EA201692229A1 20170228 Номер и дата охранного документа [PDF] EAPO2017\PDF/201692229 Полный текст описания [**] EA201692229 20151225 Регистрационный номер и дата заявки TR2015/00394 20150114 Регистрационные номера и даты приоритетных заявок TR2015/050268 Номер международной заявки (PCT) WO2016/114732 20160721 Номер публикации международной заявки (PCT) EAA1 Код вида документа [PDF] eaa21702 Номер бюллетеня [**] СПОСОБ ТОЧНОГО ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ Название документа [8] G01S 19/48, [8] G01S 19/49, [8] G01S 13/94 Индексы МПК [TR] Сойсал Гёкхан, [TR] Куртоглу Хюлья, [TR] Эфе Мурат, [TR] Чак Серкан, [TR] Эрсой Еткин Сведения об авторах [TR] СТМ САВУНМА ТЕКНОЛОЖИЛЬЕРИ МЮХЕНДИСЛИК ВЕ ТИДЖАРЕТ АНОНИМ ШИРКЕТИ Сведения о заявителях
 

Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос:  ea201692229a*\id

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

Настоящее изобретение относится к способу точного позиционирования, который предоставляет 3D данные положения при отсутствии GPS (50) путем корректирования ошибки INS (10); который генерирует точные данные высоты в присутствии GPS (50) путем интегрирования выходных данных всех источников, предоставляющих данные высоты, и который генерирует данные точного положения путем использования данных (82) положения комплексной системы INS/GPS; и который выполняется путем обработки данных от соответствующих датчиков на платформах, содержащих INS (10), которая генерирует данные, необходимые для навигации по рельефу местности; датчики радарного альтиметра (20) и барометрического альтиметра (30); и DTED (40), которая является базой данных, содержащей данные высоты над уровнем моря соответствующего рельефа.


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

Настоящее изобретение относится к способу точного позиционирования, который предоставляет 3D данные положения при отсутствии GPS (50) путем корректирования ошибки INS (10); который генерирует точные данные высоты в присутствии GPS (50) путем интегрирования выходных данных всех источников, предоставляющих данные высоты, и который генерирует данные точного положения путем использования данных (82) положения комплексной системы INS/GPS; и который выполняется путем обработки данных от соответствующих датчиков на платформах, содержащих INS (10), которая генерирует данные, необходимые для навигации по рельефу местности; датчики радарного альтиметра (20) и барометрического альтиметра (30); и DTED (40), которая является базой данных, содержащей данные высоты над уровнем моря соответствующего рельефа.


Евразийское (21) 201692229 (13) Al
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки 2017.02.28
(22) Дата подачи заявки 2015.12.25
(51) Int. Cl.
G01S19/48 (2010.01) G01S19/49 (2010.01) G01S13/94 (2006.01)
(54) СПОСОБ ТОЧНОГО ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ
(31) (32) (33)
(86) (87) (71)
(72)
(74)
2015/00394 2015.01.14 TR
PCT/TR2015/050268
WO 2016/114732 2016.07.21
Заявитель:
СТМ САВУНМА
ТЕКНОЛОЖИЛЬЕРИ
МЮХЕНДИСЛИК ВЕ ТИДЖАРЕТ
АНОНИМ ШИРКЕТИ (TR)
Изобретатель:
Сойсал Гёкхан, Куртоглу Хюлья, Эфе Мурат, Чак Серкан, Эрсой Еткин (TR)
Представитель: Носырева Е.Л. (RU) (57) Настоящее изобретение относится к способу точного позиционирования, который предоставляет 3D данные положения при отсутствии GPS (50) путем корректирования ошибки INS (10); который генерирует точные данные высоты в присутствии GPS (50) путем интегрирования выходных данных всех источников, предоставляющих данные высоты, и который генерирует данные точного положения путем использования данных (82) положения комплексной системы INS/GPS; и который выполняется путем обработки данных от соответствующих датчиков на платформах, содержащих INS (10), которая генерирует данные, необходимые для навигации по рельефу местности; датчики радарного альтиметра (20) и барометрического альтиметра (30); и DTED (40), которая является базой данных, содержащей данные высоты над уровнем моря соответствующего рельефа.
