Исследование погрешностей астроинерциальной навигационной системы в задаче определения истинного курса по данным солнечного датчика

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обеспечение безопасности движения подвижного объекта обуславливает необходимость применения высокоточного и надёжного навигационного комплекса. В настоящее время актуален вопрос повышения точности систем курсоуказания навигационных комплексов с длительным временем непрерывной работы, в частности предназначенных для эксплуатации на морских объектах. Широко распространены методы определения курса с использованием инерциальных систем, но, ввиду ограниченности технологических возможностей изготовления их датчиков, обеспечение точности навигационного комплекса в течение длительного времени работы требует периодической коррекции инерциальной системы по данным других приборов. Наиболее высокоточными методами коррекции курса инерциальной системы являются астрономические методы. Для наблюдений небесных светил с различными характеристиками используются соответствующие астрономические датчики. В данной статье проанализированы возможности применения современных солнечных датчиков для коррекции истинного курса, определяемого по данным инерциальных датчиков, в составе астроинерциальной навигационной системы. Рассмотрены теоретические положения, составляющие основу метода определения истинного курса объекта по наблюдению Солнца. Приведены математические модели измерений датчиков и выражения, используемые для вычислений истинного курса объекта. Представлены условия и результаты эксперимента по качественной оценке погрешности определения истинного курса по наблюдению Солнца, проведённого с использованием макета астроинерциальной навигационной системы. Приведено краткое описание технического облика макета астроинерциальной навигационной системы.

Об авторах

Георгий Викторович Кондрашкин

ФГБОУ ВО Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)

Email: yaegor93@mail.ru
Москва

Альберт Сергеевич Болотнов

ФГБОУ ВО Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)

Email: bolotnovalbert@mail.ru
Москва

Михаил Юрьевич Шкатов

ФГБОУ ВО Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)

