gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya / Gyroscopy and Navigation0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»10.17285/0869-7035.0070gyroscopy-177Research ArticleСтатьиИнтеграция спутниковой и инерциальной навигационных систем с учетом рассинхронизации данных и смещения спутниковой антенны. Опыт практической реализацииINS/GNSS Integration with Account for Timing Skew and Displacement of GNSS Antenna. Experience of Practical RealizationВавиловаН. Б.VavilovaN. B.

Вавилова Нина Борисовна. Кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории управления и навигации, МГУ им. М.В. Ломоносова (Москва).

https://orcid.org/0000-0001-5628-248XГолованА. А.GolovanA. A.

Голован Андрей Андреевич. Доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией управления и навигации, МГУ им. М.В. Ломоносова. Действительный член международной общественной организации «Академия навигации и управления движением». 

КозловА. В.KozlovA. V.

Козлов Александр Владимирович. Кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории управления и навигации, МГУ им. М.В. Ломоносова.

ПапушаИ. А.PapushaI. A.

Папуша Ирина Анатольевна. Кандидат физико-математических наук, доцент, старший научный сотрудник лаборатории управления и навигации, МГУ им. М.В. Ломоносова

ЗоринаО. А.ZorinaO. A.

Зорина Ольга Александровна. Кандидат физико-математических наук, заместитель начальника отдела, Московский институт электромеханики и автоматики (Москва).

ИзмайловЕ. А.IzmailovE. A.

Измайлов Евгений Аркадьевич. Доктор технических наук, главный научный сотрудник, Московский институт электромеханики и автоматики. Действительный член международной общественной организации «Академия навигации и управления движением».

КухтевичС. Е.KukhtevichS. E.

Кухтевич Сергей Евгеньевич. Кандидат физико-математических наук, начальник отдела, Московский институт электромеханики и автоматики.

ФомичевА. В.FomichevA. V.

Фомичев Александр Владимирович. Кандидат физико-математических наук, заместитель начальника тематического направления – заместитель главного конструктора, Московский институт электромеханики и автоматики.

МГУ им. М.В. ЛомоносоваРоссияMoscow State University, RussiaRussian FederationМГУ им. М.В. Ломоносова.РоссияMoscow State University, RussiaRussian FederationМосковский институт электромеханики и автоматикиРоссияMoscow Institute of Electromechanics and Automatics, JSCMoscow Institute of Electromechanics and Automatics, JSC, RussiaRussian FederationМосковский институт электромеханики и автоматикиРоссияMoscow Institute of Electromechanics and Automatics, JSC, RussiaRussian Federation2021221020252935268Copyright © Вавилова Н.Б., Голован А.А., Козлов А.В., Папуша И.А., Зорина О.А., Измайлов Е.А., Кухтевич С.Е., Фомичев А.В., 20252025Вавилова Н.Б., Голован А.А., Козлов А.В., Папуша И.А., Зорина О.А., Измайлов Е.А., Кухтевич С.Е., Фомичев А.В.Vavilova N.B., Golovan A.A., Kozlov A.V., Papusha I.A., Zorina O.A., Izmailov E.A., Kukhtevich S.E., Fomichev A.V.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/177

В статье рассматриваются два аспекта задачи интеграции бесплатформенных инерциальных навигационных систем (БИНС) и глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) в условиях всегда присутствующего смещения фазового центра спутниковой антенны относительно приведенного центра блока акселерометров БИНС и возможной малой рассинхронизации информационных потоков этих систем. Первый связан с описанием модификаций коррекционных моделей задачи интеграции БИНС–ГНСС, вызванных указанными факторами. Второй – с описанием опыта применения модифицированных бортовых алгоритмов интеграции для БИНС авиационного применения, разработанных ПАО «МИЭА».

