DonNTU   Masters' portal

Abstract
Processing of multiparameter measurement data in information systems of protection information

Contents

Introduction

In the design process of aircraft is the problem of optimal synthesis, ie, to choose the structure and parameters of the system to ensure its optimum performance.

The complexity of the mathematical description of the aircraft systems , cause inability to create a strict in mathematical sense, method of optimal synthesis. Therefore, the design solution to the problem of synthesis is divided into a series of sequential steps and becomes an iterative process with a cycle – a theory calculations, experiment, analysis. Approximately 40% of all problems are solved with the help of experimental tests. But the complexity and high cost of producing large quantities of aircraft facilities for testing is impractical. To improve the efficiency of flight tests and to reduce material costs for their conduct, it is necessary to provide the most informative parameters of measurement and apply precision measurement systems [1]. Data processing system solves problem which consists of two parts:

  1. Approximate measurements for the reduction to a single point in time [2];
  2. To smooth a possible error of measurement and reduce its influence on the outcome of the treatment system [3,4].

1. Theme urgency

With the rapid development of technology, where the quality and complexity of the aircraft is growing, and trajectory measurements are close to the borders of their precision capabilities, due, mainly, of the atmosphere [5], especially important is the development and application of methods for analyzing trajectory information [6], based on using of redundant measurements to improve the accuracy and reliability of the results of processing [7].

2. Goal and tasks of the research

The aim of the research is the development, simulation [8], and possibly testing of the algorithm ofprocessing multiparameter measurements data on real external trajectory measurements.

The main objectives of the research:

  1. Analysis of existing methods for processing external trajectory measurements;
  2. The choice of architecture and basic concepts of a new processing method on the basis of ongoing research [6, 9–13].

Object of study: methods of processing multiparameter data external trajectory measurements.

Subject of research: the integration of methods of processing of temporal and spatial redundancy.

3. A method of processing multiparameter measurement data

In [10] carried out simulation of multiparameter measurement data processing with spatial redundancy. In general, the functioning of the generalized system with ability to handle temporal redundancy can be represented with next block – diagram (Fig. 1).

block – diagram

Figure 1. Block – diagram

The generalized method makes it possible to get a gain in accuracy by the number of measuring stations (Fig. 2). Error in calculation of the trajectory decreases with the number of stations. And when you consider the features of functioning of each of them and optimize their relative position to the experimental measurements [14], the error can be further reduced. We tested the algorithm was simulated by a typical trajectory – Nesterov loop. For better visibility the initial error is multiplied by 10.

Animation-Error

Figure 2. Animation. Error depends on number of stations
(4 frames, 2 seconds, software – MP Gif Animator)

The next step will be to develop a nonlinear smoothing algorithm using the OBF of the two variables. It is now performed studies [12,15] that justify the possibility of using this mathematical apparatus. But the question arises: "Which of these systems is need to be used?". Further work will be presented in the justification for the selection of one of the cell – matrix structures, verification and simulation of orthogonal OBF processing.

Conclusion

Master's thesis is devoted to actual scientific problem of co-processing of multiparameter measurement data with spatial and temporal redundancy. For today:

  1. Developed a general structure of the processing algorithm;
  2. On the basis of the research proved the possibility of describing the trajectory using orthogonal basis functions of two variables;
  3. Experiments were carried out on the effectiveness of the generalized processing method .

Further studies focused on the following aspects:

  1. Research and selection of one of the proposed cell – matrix structures to describe the trajectory;
  2. Carrying out the numerical simulation of the new algorithm and study its properties and limits of application.

This master's work is not completed yet. Final completion: December 2012. The full text of the work and materials on the topic can be obtained from the author or his head after this date.

