Способ и система для оценки траектории движущегося тела

Способ и система для оценки траектории движущегося тела

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области оценки функциональных возможностей движущегося тела или летательного аппарата, например беспилотного летательного аппарата («дрона»), реактивного снаряда и т.п.

Более конкретно, изобретение касается определения траектории подвижного объекта в реальных условиях навигации, в частности после обнаружения пропуска цели или изменения цели такого подвижного объекта. Под целью в данном контексте понимают мишень или точку назначения движения объекта, заданную, например, в виде географических координат.

Уровень техники

В контексте настоящего изобретения пропуск цели подвижным объектом означает, что подвижный объект не достиг данной цели (например, в результате промаха). Аналогичным образом в дальнейшем описании атака цели подвижным объектом означает попытку достижения цели подвижным объектом.

Таким образом, решение по изобретению в предпочтительном, но не исключительном варианте позволяет оценивать возможность повторной атаки подвижным объектом пропущенной им цели и/или возможность изменения цели в ходе выполнения задания.

Известны способы гибридного моделирования, позволяющие оценить траекторию подвижного объекта, такого как воздушное судно или ракета, с высокой точностью и с приемлемыми финансовыми затратами.

Такие способы гибридного моделирования используют:

- с одной стороны, реальные аппаратные комплексы, например, такие как имитатор угловых перемещений, на котором устанавливают подвижный объект или некоторую его часть, содержащую некоторые элементы подвижного объекта, такие как его инерциальную навигационную систему, вычислительное устройство и т.д.;

- с другой стороны, математические модели, замещающие неиспользуемые элементы подвижного объекта и моделирующие условия навигации подвижного объекта, например математические модели тяги, аэродинамических свойств, атмосферы, Земли и т.д.

Такой способ моделирования описан, например, в патентном документе EP 1909067 и в патентном документе FR 0850793, опубликованном под номером 2927418. Его применяют для проверки работы инерциальной навигационной системы, установленной на подвижном объекте, путем сравнения траектории подвижного объекта, определенной способом гибридного моделирования, с эталонной траекторией.

Тем не менее, в настоящее время не известны ни способы, ни системы гибридного моделирования, которые позволяли бы оценивать траекторию подвижного объекта после регистрации события, соответствующего пропуску цели, заданной для данного подвижного объекта, или при изменении цели, для которого необходимо осуществление угловых перемещений, превосходящих возможности средств, используемых в системе гибридного моделирования, в частности, для обеспечения возможности оценки способности подвижного объекта к повторной атаке или его способности к смене цели в ходе выполнения задания.

Раскрытие изобретения

Для решения поставленной задачи в соответствии с изобретением предлагается способ для определения траектории подвижного объекта в реальных условиях навигации, включающий подачу модулем численного моделирования, осуществляющим моделирование подвижного объекта в данных условиях, кинематических команд в имитатор перемещений, на котором установлен подвижный объект, и мишень, представляющую собой цель, которую подвижный объект должен достичь, причем указанный модуль численного моделирования получает команды пилотирования, выдаваемые вычислительным устройством указанного подвижного объекта, и выдает в ответ на такие команды пилотирования точки траектории. В соответствии с изобретением способ дополнительно включает:

- фазу позиционирования, связанную со второй целью, назначенной для данного подвижного объекта, в случае обнаружения события, соответствующего пропуску или изменению первой цели, назначенной для данного подвижного объекта, причем данная фаза включает:

- сравнение положений, занимаемых имитатором перемещений в ответ на первые кинематические команды перехода, с первым заранее определенным заданным положением и активацию первого маркера при обнаружении положения, по существу совпадающего с первым заданным положением;

- сравнение положений, занимаемых мишенью в ответ на вторые кинематические команды перехода, со вторым заранее определенным заданным положением и активацию второго маркера при обнаружении положения, по существу совпадающего со вторым заданным положением;

- в случае активации первого и второго маркера этап определения разности текущей кинематической команды, подаваемой в имитатор перемещений, и текущей кинематической команды, подаваемой в мишень модулем численного моделирования; и

- если такая разность меньше определенного порогового значения, фазу пилотирования, включающую применение поправочных членов к кинематическим командам, подаваемым модулем численного моделирования до их подачи в имитатор перемещений и в мишень, причем указанные поправочные члены связаны с указанными заданными положениями.

