gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya / Gyroscopy and Navigation0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»10.17285/0869-7035.0096gyroscopy-129Research ArticleСтатьиИсследование программ скалярной калибровки векторного измерителяStudy of Scalar Calibration Problems for a Vector MeterЕгоровЮ. Г.EgorovYu. G.

Юрий Григорьевич Егоров, доктор технических наук, профессор, действительный член международной общественной организации «Академия навигации и управления движением»

Москва

Moscow

КиряченкоГ. Ю.KiryachenkoG. Yu.

Григорий Юрьевич Киряченко, инженер

Москва

Moscow

ПоповЕ. А.PopovE. A.

Евгений Александрович Попов, кандидат технических наук, член секции молодых ученых международной общественной организации «Академия навигации и управления движением»

Санкт-Петербург

Saint-Petersburg

МГТУ им. Н.Э. БауманаРоссияBauman Moscow State Technical UniversityRussian FederationАО «Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики»РоссияCentral Research Institute of Automation and Hydraulics (TsNIIAG), JSCRussian Federation2022210520253032030Copyright © Егоров Ю.Г., Киряченко Г.Ю., Попов Е.А., 20252025Егоров Ю.Г., Киряченко Г.Ю., Попов Е.А.Egorov Y.G., Kiryachenko G.Y., Popov E.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gyroscopy.ru/jour/article/view/129

   В статье продолжено изучение особенностей скалярной калибровки. Обобщены и проанализированы известные программы калибровки, сравниваются аналитические метрики оценок, получаемых в результате применения программ, сгенерированных при помощи различных целевых функций в предположении о нормальном распределении погрешностей измерений. В статье также делаются выводы о целесообразности оптимизации программ калибровки и общих закономерностях при их синтезе.

   The article continues studying the features of scalar calibration. The main objectives of this work are to generalize and analyze known calibration programs, compare the analytical metrics of estimates obtained from the programs generated using various target functions, assuming normal distribution of measurement errors.The article also draws conclusions about the feasibility of optimizing the calibration programs and about the general logic of their synthesis.

