gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»10.17285/0869-7035.2018.27.1.033-046gyroscopy-235Research ArticleСтатьиКалибровка БИНС с блоком инерциальных датчиков, закрепленным на амортизаторахCalibration of a Strapdown INS with an Inertial Measurement Unit Installed on Shock AbsorbersТихомировВ. В.TikhomirovV. V.

Тихомиров Владимир Викторович. Кандидат физико-математических наук, доцент кафедры прикладной механики и управления механико-математического факультета

ДзуевА. А.DzuevA. A.

Дзуев Астемир Адамович. Кандидат технических наук, математик

ГоликовВ. П.GolikovV. P.

Голиков Валерий Петрович

ТребуховА. В.TrebukhovA. V.

Требухов Андрей Викторович. Генеральный директор

МГУ им. М.В. Ломоносова (Москва).РоссияLomonosov Moscow State University, RussiaRussian FederationАО «Инерциальные технологии «Технокомплекса» (г. Раменское, Московская область).РоссияJSC Inertial Technologies of Technocomplex (ITT), Ramenskoe, RussiaRussian FederationАО «Инерциальные технологии «Технокомплекса», (г. Раменское, Московская область).РоссияJSC Inertial Technologies of Technocomplex (ITT), Ramenskoe, RussiaRussian Federation2019131120252713346Copyright © Тихомиров В.В., Дзуев А.А., Голиков В.П., Требухов А.В., 20252025Тихомиров В.В., Дзуев А.А., Голиков В.П., Требухов А.В.Tikhomirov V.V., Dzuev A.A., Golikov V.P., Trebukhov 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/235

В статье рассматривается задача оценки влияния подвижности блока инерциальных датчиков (БИД), установленного на амортизаторах, на точность калибровки гироскопов бесплатформенных инерциальных навигационных систем (БИНС). С использованием алгебраической формы метода наименьших квадратов по данным калибровочных экспериментов оцениваются угловые отклонения БИД. Строится математическая модель движения блока с учетом его относительной подвижности, и оценивается влияние этой подвижности на точность калибровки гироскопов.

The influence of mobility of an inertial measurement unit (IMU) installed on shock absorbers on the accuracy of gyroscope calibration in strapdown inertial navigation systems (SINS) is discussed and the problem of its estimation considered. Based on the data obtained in calibration experiments, the IMU angular deviations are estimated using the algebraic form of the least squares method. A mathematical model of the IMU motion is constructed taking into account its relative mobility. The influence of this mobility on the calibration accuracy of gyroscopes is estimated.

