Nghiên cứu, tìm hiểu một số phương pháp định vị dẫn đường vật thể bay tự hành và khả năng triển khai ở việt nam

Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học mỏ - địa chất Trương hồng sơn Nghiên cứu, tìm hiểu số phương pháp định vị dẫn đường vật thể bay tự hành khả triển khai việt nam Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Hà nội - 2011 Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học mỏ - địa chất Trương hồng sơn Nghiên cứu, tìm hiểu số phương pháp định vị dẫn đường vật thể bay tự hành khả triển khai việt nam Chuyên ngành: Kỹ thuật Trắc địa Mà số: 60.52.85 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Người hướng dẫn khoa học Gs.tskh Phạm Hoàng Lân Hà nội - 2011 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Những nội dung nghiên cứu phù hợp với mục đích đề tài đặt chưa công bố Nếu sai xin chịu hoàn toàn trách nhiệm Tác giả đề tài Trương Hồng Sơn Mục lục Trang Trang phụ bìa Lêi cam ®oan Môc lôc Danh mơc b¶ng biĨu Danh mơc h×nh vẽ, đồ thị Mở đầu Ch­¬ng Quĩ đạo chuyển động vật thể bay tự hành yếu tố ảnh hưởng đến quĩ đạo bay 11 1.1 Tổng quan định vị dÉn ®­êng vËt thĨ bay 11 1.1.1 Giới thiệu định vị dẫn đường 11 1.1.2 øng dông công nghệ định vị dẫn đường nước Thế giới 13 1.2 Quĩ đạo chuyển động vật thĨ bay tù hµnh 14 1.2.1 Mét sè kh¸i niƯm 14 1.2.2 C¸c yÕu tè ảnh hưởng đến quĩ đạo bay 15 Chương Các nguyên lí phương pháp định vị dẫn đường cho vật thể bay 18 2.1 Định vị dẫn đường vệ tinh 18 2.1.1 Nguyên lí định vị dẫn đường vệ tinh 18 2.1.2 Các phương pháp ®Þnh vÞ vƯ tinh 20 2.1.3 Sơ lược số hệ thống định vị vệ tinh 23 2.1.4 C¸c phương pháp định vị dẫn đường vệ tinh 29 2.1.5 HÖ thèng GNSS 36 2.1.6 Các nguồn sai số chủ yếu kết đo GPS 40 2.2 Định vị b»ng hƯ thèng qu¸n tÝnh - träng tr­êng 42 2.2.1 ThÕ träng tr­êng cña Trái đất 42 2.2.2 Nguyên lí định vị hệ thống quán tÝnh träng tr­êng 51 2.2.3 Mét sè phương pháp định vị hệ thống quán tính 65 2.2.4 Các hệ thống định vị qu¸n tÝnh 67 2.2.5 Các nguồn sai số độ xác phương pháp định vị quán tính 70 2.2.6 Phương trình trị đo quán tính- trọng trường 72 Chương Phân tích, đánh giá khả triển khai nguyên lí phương pháp định vị dẫn đường Việt Nam 75 3.1 Khả kết hợp phương pháp điều kiện hiÖn ë ViÖt Nam 75 3.1.1 Ưu, nhược điểm phương pháp định vị quán tính 75 3.1.2 Các lợi viƯc kÕt hỵp víi GNSS 76 3.1.3 Tích hợp cảm biến 76 3.1.4 C¸c phương án kết hợp 78 3.1.5 Khả kết hợp hai phương pháp định vị điều kiện Việt Nam 80 3.2 Khả kết hợp phương pháp định vị dẫn đường cho tên lửa chiến thuật Scoud 81 3.2.1 Sơ lược tên lửa chiến thuËt Scoud 81 3.2.2 Một số tính tên lửa Scoud B 83 3.2.3 C¸c gãc quay tên lửa đường bay 83 3.2.4 Các lực tác động lên tên löa bay 84 3.2.5 Hệ thống điều khiển tự động tên lửa Scoud B 88 3.2.6 Khả tích hợp hệ thống định vị dẫn đường GPS/INS cho tªn lưa Scoud B 91 KÕt luËn kiến nghị 97 Tài liệu tham khảo 100 Danh mơc b¶ng biểu Trang Bảng 