калибровкавекторный измерительcalibrationvector meterReferencesЕгоров Ю.Г., Попов Е.А. Анализ погрешностей скалярной калибровки векторного измерителя // Гироскопия и навигация. 2020. Т. 28. № 4 (111). С. 37–52.Егоров Ю.Г., Попов Е.А. Анализ погрешностей скалярной калибровки векторного измерителя // Гироскопия и навигация. 2020. Т. 28. № 4 (111). С. 37–52.ГОСТ Р 8.879-2014 Методики калибровки средств измерений.ГОСТ Р 8.879-2014 Методики калибровки средств измерений.Егоров Ю.Г., Киряченко Г.Ю., Попов Е.А. Синтез субоптимальных программ калибровки блока акселерометров численными методами // Гироскопия и навигация. 2021. Т. 29 № 2 (113). С. 47–58.Егоров Ю.Г., Киряченко Г.Ю., Попов Е.А. Синтез субоптимальных программ калибровки блока акселерометров численными методами // Гироскопия и навигация. 2021. Т. 29 № 2 (113). С. 47–58.Лакоза С.Л., Мелешко В.В. Скалярная калибровка акселерометров низкой и средней точности // Радиооптика. 2015. № 1. С. 9–28.Лакоза С.Л., Мелешко В.В. Скалярная калибровка акселерометров низкой и средней точности // Радиооптика. 2015. № 1. С. 9–28.Zikmund, A., Ripka, P., Scalar calibration of 3-D COIL system, Journal of Electrical Engineering, 2010, vol. 61, no 7/s, pp. 39–41.Zikmund, A., Ripka, P., Scalar calibration of 3-D COIL system, Journal of Electrical Engineering, 2010, vol. 61, no 7/s, pp. 39–41.Василюк Н.Н. Калибровка коэффициентов линейной модели интегрального магнитометра за счет использования измерений трехосного гироскопа // Гироскопия и навигация. 2019. Т. 27. № 1 (104). С. 107–126.Василюк Н.Н. Калибровка коэффициентов линейной модели интегрального магнитометра за счет использования измерений трехосного гироскопа // Гироскопия и навигация. 2019. Т. 27. № 1 (104). С. 107–126.Wu, Q., Wu, R., Han, F., and Zhang, R., A three-stage accelerometer self-calibration technique for space-stable inertial navigation systems, Sensors, 2018, vol. 18, no. 9, 2888.Wu, Q., Wu, R., Han, F., and Zhang, R., A three-stage accelerometer self-calibration technique for space-stable inertial navigation systems, Sensors, 2018, vol. 18, no. 9, 2888.Водичева Л.В., Парышева Ю.В. Оценка точностных параметров датчиков бесплатформенного инерциального измерительного блока с помощью относительно грубого поворотного стола // Гироскопия и навигация. 2019. Т. 27. № 2 (105). С. 162–178.Водичева Л.В., Парышева Ю.В. Оценка точностных параметров датчиков бесплатформенного инерциального измерительного блока с помощью относительно грубого поворотного стола // Гироскопия и навигация. 2019. Т. 27. № 2 (105). С. 162–178.Измайлов Е.А., Лепе С.Н., Молчанов А.В., Поликовский Е.Ф. Скалярный способ калибровки и балансировки бесплатформенных инерциальных навигационных систем // XV Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам. СПб.: ГНЦ РФ «ЦНИИ Электроприбор», 2008. C. 145–154.Измайлов Е.А., Лепе С.Н., Молчанов А.В., Поликовский Е.Ф. Скалярный способ калибровки и балансировки бесплатформенных инерциальных навигационных систем // XV Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам. СПб.: ГНЦ РФ «ЦНИИ Электроприбор», 2008. C. 145–154.Аврутов В.В., Головач С.В., Мазепа Т.Ю. О скалярной калибровке инерциального измерительного модуля // Сборник трудов XIX Санкт-Петербургской Международной конференции по интегрированным системам. СПб., 2012. С. 113–118.Аврутов В.В., Головач С.В., Мазепа Т.Ю. О скалярной калибровке инерциального измерительного модуля // Сборник трудов XIX Санкт-Петербургской Международной конференции по интегрированным системам. СПб., 2012. С. 113–118.Егоров Ю.Г. и др. Итерационная процедура калибровки чувствительных элементов БИНС // Авиакосмическое приборостроение. 2018. № 2. С. 3–17.Егоров Ю.Г. и др. Итерационная процедура калибровки чувствительных элементов БИНС // Авиакосмическое приборостроение. 2018. № 2. С. 3–17.Егоров Ю.Г., Дзуев А.А., Попов Е.А. Синтез программ калибровки блока акселерометров БИНС при инвариантном подходе // Гироскопия и навигация. 2019. № 1 (104). С. 61–69.Егоров Ю.Г., Дзуев А.А., Попов Е.А. Синтез программ калибровки блока акселерометров БИНС при инвариантном подходе // Гироскопия и навигация. 2019. № 1 (104). С. 61–69.Егоров Ю.Г., Попов Е.А. Исследование минимально избыточных программ калибровки триады акселерометров // Авиакосмическое приборостроение. 2016. № 6. С. 3–8.Егоров Ю.Г., Попов Е.