Email: shkatovmikhail@gmail.com
Москва

Список литературы

  1. АВАНЕСОВ Г.А., ЗАРЕЦКАЯ Е.В., ЗИМАН Я.Л. и др. Оптический солнечный датчик. Особенности конструк-ции прибора и испытательного оборудования // Всерос-сийская научно-техническая конференция «Современные проблемы определения ориентации и навигации косми-ческих аппаратов». – 2008. – С. 22.
  2. АНДРЕЕВ А.Г., ЕРМАКОВ В.С., СТРУК В.К. и др. Бес-платформенная модификация морской интегрированной малогабаритной системы навигации и стабилизации «Кама-НС-В» // Навигация и гидрография. – 2012. – №34. – С. 22–27.
  3. АФАНАСЬЕВ В.Б., МАМАЕВ В.А., МЕДВЕДЕВ В.М. и др. К вопросам качества и надежности лазерных инер-циальных систем // Известия Российской академии ра-кетных и артиллерийских наук. – 2023. – №1(126). – С. 87–95.
  4. БОЛОТНОВ А.С., КОНДРАШКИН Г.В. Моделирование работы астроинерциальной навигационной системы на авиационном объекте. Сборник тезисов докладов V Все-российской научно-технической конференции «Модели-рование авиационных систем». – 2023, С. 138 – 140.
  5. БОЛОТНОВ С.А., ГЕРАСИМЧУК Ю.Н., ШКАТОВ М.Ю. и др. Астрономические инерциальные навигационные си-стемы для применения в морских навигационных ком-плексах // «Прикладная фотоника». – 2023. – Т. 10, №4. – C. 89–101.
  6. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО УПРАВ-ЛЕНИЮ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ И СТАНДАРТАМ. РД 50-25645.325-89. Спутники Земли искусственные. основные системы координат для баллистического обеспечения полётов и методика расчёта звездного времени. – 1990.
  7. ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ АСТРОНОМИИ РАН. Мор-ской астрономический ежегодник на 2023 г. – 2022.
  8. КОЗЛОВ В.В., ПОЛЫНКОВ А.В., ШАХОВ И.А. Гиро-скопический стабилизатор астроинерциальной навига-ционной системы// «XLVII Академические чтения по космонавтике». – 2023. – Т.4. C. 190–192.
  9. КОНДРАШКИН Г.В., БОЛОТНОВ А.С. Исследование погрешностей астроинерциальной навигационной си-стемы с демпфированием шулеровских колебаний углов ориентации от внешнего источника линейной скорости // «XLVII Академические чтения по космонавтике». – 2023. – Т. 4. – С. 178–179.
  10. МАТВЕЕВ В.В., РАСПОПОВ В.Я. Основы построения бесплатформенных инерциальных навигационных си-стем: учеб. пособие. – СПб.: Электроприбор, 2009. – C. 168–175.
  11. ПЕШЕХОНОВ В.Г. Перспективы развития гироскопии // Гироскопия и навигация. – 2020. – Т. 28, №2(109). – С. 3–10. – doi: 10.17285/0869-7035.0028.
  12. СИНЕЛЬНИКОВ А.О., МЕДВЕДЕВ А.А., ГОЛЯЕВ Ю.Д. и др. Роль тепловых дрейфов нуля в магнитооптических зеемановских лазерных гироскопах // Гироскопия и нави-гация. – 2021. – Т. 29, №4(115). – С. 46–55. – doi: 10.17285/0869-7035.0079.
  13. ТИТОВ Р.Ю., ФАЙН Г.И. Мореходная астрономия. – М.: Транспорт, 1984.
  14. ТИХМЕНЕВ Н.В., СИНЕЛЬНИКОВ А.О., УШАНОВ А.А. и др. Взаимодействие виброподвеса кольцевого ла-зерного гироскопа с внешним механическим возмущени-ем // В сб.: ХХХ Юбилейная Санкт-Петербургская меж-дународная конференция по интегрированным навигаци-онным системам. Сборник материалов конференции. – СПб, 2023. – С. 221–224.
  15. ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ. ГОСТ РВ 52339-2005 Системы бесплатформенные инерциально-навиигационные на лазерных гироскопах. Основные тре-бования. – 2005 г.
  16. ADNASTARONTSAU A.A., ADNASTARONTSAVA D.D., FIODORTSEV R.V. et al. Algorithm for control of un-manned aerial vehicles in the process of visual tracking of objects with a variable movement's trajectory // Devices and methods of measurements. – 2021. – Vol. 12, No. 1. – P. 46–57.
  17. BOSE A., BHAT K.N, KURIAN T. Fundamentals of Navi-gation and Inertial Sensors. – Delhi, 2014. – P. 10.
  18. DAMIANOS D., GIRARDIN G. High-end Inertial sensors for Defense, Aerospace & Industrial Applications // Market and Technology Report by Yole development, 2020.
  19. EL-SHEIMY N., YOUSSEF A. Inertial sensors technologies for navigation applications: state of the art and future trends // Satellite navigation. – 2020. – Vol. 1, No. 1. – P. 1–21.
  20. FAN YU. Flight control system simulation for quadcopter unmanned aerial vehicle (uav) based on matlab Simulink // Journal of Physics: Conference Series – 2022. – Vol. 2283, No. 1. –P. 012011.
  21. MEEUS J. Astronomical algorithms. – Willmann-Bell Inc., 1998. – P. 183.
  22. RAHIMI H., NIKKHAH A.A. Improving the speed of initial alignment for marine strapdown inertial navigation systems using heading control signal feedback in extended kalman filter // International journal of advanced robotic systems. – 2020. – Vol. 17, No. 1. – P. 1–11.
  23. WANG L., WU W., LI G. et al. Ring laser gyro g-sensitive misalignment calibration in linear vibration environments // Sensors. – 2018. – Vol. 18, No. 2. – P. 601.
  24. YUAN YU., GAO J., WU ZH. et al. Performance estimate of some prototypes of inertial platform and strapdown marine gravimeters. // Earth, planets and space. – 2020. – Vol. 72, No. 1. – P. 1–11.
  25. http://www.elektropribor.spb.ru/katalog/besplatformennye-inertsialnye-navigatsionnye-sistemy/bemol-e/ (дата обраще-ния: 19.01.2024).
  26. http://www.elektropribor.spb.ru/katalog/besplatformennye-inertsialnye-navigatsionnye-sistemy/bemol-m/ (дата обра-щения: 19.01.2024).
  27. http://www.elektropribor.spb.ru/katalog/sistemy-inertsialnoy-navigatsii-i-stabilizatsii/ladoga-me/ (дата обращения: 19.01.2024).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать


Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».