Методи вторинного перетворення інформації для оцінювання просторової орієнтації об'єктів

Abstract

UK: Постановка проблеми. Наразі знаходять широке застосування системи, в яких необхідно проводити оцінювання параметрів просторової орієнтації об'єктів. Приклади таких систем – комп'ютерні системи (КС) управління буровим снарядом під час георозвідки, системи прогнозування сейсмічної загрози, діагностичні системи в атомній енергетиці та ін. Таке оцінювання здійснюється, як правило, програмно-апаратними компонентами оцінки просторової орієнтації (ПАКОПО), які входять до спеціалізованих КС і призначені для первинного і вторинного перетворення інформації. При цьому незміщеність оцінки орієнтації визначає ефективність застосування КС. Значна кількість ПАКОПО працює в складних умовах, які характеризуються наявністю вібрації та магнітних аномалій, нестабільністю температури тощо, за жорстких обмежень на розміри первинних перетворювачів (ПП). Аналіз існуючих ПАКОПО показав, що необхідність забезпечення достатньої для потреб практики незміщеності оцінки орієнтації викликає до підвищення ресурсоємності КС у цілому, що суттєво звужує сферу їх застосування. Це зумовлює суперечності між ефективністю і ресурсоємністю ПАКОПО та спеціалізованих КС в цілому. Мета статті. Для вирішення цієї суперечності пропонуються методи вторинного перетворення вимірювальної інформації, що дозволяють забезпечити задану незміщеність і підвищити ефективність оцінювання просторової орієнтації об’єктів. Висновок. Шляхом математичного моделювання ПП, а також попереднього визначення інструментальних похибок ПП і параметрів зовнішніх магнітних аномалій, знайдено методи вторинної обробки інформації, які дозволяють значно знизити зміщеність оцінки просторової орієнтації об’єктів за допомогою ПАКОПО у складі спеціалізованих КС.

RU: Постановка проблемы. Сегодня находят широкое применение системы, в которых необходимо проводить оценку параметров пространственной ориентации объектов. Примерами таких систем являются компьютерные системы (КС) управления буровым снарядом при георозведке, системы прогнозирования сейсмической опасности, диагностические системы в атомной энергетике и другие. Такая оценка осуществляется, как правило, программно-аппаратными компонентами оценки пространственной ориентации (ПАКОПО), входящими в специализированные КС и предназначенными для первичного и вторичного преобразования информации. При этом несмещенность оценки ориентации определяет эффективность применения КС. Значительное количество ПАКОПО работает в сложных условиях, характеризующихся наличием вибрации и магнитных аномалий, нестабильностью температуры и т. д., при жестких ограничениях на размеры первичных преобразователей (ПП). Анализ существующих ПАКОПО показал, что необходимость обеспечения достаточной для потребностей практики несмещености оценки ориентации приводит к повышению ресурсоемкости КС в целом, что существенно сужает сферу их применения. Это порождает противоречия между эффективностью и ресурсоемкостью ПАКОПО и специализированных КС в целом. Цель статьи. Для разрешения этого противоречия в данной работе предлагаются методы вторичного преобразования измерительной информации, позволяющие обеспечить заданную несмещенность и повышающие эффективность оценки пространственной ориентации объектов. Вывод. Путем математического моделирования ПП, а также предварительного определения инструментальных погрешностей ПП и параметров внешних магнитных аномалий, разработаны методы вторичной обработки информации, которые позволяют в значительной степени снизить смещенность оценки пространственной ориентации объектов с помощью ПАКОПО в составе специализированных КС.

EN: Problem statement. Today, systems in which it is necessary to evaluate the parameters of the spatial orientation of objects are widely used . Examples of such systems are computer systems (CS) for drilling control during geological exploration, seismic hazard prediction systems, diagnostic systems in nuclear energy, and others. Such an assessment is carried out, as a rule, by the software and hardware components of the spatial orientation assessment (SHCSOA) included in specialized CSs and are intended for primary and secondary transformation of information. In this case, the bias of the orientation estimation determines the efficiency of the use of the CS. A number of SHCSOA works in difficult conditions, characterized by the presence of vibration and magnetic anomalies, instability of the temperature, etc., with severe restrictions on the size of the primary sensors (PS). An analysis of the existing PAKOPOs showed that the need to ensure the orientation estimation is sufficient for the needs of the practice leads to an increase in the resource of the CS as a whole, which significantly narrows their scope. This gives rise to a contradiction between the efficiency and resource intensity of SHCSOA and specialized CSs. Purpose. To resolve this contradiction, this paper proposes methods for the secondary conversion of measurement information, which can provide a given bias and increase the efficiency of assessing the spatial orientation of objects. Conclusion. By mathematical modeling of the PS, as well as by preliminary determination of the instrumental errors of the PS and the parameters of the external magnetic anomalies, methods of secondary processing of information are proposed that can significantly reduce the bias in the estimation of the spatial orientation of objects using SHCSOA as part of specialized CS.