Аннотация

Аннотация: Цели: Системный анализ функциональности и надежности навигационной системы автономного надводного судна, основное внимание уделяется исследованию и моделированию состояния судна в процессе его движения, включая положение, скорость и угол курса, путем анализа и объединения данных, предоставляемых датчиками освещения обстановки, осуществляется переход от измерений к представлению состояния судна в двумерной навигационной системе координат. Частью анализа является изучение способов преобразования данных из инерциальной системы координат в навигационную, что связано с учетом угловых параметров и нелинейной динамики системы. Исследование акцентируется на оценке эффективности алгоритмов фильтрации данных, таких как сигма- точечный фильтр Калмана (UKF), и их способности адекватно отражать состояние судна в условиях сложных и изменяющихся внешних воздействий. Целью статьи является проведение системного анализа процессов получения и обработки данных навигационной системы, выявление возможных факторов ошибок и разработка подходов, обеспечивающих точность оценки и устойчивость управления судном в различных эксплуатационных условиях. Методы: Основные результаты работы получены с использованием методов математического анализа и моделирования. Результаты: Рассмотрена навигационная система автономного судна с акцентом на системный анализ ее основных компонентов и алгоритмов. Уточнена модель движения в навигационной системе координат, основанная на данных об ускорении и угловой скорости, предоставляемых инерциальными датчиками. Показана целесообразность преобразования измерений через матрицу поворота, использующую угол курса, что позволило снизить ошибки и улучшить представление параметров движения. Проанализирована эффективность применения сигма-точечного фильтра Калмана (UKF) в условиях нелинейности и внешних возмущений, подтверждена его способность обеспечить устойчивую и точную оценку состояния судна. Выводы: Предложенная модель движения с использованием сигма-точечного фильтра Калмана (UKF) объединения сенсорных данных для повышения навигационной безопасности.