В соответствии с изобретением также предлагается система гибридного моделирования, обеспечивающая определение траектории подвижного объекта в реальных условиях навигации, содержащая

- имитатор перемещений, на котором установлен подвижный объект;

- мишень, представляющую собой цель, которую должен достичь подвижный объект; и

- модуль численного моделирования, служащий для моделирования подвижного объекта в реальных условиях навигации и выполненный с возможностью подачи кинематических команд в имитатор перемещений и в мишень, причем указанный модуль численного моделирования получает команды пилотирования, выдаваемые вычислительным устройством подвижного объекта, и выдает в ответ на такие команды пилотирования точки траектории;

причем указанная система дополнительно содержит:

- средства обнаружения события, соответствующего пропуску или изменению первой цели, назначенной для данного подвижного объекта;

- средства, активируемые при обнаружении такого события и в течение фазы позиционирования, связанной со второй целью, назначенной для подвижного объекта, и служащие:

- для сравнения положений, занимаемых имитатором перемещений в ответ на первые кинематические команды перехода, с первым заранее определенным заданным положением и активации первого маркера при обнаружении положения, по существу совпадающего с первым заданным положением; и

- для сравнения положений, занимаемых мишенью в ответ на вторые кинематические команды перехода, со вторым заранее определенным заданным положением и активации второго маркера при обнаружении положения, по существу совпадающего со вторым заданным положением;

- средства обнаружения активации первого и второго маркеров и определения в этом случае разности текущей кинематической команды, подаваемой в имитатор перемещений, и текущей кинематической команды, подаваемой в мишень модулем численного моделирования;

- средства (53) сравнения данной разности с определенным пороговым значением; и

- средства, активируемые, если разность меньше указанного порогового значения, и служащие для применения в ходе фазы пилотирования поправочных членов к кинематическим командам, подаваемым модулем численного моделирования, до их передачи в имитатор перемещений и в мишень, причем указанные поправочные члены связаны с заданными положениями.

Таким образом, в оптимальном варианте изобретение основано на использовании гибридного моделирования в замкнутом контуре. Система содержит, в частности, модуль численного моделирования, а также аппаратные средства, такие как имитатор перемещений, на котором установлен подвижный объект, мишень, представляющая собой цель, которую должен достичь подвижный объект, и вычислительное устройство подвижного объекта, выполненное с возможностью подачи команд пилотирования в модуль численного моделирования, что обеспечивает возможность вычисления точек траектории. Таким образом, траектория подвижного объекта, определенная в соответствии с настоящим изобретением, крайне близка к реальной траектории, по которой бы следовал подвижный объект.

Если вторая цель совпадает с первой целью, такая траектория соответствует поведению подвижного объекта в случае пропуска цели и повторной атаки. Напротив, если первая и вторая цели различны, траектория, определенная в соответствии с изобретением, отражает поведение подвижного объекта в случае смены цели, осуществленной в ходе выполнения задания.

Позиционирование мишени и подвижного объекта относительно заранее определенных заданных положений осуществляют в ходе фазы, называемой фазой позиционирования, при помощи кинематических команд, выдаваемых модулем моделирования и подаваемых в имитатор перемещений и мишень, которые заменяют кинематические команды перехода. Это упрощает позиционирование подвижного объекта и мишени в ходе фазы позиционирования. Фаза позиционирования позволяет обеспечить точное соответствие полученной траектории заранее определенной фазе атаки второй цели.

Такие заданные положения предпочтительно выбираются так, чтобы обеспечить возможность определения траектории подвижного объекта, соответствующей вводу в действие оборудования конечного наведения подвижного объекта (например, его системы (само)наведения), для достижения второй цели. Данная фаза соответствует критической фазе обнаружения и преследования (отслеживания) второй цели. Анализ определяемой траектории подвижного объекта на этой фазе позволяет определить, способен ли подвижный объект достичь второй цели. Таким образом, это позволяет оценить его способность к повторной атаке цели или к изменению целей и их атаке в ходе выполнения задания с учетом целей, назначенных для данного подвижного объекта.

Кроме того, как известно, возможности имеющихся имитаторов угловых перемещений и мишеней ограничены соображениями стоимости и выполнимости, в частности, в том, что касается угловых отклонений; так, их диапазон может составлять, например, ±110° для имитатора угловых перемещений и ±40° для подвижной мишени. Данное ограничение еще более усугубляется фактом использования кабелей и стендов для реализации интерфейсов между различными элементами установки гибридного моделирования.

