Проверка характеристик астроинерциальной навигационной системы на морском объекте в режиме непрерывного астроинерциального исчисления
- Авторы: Болотнов А.С.1, Кондрашкин Г.В.1, Шкатов М.Ю.1
-
Учреждения:
- ФГАОУВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (НИУ)»
- Выпуск: № 117 (2025)
- Страницы: 335-350
- Раздел: Управление подвижными объектами и навигация
- URL: https://ogarev-online.ru/1819-2440/article/view/360570
- DOI: https://doi.org/10.25728/ubs.2025.117.16
- ID: 360570
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Работа посвящена исследованию функционирования астроинерциальной навигационной системы проекционного типа в режиме определения местоположения морского объекта по наблюдению небесных светил. Показаны преимущества астрономических систем инерциальной навигации для морских и авиационных объектов. Рассмотрены этапы развития астрономических средств навигации. Описаны принципы построения астронавигационных систем проекционного типа, рассмотрены конструктивные особенности системы. Построена математическая модель ошибок астроинерциальной системы проекционного типа. По результатам рассмотрения построенной математической модели проведено ранжирование ошибок астросистемы по степени влияния на ее выходные параметры. Рассмотрена методика алгоритмического сопряжения базисов звездного датчика и инерциального блока на основе использования метода градиентного спуска с постоянным шагом. Указаны условия проведения эксперимента. Приведена схема геодезической привязки астросистемы относительно корабельной системы координат. Выполнена качественная экспериментальная оценка погрешности определения местоположения судна экспериментальным образцом астроинерциальной системы проекционного типа. Сделан вывод о возможности применения АИНС для решения задач морской навигации. Сделан вывод о необходимости применения методики алгоритмического сопряжения базисов звездного датчика и инерциального блока как составной части технологии разработки и производства астроинерциальных систем.
Об авторах
Альберт Сергеевич Болотнов
ФГАОУВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (НИУ)»
Email: albertbolotnov@mail.ru
Москва
Георгий Викторович Кондрашкин
ФГАОУВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (НИУ)»
Email: yaegor93@mail.ru
Москва
Михаил Юрьевич Шкатов
ФГАОУВО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (НИУ)»
Email: shkatovmikhail@gmail.com
Москва
Список литературы
1. БАРВИНСКИЙ Д.А, МИНЕЕВА Т.А. Применение мето-да градиентного спуска в решении задач оптимизации // Тенденции развития науки и образования. – 2021. – №74-2. – С. 61–66.2. БОЛОТНОВ А.С., КОНДРАШКИН Г.В. Моделирование работы астроинерциальной навигационной системы на авиационном объекте // Моделирование авиационных систем: Сборник тезисов докладов V Всероссийской научно-технической конференции, Москва, 29–30 ноября 2023 года. – Москва: Государственный научно-иссле-довательский институт авиационных систем, 2023. – С. 138–140.3. БОЛОТНОВ А.С., БУРЫЙ Е.В., КОНДРАШКИН Г.В. До-стижимые погрешности определения навигационных параметров, формируемых астроинерциальной навига-ционной системой // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. – 2025. – №2(151). – С. 4–18.4. БОЛОТНОВ С.А., ГЕРАСИМЧУК Ю.Н., ШКАТОВ М.Ю. и др. Астрономические инерциальные системы для при-менения в морских навигационных комплексах // При-кладная фотоника. – 2023. – Т.10, №4. – С. 89–101. 5. ВАСИЛЮК Н.Н. Модель погрешностей звёздного дат-чика ориентации, учитывающая погрешности калиб-ровки элементов внутреннего ориентирования цифро-вой камеры // Гироскопия и навигация. – 2024. – Т. 32, №1(124). – С. 53–71.6. ВОРОБЬЕВ Л.М. Астрономическая навигация летатель-ных аппаратов. – М.: Машиностроение, 1968. – 280 с.7. ГЕРАСИМЧУК Ю.Н., БРАЙТКРАЙЦ С.Г., БОЛОТ-НОВ С.А. и др. Основы определения корректирующих поправок в бесплатформенной астроинерциальной навигационной системе // Новости навигации. – 2011. – №4. – С. 33–39.8. МИЛЕРИС Л.Л., МУЛИНА Е.В., СИДОРЕНКО В.С. и др. Обоснование необходимости использования на морских судах астронавигационных систем // Вестник молодеж-ной науки. – 2020. – С. 30–42.9. СИНЕЛЬНИКОВ А.О., ТИХМЕНЕВ Н.В., УШАНОВ А.А. и др. Современное состояние и тенденции развития инерциальных навигационных систем на кольцевых ла-зерных гироскопах // Фотоника. – 2024. – Т. 18, №6. – С. 450–466.10. СКУБКО Р.А., ШКАТОВ М.Ю. Мореходная. – СПб.: ВМИ, 2002. 652 с.11. ЧЕПУРНОВ И.А., БОЛОТНОВ А.С., ПОГОРЕЛОВ М.П. и др. Моделирование алгоритма ориентации бесплат-форменной инерциальной навигационной системы бес-пилотного летательного аппарата в среде MATLAB Simulink // Приоритетные направления инновационной деятельности в промышленности: Сборник научных ста-тей VI международной научной конференции, Казань, 29–30 июня 2021 года. – Казань: Общество с ограничен-ной ответственностью "КОНВЕРТ", 2021. – С. 30–33.12. ЧЕРЕНКОВ С.Г., ЧЕСНОКОВ Г.И. Астроинерциальные навигационные системы, прошлое, настоящее, будущее // Труды МИЭА. – 2016. – №12. – С. 34–35.13. ALIPBAYEV K., SAUROVA K., DEMESINOVA S. et al. Mathematical Modeling of a Star Sensor // Int. Journal of Emerging Trends in Engineering Research. – 2020 – Vol. 8, No. 10. – Р. 7442–7449.14.ASADNEZHAD М., ESLAMIMAJD A., HAJGHASSEM H. Optical system design of star sensor and stray light analysis // Journal of the European Optical Society-Rapid Publica-tions. – 2018. – No. 14(2). – Р. 2–11.15. DU W., WANG Y., WU Y. et al. Optical system design and verification of star sensor applying to satellite internet plat-form // Journal of Applied Optics. – 2024. – No. 45(1). – P. 8–16.16. Miniature Inertial Measurement Unit. Proven performer for satellite and deep-space-probe applications. – Honeywell Aerospace,2021. – URL: http://www.aerospace.honeywell.com.17. SALYCHEV O.S. Verified approaches to inertial navigation. – Moscow: BMSTU press, 2017. – 368 p.18. TAZARTES D. An historical perspective on inertial naviga-tion systems // Int. Symposium on Inertial Sensors and Sys-tems (INERTIAL). – Laguna Beach, CA, USA, 2014. – P. 1–5.19. TITTRTON D.H., WESTON J.L., Strapdown Inertial Navi-gation Technology. – American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2004. – P. 558.20. VASILYUK N.N. Star Tracker Error Model Taking into Ac-count the Calibration Errors of Intrinsic Parameters of the Digital Camera // Gyroscopy and Navigation. – 2024. – Vol. 15, No. 1. – P. 37–49.21. WANG Q., DIAO M., GAO W. et al. Integrated navigation method of a marine strapdown inertial navigation system us-ing a star sensor // Measurement Science and Technology. – 2015. – Art. 115101.
Дополнительные файлы
