ISSN: 1819-3293; 2415-3915

DOI: 10.31653/1819-3293-2018-1-24-27-33

27.09.2018

Повышение точности обсервации судна при избыточных измерениях

Анотація

Increase of exactness of observation of ship at the surplus measuring

Показано, что плотность распределения погрешности навигационных измерений можно разложить в ряд Грамма - Шарлье типа А, которым можно воспользоваться вместо плотности.
Для стандартной плотности закона распределения Гаусса ненормированной погрешности навигационных измерений доказана ортогональность полиномов Эрмита, что позволило определить аналитические выражения коэффициентов ряда Грамма - Шарлье типа А.

Аналіз статистичних даних похибок навігаційних вимірювань, одержаних останні тридцять років в натурних спостереженнях, показав, що похибки не підкоряються нормальному закону розподілу, а гістограми їх вибірок містять надмірне число членів в крайніх розрядах, що свідчить про позитивний ексцес закону розподілу. Тому як альтернативні нормальному закону були запропоновані моделі змішаних законів розподілу похибок, для яких характерний позитивний ексцес.
Для забезпечення максимально можливої точності обсервацій місця судна необхідно знати закон розподілу похибок навігаційних вимірювань. Проте при обмеженому об'ємі вибірки статистичних матеріалів похибок не вдається за допомогою стандартної процедури визначити закон їх розподілу, хоча є можливість оцінити центральні моменти розподілу. При цьому якщо гістограма вибірки має позитивний ексцес, то можна використовувати розкладання щільності розподілу похибок за допомогою ортогональних поліномів Ерміту, не маючи в своєму розпорядженні її аналітичного виразу, і застосувати його як щільність розподілу.
Показано, що різноманітність законів розподілу вірогідності випадкових похибок, особливістю яких є наявність позитивного ексцесу, може бути уніфіковане використанням ортогонального розкладання з набутими значеннями центральних моментів вищих порядків. Розкладання нормальної щільності нормованої похибки в ряд Грама - Шарлье типу А за допомогою ортогональних поліномів Ерміту є класичним результатом, проте для стандартної щільності закону Гаусу ненормованої похибки в роботі визначені коефіцієнти ряду Грама - Шарлье типу А, і доведена ортогональність поліномів Ерміту.
Одержаний результат дозволяє запропонувати універсальний спосіб опису щільності розподілу ненормованої випадкової величини за допомогою її розкладання в ряд Грама - Шарлье типу А, що забезпечує максимальну точність обсервації місця судна при невідомому законі розподілу похибок вимірювань, що має позитивний ексцес. Це дозволяє визначати обсервовані координати місця судна з максимальною точністю, що забезпечує ефективність обсервованих координат, так як використовуються метод максимальної правдоподібності.

The analysis of statistical these errors of the navigation measuring, got last thirty years in the model supervisions, showed that errors did not submit to the normal law of distributing, and the histograms of their selections are contained by surplus members in extreme digits, that testifies to the positive excess of law of distributing. Therefore as alternative the models of the mixed laws of distributing of errors were offered to the normal law, for which characteristic positive excess.
For providing of maximally possible exactness of observations of place of ship it is necessary to know the law of distributing of errors of the navigation measuring. However at the limited sample size of statistical materials of errors it is not succeeded by standard procedure to define the law of their distributing, although is present possibility to estimate the central moments of distributing. Thus if the histogram of selection has a positive excess, it is possible to use decomposition of closeness of distributing of errors by the ortogonal polynomials of Ermyt, indisposing its by analytical expression, and to apply him as the closeness of distributing.
The analysis of the considered works shows that the variety of laws of probability distribution of casual sizes, the feature of which there is the presence of positive excess, can be compatible by the use of ortogonal decomposition with the got values of central moments of higher orders. Decomposition of normal closeness of the rationed error in a row Gramme - Sharl'e type A by the orthogonal polynomials of Ermyt is a classic result, however for the standard closeness of law of Gauss of the unrationed error in work the coefficients of row are certain Gramme - Sharl'e type A, and proved the ortogonal polynomials of Ermyt.
The got result allows to offer the universal method of description of closeness of distributing of the unrationed casual size by its decomposition in a row Gramme - Sharl'e type A, that provides maximal exactness of observation of place of ship at the unknown law of distributing of errors of measuring, having a positive excess.

Список літератури

  1. Monteiro Luis. What is the accuracy of DGPS? / Sardinia Monteiro Luis, Moore Terry, Hill Chris. // J. Navig. 2005. 58. – № 2. – P. 207 – 225.
  2. Кондрашихин В.Т. Определение места судна / Кондрашихин В.Т. – М.: Транспорт, 1989. – 230 с.
  3. Hsu D. A. An analysis of error distribution in navigation / Hsu D. A. // The Journal of Navigation. – Vol. 32. – № 3. – P. 426 – 429.
  4. Сикирин В.Е. Описание навигационных погрешностей с помощью обобщенного распределения Пуассона/ Сикирин В.Е.// Судовождение: cб. научн. трудов. НУ «ОМА». – 2016. – Вып. 26. – С. 152 – 156.
  5. Астайкин Д.В. Идентификация законов распределения навига-ционных погрешностей смешанными законами двух типов / Астайкин Д.В., Алексейчук Б.М. // Автоматизация судовых технических средств: науч. -техн. сб. – 2014. – Вып. 20. - Одесса: ОНМА. – С. 3 – 9.
  6. Алексейчук Б.М. Идентификация закона распределения погрешностей измерений / Алексейчук Б.М., Пасечнюк С.С. // Судовождение: сб. научн. трудов. НУ «ОМА». – 2016. – Вып. 27. – С. 10 – 14.
  7. Астайкин Д.В. Оценка точности координат судна при избыточных измерениях/ Астайкин Д.В., Сикирин В.Е., Ворохобин И.И., Алексейчук Б.М. – Saarbrucken, Deutschland/Германия: LAP LAMBERT Academic Publishing, 2017. – 274 с.
  8. Бурмака И.А. Оценка эффективности обсервованных координат судна при избыточных измерениях / Бурмака И.А., Астайкин Д.В., Алексейчук Б.М. // Вестник Государственного университета морского и речного флота им. адмирала С. О. Макарова. Санкт-Петербург.– 2016. – Выпуск 1 (35). – С. 24 – 29.
  9. Крамер Г. Математические методы статистики / Крамер Г. – М.: Мир. – 1975. – 648 с.

Ключові слова

Завантаження: 2

Перегляди: 539

Читати статтю Завантажити PDF