GNSS є основою сучасної авіаційної навігації, але з огляду на зростаючі ризики радіоперешкод та підробки даних покладатися GNSS на GNSS вже небезпечно. Головне питання в галузі навігації полягає вже не в тому, наскільки ефективно система працює з RTK або в складних міських умовах, а в тому, як далеко можна летіти — і з якою точністю — коли GNSS ?
Щоб відповісти на це питання, потрібно набагато більше, ніж один тест. Це вимагає повторюваних, контрольованих та статистично значущих оцінок.
Надання звіту про тестування продуктивності інерційної навігаційної системи (INS) вdenied — це не про створення гарного графіку чи оприлюднення одного вражаючого числа, яке часто виражається у «відсотках від пройденої відстані». Йдеться про демонстрацію реальної продуктивності в реальних сценаріях — тих самих умовах, з якими стикаються наші клієнти в польових умовах. Ось чому в SBG Systems ми вирішили скласти звіт про авіаційну навігацію за розрахунком (Dead Reckoning) у форматі кваліфікації, а не просту «підібрану» демонстрацію.
Результати, представлені в нашому звіті, базуються на короткому, але значущому статистичному наборі даних. Ми проаналізували численні випадки втрати сигналу та отримали статистичні дані, щоб надати репрезентативну картину реальної продуктивності. Найкращий результат може трапитися один раз із трьох спроб — або один раз із десяти тисяч. Публікація лише цього результату була б просто оманливою.
Ця коротка стаття пояснює, чому цей підхід має значення та на що слід звертати увагу під час інтерпретації звітуdenied . Мета полягає в тому, щоб допомогти вам приймати обґрунтовані рішення під час вибору правильного рішення для вашого застосування.
Чому б не показати лише один GNSS , як це роблять усі інші?
Насправді навігація БПЛА вdenied GNSS denied даних про повітряні потоки — це не проста справа. Дуже важливо враховувати умови навколишнього середовища.
Ось кілька причин, чому покладатися на один ідеальний варіант відсутності сигналу — це оманливе уявлення:
Стабільний повітряний потік = найкращий варіант: коли повітряний потік навколо літального апарата стабільний, динамічне середовище є рівномірним, і INS краще.Але це не відображає всі місії.
Відсутність вібрації = найкращий випадок: Вібрації погіршують стабільність інерційних датчиків та оцінку похибок. Політ з низьким рівнем вібрації або добре демпфована система є набагато простішими.
Петлі та повороти природно приховують heading : Повороти компенсують heading та штучно покращують похибку положення. Це також робить цифри чудовими. Вражаюче, звичайно… але продуктивність при прямому польоті все ще невідома. Прискорення та обертання допомагають оцінити похибки. У місії прямолінійного польоту INS складніше завдання – але саме тут продуктивність має значення для багатьох клієнтів, і саме це робить INS особливим.
Температура має значення – і то велике: Зміни температури модифікують похибки датчиків, коефіцієнти масштабування та характеристики шуму. У контрольованих або постійних температурних умовах INS у своїй зоні комфорту, надаючи надто оптимістичну картину.Але реальні місії передбачають: швидкі перепади температури (підйом на висоту), холод, розріджене повітря на великій висоті, гаряче середовище поблизу двигунів.
Що ви отримаєте, якщо всі умови будуть виконані?
Коли всі фактори нарешті збігаються — ідеально загашені коливання, рівномірний потік повітря, стабільна температура — система INS свої найкращі можливості. Така продуктивність змушує інженерів ламати голову над тим, як повторити це знову… і змушує наших клієнтів посміхатися від вуха до вуха: Ellipse, з його IMU промислового класу, поводиться як INS тактичного класу, відхиляючись лише на 0,56% від пройденої відстані — приблизно 30 м на 5 км. Ekinox Micro планку, скорочуючи відхилення до 0,13% DT, приблизно 7,2 м. А Apogee? Ледь рухається на 2 м за ті ж 5 км.
Як розтлумачити звітdenied ?
Оцінюючи dead reckoning , не починайте з кінцевих показників похибки, а з траєкторії.
Ось покроковий посібник із 6 кроків, якого вам слід дотримуватися:
1 – Спочатку перевірте траєкторію
Геометрія польоту визначає, чи є тест складним, чи штучно спрощеним.Багато «маркетингових тестів» використовують: короткі петлі, схему гоночної траси або повторювані сегменти розвороту. Ці траєкторії компенсують інерційні помилки і роблять показники продуктивності нереально хорошими.
2 – Перевірте кількість відключень
Одне відключення — це одна вибірка. Воно може виглядати чудово — або жахливо — просто завдяки випадковості.
3 – Зверніть увагу на тривалість перебоїв, а не лише на пройдений шлях та швидкість
Звіт, який показує лише 10–20-секундні перебої, нічого не говорить про те, як INS під час триваліших GNSS .
4 – Перевірте, як повідомляється про похибку
Деякі специфікації подають лише середню похибку, що може вводити в оману та не є справді репрезентативним для реальних показників. Більш змістовні оцінки зазвичай зосереджуються на похибці наприкінці перебоїв, яка відображає фактичний зсув, накопичений під час GNSS або denied . Також важливо перевірити, чи похибка виражається для кожної осі окремо та чи використовується середньоквадратичне відхилення (RMS) або інший статистичний показник. В ідеалі слід надавати повну динаміку похибки в часі, що дає повне уявлення про поведінку системи протягом усього періоду перебоїв, а не покладатися на одне узагальнене значення.
5– Зверніть увагу на умови навколишнього середовища (про це рідко згадують, але це дуже важливо)
INS чутливі до реальних зовнішніх впливів: вібрацій, перепадів температури, викривлень повітряного потоку та змін магнітних умов (для систем з магнітометром).
6 – Перевірте форму кривої INS . Вона повинна демонструвати лінійне або експоненціальне зростання — а не синусоїдальну поведінку.
Жовта та синя криві відображають типовий INS , коли платформа рухається по прямій без GNSS. Похибка з часом неухильно зростає — лінійно або експоненціально, що є цілком очікуваним. Натомість зелена крива (фігура) не відповідає типовому INS . Похибка, яка спочатку зростає (лінійно або експоненціально), а потім утворює «виступ» і починає зменшуватися, вказує на те, що траєкторія не є прямою.
Ця закономірність свідчить про те, що відбувся поворот або зміна напрямку, що призводить до часткового скасування похибки замість її монотонного зростання.
Як ми завойовуємо довіру наших клієнтів?
Прозорість лежить в основі нашого підходу. Ми завойовуємо довіру клієнтів завдяки ретельним випробуванням та чесній звітності про результати роботи. Замість того, щоб демонструвати ідеальні сценарії, ми перевіряємо наші рішення в реалістичних, складних умовах і надаємо статистично репрезентативні результати — а головне, ми робимо ці результати безпосередньо доступними для наших клієнтів. Це дає нашим клієнтам можливість приймати рішення, ґрунтуючись на тому, що насправді відбувається в реальних умовах, а не на тому, що працює лише в ідеальних умовах.
Ознайомитися з повним звітом про випробування в польових умовах