Применение микроэлектромеханических датчиков в интегрированной навигационной системе наземного транспортного и сельскохозяйственного технологического средства

Рассмотрены вопросы оценки достижимых значений эксплуатационных характеристик интегрированной инерциально-спутниковой навигационной системы комплексированной с одометрическим датчиком и предназначенной для наземного транспортного и сельскохозяйственного технологического средства. Построение относительно дешевых современных навигационных систем для наземных транспортных и сельскохозяйственных технологических средств обеспечивается посредством интегрирования разнородных навигационных систем, к которым относят инерциально-спутниковые системы, объединяющие в единый аппаратный комплекс инерциальный и спутниковый модули. Достижимая точность выработки навигационных параметров обеспечивается применением специальных алгоритмов обработки измерительной информации в сочетании с комплексированием системы и стороннего источника дополнительной информации, к которому относится одометрический датчик. К числу наиболее перспективных датчиков относят чувствительные элементы, построенные с использованием технологии производства микроэлектромеханических систем - MEMS/MEMC (Micro-Electro Mechanical Sistems). Навигационные системы построенные на базе МЕМС датчиков обладают рядом преимуществ. К числу основных достоинств следует отнести малые массогабаритные характеристики (объем менее 1см3, при весе менее 1 грамма), низкое энергопотребление, высокую надежность, невосприимчивость к виброударным нагрузкам (до 2000g), простоту интеграции датчиков и электронных модулей навигационной системы, низкую стоимость. Основным недостатком является необходимость синтеза сложных алгоритмов обработки измерительной информации для получения заданной точности оценки навигационных параметров. Рассмотрена навигационная система, в которой в качестве МЕМС датчиков применялись гироскопы ADXRS-150 в сочетании с акселерометрами ADXL-210 производимыми компании Analog Devices. Представлены основные конструкторско-технологические характеристики датчиков, сформулированы критерии отбора датчиков, приводится оценка технико-экономического эффекта использования МЕМС в навигационной системе. Практическую важность представляет оценка достижимых точностных характеристик системы в реальных условиях эксплуатации. В работе приводятся результаты натурных испытаний навигационной системы, построенной на базе МЕМС датчиков и предназначенной для грузоподъемника, осуществляющего перевозки на территории морского порта. Результаты экспериментальных исследований подтвердили эффективность применения МЕМС в качестве чувствительного элемента инерциально-спутниковой навигационной системы наземного транспортного и сельскохозяйственного технологического средства, что создает фундамент для новых высокотехнологичных разработок.

наземное транспортное и сельскохозяйственное технологическое средство, навигационная система, микроэлектромеханический датчик, акселерометр, гироскоп, точность, интегральная микросхема