В соответствии с настоящим изобретением предлагается скомпенсировать такие ограничения угловых отклонений при помощи поправочных членов, применяемых в так называемой фазе пилотирования к кинематическим командам, подаваемым модулем моделирования, до их подачи в имитатор перемещений и в мишень. Такие поправочные члены связаны с заданными положениями, предусмотренными для мишени и подвижного объекта. Таким образом, изобретение обеспечивает возможность определения любой траектории подвижного объекта независимо от положения первой и второй целей.

Следует отметить, что в контексте изобретения под применением поправочного члена к кинематической команде понимается применение поправочного члена к одной или более составляющим данной кинематической команды (или ко всем ее составляющим), причем значение поправочного члена может быть разным для разных составляющих.

Таким образом, применение изобретения особенно выгодно в случаях, когда положение второй цели относительно первой цели требует движения подвижного объекта по траектории, не совместимой с возможностями имитатора перемещений и мишени с точки зрения угловых отклонений. Такая ситуация, в частности, возникает, когда вторая цель совпадает с первой целью и для повторного наведения на цель подвижный объект должен совершить практически полный разворот.

В соответствии с одним из вариантов осуществления способа определения по изобретению кинематические команды, подаваемые модулем моделирования в имитатор перемещений, содержат составляющую угла рыскания, а кинематические команды, подаваемые модулем моделирования в мишень, содержат составляющую курсового угла. Под составляющей курсового угла здесь понимают угловую составляющую кинематической команды в горизонтальной плоскости. В данном варианте осуществления изобретения до тех пор, пока не будет обнаружено событие, соответствующее пропуску или изменению первой цели, назначенной для подвижного объекта, к составляющей угла рыскания и к составляющей курсового угла кинематических команд до их подачи соответственно в имитатор перемещений и в мишень применяется компенсирующий угловой член.

Таким образом, в данном варианте осуществления изобретения компенсацию также применяют в ходе атаки подвижным объектом первой цели. Такая компенсация обеспечивает возможность преодоления несовместимости траектории, которой должен следовать подвижный объект для достижения цели, с ограничениями углового диапазона имитатора перемещений и мишени.

Например, если траектория подвижного объекта направлена на юг, а ось угла рыскания имитатора перемещений имеет диапазон относительных угловых отклонений, позволяющий ей занимать положения в пределах ±90° относительно направления на север, можно применить компенсирующий угловой член величиной в 180°, чтобы имитировать траекторию, направленную на юг. Угловые отклонения могут быть применены как к оси рыскания кинематической команды имитатора перемещений, так и к оси курсового угла кинематической команды мишени.

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения, если для достижения подвижным объектом второй цели необходимо изменение направления подвижного объекта относительно направления, использованного подвижным объектом для достижения им первой цели, фаза позиционирования дополнительно включает в себя этап определения направления поворота подвижного объекта для такого изменения направления, причем первое и второе заданное положение выбираются в зависимости от такого направления поворота.

Действительно, для перемещения в предполагаемом направлении цели подвижный объект может совершить изменение направления по часовой стрелке или против нее, причем направление такого изменения может не быть известно заранее.

Данный вариант осуществления изобретения позволяет адаптировать заданные положения, заданные для мишени и имитатора перемещений, как функцию направления поворота подвижного объекта, что позволяет производить реалистичным образом:

- окончание фазы нацеливания подвижного объекта на вторую цель,

- ввод в действие оборудования, обеспечивающего конечное наведение подвижного объекта, и

- конечное наведение подвижного объекта на вторую назначенную ему цель для достижения этой цели.

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения кинематические команды перехода, подаваемые в имитатор перемещений и в мишень, могут представлять собой константы в ходе этапа определения. Такие константные кинематические команды перехода могут содержать, например, положения, занимаемые имитатором перемещений и мишенью на момент обнаружения события.

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения пороговое значение, которое необходимо преодолеть для перехода к фазе пилотирования, зависит от положений, занимаемых имитатором перемещений и мишенью при активации соответственно первого и второго маркеров, а также от направления поворота подвижного объекта для изменения его направления.

В соответствии с другим вариантом такое пороговое значение может быть определено заранее и зависеть, в частности, от заданных положений.

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения фаза пилотирования дополнительно включает в себя этап вычисления поправочных членов на основе:

- заданных положений, и

- кинематических команд, поданных модулем моделирования в момент регистрации разности, меньшей определенного порогового значения.