Блок инерциальных датчиков БИНСакселерометргироскопический датчик угловой скоростикалибровкаметод наименьших квадратов.Strapdown INSinertial measurement unitaccelerometerrate gyro calibrationleast squares method.ReferencesБолотин Ю.В., Голиков В.П., Ларионов С.В., Требухов А.В. Алгоритмы калибровки платформенной инерциальной навигационной системы // Гироскопия и навигация. 2008. №3 (62). С. 13–26.Bolotin, Yu.V., Golikov, V.P., Larionov, S.V., and Trebuhov, A.V., Algorithms for calibration of the platform inertial navigation system, Giroskopiya i Navigatsiya, 2008, no. 3 (62), pp. 13–26.Болотин Ю.В., Матасов А.И., Деревянкин А.В. Итерационная схема калибровки блока акселерометров при помощи гарантирующего подхода // Известия Российской академии наук. Механика твердого тела. 2008. № 3. С. 48–61.Bolotin, Yu.V., Matasov, A.I., and Derevyankin, A.V., Iterative scheme for calibration of an accelerometer unit using a guaranteeing approach, Izvestiya Rossiiskoi Akademii Nauk. Mekhanika tverdogo tela, 2008, no. 3, pp. 48–61.Аврутов В.В., Головач С.В., Мазепа Т.Ю. О скалярной калибровке инерциального измерительного модуля // Материалы XIX Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. 2012. С. 113–118.Avrutov, V.V., Golovach, S.V., and Mazepa, T.Yu., On scalar calibration of an inertial measuring unit, 19th St. Petersburg Int. Conf. on Integrated Navigation Systems, St. Petersburg: Elektropribor 2012, pp.117–121.Измайлов Е.А., Лепе С.Н., Молчанов А.В., Поликовский Е.Ф. Скалярный способ калибровки и балансировки бесплатформенных инерциальных навигационных систем // Материалы XV Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. 2008. С. 145–154.Izmailov, E.I., Lepe, S.N., Molchanov, A.V., and Polikovskii, E.F., Scalar method of calibratingКлимкович Б.В. Калибровка БИНС в инерциальном режиме. Объединение скоростного и скалярного методов // Гироскопия и навигация. 2014. №3 (86) С. 29–40.and balancing stepdown INS, 15th St. Petersburg Int. Conf. on Integrated Navigation Systems St. Petersburg: Elektropribor, 2008, pp. 151–159.Шаймарданов И.Х., Дзуев А.А., Голиков В.П. Методы калибровки бесплатформенной навигационной системы (БИНС) различного класса точности // Материалы XXIII СанктПетербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. 2016. С. 46–51.Klimkovich, B.V., SINS Calibration in inertial mode. Combination of velocity and scalar methods Gyroscopy and Navigation, 2015, vol. 6, no. 1, pp. 25–32.Златкин Ю.М., Калногуз А.Н., Воронченко В.Г. и др. Лазерная БИНС для ракетыносителя «Циклон-4» // Материалы XIX Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. 2012. С. 68–77.Shaimardanov, I.Kh., Dzuev, A.A., and Golikov, V.P., Methods for calibration of strapdown INS of various classes of accuracy, 23rd Saint-Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, 2016, pp. 67–71.Николаев С.Г., Ившина Ю.В. Калибровка бесплатформенных инерциальных навигационных систем по выходным сигналам модели ошибок // Научно-технические ведомости СПбГПУ. 2014. №4(200). С. 95–105.Zlatkin, Yu.M., Kalnoguz, A.N., Voronchenko, V.G., etc., Laser SINS for Сyclone-4 launch vehicle 19th Saint-Petersburg international conference on integrated navigation systems, 2012, pp. 72–81.Климкович Б.В., Толочко А.М. Учет size-эффекта при калибровке БИНС // Гироскопия и навигация. 2015. №1 (88). С. 81.Nikolaev, S.G. and Ivshina, Yu.V., Calibration of strapdown INS using the output signals of the error model, Nauchno-tekhnicheskie vedomosti SPbGPU, 2014, no. 4 (200), pp. 95–105.Емельянцев Г.И., Драницина Е.В., Блажнов Б.А. О калибровке погрешностей БИИМ на ВОГ в условиях стенда // Гироскопия и навигация. 2012. № 3. С. 55–63.Klimkovich, B.V. and Tolochko, A.M., Consideration for Size Effect in SINS Calibration, Gyroscopy and Navigation, 2015, vol. 6, no. 3, pp. 230–235.Rogers, R.M., Applied Mathematics in Integrated Navigation Systems, 2003. ISBN 1-56347-656-8. 334 p.Emel’yantsev, G.I., Dranitsina, E.V. and Blazhnov, B.A., Test bed calibration of fog based strapdown inertial measurement unit, Gyroscopy and Navigation, 2012, vol. 3, no. 4, pp. 265–269.Xu Bo, Sun Feng, A FOG Online Calibration Research Based on High-Precision Three-axis Turntable Informatics in Control, Automation and Robotics, International Asia Conference on 2009 pp. 454–458.Rogers, R.M., Applied Mathematics in Integrated Navigation Systems, 2003, ISBN 1-56347-656-8.Qingzhong Cai, Gongliu Yang, Ningfang Song, Yiliang Liu, Systematic Calibration for UltraHigh Accuracy Inertial Measurement Units, Sensors, 2016, 16 p.Xu Bo and Sun Feng, A FOG online calibration research based on high-precision three-axis turntable Informatics in Control, Automation and Robotics, International Asia Conference 2009 pp. 454–458.Голован А.А., Парусников Н.А. Математическое основы навигационных систем. Часть II. Приложения методов оптимального оценивания к задачам навигации. М., 2012. 128 с.Qingzhong Cai, Gongliu Yang, Ningfang Song, and Yiliang Liu, Systematic calibration for ultrahigh accuracy inertial measurement units, Sensors, 2016, 16 p.Лоусон Ч. Хенсон Р. Численное решение задач метода наименьших квадратов. М.: Наука 1986. 232 с.Golovan, A.A. and Parusnikov, N.A., Matematicheskie osnovy navigataionnykh sistem. Chast' II. Prilozheniya metodov optimal’nogo otsenivaniya k zadacham navigatsii (Mathematical Foundations of Navigation Systems. Part 2. Applications of Optimal Estimation Methods to Navigation Problems), Moscow, 2012.Пугачев В.С. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Наука, 1979. 495 c.Lawson, C.L. and Hanson, R.J., Solving Least Squares Problems, Philadelphia: SIAM, 1974.Pugachev, V.S., Teoriya veroyatnostei i matematicheskaya statistika (Probability Theory andPugachev, V.S., Teoriya veroyatnostei i matematicheskaya statistika (Probability Theory andMathematical Statistics), Moscow: Nauka. 1979.Mathematical Statistics), Moscow: Nauka. 1979.

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