3.1 Mô tả triển khai phương ¸n kÕt hỵp 80 Danh mục hình vẽ, đồ thị Trang Hình 1.1 Hệ thèng tªn lưa S-300 PMUI 14 Hình 1.2 Máy bay không người lái Predator 14 H×nh 2.1 Mối quan hệ tâm quán tính Trái đất vệ tinh 18 Hình 2.2 Phương pháp hình học trắc địa vệ tinh 22 Hình 2.3 Quĩ đạo vệ tinh vệ tinh GPS 24 H×nh 2.4 Các thông tin điều biến sóng tải L1, L2 24 Hình 2.5 Sơ đồ vị trí trạm theo dõi trạm điều khiển GPS 25 Hình 2.6 Máy thu tín hiÖu vÖ tinh 27 Hình 2.7 Quĩ đạo vệ tinh vệ tinh Glonass 28 H×nh 2.8 Sơ đồ vị trí trạm theo dõi trạm điều khiển Glonass 29 Hình 2.9 Lực hÊp dÉn 43 Hình 2.10 Lực li tâm 43 Hình 2.11 Thế li tâm 49 H×nh 2.12 Trơc täa ®é cđa hƯ thèng dÉn ®­êng qu¸n tÝnh 53 Hình 2.13 Sơ đồ khối INS 54 H×nh 2.14 Ba gãc Euler 55 Hình 2.15 Hệ trục tọa độ dÉn ®­êng 57 Hình 2.16 Gyroscope khung treo Cardan 58 Hình 2.17 Các trục tọa độ cđa Gyroscope 59 H×nh 2.18 Gyroscope ba trôc 62 H×nh 2.19 Gyroscope hai trơc 63 H×nh 2.20 Xác định mặt phẳng kinh tuyến 65 Hình 2.21 Xác định độ vĩ địa lí 66 Hình 2.22 Cấu tạo hệ thống gimbal IMU 67 H×nh 2.23 Bộ dẫn đường quán tính IRBM-53 Pháp 68 H×nh 2.24 HƯ thèng Strapdown ISA 69 H×nh 2.25 Các trục toạ độ định vị quán tính - trọng trường 73 Hình 3.1 Sơ đồ khối dẫn đường tích hợp GPS/INS 77 Hình 3.2 Luyện tập khởi động tên lửa Scoud 82 H×nh 3.3 ¶nh h­ëng cña träng lùc 85 Hình 3.4 Sơ đồ mô tả lực đẩy tên lửa 86 Hình 3.5 Sơ đồ thuật toán Kalman 92 H×nh 3.6 Sơ đồ cấu trúc GPS/INS vòng mở 93 Hình 3.7 Sơ đồ cấu tróc GPS/INS vßng kÝn 93 Hình 3.8 Quĩ đạo theo hướng Bắc INS chưa kết hợp GPS 94 Hình 3.9 Quĩ đạo theo hướng Bắc INS kết hợp GPS dïng bé läc Kalman 95 Më đầu Tính cấp thiết đề tài Định vị dẫn đường cho đối tượng mặt đất, không biển nhu cầu thiết yếu mà thực tiễn đặt Lịch sử phát triển phương pháp định vị đẫn đường đà xuất từ sớm, đà ứng dụng để dẫn đường cho máy bay tàu thủy Thế chiến thứ Đặc biệt lĩnh vực quân sự, việc ứng dụng phương pháp định vị dẫn đường cho loại vũ khí phương tiện chiến tranh yêu cầu thiết nhằm nâng cao hiệu suất chiến đấu, giảm thương vong cho binh sĩ chiến đấu chiến trường Trong tình huống, vấn đề định vị dẫn đường cho vật thể bay không gian bảo đảm kiểm soát người ®· thiÕt kÕ nã Ngµy nay, khoa häc kÜ thuật quân Thế giới đà phát triển mạnh mẽ, công nghệ định vị dẫn đường đại có độ xác cao đà ứng dụng rộng rÃi nhiều lĩnh vực dân lẫn quân Tuy nhiên, với Việt Nam toán chưa có lời giải hoàn chỉnh mà tiếp cận góc độ lí thuyết Trong đó, thực tiễn hoạt động quân đặt phải không ngừng nghiên cứu cải tiến, đại hóa vũ khí trang bị nhằm đáp ứng yêu cầu chiến đấu bảo vệ Tổ quốc Việt Nam xà hội chủ nghĩa Nhằm góp phần chuẩn bị đầy đủ sở khoa học định vị dẫn đường vật thể bay nguyên lí phương pháp đại nguyên lí định vị dẫn đường truyền thống, chuẩn bị điều kiện cần thiết để triển khai tương lai gần, định lựa chọn đề tài: ''Nghiên cứu, tìm hiểu số phương pháp định vị dẫn đường vật thể bay