P27145483EA
СПОСОБ ТОЧНОГО ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ
Область техники
Настоящее изобретение относится к способу, разработанному для точного позиционирования в навигационных приложениях.
Настоящее изобретение в дополнение к основным источникам высоты и положения, используемым во время навигации, в частности относится к навигации по данным рельефа и способа точного позиционирования, который выполняют путем использования данных DTED2
Известный уровень техники
В современных технологиях наиболее распространенные системы позиционирования, используемые в воздухе, на земле и на воде, это GPS и INS. В частности, GPS стала существенной частью современного мира, будучи системой, которую используют в различных областях от навигационных систем всех транспортных средств до мобильных телефонов, которая может предоставить точные данные о положении во всем мире и которая требует очень мало инвестиций. INS это система, используемая в приложениях позиционирования, сопровождения цели и навигации в воздухе, на земле, на воде и на космических аппаратах в дополнение к программному обеспечению GPS. Инерционные датчики (гироскоп и акселерометр) системы преобразовывают эти данные в данные мгновенного положения путем вычисления ускорения и угловой скорости системы.
Несмотря на то, что точность краткосрочных данных и частота генерирования ускоренных данных INS отличные, многие возникающие ошибки от датчиков приводят к неприемлемым уходам в данных навигации в зависимости от времени. Тем не менее, в измерениях GPS, ошибки не зависят от времени. Так
как интеграция INS, которая обеспечивает эффективные результаты в кратковременном диапазоне, и GPS, которая обеспечивает эффективные результаты в длительном диапазоне, обеспечивает надежные и более точные навигационные данные, то интеграция GPS/INS является предпочтительной для приложений, требующих высокой точности. В отличие от высокой стоимости систем высокой точности INS, недорогое решение может быть получено путем интеграции INS/GPS. Тем не менее, прерывания спутникового сигнала в городских, сельских зонах и внутри помещений или подавление мощности сигнала глушителем вызывает проблемы в приложениях INS/GPS и ведет к ухудшению и прерываниям необходимых данных о положении. Для случаев, где непрерывность спутниковых сигналов GPS прерывается, возникла необходимость в том, чтобы поддержать INS путем использования других способов, и корректировать ошибки из-за дрейфа путем использования внешних систем.
При использовании данных средств поддержки установили комплексную структуру навигации. В комплексной системе навигации измерения INS используют для вычисления навигационного состояния системы; средство поддержки используют для корректировки ошибок навигации INS путем предоставления внешних измерений, таких как в интеграции GPS/INS.
Один из подходов к комплексным системам навигации это навигация по данным рельефа местности. Навигация по данным рельефа местности является способом, который пытается определить положение движущегося транспортного средства путем сравнения профиля местности под транспортным средством и загруженными данными карты, и корректирует измерения INS при помощи этих данных в случаях, когда GPS недоступна или не может быть использована по какой-либо причине.
Заявка на патент CN103439731, который был найден путем технических исследований, относится к способу комплексной навигации GPS/INS, основанному на фильтре Калмана. Другая заявка на патент CN103576178,
который был найден путем технических исследований, относится к способу исправления ошибок комплексной системы навигации GPS/INS в спутниках PPS. Тем не менее, данные документы не содержат нововведений, нацеленных на устранение вышеописанных проблем.
Следовательно, необходимо провести улучшение в соответствующей технической области из-за проблем, указанных выше, и несовершенства существующих решений вопроса.
Цель изобретения
Настоящее изобретение, которое было создано вдохновением существующих ситуаций, имеет целью решить, как преодолеть вышеуказанные проблемы.
Начальной целью изобретения является создание 3D данных точного положения путем интеграции данных различного времени и различных уровней точности из источников данных о положении и высоте (INS, радар, альтиметр, барометрический альтиметр, DTED-2), когда GPS недоступна для приложений (таких как в летательных аппаратах), требующих данных точного положения.