We examine two aspects specific to complex data fusion algorithms in integrated strapdown inertial navigation systems aided by global positioning systems, with their inherent spatial separation between the GNSS antenna phase center and the inertial measurement unit, as well as with the timing skew between their measurements. The first aspect refers to modifications of mathematical models used in INS/GNSS integration. The second one relates to our experience in their application in onboard airborne navigation algorithms developed by Moscow Institute of Electromechanics and Automatics

Бесплатформенная инерциальная навигационная системаглобальная навигационная спутниковая системакомплексная обработка информации (КОИ)фильтр Калманаточность оценивания.Strapdown inertial navigation system (SINS)global satellite navigation system (GNSS)complex data fusion (CDF)Kalman filterestimation accuracyReferencesЗорина О.А., Измайлов Е.А., Кухтевич С.Е., Портнов Б.И., Фомичев А.В., Вавилова Н.Б., Голован А.А., Папуша И.А., Парусников Н.А. О расширении возможностей интеграции инерциальных и спутниковых навигационных систем для авиационных приложений // Гироскопия и навигация. 2017. №2 (97). С. 18–34. DOI 10.17285/0869-7035.2017.25.2.018-034Зорина О.А., Измайлов Е.А., Кухтевич С.Е., Портнов Б.И., Фомичев А.В., Вавилова Н.Б., Голован А.А., Папуша И.А., Парусников Н.А. О расширении возможностей интеграции инерциальных и спутниковых навигационных систем для авиационных приложений // Гироскопия и навигация. 2017. №2 (97). С. 18–34. DOI 10.17285/0869-7035.2017.25.2.018-034Вавилова Н.Б., Голован А.А., Измайлов Е.А., Кухтевич С.Е., Парусников Н.А., Фомичев А.В. Способ повышения точности бесплатформенной инерциальной навигационной системы. Патент РФ на изобретение № 25934325.Вавилова Н.Б., Голован А.А., Измайлов Е.А., Кухтевич С.Е., Парусников Н.А., Фомичев А.В. Способ повышения точности бесплатформенной инерциальной навигационной системы. Патент РФ на изобретение № 25934325.Qiangwen Fu, Sihai Li, Yang Liu, Qi Zhou, and Feng Wu, Automatic Estimation of Dynamic Lever Arms for a Position and Orientation System, MDPI, Sensors, 2018, 18(12), 4230, doi:10.3390/s18124230.Qiangwen Fu, Sihai Li, Yang Liu, Qi Zhou, and Feng Wu, Automatic Estimation of Dynamic Lever Arms for a Position and Orientation System, MDPI, Sensors, 2018, 18(12), 4230, doi:10.3390/s18124230.Lee, H.K., Lee, J.G., Jee, G.-I., Calibration of Measurement Delay in Global Positioning System/ Strapdown Inertial Navigation System, Journal of Guidance, Control and Dynamics, 2002, vol. 25, no. 2, pp. 240–247, doi:10.2514/2.4904.Lee, H.K., Lee, J.G., Jee, G.-I., Calibration of Measurement Delay in Global Positioning System/ Strapdown Inertial Navigation System, Journal of Guidance, Control and Dynamics, 2002, vol. 25, no. 2, pp. 240–247, doi:10.2514/2.4904.Вавилова Н.Б., Голован А.А., Парусников Н.А. Математические основы навигационных систем. Математические модели инерциальной навигации. М.: Издательство Московского университета, 2020. 162 с.Вавилова Н.Б., Голован А.А., Парусников Н.А. Математические основы навигационных систем. Математические модели инерциальной навигации. М.: Издательство Московского университета, 2020. 162 с.Maybeck, P.S., Stochastic Models, Estimation and Control, N.Y.: Acad. Press, 1979.Maybeck, P.S., Stochastic Models, Estimation and Control, N.Y.: Acad. Press, 1979.Farrell, J.A., Aided Navigation Systems: GPS and High Rate Sensors, New York, NY, McGraw-Hill, 2008, 552 p. 8. Варрава В.Г., Голован А.А., Парусников Н.