ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАДИОНАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Полный текст

Уровень радионавигации к концу ХХ в. таков, что практически любые задачи навигационного обеспечения могут быть решены различными видами радионавигационными системами (РНС), при их комплекси-ровании с иными навигационными средствами или без него. Выбор предпочтительного варианта, как правило, неоднозначен и окончательно возможен только на основе системного анализа задач и средств навигационного обеспечения. Общий алгоритм решения подобных вопросов следующий: - выделить существенные стороны объектов управления, способные повлиять на возможность и результативность радионавигации; - на основе исследования методов радионавигации и характеристик РНС установить ограничения на применение тех или иных их вариантов, вытекающие из требований к навигационному обеспечению и условий его реализации; - путем анализа эффективности РНС на множестве допустимых вариантов выбрать оптимальное решение. Исходя из задач повышения безопасности и эффективности транспортных перевозок, учитывая внедрение в мировую практику перспективных стандартов по точности выдерживания навигационных характеристик, возросли требования основных групп потребителей к радионавигационным системам. Так, например, для большинства подвижных транспортных средств требуется точность навигационных определений (СКП) в среднем от 1 до 100 м. Такие требования как доступность и целостность потребителями автомобильного, речного транспорта и рыболовного флота ранее не выставлялись, а сейчас показатели по этим параметрам соответственно должны быть 0,95...0,999 и 0,9...0,99. Практически все транспортные потребители считают необходимым обеспечение требуемых навигационных характеристик, как на территории Российской Федерации, так и при движении по международным маршрутам [1]. Анализ и оценка действий правительственных структур различных государств в области радионавигации, подтверждает вывод о том, что международное сообщество в ближайшем будущем не признает космические навигационные системы в качестве единственного средства навигации. Объявленные в конце 90-х гг. стратегические цели администрации США -удовлетворить требования всех потребителей навигационно-временного обеспечения только с помощью системы GPS и до 2010 г. вывести из эксплуатации все наземные радионавигационные системы, оказались невыполнимыми [2]. Наибольшую трудность представляет исследование эффективности многофункциональных глобальных РНС, назначение которых предусматривает международное использование. Эффективность сложных систем, к которым относятся современные РНС дальнего действия с наземными радионавигационными точками и спутниковыми РНС, есть обобщенная характеристика свойств системы, отображающая полноту и качество решения поставленных задач в заданных условиях применения с учетом экономических затрат. Существует потребительский, технический и экономический аспекты исследования эффективности представлено на рисунке. При этом потребительский или функциональный аспект предполагает рассмотрение эффективности как показателя результата реализации целевых свойств системы, ее соответствия назначению. Это позволяет оценить целесообразность применения РНС для решения определенного круга задач. Основными исходными данными здесь являются свойства объекта навигации, влияющий на состав, потенциальную точность, глобальность и оперативность навигационных определений. Технический аспект исследования эффективности связан с оценкой технико-эксплуатационных свойств РНС, определяющих качество ее функционирования в заданных интервалах времени и параметров условий окружающей среды [3]. Здесь используют такие показатели качества РНС как надежность, живучесть, помехоустойчивость. Экономический аспект предполагает оценку потребительской стоимости навигационной информации и других услуг, предоставляемых РНС и, в конечном счете, рентабельности системы. 49 Вестник СибГАУ. № 3(49). 2013 Связь показателей качества РНС Эффективность РНС исследуется и оценивается по двум схемам: замкнутой и разомкнутой. По замкнутой схеме эффективность оценивают с использованием показателей эффективности операций, выполнение которых обеспечивается посредством РНС. При использовании замкнутой схемы в явной форме отражается назначение РНС, однако трудно получить исходные количественные данные по результативности решений всего многообразия задач потребителей. Кроме того, замкнутая модель в силу необходимости учета множества факторов, не относящихся собственно к РНС, затрудняет детальный анализ качества ее функционирования. Поэтому для углубленного анализа влияния всевозможных факторов в интересах разработки и совершенствования РНС предпочтительнее разомкнутая схема. В данной схеме эффективность оценивается по качеству решений частных задач, составляющих процесс навигационных определений. Рассмотрим вариант оценки эффективности многоцелевой РНС по разомкнутой схеме. Первоначально задается множество С = {Cj} целевых задач, которые могут быть решены с использованием сравниваемых вариантов РНС, j = 1, 2, .... J. -число задач. Методом экспериментальных оценок, задаются коэффициенты значимости задач К = {Kj}. Далее определяется значения показателей эффективности Э при наличии системы-объекта ЭРп (n - номер варианта) и без ее использования Эо. Затем находят относительное приращение эффективности по всем целевым задачам ЛЭЧ = (Эрч - Эч)/Эч (1) и вычисляют значения показателя эффективности, суммарное по множеству целевых задач РНС Эпсум = Х^ЛЭЧ (2) Для глобальных РНС, включая системы спутниковой радионавигации, частным, но практически важным показателем эффективности может служить математическое ожидание относительной площади земной поверхности, в пределах которой точность навигационных определений отвечает совокупности наиболее значимых потребителей Эпср = S^/S (3) где S^ - средняя за некоторый интервал времени площадь поверхности Земли, с которой потребитель может проводить определения по n-ному варианту РНС с необходимым качеством, в данном случае точностью; S - общая площадь земной поверхности.

Об авторах

И. Н. Карцан

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева

Email: kartsan@sibsau.ru
Россия, Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

К. Г. Охоткин

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева

Россия, Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

Р. В. Карцан

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева

Россия, Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

Д. Н. Пахоруков

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева

Россия, Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

Список литературы

Дополнительные файлы