tự hành khả triển khai Việt Nam" Mục đích nghiên cứu Để giải toán đặt ra, đề tài nghiên cứu nhằm mục đích tổng hợp, phân tích, đánh giá lí thuyết chuyển động vật thể bay Làm rõ nguyên lí phương pháp định vị dẫn đường cho vật thể bay, khả tích hợp tồn để hỗ trợ lẫn giúp cho việc định vị dẫn đường đạt độ xác cao Từ đề giải pháp tích hợp có hiệu vật thể bay điển hình Tên lửa Scoud Trên sở nghiên cứu, tìm hiểu nguồn tài liệu để chuẩn bị đầy đủ sở lí thuyết sẵn sàng đón nhận triển khai điều kiện cho phép Đối tượng, phạm vi nghiên cứu Do hạn chế số liệu thực nghiệm, đối tượng nghiên cứu luận văn nghiên cứu tìm hiểu, phân tích sở lí thuyết nguyên lí phương pháp định vị dẫn đường, khả kết hợp chúng Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu quỹ đạo chuyển động vật thể bay tự hành yếu tố ảnh hưởng đến quỹ đạo bay - Nghiên cứu nguyên lí phương pháp định vị dẫn đường vật thể bay tự hành - Phân tích, đánh giá khả triển khai nguyên lí phương pháp định vị dẫn đường Việt Nam Phương pháp nghiên cứu Để thực nhiệm vụ đề tài đặt ra, tác giả sử dụng phương pháp nghiên cứu tập hợp, tổng hợp, phân tích so sánh các kết nghiên cứu mặt lí thuyết để sở đánh giá khả đề xuất phương án kết hợp nguyên lí định vị đà đề cập đến ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Định vị dẫn đường cho vật thể bay nhằm mục đích khác nhau, đặc 86 Fht = f m Td m Tl (độ lớn) R2 (3.6) Flt = r.w2.mTl, mà r = R.cosB (tõ h×nh vÏ) Flt = R.cosB.w2.mTl Do đó, ta có: (3.7) đó: mTd khối lượng Trái đất; mTl khối lượng tên lửa; f số hấp dẫn f, mTd, R, w đại lượng không đổi, nên G phụ thuộc vào mTl, B, độ cao h thời gian đạn bay 3.2.4.2 Lực đẩy (P) Là lực động tên lửa làm việc sinh từ cháy thành phần nhiên liệu Py P0 Pa Sa Hình 3.4 Sơ đồ mô tả lực đẩy tên lửa gọi m khối lượng khí đốt giây, hay tốc độ tiêu thụ nhiên liệu: =- dm dt (dấu âm khối lượng giảm dần) (3.8) Khi lực đẩy tên lửa có dạng: P = - u (3.9) Do có lực đẩy, nên tên lửa chun ®éng 3.2.4.3 Lùc khÝ ®éng (R) Lùc khÝ ®éng lực sinh sức cản không khí tác động lên tên lửa quĩ đạo bay 87 3.2.4.4 Lùc qu¸n tÝnh Lùc sinh sau tên lửa tăng tốc đoạn bay chủ động trì giai đoạn bay thụ động quỹ đạo Lực quán tính lớn hay nhỏ khả tăng tốc tên lửa để lại giai đoạn bay thụ động tên lửa 3.2.4.5 Các m«men a M«men tÜnh M«men tÜnh sinh khèi tâm trọng tâm áp suất không ρV M T = M a .S M l (3.10) đó: M ag hệ số mômen tĩnh a góc công l khoảng cách tâm khối đến tâm áp suất SM tiết diện lớn tên lửa r mật độ không khí môi trường V vận tốc tên lửa b Mômen điều khiển Mômen điều khiển sinh để điều khiển tên lửa bay theo chương trình Nó sinh cã sù sai lƯch so víi q đạo bay tên lửa Mômen điều khiển tính theo c«ng thøc: M dk = m δ σ ρω S M l k đó: md hệ số mômen điều khiển; s: góc bánh lái quay; w: vận tốc khí qua lỗ phụt; lk: chiều dài từ trọng tâm đến trục bánh lái tên lửa (3.11) 88 3.2.5 HƯ thèng ®iỊu khiĨn tù ®éng cđa tên lửa Scoud B