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения фаза пилотирования дополнительно включает в себя этап вычисления поправочных членов на основе:

- положений, занимаемых имитатором перемещений и мишенью на момент активации соответственно первого и второго маркеров, и

- кинематических команд, поданных модулем моделирования в момент регистрации разности, меньшей определенного порогового значения.

Таким образом, получают более точные значения поправочных членов, применяемых к кинематическим командам перед их подачей в имитатор перемещений и в мишень.

В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения вычислительное устройство подвижного объекта определяет команды пилотирования на основе:

- измеренных инерциальных данных, подаваемых инерциальной навигационной системой подвижного объекта, установленного на имитаторе перемещений,

- модельных инерциальных данных, соответствующих инерциальным данным, которые должны быть поданы инерциальной навигационной системой в реальных условиях навигации, и

- теоретических инерциальных данных, соответствующих измеренным инерциальным данным, подаваемым инерциальной навигационной системой, причем такие теоретические инерциальные данные определены на основе кинематических команд, выполняемых имитатором перемещений.

Команды пилотирования предпочтительно вычисляются как функция от инерциальных данных I, определяемых выражением I=T2+R-T1, где Т2, R и Т1 означают соответственно модельные инерциальные данные, измеренные инерциальные данные и теоретические инерциальные данные.

Таким образом, фаза позиционирования не оказывает влияния на определение траектории подвижного объекта.

В действительности, как измеренные инерциальные данные, так и теоретические инерциальные данные зависят от кинематических команд (т.е. данных), реально выполняемых имитатором перемещений, и сохраняют взаимное соответствие, даже если имитатор перемещений не обеспечивает правильного выполнения кинематических команд или если такие команды имеют неправильный масштаб.

Вследствие этого, какими бы ни были кинематические команды, подаваемые в имитатор перемещений (и даже в крайнем случае отсутствия подачи переменных кинематических команд в имитатор перемещений), это не оказывает влияния ни на команды пилотирования, ни, следовательно, на определение траектории.

Таким образом, изобретение обеспечивает возможность использования имитатора перемещений, имеющего недостаточно точно определенные характеристики, для траекторий с резкими угловыми перепадами. Это позволяет достичь точного определения траектории подвижного объекта с минимальными затратами.

В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения вычислительное устройство подвижного объекта определяет команды пилотирования исключительно на основе инерциальных данных, полученных в результате моделирования.

Краткое описание чертежей

Другие особенности и преимущества настоящего изобретения станут ясны из нижеследующего описания, приведенного со ссылками на прилагаемые чертежи, иллюстрирующие один из примеров осуществления изобретения, не накладывающий каких-либо ограничений.

На чертежах:

- фиг.1 иллюстрирует один из вариантов осуществления системы для определения траектории по изобретению,

- на фиг.2 представлены основные этапы одного из вариантов осуществления способа определения траектории по изобретению при помощи системы определения траектории по фиг.1, применяемые в первой части гибридного моделирования, в ходе которой подвижный объект предпринимает попытку достижения первой заданной цели,

- на фиг.3A представлены основные этапы одного из вариантов осуществления способа определения траектории по изобретению при помощи системы определения траектории по фиг.1, применяемые в фазе позиционирования второй части гибридного моделирования, в ходе которой подвижный объект предпринимает попытку достижения второй заданной цели, и

- на фиг.3B представлены основные этапы одного из вариантов осуществления способа определения по изобретению, применяемые в фазе пилотирования второй части гибридного моделирования, следующей за стадией позиционирования по фиг.3A.

Осуществление изобретения

Как было указано выше, задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в предложении способа и системы для определения траектории подвижного объекта, такого как беспилотный летательный аппарат («дрон») или реактивный снаряд, в реальных условиях навигации, например, с целью оценки его способности к повторной атаке цели или его способности к смене цели и атаке новых целей в ходе выполнения задания.

В соответствии с изобретением траекторию подвижного объекта рассчитывают при помощи системы гибридного моделирования, которая использует, с одной стороны, аппаратные средства (например, бортовое вычислительное устройство и инерциальную навигационную систему подвижного объекта, имитатор угловых перемещений, мишень, представляющую собой цель, которую должен достичь подвижный объект), а с другой стороны, численные модели подвижного объекта (например, его тяги, расхода топлива, инерциальной навигационной системы) и условий, в которых он находится (например, атмосферных условий и влияния Земли).

