К настройке алгоритма вычисления барометрической высоты летательного аппарата системой воздушных сигналов

Abstract

Введение. В условиях повышения требований к точности определения высотно- скоростных параметров летательных аппаратов задача настройки алгоритмического обеспечения их систем воздушных сигналов (СВС) по реальным полетным данным является вполне актуальной. Цель исследования. Рассмотреть задачу оценки реального значения градиента температуры по высоте атмосферы для целей оперативной подстройки штатного алгоритмического обеспечения СВС. Материалы и методы. Традиционный подход заключается в использовании численного значения градиента температуры, принятого для международной стандартной атмосферы (МСА). Особенность предлагаемого подхода заключается в том, что градиент температуры по высоте определяется по текущим измерениям атмосферного давления и температуры, а не высоты и температуры. Результаты. Разработаны адаптивный и неадаптивный алгоритмы параметрической идентификации. Предложен усовершенствованный вариант адаптивного алгоритма, обеспечивающий должную настройку его фильтрующих свойств на конкретную статистическую обстановку. Проведена апробация алгоритмов как по характеристикам МСА с применением компьютерного генерирования случайных помех, так и по известным в литературе результатам реальных измерений, полученным с помощью метеорологической ракеты. Выполнено сравнение свойств адаптивного и неадаптивного алгоритмов. Показано, что многократная «прогонка» одних и тех же экспериментальных данных через адаптивный алгоритм приводит практически к одинаковой точности оценки градиента, что и при использовании неадаптивного алгоритма. Заключение. Реализация алгоритмов способствует повышению точности определения барометрической высоты воздушного судна (ВС), не требует какой-либо модернизации аппаратной части СВС, необходимо только некоторое дополнение алгоритмического обеспечения системы. Адаптивный алгоритм рекомендуется к применению в случае существенного дрейфа характеристик атмосферы для оперативной подстройки системы. Introduction. In conditions of increasing requirements for the accuracy of determining the altitude and speed parameters of aircraft, the task of tuning up the algorithmic support of their air signal systems (SHS) based on real flight data is quite relevant. Aim. Consider the task of assessing the real value of the temperature gradient along the height of the atmosphere for the purpose of operational adjustment of the standard algorithmic support of SHS. Materials and methods. The traditional approach is to use the numerical value of the temperature gradient, adopted for the international standard atmosphere (ISA). A feature of the proposed approach is that the temperature gradient in height is determined by current measurements of atmospheric pressure and temperature, and not height and temperature. Results. Adaptive and non-adaptive parametric identification algorithms are developed. An improved version of the adaptive algorithm is proposed, which ensures proper tuning of its filtering properties to a specific statistical situation. Algorithms were tested both according to the characteristics of the ISA using computer-generated random interference, and according to the results of real measurements known in the literature obtained using a meteorological rocket. The properties of adaptive and non-adaptive algorithms are compared. It is shown that repeated “running” of the same experimental data through an adaptive algorithm leads to almost the same accuracy of the gradient estimate, as when using a non-adaptive algorithm. Conclusion. The implementation of the algorithms improves the accuracy of determining the barometric altitude of the aircraft (AC), does not require any modernization of the hardware of the SHS, only some addition of the algorithmic support of the system is necessary. The adaptive algorithm is recommended for use in the case of a significant drift of atmospheric characteristics for the operational adjustment of the system.