Hệ thống điều khiển tự động dùng để điều khiển tên lửa bay giai đoạn chủ động bao gồm: tự động ổn định chuyển ®éng, bé tù ®éng ®iỊu khiĨn cù li, c¸c thiÕt bị chuyển mạch nguồn nuôi 3.2.5.1 Bộ tự ®éng ỉn ®Þnh chun ®éng Bé tù ®éng ỉn ®Þnh chuyển động hệ thống tên lửa scoud gồm loạt thiết bị bảo đảm ổn định chuyển động cho tên lửa giai đoạn chủ động Thành phần gồm: a Đồng hồ chân trời quay - Công dụng: để đo giá trị độ lệch góc so với chương trình nằm mặt phẳng đứng đường bay tín hiệu, lệnh tín hiệu khuyếch đại biến đổi nhờ giải tính tự động ổn định tác động lên máy lái, máy lái làm cho cánh lái II, IV quay điều khiển đường bay tên lửa mặt phẳng đứng - CÊu t¹o: + quay + khung treo cardan + cấu hÃm + cảm biến chiết áp - Nguyên lý hoạt động: phận đồng hồ chân trời quay quay ba tốc độ tự do: + Tốc độ tự 1: đảm bảo phần quay quay tương ứng với trục riêng (tự quay quanh nó) + Tốc độ tự 2: quay quay quanh trơc cđa khung cardan + Tốc độ tự 3: vòng cardan quay quanh khung trơc ngoµi HƯ thèng cịng cho phÐp quay giữ hướng trục quay phần quay không thay đổi Nhờ có khẳ xác định vòng quay góc đế thiết bị đồng thời tên lửa mà có đặt thiết bị tương ứng với trục quay cố định không gian 89 Để lấy tín hiệu từ trục khung treo cardan quay, cảm biến chiết áp nối với chiết áp chúng giữ cố định tang trống Tang trống phận hợp thành thiết bị thời gian, tang trống quay tương ứng với thân thiết bị cam cấu chương trình b Trực kế quay tích phân gia tốc ngang - Tác dụng: dùng để phát lệnh dạng tín hiƯu ®iƯn thÕ tØ lƯ víi ®é lƯch gãc cđa trục dọc tên lửa so với mặt phẳng ngang (góc lắc), tên lửa quay quanh trục (góc xoắn) hình chiếu vectơ vận tốc tên lửa hướng vuông góc với mặt phẳng bắn - Cấu tạo: + Con quay chân không ba cấp độ tự + Các cảm biến chiết áp gồm: cảm biến góc ngang, cảm biến góc gật cảm biến tốc độ ngang + Thiết bị điều chỉnh kiểu công tắc - Nguyên lí hoạt động: Trước phóng tên lửa, mặt phẳng đế thiết bị trùng với mặt phẳng tiết diện ngang tên lửa mặt phẳng ngang, đồng thời trục khung quay lắp song song với trục dọc tên lửa Các trục khung nằm mặt phẳng bắn, trục quay phần quay vuông góc với mặt phẳng bắn, vị trí quay hai khối cấu hÃm giữ trước thời điểm phóng, trước phóng tên lửa đến giây quay mở hÃm Trong suốt thời gian tên lửa bay giai đoạn quĩ đạo chủ động quay giữ hướng trục không thay đổi mà có ®­ỵc thêi ®iĨm më h·m Trong tr­êng hỵp trơc quay lệch khỏi mặt phẳng bắn tên lửa bay chệch khỏi trục dọc đà định độ lệch truyền dạng tín hiệu điện từ chiết áp tương ứng tỉ lệ với góc lƯch ph¹m vi sai sè ± (10 ± 10 ) 90 Đóng mạch công tắc khẩn cấp, ph¸t tÝn hiƯu vỊ hƯ thèng nỉ khÈn cÊp nÕu độ lệch góc so với quĩ đạo đà định sẵn lớn 100 Trong trình tên lửa bay giai đoạn quĩ đạo chủ động, xuất gia tốc ngang thời điểm lực gia tốc tác động lên khung phận tích phân ngang tỉ lệ với gia tốc tên lửa hướng vuông góc với mặt phẳng bắn Ngoài xuất chuyển động theo