В описываемом варианте осуществления изобретения такая траектория состоит из различных точек, каждая из которых определена тройкой координат (долготой, широтой и высотой), определенных относительно Земли.

Процесс гибридного моделирования, осуществляемого системой определения траектории по изобретению для вычисления такой траектории, состоит из двух частей, причем:

- в ходе первой части подвижный объект производит попытку достижения первой заданной цели,

- в ходе следующей за ней второй части, к которой переходят после обнаружения события, соответствующего пропуску или смене первой цели, подвижный объект производит попытку достижения второй заданной цели.

Следует отметить, что первая цель и вторая цель могут быть разными целями или же, напротив, вторая цель может совпадать с первой целью. В последнем случае на втором этапе подвижный объект производит попытку повторной атаки той же цели. Такая ситуация может возникнуть, в частности, в случае промаха подвижного объекта по первой цели.

Способ определения траектории по изобретению осуществляют в виде набора итераций, выполняемых при помощи вышеупомянутой системы гибридного моделирования в режиме реального времени и в замкнутом цикле. Каждая из таких итераций позволяет получить одну точку расчетной траектории подвижного объекта. На фиг.1 представлена схема системы 1 определения траектории по одному из вариантов осуществления изобретения, осуществляющей такое гибридное моделирование.

Система 1 определения траектории содержит имитатор 2 угловых перемещений, содержащий «трехосный» стол 21, управляемый при помощи модуля 22 численного управления и выполненный с возможностью размещения на нем подвижного объекта 3 (или летательного аппарата). В описываемом примере подвижный объект 3 представляет собой реактивный снаряд, для которого следует определить возможность повторной атаки пропущенной цели 01 (первой цели в контексте изобретения). Таким образом, вторая цель в контексте изобретения в данном случае соответствует той же первой цели. Однако, как было указано выше, изобретение также применимо к случаю, в котором первая и вторая цели различны.

Принцип работы «трехосного» стола известен специалистам в данной области и более подробно описан не будет. В других вариантах осуществления изобретения имитатор угловых перемещений может использовать стол другого типа, например «пятиосный» стол.

Имитатор 2 угловых перемещений осуществляет угловые перемещения по осям крена, тангажа и рыскания и, таким образом, обеспечивает угловые перемещения подвижного объекта 3 по данным трех осям. Стол 21 осуществляет такие угловые перемещения в соответствии с численными кинематическими командами, получаемыми от модуля 22. Такие команды содержат, в частности, информацию об угловом положении, выраженную в виде трех составляющих, которые соответствуют трем осям имитатора перемещений. Они также могут содержать значения угловой скорости и углового ускорения.

С целью упрощения нижеследующего описания в нем, как правило, описаны кинематические команды, содержащие только информацию об угловом положении. Разумеется, специалист в данной области может распространить описанный вариант осуществления изобретения на случай, в котором кинематические команды дополнительно содержат значения угловой скорости и/или углового ускорения.

Имитатор 2 перемещений также выполнен с возможностью предоставления кинематических команд С14, реально выполненных в ответ на полученные им кинематические команды. Символ ℓС14 обозначает составляющую рыскания углового положения, реально осуществленного имитатором перемещений.

Подвижный объект 3, установленный на имитаторе перемещений, оборудован модулем 31 конечного наведения и инерциальной навигационной системой 32. Модуль 31 конечного наведения может представлять собой, например, систему самонаведения.

В соответствии с известными решениями модуль 31 конечного наведения задействуется при приближении подвижного объекта к цели. Напротив, при обнаружении пропуска цели или в случае слишком большого удаления подвижного объекта от цели модуль 31 конечного наведения отключают (или, что равнозначно, поступающую от него информацию не учитывают).

Инерциальная навигационная система 32 содержит измерительные средства, например датчики угловой скорости (или гироскопы) и акселерометры (не представлены), которые позволяют ей предоставлять измеренные инерциальные данные R (т.е. данные измерений угловой скорости и ускорения) в ответ на перемещения, произведенные имитатором 2 перемещений.

Система 1 определения траектории по изобретению также содержит мишень 4, соответствующую цели, которую должен достичь подвижный объект (первой или второй цели в зависимости от рассматриваемой части гибридного моделирования).