Целью изобретения является предоставление более точных данных высоты пользователю путем корректировки данных вертикального положения в ситуациях, где GPS доступна. Изобретение обеспечивает генерирование точных данных высоты путем интеграции выходных данных всех источников, генерирующих данные высоты, и генерирование данных точного положения путем использования данных положения комплексной системы INS/GPS. Сгенерированные данные точного положения можно использовать в ряде различных приложений, разработанных для улучшения ориентирования пользователя в обстановке, то есть будут предоставлены более точные и аккуратные навигационные данные.
Изобретение улучшает точность положения путем сокращения ошибки положения INS в приложениях, требующих данных точного положении, и где GPS недоступна, и улучшает точность данных высоты в ситуациях, где GPS
доступна.
Благодаря настоящему изобретению можно разработать систему, которая высчитывает точное положение путем использования модели рельефа и выходных данных основных авиационных приборов, генерирующих данные положения и высоты воздушного судна во время полета, где GPS недоступна или не может эффективно использоваться. Более того, когда GPS доступна, при использовании INS и данных высоты, предоставляющих измерения датчика, будут получены более точные и надежные данные высоты.
Благодаря настоящему изобретению можно обеспечить, чтобы полет и его необходимые критические функции могли продолжаться без прерывания в случаях, когда работа иностранной системы, GPS прервана из-за условий рельефа или политических причин. Также благодаря настоящему изобретению ожидается, что визуальные системы, такие как "Системы цифрового картографирования", требующие данных точного положения и высоты, могли способствовать ориентированию в обстановке даже в случаях, где GPS доступна. Также возможно использовать настоящее изобретение с целью улучшения точности положения в системах, таких как системы обнаружения препятствий или TAWS.
Структурные и характерные особенности и все преимущества настоящего изобретения будут четко понятны благодаря графическим материалам ниже и подробному описанию со ссылкой на эти графические материалы, и, следовательно, оценку необходимо выполнять, принимая во внимания данные графические материалы и подробное описание.
Графические материалы, которые способствуют пониманию настоящего изобретения
Фиг. 1: Система генерирования данных точной высоты. Фиг. 2: Схема способа настоящего изобретения.
Графическим материалам не требуется масштабирование, и можно опустить несущественные детали, которые не нужны для понимания настоящего изобретения. Кроме того, элементы, которые идентичны по существу или которые имеют по меньшей мере идентичные по существу функции, обозначены одним и тем же номером.
Описание обозначения частей
10. INS
20. Радарный альтиметр (RA)
30. Барометрический альтиметр (ВА)
31. Данные барометрической высоты 40. Цифровые данные топографической высоты (DTED)
50. GPS
60. Навигационная система с использованием профиля местности (TANS)
61. Данные высоты TANS
62. Данные положения TANS 70. Блок слияния данных высоты (AFU) 71. Геометрическая высота
80. Комплексная система INS/GPS
81. Данные высоты комплексной системы INS/GPS
82. Данные положения комплексной системы INS/GPS 90. Блок выбора источника высоты
100. Отказ генерирования выходных данных
200. Использование данных высоты TANS и данных положения TANS, сгенерированных TANS
300. Отказ слияния данных
400. Решение о использовании результата слияния данных в качестве окончательной высоты
500. Решение, что данные положения TANS будут окончательным результатом
600. Решение о том, что данные положения комплексной системы INS/GPS будут окончательным результатом
GPS: глобальная система позиционирования INS: инерпиальная навигационная система
DTED: цифровые данные топографической высоты TAWS: система предупреждения столкновения с землей О: пересечение ковариации
Подробное описание настоящего изобретения
В данном подробном описании описаны предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения только для лучшего понимания предмета и таким образом, чтобы не было ограничивающего воздействия на предмет.