trình quay với tốc độ góc tỉ lệ với tốc độ ngang đo được, lúc điện lệch lấy từ cảm biến tốc độ thiết bị truyền tới thiết bị giải tính đưa lệnh điều khiển máy lái c Máy lái - Tác dụng: phận thừa hành phận tự ổn định dùng để quay cánh lái phù hợp với dòng điện lệnh đưa tới - Cấu tạo: gồm cụm điều khiển, cụm thủy lực cấu điện thủy lực d Chiết áp håi tiÕp 3.2.5.2 Bé tù ®éng ®iỊu khiĨn cù ly a Bé tÝch ph©n quay gia tèc däc - Tác dụng: đảm bảo đường bay theo cự li đà định cách phát tín hiệu tự động để ngắt động tên lửa đạt tốc độ cần thiÕt - CÊu t¹o: + Con quay + Cơm tiÕp điểm - Nguyên lí hoạt động: thiết bị sử dụng quay phận nhạy cảm, quay treo vòng cardan đảm bảo cho trung tâm trọng lượng không trùng với trục khung treo Nhê hƯ thèng khung treo nh­ vËy mµ quay tiến động tác động mômen ngoại lực đặt vào trung tâm trọng lực nó, đồng thêi tèc ®é tiÕn ®éng cđa quay sÏ tØ lệ với giá trị mômen tác động vào 91 Khi thiết bị làm việc, trục quay riêng phần quay quay giữ mặt phẳng vuông góc với trục khung động điện ổn định giá tiếp điểm đảm bảo thay đổi hướng mômen quay động điện b Đế quay 3.2.6 Khả tích hợp hệ thống định vị dẫn đường GPS/INS cho tên lửa Scoud B 3.2.6.1 Nguyên lí tích hợp Như đà trình bày trên, hệ thống dẫn đường quán tính lắp đặt cho tên lửa Scoud B có hai ưu ®iĨm nỉi bËt so s¸nh víi c¸c hƯ thèng dẫn đường khác khả hoạt động tự trị độ xác cao khoảng thời gian ngắn Lỗi nghiêm trọng hệ thống INS cảm biến quán tính gây tượng trôi, dẫn đến sai số tích lũy tăng dần theo thời gian thế, ứng dụng thời gian dài hệ thống INS thường có hỗ trợ song song từ hệ thống dẫn đường khác hệ thống dẫn đường vô tuyến (Loran, Omega Tacan), hệ thống dẫn đường vệ tinh (GPS, GLONASS, GALILEO), hệ thống hoạt động ổn định theo thời gian cần tích hợp INS hệ thống hỗ trợ Mặt khác, năm 2011 năm Việt Nam Nga ký kết hợp tác quân tiến hành nâng tầm bắn cho tên lửa Scoud mà Việt Nam đà mua Liên Xô trước Điều làm tăng thời gian hoạt động hệ thống định vị quán tính quỹ ®¹o bay ®ång nghÜa víi tÝch lịy sai sè sÏ tăng lên so với tầm bắn cũ Từ đòi hỏi thực tế này, đà đặt vấn đề phải cần tích hợp với định vị dẫn đường GPS, hệ thống định vị dẫn đường đại có độ xác cao Không thế, kết hợp GPS INS lí tưởng hai hệ thống có khả bù trừ hiệu Trong trường hợp này, phương án kết hợp mà đưa dựa nguyên lí định vị dẫn đường quán tính mà tên lửa có để làm nhiệm vụ dẫn đường, GPS tích hợp để làm nhiệm vụ xác định vị trí (vân 92 tốc, tọa độ) sau khoảng thời gian Dt định cài đặt sẵn dựa nguyên lí kết hợp vòng mở Từ kết ®Þnh vÞ cđa GPS, hƯ thèng tù ®éng chun qua giải tính để so sánh với kết hệ thống INS nhằm xác định độ lệch tên lửa so với quỹ đạo bay lí thuyết thời điểm t Kết truyền qua điều khiển tự động dạng tín hiệu điện để điều khiển hệ thống lái tên lửa, điều khiển tên lửa bay theo quĩ đạo lí thuyết Trái tim hệ thống tích hợp lọc tối ưu Kalman 3.2.6.2 Bản chất lọc Kalman Hình 3.5 mô