В рассматриваемом примере такая мишень установлена на подвижной платформе, выполненной с возможностью перемещения по круговому рельсовому участку в горизонтальной плоскости в соответствии с подаваемыми в нее кинематическими командами. Такие кинематические команды содержат, в частности, информацию об угловом положении, одна из составляющих которого (курсовой угол) определена в горизонтальной плоскости относительно направления на географический север. Кроме того, мишень 4 выполнена с возможностью передачи информации о своем текущем положении в ответ на такие команды (т.е. занятое положение в контексте изобретения). Символ ℓС24 обозначает составляющую курсового угла такого текущего положения.

В других вариантах осуществления изобретения могут быть использованы другие мишени, например воздушные мишени (например, при использовании пятиосного стола), мишени, перемещающиеся по прямой линии, неподвижные мишени, снабженные рупорами и т.д. В последнем случае положение мишени в контексте изобретения обозначает положение центра тяжести рупоров.

Следует отметить, что в связи с предположением о перемещении мишени в горизонтальной плоскости в данном случае интерес представляют угол рыскания и курсовой угол подвижного объекта и мишени. Тем не менее, изобретение также применимо в случае перемещения мишени в вертикальной плоскости или в направлении, содержащем составляющую курсового угла и составляющую угла наклона. В таком случае операции, описанные ниже в приложении к составляющим угла рыскания и курсового угла угловых положений кинематических команд, также должны быть применены к составляющей тангажа подвижного объекта и составляющей угла наклона мишени.

Имитатор 2 угловых перемещений и мишень 4 соединены с, по меньшей мере, одним вычислительным устройством или компьютером 5, используемым для применения элементов численного моделирования системы гибридного моделирования, таких как теоретическая модель М1 и модуль М2 моделирования.

Теоретическая модель М1 служит для предоставления теоретического образа Т1 (теоретических инерциальных данных в контексте изобретения) инерциальных данных, измеренных инерциальной навигационной системой 32, установленной на имитаторе 2 перемещений (т.е. в точке с фиксированными координатами в лабораторной системе отсчета, в которой расположен имитатор 2 перемещений). Другими словами, теоретические инерциальные данные, предоставленные математической моделью М1, соответствуют инерциальным данным, которые получала бы в результате измерений в точке с фиксированными координатами инерциальная навигационная система 32, если бы система была идеальной.

Для обеспечения возможности вычисления теоретического образа Т1 теоретическая модель М1 учитывает математические модели физических явлений, воздействующих на подвижный объект 3 и, в частности, на инерциальную навигационную систему 32 (теоретические выражения, модулирующие влияние Земли, например вращения Земли или локальные значения силы тяжести), а также эффекты, связанные с угловыми перемещениями, производимыми имитатором 2 перемещений. В частности, она использует кинематические команды, соответствующие значениям положений, скоростей и ускорений, реально приложенным к подвижному объекту 3 имитатором 2 перемещений.

Модуль М2 моделирования моделирует подвижный объект 3 в реальных условиях навигации, т.е. в условиях навигации на Земле, учитывая местное воздействие Земли на подвижный объект 3 (например, локальные значения силы тяжести, скорость вращения Земли) и цели, назначенные подвижному объекту. В соответствии с известными решениями такой модуль моделирования использует математические модели составных элементов подвижного объекта (в частности, модель инерциальной навигационной системы, обладающей паспортными характеристиками в соответствии с техническим заданием на инерциальную навигационную систему 32 в пределах допусков), модель механики полета и условий, в которых он проходит, и т.д.

В описываемом примере модуль М2 моделирования вычисляет в процессе гибридного моделирования на основе команд Р пилотирования:

- точку X траектории подвижного объекта в реальных условиях навигации,

- модельные инерциальные данные Т2, соответствующие инерциальным данным, которые должна предоставить инерциальная навигационная система 32 в данных условиях для данной точки траектории, и

- кинематические команды С11 и С21, предназначенные соответственно для имитатора 2 перемещений и для мишени 4, соответствующие перемещениям, которые должны быть применены к подвижному объекту 3 и к мишени 4 для данной точки траектории.

Теоретическая модель М1 и модуль М2 моделирования реализованы в виде программного обеспечения, сохраненного, например, в модуле постоянной или долговременной памяти вычислительного устройства (компьютера) 5 (не представлен).

