.А. Исследование погрешности вычисления оптимальной байесовской оценки методом Монте-Карло в нелинейных задачах // Известия РАН. Теория и системы управления. 2013. № 3. С.16–27. https://doi.org/10.7868/S0002338813010034
Валов Г.Е. Оценка возможности уточнения координат движущегося объекта по данным современной спутниковой модели гравитационного поля Земли // XXV Уральская молодежная научная школа по геофизике, Екатеринбург, 25–29 марта 2024 г. Сборник научных материалов. Екатеринбург: ИГФ УрО РАН, 2024. С.33–37.
Дмитриев С.П., Шимелевич Л.П. Нелинейные задачи обработки навигационной информации. Л., 1977. 85 с.
Ермаков С.М. Метод Монте-Карло и смежные вопросы. Изд. 2-е. М.: Наука, 1975. 471 с.
Конешов В.Н., Михайлов П.С., Дорожков В.В. Условия определения координат движущегося объекта на геофизическом ориентире // Геофизические исследования. 2023. Т. 24, № 4. С.43–57. https://doi.org/10.21455/gr2023.4-3
Михайлов П.С. Использование данных морских гравиметрических съемок для коррекции спутниковых моделей гравитационного поля Земли в Мировом океане // Гироскопия и навигация. 2023. Т. 31, № 3 (122). С.66–77.
Михайлов П.С., Конешов В.Н., Соловьев В.Н., Железняк Л.К. Новые результаты оценок современных глобальных ультравысокостепенных моделей гравитационного поля Земли в Мировом океане // Гироскопия и навигация. 2022. Т. 30, № 4 (119). С.36–53. https://doi.org/10.17285/0869-7035.00102
Морозов В.П. Курс сфероидической геодезии. М.: Недра, 1979. 297 с.
Огородова Л.В. Нормальное поле и определение аномального потенциала: Учебное пособие. М.: МИИГАиК, 2010. 105 с.
Степанов О.А. Основы теории оценивания с приложениями к задачам обработки навигационной информации. Изд. 3-е. Ч. 1: Введение в теорию оценивания. СПб.: ЦНИИ “Электроприбор”, 2017а. 509 с.
Степанов О.А. Основы теории оценивания с приложениями к задачам обработки навигационной информации. Изд. 3-е. Ч. 2: Введение в теорию фильтрации. СПб.: ЦНИИ “Электроприбор”, 2017б. 428 с.
Соболь И.М. Численные методы Монте-Карло. М.: Наука, 1973., 311 с.
Торопов А.Б. Алгоритмы фильтрации в задачах коррекции показаний морской навигационной системы с использованием нелинейных измерений: Дис. … канд. техн. наук. СПб., 2013. 147 с.
Hemann G., Singh S., Kaess M. Long-range GPS-denied aerial inertial navigation with LIDAR localization // IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), Daejeon, 09–14 October 2016. P.1659–1666. https://doi.org/10.1109/IROS.2016.7759267
Sandwell D.T., Harper H., Tozer B., Smith W.H.F. Gravity field recovery from geodetic altimeter missions // Adv. Space Res. 2021. V. 68, Iss. 2. P.1059–1072. https://doi.org/10.1016/ j.asr.2019.09.011
Vincenty T. Direct and inverse solutions of geodesics on the ellipsoid with application of nested equations // Survey Rev. 1975. V. 23, Iss. 176. P. 88–93. https://doi.org/10.1179/sre.1975.23.176.88
Wang H., Wu L., Chai H., Bao L., Wang Y. Location accuracy of INS/Gravity-integrated navigation system on the basis of ocean experiment and simulation // Sensors. 2017. V. 17, Iss. 12. Art. 2961. 13 p. https://doi.org/10.3390/s17122961