Благодаря изобретению выходные данные INS (10) корректируются путем использования цифровых данных (40) топографической высоты и GPS (50), и получают данные точного положения для использования в различных ситуациях при получении поддержки из более чем одного источника. Данные высоты также улучаются при использовании данных в вертикальном канале данных INS (10), откорректированных посредством данных высоты из различных источников на платформе. Корректировка положения работает, основываясь на цифровых данных (40) топографической высоты (DTED) при отсутствии GPS (50), и она позволяет использовать GPS путем алгоритмов, основанных на разработанных правилах, согласно ситуации наличия GPS (50). Данные (81) высоты комплексной системы INS/GPS, полученные из комплексной системы (80) INS/GPS, используют в качестве входных данных в блоке (70) слияния
данных высоты. Другие вводные данные в блоке (70) слияния данных высоты -это данные высоты INS (10), улучшенные навигационной системой (60) с использованием профиля местности, а именно данные (61) высоты TANS. Эти два вида данных сливаются с данными (31) барометрической высоты, измеренными барометрическим альтиметром (30). Способ создания точных данных высоты показан на фиг. 1. Так как данные высоты (измерения), полученные из трех различных источников, статистически взаимосвязаны, и трудно выявить корреляцию между данными измерениями, процесс слияния данных выполняется способом О, и 3D данные точного положения генерируются на основании разработанного набора правил.
Компоненты и функции, используемые в способе для получения 3D данных точного положения, следующие:
INS (10), радарный альтиметр (20), барометрический альтиметр (30) являются датчиками, которые генерируют необходимые данные для навигации с использованием профиля местности.
Цифровые данные (40) топографической высоты являются базой данных, содержащей отметку над уровнем моря соответствующей местности в области для навигации с использованием профиля местности.
GPS (50) это спутниковая система навигации. Ее используют для корректировки ошибки INS (10).
Комплексная система (80) INS/GPS используется для корректировки ошибки INS (10) при наличии сигнала GPS (50).
Навигационная система (60) с использованием профиля местности используется для корректировки ошибки INS (10) путем использования цифровых данных (40) топографической высоты согласно наличию датчиков, которые создают входные данные.
Блок (70) слияния данных высоты используется для слияния данных
высоты из навигационной системы (60) с использованием профиля местности, комплексной системы (80) INS/GPS и барометрического альтиметра (30).
Блок (90) выбора источника высоты принимает решение об использовании окончательных данных высоты при получении данных (71) геометрической высоты из блока (70) слияния данных высоты.
Способ точного позиционирования, который выполняется путем обработки данных от соответствующих датчиков с целью использования в приложениях, предоставляющих точные данные высоты и положения на
платформах, имеющих INS (10), GPS (50), радарный альтиметр (20), барометрический альтиметр (30) и DTED (40); включает следующие этапы процесса:
периодический контроль того, что данные INS (10), радарного альтиметра (20), барометрического альтиметра (30), DTED (40) предоставляют или нет необходимые условия,
условия следующие:
контроль наличия измерений барометрического альтиметра (30) и состояния калибровки,
контроль того, чтобы измерения радарного альтиметра (20) были ниже 1500 футов,
контроль наличия выходных данных INS (10),
контроль наличия цифровых данных (40) топографической высоты для соответствующего положения.