References

  1. Кринецкий Е.И. Основы испытаний летательных аппаратов / Е.И. Кринецкий. – М.:Машиностроение,1989 р.
  2. Хлуднева А.В. Обработка избыточных данных измерений при несовпадении моментов измерений во времени / А.В. Хлуднева ,М.В. Михайлов // Десята міжнародна молодіжна науково – практична конференція “Людина і космос”: Збірник тез. – Дніпропетровськ: НЦАОМУ, 2008 р.
  3. Фесенко Д.В. Устранение сбоев с помощью взвешенных приближений в адаптивних алгоритмах сглаживания / Д.В. Фесенко, М.В. Михайлов // Практика и перспективы развития партнерства в сфере высшей школы. Материалы восьмого научно-практического семинара. Донецк, 17-20 апреля 2007г. В 3-х томах. Т. 3 – Донецк , ДонНТУ, 2007 р. – с. 348 – 358.
  4. Травкин Р.В. Проблема исключения грубых ошибок из результатов внешнетраекторных измерений / Р.В. Травкин, В.В. Паслён // XIV Міжнародна молодіжна науково-практична конференція «Людина і Космос»: Збірник тез – Дніпропетровськ, 2012 р.
  5. Огороднийчук Н.Д. Обработка траекторной информации. Ч. I. / Н.Д. Огороднийчук – Киев: КВВАИУ, 1981. 141 с.
  6. Мотылев К.И. Обработка данных измерений, обладающих пространственной избыточностью / К.И. Мотылев, М.В. Михайлов, Е.В Гончаров // Таганрог: Изд–во ТРТУ, 2005. – с.260 – 262.
  7. Мотылев К.И. Метод повышения точности обработки данных траекторных измерений / К.И. Мотылев, В.В. Паслён // III Всероссийская конференция «Радиолокация и радиосвязь» – ИРЭ РАН, 2009 г.
  8. Шеннон Р. Имитационное моделирование систем – Искусство и наука / Р. Шеннон. – М.:«Мир», 1978 р. – 420 с.
  9. Мотылев К.И. Методы обработки данных измерений, обладающих пространственной и временной избыточностью / К.И. Мотылев , М.В. Михайлов , И.Л. Щербов , В.В. Паслён // Системные технологии. Региональный межвузовский сборник научных трудов. - Выпуск 8 (43). – Днепропетровск, 2006 – 149 с.
  10. Дрозда И.В. Реализация обобщенного метода обработки траекторной информации, обладающей пространственной избыточностью / И.В. Дрозда, В.В. Паслён, М.В. Михайлов // Вісник Дніпропетровського університету — Днепропетровск, ДНУ – 2009, Том 17, с. 3–7
  11. Мотылев К.И. Методы повышения точности определения вторичных координат маневрирующих объектов / К.И. Мотылев, В.В. Паслён // Донбас – 2020: перспективи розвитку очима молодих вчених: Матеріали V науково – практичної конференції. м. Донецьк, 25-27 травня 2010 р. – Донецьк, ДонНТУ Міністерства освіти і науки, 2010. – 973 с.
  12. Дрозда И.В. О возможности применения базисных функций двух переменных в практике траекторных измерений / И.В. Дрозда, Я.А. Савицкая, А.В. Мильштейн //8 – я Международная молодежная научно – техническая конференция «Современные проблемы радиотехники и телекоммуникаций» РТ – 2012 – Севастополь: 2012 г, с. 330
  13. Дрозда И.В. Сравнение методов построения ортогональных базисных функций как фундаментальной части алгоритмов сглаживания внешнетраекторных измерений / И.В. Дрозда, В.В. Паслён // 6 – я Международная молодежная научно – техническая конференция «Современные проблемы радиотехники и телекоммуникаций» РТ – 2010 – Севастополь: 2010 г, с. 380
  14. Михайлов М.В. Оптимизация месторасположения измерительных средств / М.В. Михайлов, К.И. Мотылев, В.В. Паслён // IХ Міжнародна молодіжна науково – практична конференція «Людина і Космос»: Збірник тез – Дніпропетровськ: 2007.
  15. Башков Е.А. Адаптивное нелинейное оптимальное сглаживание многопараметрических данных измерений / Е.А. Башков, В.В. Паслён // Университетские микроспутники – перспективы и реальность: международная научно – практическая конференция – Днепропетровск, 2006.