Для решения навигационной проблемы на борту БПЛА установлены навигационные датчики. Современные датчики обладают достаточной точностью приземления для выполнения посадки маломаневренных объектов, к которым относятся БПЛА класса Medium-Altitude LongEndurance (MALE) [1–8]. Такими датчиками, например, являются корректируемый спутниковый навигационный приемник в совокупности с баровысотомером или радиовысотомером. Однако предположение о том, что все датчики навигационной системы надежны, является слишком оптимистичным, и его применение может привести к аварийной посадке и потере БПЛА, поскольку практический опыт показывает, что навигационные системы не обладают бесконечной надежностью и подвержены различным внешним воздействиям. Это то, что объясняет специфику робастного решения навигационной задачи, которую можно разделить на две подзадачи [3, 8]:
1. Определение текущих навигационных параметров БПЛА с использованием оптимальной обработки измерений от всех бортовых навигационных датчиков.
2. Обнаружение и изоляция отказов датчиков при навигации с помощью усеченной конфигурации навигационных датчиков.
Учитывая эти факты, построение алгоритмов для интегрированных навигационных систем на основе фильтра Калмана может снизить надежность всей системы, если не предусмотреть специальных процедур для решения задачи выявления сбоев. [10]
Рассмотрим один из вариантов алгоритма комплексирования, позволяющий решить обе задачи, на примере определения текущей высоты полета по трем видам измерений:
• геометрическая высота над поверхностью измеряется радиовысотомерами;
• барометрическая высота измеряется датчиками статического давления;
• высота над земным эллипсоидом измеряется с помощью спутниковых систем.
Геометрическая высота является кратчайшим расстоянием от поверхности, над которой осуществляется полет, до антенны радиовысотомера.
Барометрическая высота представляет собой измерение статического давления, которое пересчитывается в высоту в соответствии со стандартной моделью атмосферы по формуле (1) [9]: