Важное
SIPRI: общемировые военные расходы установили новый рекорд
Зоркий "Пластун" 
|
Главная / Ссылки / Организации / Российский общественный институт навигации / Журнал "Навигация и гидрография"
Исследования в области методов комплексной обработки навигационной информацииКратко описываются основные этапы эволюции методов обработки и представления навигационной информации. Отмечается роль Института и его сотрудников в разработке концепции и математических методов комплексной обработки разнородной навигационной информации, обеспечивающих повышение точности и надежности процесса навигации.
В современных условиях осуществление процесса навигации немыслимо без решения большого числа сложных логических и математических задач. Сам процесс навигации, включающий определение положения и параметров перемещения движущегося объекта в избранной системе координат, требует непрерывного решения задач сбора, обработки и представления потребителям необходимого объема навигационной информации. Таким образом, процесс навигации по своей сути является процессом информационным. Технические средства навигации являются лишь материальным воплощением идей, способов и методов добывания, обработки и представления необходимой навигационной информации.
Динамику развития процесса навигации в прошлом и обозримом будущем можно условно разделить на несколько этапов. На первом этапе, с древнейших времен до середины прошедшей войны, усилия специалистов навигаторов были направлены на поиск новых способов получения информации об отдельных навигационных параметрах (курса, скорости). Счисление текущих координат места реализовывалось путем интегрирования значений курса и скорости с целью получения текущих координат места объекта. Данные о внешней среде (течения) получались из справочных пособий. Средством отображения навигационной информации служила морская карта. Погрешности счисления, как правило, значительно превосходили погрешности обсерваций. Поэтому объединение информации о счислимых и обсервованных данных не имело ни физического ни математического смысла и потребности в разработке методов комплексной обработки информации не существовало. Следует, однако, отметить, что на последних этапах начального периода все же существовали способы и методы совместной обработки информации от отдельных измерительных средств, погрешности которых были одного порядка. К таким можно, например, отнести обобщенный метод линий положений В.А.Каврайского. Второй этап в развитии методов и способов обработки информации характеризовался поиском путей объединения информации от нескольких однотипных или разнотипных источников (датчиков), содержащих сведения об одноименном параметре или измерении. Этому способствовало бурное развитие технических средств навигации, основанных на различных физических принципах. Среди средств курсоуказания появились гироскопические системы, среди средств измерения скорости – различные типы лагов. Интенсивно развивались средства коррекции навигационных параметров, основанные на радиотехническом, электромагнитном, гидроакустическом и других физических принципах измерений. Астрономический способ определения места перестал быть единственно возможным вне видимости берегов. Идеи комплексной обработки информации витали в воздухе, был известен ряд интересных теоретических разработок по приложению классических математических методов к решению задач обработки навигационной информации. Практическое внедрение таких разработок было невозможным, т.к. в этот период не было средств вычислительной техники, обладающих требуемым объемом памяти и быстродействием. Этот этап был непродолжительным и по своей сущности являлся переходным, но имел очень важное значение. В его рамках был получен задел по переходу к современным методам комплексной обработки навигационной информации, выполнен большой объем работ по обоснованию методов обработки информации перспективных навигационных систем и комплексов. Особо интенсивно эти работы начали проводится с 1964 г., после восстановления Института, как самостоятельного научного учреждения ВМФ. Над успешным решение проблем математического обеспечения навигационных систем и комплексов трудились многие научные коллективы под руководством А.И.Баранова, Р.Н.Беркутова, В.П.Васильева, А.Г.Герболинского, Г.Г.Данилина, В.П.Заколодяжного, Н.Н.Ломасова, В.А.Монтелли, Г.А.Смолина, Е.Ф.Суворова, А.В.Федотова, А.В.Фокина, В.А.Фуфаева. Большое внимание этим вопросам уделяли начальник Института Ю.И.Максюта и его заместитель В.Д.Теплов. Особо следует отметить большой личный вклад в этот период в развитие методов математической обработки навигационной информации сотрудников института Е.А.Ананченко, К.А.Виноградова, М.А.Казанкова, Г.С.Кочнева, М.А.Куражева, И.А.Кукулевского, Б.А.Осюхина, П.П.Скородумова, А.А.Сорокина, Суспицина Е.Н., И.И.Тузова. Переход к третьему этапу развития методов математической обработки навигационной информации на рубеже 60-х годов был подлинно революционным. Появление инерциальных навигационных систем и средств цифровой вычислительной техники, появление и быстрое развитие спутниковых навигационных систем привели к небывалому совершенствованию как самих методов навигации, так и методов математической обработки навигационной информации. Появились новые возможности в реализации счисления. Наряду с классическим интегральным счислением получили право на существование и быстро завоевали главенствующее положение методы инерциальной навигации и обсервационное счисление. Навигационная информация стала настолько разнообразной, что остро встал вопрос о необходимости ее комплексной обработки с целью получения оптимальных решений. Еще в конце 50-х – начале 60-х годов появились первые навигационные комплексы (НК), но они строились по аналоговому принципу и с информационной точки зрения по существу не были комплексами. Положение изменилось в конце 60-х – начале 70-х годов с внедрением цифровой обработки информации. Нужны были организационные и технические решения для обеспечения своевременного и качественного выполнения научных исследований в области комплексной обработки навигационной информации и внедрения результатов этих работ в практику навигационного приборостроения. В промышленности под руководством талантливых специалистов В.В.Васильева, С.П.Дмитриева, О.В.Кищенкова, В.Г.Пешехонова, Б.С.Ривкина, А.П.Сапожникова и многих других над этими проблемами работали крупные коллективы ученых и конструкторов. Необходимо было координировать усилия специалистов промышленности, сформировать и проводить в жизнь единую техническую политику в области комплексной обработки навигационной информации. С этой целью в 1971 г. в Институте была сформирована лаборатория математического обеспечения НК под руководством М.А.Куражева, в которой были сосредоточены все специалисты, работавшие над этими вопросами. Но комплексников среди них оказалось всего двое – М.А.Казанков и М.А.Куражев. Было ясно, что с такой большой проблемой при столь малом числе специалистов быстро не справиться. В этих условиях руководством Института было принято единственное правильное решение – привлечь к работам по математическому обеспечению НК широкий круг специалистов предприятий навигационного приборостроения и МинВУЗа. В короткие сроки были выданы технические задания и начались поиски и разработки новых методов комплексной обработки навигационной информации. Главным недостатком этих работ было то, что каждая организация промышленности разрабатывала методы математической обработки информации применительно к нуждам своих технических средств, единой идеологии в этом вопросе не существовало. Среди организаций МинВУЗа хорошие результаты показала лишь группа специалистов Сибирского физико-технического института (СФТИ, г.Томск) под руководством В.В. Поддубного, которая в течении нескольких лет выполняла работы по заданиям Института. Одновременно проводились исследования в области математической обработки информации и отделах Гос.НИНГИ. В связи со сложностью рассматриваемых вопросов в структуре Института был сформирован специальный отдел математического обеспечения спутниковых навигационных систем, идейным вдохновителем создания которого был Ю.С.Дубинко, а после формирования самостоятельного отдела его возглавил В.А.Пыленков. Вопросы развития методов математического обеспечения НК были тесно связаны с развитием принципов аппаратурного комплексирования. После выполнения ряда научных исследований, по согласованию между организациями ВМФ и промышленности, в качестве основного был принят модульный принцип построения НК. Однако при его внедрении возникло большое число проблемных вопросов, которые не имели простых решений. Поэтому в 1976 г. в Институте был сформирован отдел математического обеспечения НК, который должен был сформулировать принципы технической политики в области комплексной обработки навигационной информации и обеспечить внедрение их в практику построения НК. На мою долю выпала честь быть первым и единственным начальником этого отдела. Отдел формировался на базе лаборатории М.А.Куражева, но к моменту образования отдела в ней уже не осталось ни одного специалиста в области комплексной обработки навигационной информации. Все нужно было начинать с нуля. Огромную помощь и поддержку в организации работы отдела оказал А.В.Федотов, который был в то время заместителем начальника, а с 1978 г. стал начальником Института. На ряд должностей были назначены выпускники ВМА и ВСОК ВМФ, имеющие хорошую математическую подготовку, были также призваны из запаса молодые выпускники ленинградских ВУЗов, часть специалистов ранее работали в гражданских учреждениях. Это был очень разношерстный коллектив. Объединяло их только то, что все они хорошо разбирались в общих вопросах математики. Большинство сотрудников отдела имели смутные представления о навигации вообще и о НК в частности. Нужна была интенсивная учеба и, в то же время, необходимо было обеспечить проведение работ, перешедших к отделу из лаборатории М.А.