Когда все данные INS (10), радарного альтиметра (20), барометрического альтиметра (30), DTED (40) в наличии и они обеспечивают необходимые условия для выполнения способа;
a. генерирование данных (61) высоты TANS и данных (62) положения TANS при помощи использования измерений DTED (40), INS (10), радарного и барометрического альтиметров (20, 30) посредством TANS (60) путем нелинейного способа фильтрации,
b. отправка данных высоты (61) TANS, сгенерированных TANS (60) на блок (70) слияния данных высоты,
c. отправка данных измерений, предоставленных барометрическим альтиметром (30) на блок слияния данных высоты (70) для обработки,
отказ генерирования (100) выходных данных системы, если только все данные INS (10), радарного альтиметра (20), барометрического альтиметра (30), DTED (40) не являются доступными или, если только указанные значения не обеспечивают необходимые условия для выполнения способа,
контроль наличия данных GPS (50),
a. при наличии данных INS (10) и GPS (50) комплексная система INS/GPS (80) отправляет данные (81) высоты комплексной системы INS/GPS на блок (70) слияния данных высоты для обработки,
b. если только данные INS (10) и GPS (50) не являются доступными, использование (200) данных (61) высоты TANS и данных (62) положения TANS, сгенерированных только посредством TANS (60),
контроль наличия GPS (50)
a) если только GPS (50) не является доступным; решение (500), что данные положения (62) TANS являются окончательным результатом,
b) если GPS (50) в наличии, решение (600), что данные (82) положения комплексной системы INS/GPS, полученные комплексной системой (80) INS/GPS, являются окончательным результатом,
когда данные (61) высоты TANS, сгенерированные посредством TANS
(60), данные (81) высоты комплексной системы INS/GPS, сгенерированные комплексной системой (80) INS/GPS, и все данные, сгенерированные барометрическим альтиметром (30) в наличии:
a. получение данных геометрической высоты (71) способом С1 путем интегрирования данных, отправленных на блок (70) слияния данных высоты,
b. после процесса слияния вычисление значения высоты с минимальным отклонением по данным (61) высоты TANS, данным (81) высоты комплексной системы INS/GPS, барометрическим данным (31) высоты и геометрической высоте (71) в блоке (90) выбора источника высоты,
c. принятие решения (400) по использованию результата слияния данных, рассчитанного в блоке (90) выбора источника высоты в качестве окончательной высоты,
отказ слияния (300) данных, кроме случая, когда данные (61) высоты TANS, сгенерированные посредством TANS (60), данные (81) высоты комплексной системы INS/GPS, сгенерированные комплексной системой (80) INS/GPS, и все сгенерированные данные барометрическим альтиметром (30) в наличии.
На фиг. 2 показана схема способа настоящего изобретения, который указан в этапах процесса. В указанной навигационной системе (60) с использованием профиля местности, данные положения INS (10) корректируются посредством способа нелинейной фильтрации путем использования откалиброванных измерений барометрического альтиметра (30), измерение DTED (40) и измерений радарного альтиметра (20) вплоть до 1500 футов. Чтобы навигационная система (60) с использованием профиля местности предоставила результаты, контролируют статус калибровки измерений барометрического альтиметра (30), подтверждение того, что измерения радарного альтиметра (20) ниже 1500 футов, наличие выходных данных INS (10) и цифровые данные (40) топографической высоты.
Данные (61) высоты TANS, данные (81) высоты комплексной системы INS/GPS и барометрические данные (31) высоты используют для генерирования данных геометрической высоты. Одной из причин использования указанного способа О является статистическая корреляция между данными (61) высоты TANS и барометрическими данными (31) высоты.
Формула изобретения
1. Способ точного позиционирования,
• на платформах, содержащих INS (10), которая генерирует данные, необходимые для навигации по рельефу местности; датчики радарного альтиметра (20) и барометрического альтиметра (30); и DTED (40), которая является базой данных, содержащей данные высоты над уровнем моря соответствующего рельефа,
который предоставляет 3D данные положения при отсутствии GPS (50) путем корректирования ошибки INS (10);
который генерирует точные данные высоты в присутствии GPS (50) путем интегрирования выходных данных всех источников, предоставляющих данные высоты, и который генерирует данные точного положения путем использования данных (82) положения комплексной системы INS/GPS;
что осуществляют путем обработки данных от соответствующих датчиков,
отличающийся тем, что включает следующие этапы:
периодический контроль того, что данные INS (10), радарного альтиметра (20), барометрического альтиметра (30), DTED (40) предоставляют или нет необходимые условия,
когда все данные INS (10), радарного альтиметра (20), барометрического альтиметра (30), DTED (40) в наличии и они обеспечивают необходимые условия для выполнения способа;
a) генерирование данных (61) высоты TANS и данных (62) положения TANS посредством применения измерений DTED (40), INS (10), радарного и барометрического альтиметров (20, 30) посредством TANS (60),
b) отправка данных (61) высоты TANS, сгенерированных TANS (60) на блок (70) слияния данных высоты,
с) отправка данных измерений, предоставленных барометрическим альтиметром (30) на блок (70) слияния данных высоты для обработки,
отказ генерирования (100) выходных данных системы, если только все данные INS (10), радарного альтиметра (20), барометрического альтиметра (30), DTED (40) не являются доступными или, если только указанные значения не обеспечивают необходимые условия для выполнения способа,
контроль наличия данных GPS (50) и INS (10),
a) при наличии данных INS (10) и GPS (50) отправка комплексной системой (80)
INS/GPS данных (81) высоты комплексной системы INS/GPS на блок (70)
слияния данных высоты для обработки,
b) если только данные INS (10) и GPS (50) не являются доступными,
использование (200) данных (61) высоты TANS и данных (62) положения TANS,
сгенерированных только посредством TANS (60),
контроль наличия GPS (50)
a) если только GPS (50) не является доступным; решение (500), что данные положения (62) TANS являются окончательным результатом,
b) если GPS (50) в наличии, решение (600), что данные (82) положения комплексной системы INS/GPS, полученные комплексной системой (80) INS/GPS, являются окончательным результатом,
когда данные (61) высоты TANS, сгенерированные посредством TANS (60), данные (81) высоты комплексной системы INS/GPS, сгенерированные комплексной системой (80) INS/GPS, и все данные, сгенерированные барометрическим альтиметром (30) в наличии:
a) получение данных геометрической высоты (71) путем интегрирования данных, отправленных на блок (70) слияния данных высоты,
b) после процесса слияния вычисление значения высоты с минимальным
отклонением по данным (61) высоты TANS, данным (81) высоты комплексной системы INS/GPS, барометрическим данным (31) высоты и геометрической высоте (71) в блоке (90) выбора источника высоты,
с) принятие решения (400) по использованию результата слияния данных, рассчитанного в блоке (90) выбора источника высоты, в качестве окончательной высоты,
отказ слияния (300) данных, кроме случая, когда данные (61) высоты TANS, сгенерированные посредством TANS (60), данные (81) высоты комплексной системы INS/GPS, сгенерированные комплексной системой (80) INS/GPS, и все сгенерированные данные барометрическим альтиметром (30) в наличии.
2. Способ точного позиционирования по п. 1, отличающийся тем, что включает следующие этапы в указанном этапе "периодический контроль того, что данные INS (10), радарного альтиметра (20), барометрического альтиметра (30), DTED (40) предоставляют или нет необходимые условия":
контроль наличия и состояния калибровки измерений барометрического альтиметра (30),
контроль того, что измерения радарного альтиметра (20) ниже установленного значения,
контроль наличия выходных данных INS (10),
контроль наличия цифровых данных (40) топографической высоты для соответствующего положения.
3. Способ точного позиционирования по п. 2, отличающийся тем, что в указанном этапе "контроль того, что измерения радарного альтиметра (20) ниже установленного значения", указанное значение составляет 1500 футов.
4. Способ точного позиционирования по п. 1, отличающийся тем, что данные (61) высоты TANS и данные (62) положения TANS генерируют
посредством TANS (60) путем нелинейного способа фильтрации при помощи использования измерений DTED (40), INS (10), радарного и барометрического альтиметров (20, 30).
5. Способ точного позиционирования по п. 1, отличающийся тем, что данные геометрической высоты (71) получают путем слияния данных, отправленных на блок (70) слияния данных высоты при помощи способа О.
WO/2016/114732
PCT7TR2015/050268
WO/2016/114732
PCT7TR2015/050268
(19)
WO/2016/114732
PCT7TR2015/050268
WO/2016/114732
PCT7TR2015/050268
(19)
WO/2016/114732
PCT7TR2015/050268
WO/2016/114732
PCT7TR2015/050268
(19)
WO/2016/114732
PCT7TR2015/050268
WO/2016/114732
PCT7TR2015/050268
WO/2016/114732
PCT/TR2015/050268
WO/2016/114732
PCT/TR2015/050268
WO/2016/114732
PCT/TR2015/050268
WO/2016/114732
PCT/TR2015/050268
WO/2016/114732
PCT/TR2015/050268
WO/2016/114732
PCT/TR2015/050268