hình hóa hoạt động mạch lọc Kalman Chúng ta có tín hiệu đo (trong trường hợp cụ thể kết định vi từ hệ thống GPS), mặt khác ta lại có mô hình hóa quĩ đạo (hay điểm liên tục đường bay) mà số liệu đầu vào hệ thống quán tính xác định Cả hai kết đưa đến hệ phương trình mạch lọc để ước lượng trạng thái Kết sau ước lượng sai lệch tọa độ vân tốc thời điểm t vật thể bay so với quĩ đạo đà xác định thông qua số liệu đầu vào Ngoài ra, lọc Kalman cã nhiƯm vơ hiƯu chØnh (läc) c¸c sai sè cảm biến vận tốc gia tốc gây Hình 3.5 Sơ đồ thuật toán Kalman 93 Bộ lọc Kalman hiệu linh hoạt việc kết hợp đầu bị nhiễu cảm biến quán tính để ước lượng trạng thái hệ thống không ổn định Tín hiệu bị nhiễu từ cảm biến quán tính GPS bao gồm thông tin vị trí, vận tốc, tọa độ vật thể bay Những tác nhân làm hệ thống không ổn định nhiễu cảm biến, người sử dụng nhiễu môi trường (điều kiện khí tượng) Bộ lọc Kalman dùng để ước lượng lỗi cảm biến quán tính gây ta xây dựng vectơ trạng thái x lọc từ lỗi Các giá trị thu từ GPS dùng để xây dựng vectơ đo lường z Sau mô hình hóa lỗi thực chu trình Kalman với ước lượng vectơ trạng thái ma trận tương quan thời điểm ban đầu Cấu trúc gọi cấu trúc GPS hỗ trợ INS lỗi xử lý theo kiểu vòng mở vòng đóng mô tả Hình 3.6 Hình 3.7 Hình 3.6 Sơ đồ cấu trúc GPS/INS vòng mở Hình 3.7 Sơ đồ cấu trúc GPS/INS vòng kín 94 3.2.6.3 Kết mô Hình 3.8 kết mô pháng tr­êng hỵp hƯ thèng INS ch­a kÕt hợp với GPS Nhận thấy quỹ đạo hệ thống INS (đường màu xanh) khác quỹ đạo thực tế (đường màu đen) Thời gian cập nhật liệu từ cảm biến quán tính 10ms Qũy đạo tạo đường tròn màu đỏ hệ thống GPS có thời gian cập nhật 1s độ lệch chuẩn 20m Hình 3.9 kết mô trường hợp hệ thống INS đà kết hợp víi GPS vµ dïng läc Kalman Thêi gian cËp nhËt từ cảm biến quán tính 0.01s, từ GPS 1s từ Kalman 0,5s Trong trường hợp hƯ thèng ®ét ngét mÊt tÝn hiƯu cđa GPS , lúc hệ thống phải hoàn toàn dựa vào thông tin từ INS dự đoán trạng thái hệ thống Dĩ nhiên, độ xác bị giảm tín hiệu GPS hoạt động trở lại lọc Kalman cần thời gian nhỏ (cỡ vài giây) lại bám chặt quỹ đạo lí tưởng (quĩ đạo thực) Trong trường hợp quân đội Mĩ tái khởi ®éng chÕ ®é nhiƠu SA th× ®é lƯch chn cđa GPS vào khoảng 40- 50 mét Lúc lọc Kalman có mặt chế độ SA nên dùng độ lệch chuẩn 20m độ chÝnh x¸c cđa lèi sau läc Kalman cã bị suy giảm, tốt độ xác GPS Hình 3.8 Quĩ đạo theo hướng Bắc INS chưa kết hợp GPS 95 Hình 3.9 Quĩ đạo theo hướng Bắc INS kết hợp GPS dùng läc Kalman 3.2.6.4 KÕt luËn Nh­ vËy, qua nghiªn cøu phân tích kết luận mục tiêu mà luận văn đưa dẫn đường cho vật thể bay tự hành đà giải quyết, chức dẫn đường chủ yếu hệ thống quán tính INS đà lắp đặt vật thể bay (tên lửa) Tuy nhiên, hệ thống dẫn đường quán tính lại có nhược điểm cố hữu lỗi nghiêm trọng tượng trôi cảm biến gia tốc vận tốc Do vậy, để làm nhiệm vụ nắn chỉnh lại nhằm ®iỊu khiĨn vËt thĨ bay bay theo q ®¹o ®· xác định trước có hệ thống GNNS làm nhiệm vụ Điều lần