Общие указания

Перед лабораторными занятиями каждый студент должен изучить соответствующий раздел конспектов курса лекций по дисциплине “Интегри-рованные коммуникационно-навигационные системы”.

При выполнении лабораторной работы каждая бригада студентов проводит исследования на конкретной лабораторной установке. Работа счи-тается законченной после предъявления преподавателю результатов исследо-ваний.

После проведения исследований студенты обязаны привести в поря-док свои рабочие места.

Перед зачетом бригада студентов должна оформить отчет по лабора-торным работам и сдать его на проверку преподавателю.

Литература

  Основная :

1. Радиотехнические системы / Под ред. Ю. М. Казаринова. – М.: Высш. шк., 1990.

2.  Приёмоизмеритель  "Балтика". Техническое описание и инструкция по эксплуатации. – Л.: РИРВ, 1991.

3. Худяков Г. И. Транспортные информационно-управляющие радиоэлектронные системы: Учеб. пособие. – СПб.: СЗТУ, 2008.

  Дополнительная :

4.  Никитенко Ю. И., Быков В. И., Устинов Ю. М.  Судовые радио-навигационные системы. – М.: Транспорт, 1992.

3. Сайбель А. Г. Основы теории точности радиотехнических методов местоопределения. – М.: Оборонгиз, 1958.

1. Цель работы

Изучение топографического плана автодорог данного города и опре-деление требований по точности навигационного обеспечения радиосистемы дистанционного управления (РСДУ) автотранспорта, предназначенной для работы на территории города в целом или отдельного его района, а также на междугородних трассах.

2. Основные теоретические положения

Специфика процесса автоматизированного управления движением объ-ектов в РСДУ заключается в том, что информация о текущем местополо-жении любого наземного транспортного средства (НТС), извлекаемая на борту НТС из сигналов РНС и передаваемая по каналу радиосвязи на диспетчерский пункт (ДП) в виде значений плановых координат НТС, должна правильно отображаться на электронной топологической карте-схеме (ЭТКС) обслуживаемой РСДУ территории.

В городских условиях эксплуатации РСДУ используют крупномас-штабные ЭТКС различных масштабов (от 1: 50 000 до 1: 5 000). Если масштаб и степень детализации ЭТКС (определяемые исходя из требований заказчика РСДУ) будут соизмеримы с величиной погрешностей радио-навигационного местоопределения НТС (например с величиной радиальной среднеквадратической погрешности местоопределения _r ), то изображение местоположения НТС на ЭТКС будет не совпадать с топологическими элементами городской автодорожной сети, вынуждая диспетчера перевозок самостоятельно принимать решение о том, по какой из городских улиц и на каком ее участке движется НТС.

Система программно-картографического обеспечения (ПКО) РСДУ должна автоматически обеспечивать разрешение двух основных вопросов: а) с какой вероятностью P₀ находится истинное местоположение НТС в опре-деленной области ЭТКС и б) на каком именно участке топологии ЭТКС длиной 2Lнаходится данное НТС (интервально-трассовая оценка). Если НТС находится вне городской дорожной сети, топология которой включена в структуру ЭТКС, то диспетчера перевозок интересует ответ на вопрос: "Внутри какого контура на ЭТКС данной территории находится с заданной вероятностьюР₀ текущее местоположение НТС?" Автоматическое разреше-ние этого вопроса системой ПКО ДП назовем решением задачи локализации отображения истинного местоположения НТС на ЭТКС (см. рис.1).

Рис.1. Геометрия радионавигационного местоопределения НТС

на городских улицах

Если расстояния d_п – между соседними, параллельными маршруту дви-жения, и d– перпендикулярными маршруту движения НТС топологичес-кими участками ЭТКС (см. рис.1) существенно превышают значение  _r ( _r  d_п и  _r  d), то система ПКО должна автоматически давать ответ на вопрос: "На каком участке топологии ЭТКС (изображения городской улицы), наиболее близком к радионавигационной отметке ( x_н, y_н ), с заданной вероятностью Р₀ находится НТС ?" Определим данную задачу как задачу редукции результатов радионавигационного местоопределения НТС, движущегося по городской улице, на изображение участка этой улицы на ЭТКС, соответствующего наиболее вероятному местонахождению НТС. Или кратко – как задачу редукции НТС на трассу движения.

Если отметка ( x_н, y_н ) попадает в область ЭТКС, характеризующуюся условиями _r  d_п и _r  d, то возникает неоднозначность редукции результатов радионавигационного местоопределения НТС, движущегося по одной из параллельных улиц, на изображение участка улицы на ЭТКС, соот-ветствующего наиболее вероятному местонахождению НТС. Назовем такой участок топологии ЭТКС "дорожной гребенкой", а соответствующую задачу – задачей разрешения соседних трасс дорожной гребенки.

Если отметка ( x_н, y_н ) попадает в топологически сложную область ЭТКС, определяемую условиями _r  d_п  d, то данную область ЭТКС будем называть "дорожной решеткой". В таком случае перед системой ПКО ставится задача разрешения дорожной решетки.

Введем на ЭТКС плоские декартовы координаты ( x, y), начало которых совмещено с точкой z ₀  = ( x₀ , y₀) истинного расположения НТС на улице. При этом будем считать, что ось О х направлена вдоль улицы, а ось О у – поперек улицы (рис.1). Наиболее полной характеристикой распреде-ления погрешностей радиоопределения координат ( x, y) НТС является двумерная плотность вероятности p_н ( x, y):

p_н( x, y) =, ( 1 )

где средние значения погрешностей , их дисперсии по осям координат ,и коэффициент корреляциикоординатных составляю-щих либо рассчитываются аналитически, либо оцениваются эксперимен-тально-статистически.

Для решения перечисленных выше четырех задач ПКО необходимо знать распределение проекций навигационного местоположения НТС ( x_н, y_н ) на произвольное направление. Считая априорное распределение угла  (ори-ентации большой полуоси эллипса рассеяния точки z_н = ( x_н, y_н ) относительно направления движения НТС) равновероятным в пределах от 0^о до 360^о, из выражения (1) можно найти среднюю по углу дисперсиюпроекции точкиz _н на произвольное направление О x (см. рис.1):

. ( 2 )

Величина

( 3 )

является радиусом круга, равновеликого единичному эллипсу рассеяния точки z_н = ( x_н, y_н ), и называется эквивалентным радиусом рассеяния радионавигационного местоположения НТС.