Подвижный объект 3 дополнительно содержит бортовое вычислительное устройство (компьютер) 33, соединенное с инерциальной навигационной системой 32 и с вычислительным устройством 5. Бортовое вычислительное устройство 33, в частности, осуществляет пилотирование и наведение подвижного объекта 3 на основе инерциальных данных I. Оно снабжено модулем 33b пилотирования, предназначенным для выработки команд отклонения (или команд пилотирования) для органов пилотирования подвижного объекта, соответствующих характеристикам подвижного объекта (например, команд отклонения аэродинамических рулей, команд открытия вентилей регулировки подачи топлива и т.д.). Модуль 33b пилотирования работает в автоматическом режиме, оценивая в режиме реального времени по инерциальным данным I выполнение ранее выданных команд и корректируя по мере необходимости последующие команды в соответствии с заданной траекторией.

В общем случае бортовое вычислительное устройство подвижного объекта вырабатывает команды Р пилотирования, в частности, по инерциальным данным датчиков угловой скорости и ускорения инерциальной навигационной системы подвижного объекта. В системе 1 определения траектории по изобретению инерциальные данные I, используемые бортовым вычислительным устройством 33, зависят от:

- измеренных инерциальных данных R,

- модельных инерциальных данных Т2 и

- теоретических инерциальных данных Т1.

Точнее, в описываемом примере бортовое вычислительное устройство определяет команды Р пилотирования по инерциальным данным I, вычисляя: I=R+T2-T1.

Такие вычисления известны из патентного документа EP 1909067 и патентного документа FR 0850793, опубликованного под номером 2927418, поэтому более подробное их описание не приводится.

Следует отметить, что соединения между компьютером 5, имитатором 2 перемещений, мишенью 4, бортовым вычислительным устройством 33 и инерциальной навигационной системой 32 могут быть осуществлены с использованием электрических или оптических кабелей, радиосвязи или других средств.

Далее следует приведенное со ссылками на фиг.2 описание основных этапов, осуществляемых в каждой итерации первой части способа определения по изобретению системой 1 для определения точки траектории подвижного объекта 3. Следует напомнить, что в рамках данной первой части подвижный объект 3 предпринимает попытку достижения первой цели 01, заданной ему заранее.

Информация о положении такой первой цели может быть, например, сохранена в памяти подвижного объекта 3, или же подвижный объект 3 может получить ее по каналу передачи данных со спутника, самолета, вертолета и т.д. Она соответствует положению, выраженному в земной системе отсчета, или положению, определенному относительно известного элемента подвижного объекта, например его точки пуска.

Как было указано выше, каждую итерацию i процесса определения по изобретению производят в режиме реального времени различные элементы системы 1 определения траектории в ритме, задаваемом синхронизирующим импульсом подвижного объекта. Точнее, в ходе каждой итерации расчеты и обмен данными между бортовым вычислительным устройством 33 подвижного объекта, модулем М2 моделирования, теоретической моделью М1, имитатором 2 угловых перемещений, инерциальной навигационной системой 32 и мишенью 4 происходят в ритме реальной частоты операций подвижного объекта и в оптимальном варианте в пределах промежутка времени, меньшего периода, соответствующего данной частоте.

В нижеследующем описании «текущими» называют в общем случае данные (например, применяемые или исполняемые кинематические команды, вырабатываемые модулем моделирования, инерциальные данные и т.д.) выполняемой в данный момент итерации.

В ходе итерации i после получения команд Р пилотирования, сформированных бортовым вычислительным устройством 33 на основе инерциальных данных I итерации i-1 (этап E10) модуль М2 моделирования генерирует точку X траектории подвижного объекта в реальных условиях навигации (этап Е20).

Для этого модуль М2 использует, в частности, модель механики полета, которая позволяет ему вычислить на основе команд Р пилотирования и реальных условий навигации реальное положение подвижного объекта, т.е. координаты точки его траектории, а именно ее долготу, широту и высоту. Такую точку X траектории добавляют к траектории подвижного объекта, генерируемой способом определения траектории по изобретению (этап E30).

Модуль М20 моделирования также предоставляет в режиме реального времени:

- модельные инерциальные данные Т2, соответствующие инерциальным данным, которые должны быть измерены инерциальной навигационной системой 32 для вновь вычисленной точки X траектории в реальных условиях навигации;

- кинематические команды С11, определяющие перемещения, которые должен выполнить имитатор 2 перемещений в ответ на команды Р пилотирования (т.е. перемещения, которые должны быть выполнены подвижным объектом для достижения новой точки X траектории); символ ℓС11 обозначает составляющую угла рыскания углового положения, содержащегося в С11, определенного относительно географического севера; и

- численные кине