khẳng định ưu kết hợp INS GPS Xét mặt độ xác, vật thể bay tự hành ứng dụng công nghệ tích hợp GPS/INS cho ta kết có độ xác cao ®é chÝnh x¸c cđa hƯ thèng GPS hay INS hoạt động độc lập Độ xác nâng cao ta tăng số trạng thái lọc Kalman mô hình hóa tác nhân gây lỗi khác cảm biến quán 96 tính Rõ ràng, xu hướng kết hợp GPS/INS xu hướng tất yếu vấn đề định vị đẫn đường tương lai Các cường quốc có tiềm lực mặt quân trình độ khoa học công nghệ cao Mĩ, Nga, ấn độ.đà triển khai cải tiến chế tạo nhiều loại vị khÝ c«ng nghƯ cao, vị khÝ th«ng minh dùa nguyên lí kết hợp GPS INS hay đơn định vị dẫn đường GPS Với Việt Nam chúng ta, nằm chương trình ''Hiện đại hóa vũ khí, trang thiết bị tên lửa'' khuôn khổ hợp tác quân Việt Nam Nga đà triển khai nhiều hạng mục, vấn đề định vị dẫn đường cho tên lửa phần quan trọng nhằm nâng cao độ xác hiệu tiêu diệt mục tiêu đáp øng víi chiÕn tranh sư dơng vị khÝ c«ng nghƯ cao xảy tương lai Tuy nhiên, sử dụng hệ thống định vị toàn cầu Mĩ hay hệ thống khác có chức tương tự GLONASS Nga hay GALILEO Cộng đồng châu Âu bị lệ thuộc bị khống chế chiến tranh xảy Về cách giải vấn đề này, có đề xuất phần kiến nghị 97 Kết luận kiến nghị Trên sở nghiên cứu, tìm hiểu số phương pháp định vị dẫn đường vật thể bay tự hành lí thuyết bản, rút số kết luận đề xuất kiến nghị sau: Kết luận Lịch sử phát triển ứng dụng công nghệ định vị dẫn đường với nhiều phương pháp đa dạng phù hợp với trình độ phát triển khoa học kĩ thuật qua giai đoạn Tuy nhiên, với mục tiêu tắt đón đầu mặt công nghệ, tập trung nghiên cứu tìm hiểu hai nguyên lí phương pháp định vị dẫn đường mang tính đại đà ứng dụng rộng rÃi nhiều lĩnh vực, đặc biệt lĩnh vực quân nước có trình độ khoa học kĩ thuật phát triển Thế giới Qua nghiên cứu, kết luận rằng: khả kết hợp hai phương pháp định vị dẫn đường đà nêu luận văn hoàn toàn có sở có khả triển khai trªn thùc tÕ Tuy nhiªn, viƯc øng dơng cho loại vật thể bay cụ thể cần phải có bước nghiên cứu cụ thể đòi hỏi phải có phối kết hợp nhiều ngành, nhiễu lĩnh vực Mục tiêu mà luận văn đề nghiên cứu, tìm hiểu chức định vị dẫn đường hệ thống Trong đó, chức dẫn đường chủ yếu thuộc hệ thống dẫn ®­êng qu¸n tÝnh Song, hƯ thèng dÉn ®­êng qu¸n tÝnh có số nhược điểm khắc phục lỗi tượng trôi cảm biến gia tốc vận tốc dẫn đến sai số tích lũy theo thời gian Để khắc phục vấn đề này, xét thấy có GNSS làm nhiệm vụ thông qua việc xác định vị trí theo thời gian thực sau khoảng thời gian định người lập trình Các hệ thống định vị dẫn đường vệ tịnh mà sử dụng nước ngoài, có nghĩa tính độc lập tự chủ Trong trường hợp hệ thống bị khống chế ngừng 98 hoạt động hệ thống INS khởi động dẫn đường cho vật thể bay Kết nghiên cứu dừng lại sở lí thuyết với phần thực nghiệm từ Viện tên lửa trung tâm nghiên cứu nước Do vậy, để triển khai thực tế cần phải có bước chuẩn bị mặt lí thuyết trang thiết bị ứng dụng để làm thực nghiệm Độ xác theo phương án kết hợp nâng lên đáp ứng