А. О стохастической мере оцениваемости // Коррекция в навигационных системах и системах ориентации искусственных спутников Земли. М.: Изд. МГУ, 1987.Farrell, J.A., Aided Navigation Systems: GPS and High Rate Sensors, New York, NY, McGraw-Hill, 2008, 552 p. 8. Варрава В.Г., Голован А.А., Парусников Н.А. О стохастической мере оцениваемости // Коррекция в навигационных системах и системах ориентации искусственных спутников Земли. М.: Изд. МГУ, 1987.Lu Zhaoxing, Fang Jiancheng, Gong Xiaolin, Li Jianli, Wang Shicheng, Wang Yun, Dynamic Lever Arm Error Compensation of POS Used for Airborne Earth Observation, International Journal of Aerospace Engineering, 2018, vol. 2018, 13 p., Article ID 9464568.Lu Zhaoxing, Fang Jiancheng, Gong Xiaolin, Li Jianli, Wang Shicheng, Wang Yun, Dynamic Lever Arm Error Compensation of POS Used for Airborne Earth Observation, International Journal of Aerospace Engineering, 2018, vol. 2018, 13 p., Article ID 9464568.Емельянцев Г.И., Степанов А.П. Интегрированные инерциально-спутниковые системы ориентации и навигации / под общей ред. акад. РАН В.Г. Пешехонова. СПб: ГНЦ РФ «ЦНИИ «Электроприбор», 2016. 394 с.Емельянцев Г.И., Степанов А.П. Интегрированные инерциально-спутниковые системы ориентации и навигации / под общей ред. акад. РАН В.Г. Пешехонова. СПб: ГНЦ РФ «ЦНИИ «Электроприбор», 2016. 394 с.Современные методы и средства измерения параметров гравитационного поля Земли / под общей ред. В.Г. Пешехонова. Санкт-Петербург: АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2017. 389 с.Современные методы и средства измерения параметров гравитационного поля Земли / под общей ред. В.Г. Пешехонова. Санкт-Петербург: АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2017. 389 с.Tao Yang and Wei Wang, On-line estimation and compensation of measurement delay in GPS/SINS integration, Proc. SPIE 7128, Seventh International Symposium on Instrumentation and Control Technology: Measurement Theory and Systems and Aeronautical Equipment, 71282D (13 October 2008).Tao Yang and Wei Wang, On-line estimation and compensation of measurement delay in GPS/SINS integration, Proc. SPIE 7128, Seventh International Symposium on Instrumentation and Control Technology: Measurement Theory and Systems and Aeronautical Equipment, 71282D (13 October 2008).Skog, I., Handel, P., Time Synchronization Errors in Loosely Coupled GPS-Aided Inertial Navigation Systems, IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 2011, 12(4):1014–1023.Skog, I., Handel, P., Time Synchronization Errors in Loosely Coupled GPS-Aided Inertial Navigation Systems, IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 2011, 12(4):1014–1023.Vavilova, N.B., Golovan, A.A. & Parusnikov, N.A., Problem of information equivalent functional schemes in aided inertial navigation systems, Mech. Solids, 2008, 43, 391–399, https://doi.org/10.3103/ S0025654408030114.Vavilova, N.B., Golovan, A.A. & Parusnikov, N.A., Problem of information equivalent functional schemes in aided inertial navigation systems, Mech. Solids, 2008, 43, 391–399, https://doi.org/10.3103/ S0025654408030114.Матасов А.И. Основы теории фильтра Калмана. М.: Издательство Московского университета, 2021. 16. Grewall, M.S., Andrews, A.P., Kalman Filtering, Hoboken, New Jersey, John Wiley &Sons, 2008.Матасов А.И. Основы теории фильтра Калмана. М.: Издательство Московского университета, 2021. 16. Grewall, M.S., Andrews, A.P., Kalman Filtering, Hoboken, New Jersey, John Wiley &Sons, 2008.

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