А. Исследование минимально избыточных программ калибровки триады акселерометров // Авиакосмическое приборостроение. 2016. № 6. С. 3–8.Акимов П.А., Деревянкин А.В., Матасов А.И. Гарантирующий подход и l1-аппроксимация в задачах оценивания параметров БИНС при стендовых испытаниях. М.: Издательство Московского университета. 2012. 296 с.Акимов П.А., Деревянкин А.В., Матасов А.И. Гарантирующий подход и l1-аппроксимация в задачах оценивания параметров БИНС при стендовых испытаниях. М.: Издательство Московского университета. 2012. 296 с.Каршаков Е.В. Структура и алгоритмы обработки бортовых измерений в аэромагнитных и аэроэлектромагнитных системах. Дисс. … д. т. н. 05.13.01. ФГБУН «ИПУ РАН им. Трапезникова». М., 2018.Каршаков Е.В. Структура и алгоритмы обработки бортовых измерений в аэромагнитных и аэроэлектромагнитных системах. Дисс. … д. т. н. 05.13.01. ФГБУН «ИПУ РАН им. Трапезникова». М., 2018.Гребенкин М.Д. Улучшение обусловленности задачи скалярной калибровки тройки акселерометров с помощью визуализации функции эффективности калибровочных измерений // Научная визуализация. 2020. № 5. С. 25–36.Гребенкин М.Д. Улучшение обусловленности задачи скалярной калибровки тройки акселерометров с помощью визуализации функции эффективности калибровочных измерений // Научная визуализация. 2020. № 5. С. 25–36.Bonnet, S., Bassompierre, C., Godin, C., Lesecq, S., Barraud, A., Calibration methods for inertial and magnetic sensors, Sensors and Actuators A: Physical, 2009, 156, pp. 302–311.Bonnet, S., Bassompierre, C., Godin, C., Lesecq, S., Barraud, A., Calibration methods for inertial and magnetic sensors, Sensors and Actuators A: Physical, 2009, 156, pp. 302–311.Cheng Chi, Jun-Wei Lv, Dan Wang, Calibration of triaxial magnetometer with ellipsoid fitting method, IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science, 2019, 237.Cheng Chi, Jun-Wei Lv, Dan Wang, Calibration of triaxial magnetometer with ellipsoid fitting method, IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science, 2019, 237.Jiakun Li, Kuangi-shu, Heng Zhang, An efficient method for tri-axis magnetometer calibration, IEEE SmartWorld-UIC-ATC-SCALCOM-IOP-SCI, 2019, pp. 654–660.Jiakun Li, Kuangi-shu, Heng Zhang, An efficient method for tri-axis magnetometer calibration, IEEE SmartWorld-UIC-ATC-SCALCOM-IOP-SCI, 2019, pp. 654–660.Pieniazek, J., Ellipsoid multi-axial sensor calibration with temperature compensation, IEEE 5<sup>th</sup> International Workshop on Metrology for AeroSpace, 2019, pp. 70–75.Pieniazek, J., Ellipsoid multi-axial sensor calibration with temperature compensation, IEEE 5<sup>th</sup> International Workshop on Metrology for AeroSpace, 2019, pp. 70–75.Merayo, J.M.G. and other, Scalar calibration of vector magnetometers, Meas. Sci. Technol., 2000, 11, 120, pp. 120–132.Merayo, J.M.G. and other, Scalar calibration of vector magnetometers, Meas. Sci. Technol., 2000, 11, 120, pp. 120–132.Cheng, B., Zhou, B., Magnes, W. et al. High precision magnetometer for geomagnetic exploration onboard of the China Seismo-Electromagnetic Satellite, Sci. China Technol., 61, 2018 pp. 659–668.Cheng, B., Zhou, B., Magnes, W. et al. High precision magnetometer for geomagnetic exploration onboard of the China Seismo-Electromagnetic Satellite, Sci. China Technol., 61, 2018 pp. 659–668.Crassidis, J.L., Cheng, Y., Three-Axis Magnetometer Calibration Using Total Least Squares, AIAA SciTech Forum, 2020.Crassidis, J.L., Cheng, Y., Three-Axis Magnetometer Calibration Using Total Least Squares, AIAA SciTech Forum, 2020.Fedorov, V.V., Theory of Optimal Experiments, Academic Press, New York and London, 1972, 292 p.Fedorov, V.V., Theory of Optimal Experiments, Academic Press, New York and London, 1972, 292 p.Деревянкин А.В. Алгоритмы калибровки блока МЭМС-акселерометров с использованием стенда-икосаэдра из конструктора «MOLI» // XXIV Санкт-Петербургская Международная конференция по интегрированным навигационным системам. СПб.: АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2017. С. 294–298.Деревянкин А.В. Алгоритмы калибровки блока МЭМС-акселерометров с использованием стенда-икосаэдра из конструктора «MOLI» // XXIV Санкт-Петербургская Международная конференция по интегрированным навигационным системам. СПб.: АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2017. С. 294–298.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.