yêu cầu chiến tranh cã sư dơng vị khÝ c«ng nghƯ cao Khả kết hợp hai hệ thống định vị dẫn đường để giải toán dẫn đường cho vật thể bay khả thi có đầy đủ sở để triển khai thực tế tương lai gần Kết nghiên cứu cho thấy, xu hướng ứng dụng tương lai vật thể bay dùng cho mục đích quân sự, cứu hộ, cứu nạn mục đích khác Kiến nghị Cần phải tiếp tục nghiên cứu, thu thập tài liệu bí mật nước nhằm giải mà cho vấn đề mà chưa thiết lập cách vững Sau cần phải có phối kết hợp nghiên cứu nhà khoa học quân đội nhằm xây dựng trung tâm nghiên cứu thực nghiêm chuyên sâu để nhanh chóng triển khai thực tế Để khắc phục nhược điểm hệ thống GPS tạo lập tính chủ động đề xuất phương án tạo điểm ''giả vệ tinh'' (Pseudolite) với mật độ đủ dày bao phủ toàn lÃnh thổ lÃnh hải nước ta Các điểm "giả vệ tinh" làm nhiệm vụ có chức vệ tinh GPS, lại cố định mặt đất Tuy nhiên, vấn đề công nghệ chế tạo máy phát tín hiệu vệ tinh cần tiếp cận để giải Tóm lại, vấn đề mà nghiên cứu dựa tảng hệ thống định vị dẫn đường đà có sẵn, đề xuất phương án kết hợp 99 lựa chọn phương ¸n kÕt hỵp tèi ­u cã thĨ triĨn khai tương lai vật thể bay tự hành đại diện tên lửa Scoud Do khả tiếp cận hạn chế nguồn tài liệu, phần nguyên lí dẫn đường vốn bí mật không công bố, nên mong nhận bảo, giúp đỡ nhà khoa học, thầy giáo cô giáo bạn đồng nghiệp để nội dung vấn đề nghiên cứu đầy đủ 100 Tài liệu tham khảo Binh chủng Pháo binh (2009), Tên lửa 8K- 14J, Nhà xuất Quân đội nhân dân Đặng Nam Chinh (2010), ứng dụng GPS thành lập, chỉnh sử dụng đồ, (Dùng cho học viên cao học ngành trắc địa), Trường Đại học Mỏ- Địa chất, Hà Nội Đỗ Ngọc Đường (2003), Cơ sở trắc địa vệ tinh, (Dùng cho cao học ngành trắc địa), Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Trần Khánh (2010), ứng dụng công nghệ trắc địa công trình, Nhà xuất giao thông vận tải Phạm Hoàng Lân (1973), Trọng lực trắc địa, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Phạm Hoàng Lân (1997), Công nghệ GPS, (Dùng cho cao học ngành trắc địa), Trường Đại học Mỏ - Địa chất Phạm Hoàng Lân (2009), Bài giảng định vị không gian, (Dùng cho cao học ngành trắc địa), Trường Đại học Mỏ - Địa chất Mobinder S.Grewal, Lawrence R.Weill, and Angus P Anderews (2007), Global Positioning, Inertial Navigation, and Integration, John wiley & Sons Inc ... kiện cần thiết để triển khai tương lai gần, định lựa chọn đề tài: ' 'Nghiên cứu, tìm hiểu số phương pháp định vị dẫn đường vật thể bay tự hành khả triển khai Việt Nam" 9 Mục đích nghiên cứu Để giải... sơn Nghiên cứu, tìm hiểu số phương pháp định vị dẫn đường vật thể bay tự hành khả triển khai việt nam Chuyên ngành: Kỹ thuật Trắc địa Mà số: 60.52.85 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Người hướng dẫn. .. chuyển động vật thể bay tự hành 1.2.1 Một số khái niệm 1.2.1.1 Vật thể bay tự hành 15 Vật thể bay tự hành vật thể hay phương tiện nhân tạo tự trì quĩ đạo bay khí vũ trụ Ví dụ như: máy bay, tên lửa,