Куражева. Это были очень трудные времена, но коллектив с задачей справился. К моменту формирования отдела СФТИ заканчивал разработку и анализ математических моделей всех видов датчиков навигационной информации, а также оценку возможности использования в комплексной обработке навигационной информации самых передовых математических методов. Эта работа дала возможность наметить пути дальнейших исследований. К 1980 г. отдел смог взяться за выполнение первой самостоятельной НИР, направленной на обоснование принципов технической политики в области методов комплексной обработки навигационной информации. Самой большой трудностью при проведении этой работы оказалось согласование принципов построения системы комплексной обработки информации с принципами технического построения НК. Дело в том, что принятый в качестве основного модульный принцип построения НК не позволял создать унифицированный модуль комплексной обработки информации (КОИ), который можно было бы, как составной "кирпичик" включать в состав любой технической структуры НК. Из-за модуля КОИ нарушалась стройная идея создания базового набора модулей. С другой стороны основной объем навигационной информации получался и обрабатывался в модулях инерциальных систем. Было неясно, где же воплотить комплексное объединение информации – в инерциальных системах, или в модулях КОИ. Неясно было где и как обрабатывать информацию от различных модулей коррекции (спутниковых, радионавигационных, гидроакустических и других). Здесь следует отметить, что большой вклад в решение этого проблемного вопроса внесла группа молодых специалистов в области инерциальной навигации, работавших сначала под руководством В.А.Каракашева, а затем Г.И.Емельянцева. В 1981 г. работа по обоснованию принципов построения математического обеспечения КОИ НК была закончена. В ней обосновывалась целесообразность раздельного рассмотрения информационной и технической структур НК и содержались предложения по информационному построению отдельных измерительных модулей и модуля КОИ НК. В последующих работах Института, выполненных в период с 1981 по 1987 г., были обоснованы принципы разработки и внедрения адаптивных методов обработки навигационной информации, намечены пути и принципы идентификации модулей погрешностей навигационных измерителей, совместно со специалистами промышленности созданы первые нормативные документы, отражающие порядок разработки, внедрения и корректировки математического обеспечения НК, исследованы принципы комплексной обработки информации о различных физических полях Земли. В этих работах под руководством В.А.Винклера успешно трудились А.П.Васильев и И.Л.Тютин. Решались также отдельные частные вопросы, касающиеся построения системы КОИ НК. Отдел принимал активное участие в научно-техническом сопровождении работ в промышленности по вопросам построения КОИ НК, в ходе которых был сделан ряд предложений по совершенствованию методов обработки информации, которые были приняты промышленностью к реализации. Наиболее активно в отделе работали В.М.Бегунов, А.В.Ермолаев, В.А.Ренев, И.Л.Тютин, А.В.Филиппов, Ю.Н.Яковлев. В период существования отдела, по решению начальника Института, в нем были сформированы специальные группы по разработке вопросов построения специализированных ЭВМ в НК (руководитель В.А.Ренев), решения задач НГО в АСУ ВМФ на базе единого информационного поля (руководитель В.М.Бегунов) и АСУ тылом ВМФ (Ю.Н.Яковлев). Эти направления затем были выделены в отдельные подразделения. Коллектив отдела стал хорошей школой подготовки научных кадров. Регулярно проводились занятия по методологии научных исследований, по специальным вопросам КОИ НК, а также по общим проблемам навигации и организации научно-технического сопровождения работ в промышленности. Особо следует отметить большую организаторскую и научную деятельность В.А.Винклера, который являлся заместителем начальника отдела, а в последующем стал первым ученым секретарем созданного в Институте докторского диссертационного Совета. Сотрудники отдела А.П.Васильев, В.А.Винклер, А.В.Ермолаев успешно защитили кандидатские диссертации по тематике отдела. Большое внимание вопросам построения систем КОИ НК уделял начальник ГУНиО МО А.И.Рассохо. Начальник отдела делал доклады на Ученом Совете ГУНиО не менее 2-х раз в год. По заданию А.И.Рассохо были сформулированы основные нерешенные проблемы КОИ НК и составлены перспективные 5 и 15-летние планы разработки этих проблем. К сожалению, этим планам не суждено было сбыться. При очередной реорганизации Института отдел был расформирован. Многие сотрудники уволились из Института, другие были назначены в различные подразделения. Хорошо отработанный коллектив прекратил свое существование. Следует отметить, что подавляющее большинство сотрудников отдела хорошо владело техникой работы на универсальных ЭВМ, успешно решало исследовательские задачи методами математического моделированием на ЭВМ. Об уровне квалификации говорит тот факт, что большинство из них устроились на работу в вычислительные центры на должности, вплоть до начальников. Остается надеяться, что при возрождении и реформировании флота, в новых условиях, когда обязательно возникнут проблемы КОИ НК, это важное перспективное направление вновь возродится и продолжит начатые в 70–80-х годах работы.
|
