gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya / Gyroscopy and Navigation0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»10.17285/0869-7035.2018.27.1.061-071gyroscopy-237Research ArticleСтатьиСинтез программ калибровки блока акселерометров БИНС при инвариантном подходеSynthesis of Calibration Programs for an Accelerometer Unit of Strapdown INS: An Invariant ApproachЕгоровЮ. Г.EgorovYu. G.

Егоров Юрий Григорьевич. Доктор технических наук, профессор

ДзуевА. А.DzuevA. A.

Дзуев Астемир Адамович. Кандидат технических наук, математик

ПоповЕ. А.PopovE. A.

Попов Евгений Александрович. Кандидат технических наук, начальник лаборатории. Член секции молодых ученых общественного объединения «Академия навигации и управления движением».

МГТУ им. Н.Э. Баумана (Москва).РоссияBauman Moscow State Technical UniversityRussian FederationАО «Инерциальные технологии «Технокомплекса» (г. Раменское, Московская область)РоссияJSC Inertial Technologies of Technocomplex (ITT), RamenskoeRussian FederationАО «Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики» (Москва)РоссияCentral Scientific Research Institute of Automatics and Hydraulics (JSC TSNIIAG)Russian Federation2019131120252716171Copyright © Егоров Ю.Г., Дзуев А.А., Попов Е.А., 20252025Егоров Ю.Г., Дзуев А.А., Попов Е.А.Egorov Y.G., Dzuev A.A., 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/237

В статье рассматриваются вопросы, касающиеся синтеза и исследования точности, обеспечиваемой программами калибровки блока акселерометров бесплатформенных инерциальных навигационных систем (БИНС) в рамках инвариантного подхода. Сформулированы критерии синтеза и дополнительные требования, которым должны удовлетворять программы калибровки. Проведен сравнительный анализ точностных характеристик различных программ калибровки.

The paper considers the synthesis of accuracy characteristics of the calibration programs for an accelerometer unit of strapdown inertial navigation systems (INS). The study is carried out in the framework of an invariant approach. The synthesis criteria and additional requirements that the calibration programs must meet are formulated. A comparative analysis of accuracy characteristics of different calibration programs has been performed.

Акселерометрблок акселерометровкалибровка программа калибровкиизмерительное положение.Аccelerometeraccelerometer unitcalibrationcalibration program measurement position.ReferencesTitterton, D. H., Weston, J. L., Strapdown inertial navigation technology, 2nd edition, AIAA 2004, pp. 255–259.Titterton, D. H. and Weston, J. L., Strapdown Inertial Navigation Technology, 2nd edition AIAA, 2004, pp. 255–259.Измайлов Е.И. и др. Скалярный способ калибровки и балансировки бесплатформенных инерциальных навигационных систем // Материалы XV Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. СПб., 2008. С. 145–155.Izmailov, E.I. et al. Scalar method of calibration and balancing of strapdown inertial navigation systems, 15th St. Petersburg Int. Conf. on Integrated Navigation Systems, St. Petersburg: Elektropribor, 2008, pp. 145–155.Тарановский Д.О. Стендовая калибровка блока маятниковых поплавковых акселерометров корабельной инерциальной навигационной системы // Гироскопия и навигация. 2008. № 4 (63). С. 65.Taranovskii, D.O., Test bench calibration of a floated pendulum accelerometer unit of a shipborne inertial navigation system, Giroskopiya i Navigatsiya, 2008, no. 4, p. 65.Аврутов В.В., Головач С.В., Мазепа Т.Ю. О скалярной калибровке инерциального измерительного модуля // Материалы XIX Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным системам. СПб., 2012. С. 113–118.Avrutov, V.V., Golovach, S.V., and Mazepa, T.Yu., Scalar calibration of an inertial measurement unit, 19th St. Petersburg Int. Conf. on Integrated Navigation Systems, St. Petersburg: Elektropribor, 2012, pp. 113–118.Вахлаков А.Ю. и др. Лазерная БИНС для ракеты-носителя «Циклон-4» // Материалы XIX Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. СПб., 2012. С. 68–77.Vakhlakov, A.Yu. et al., A laser strapdown INS for the Cyclone-4 launch vehicle, 19th St. Petersburg Int. Conf. on Integrated Navigation Systems, St. Petersburg: Elektropribor, 2012, pp. 68–77.Голован А.А., Парусников Н.А. Математические основы навигационноых систем. Часть II. Приложения методов оптимального оценивания к задачам навигации. М: Издательство Московского университета, 2008. 151 с.Golovan, A.A. and Parusnikov, N.A., Matematicheskie osnovy navigatsionnykh sistem. Chast’ 2. Prilozheniya metodov optimal’nogo otsenivaniya k zadacham navigatsii (Mathematical Foundations of Navigation Systems. Part 2. Applications of Optimal Estimation Methods to Navigation Problems). Moscow: Izdatelstvo Moskovskogo universiteta, 2008.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.Akimov, P.A, Derevyankin, A.V, and Matasov, A.I., Garantiruyushchii podkhod i l1-approksimatsiya v zadachakh otsenivaniya parametrov BINS pri stendovykh ispytaniyakh (Guaranteed approach and l1-approximation in the problems of estimating the parameters of a strapdown INS during bench tests), Moscow: Izdatelstvo Moskovskogo universiteta, 2012.Егоров Ю.Г, Дзуев А.А. Уравнения процесса инвариантной калибровки акселерометров БИНС // Авиакосмическое приборостроение. 2016. №8. С. 3–12.Egorov, Yu.G. and Dzuev, А.А., Equations for the process of invariant calibration of SINS accelerometers Aviakosmicheskoe priborostroenie, 2016, no. 8, pp. 3–12.Егоров Ю.Г., Попов Е.А. Исследование минимально избыточных программ калибровки триады акселерометров // Авиакосмическое приборостроение. 2016. №6. С. 3–8.Egorov, Yu.G. and Popov, E.A., Research of minimum redundant programs for calibration of an accelerometer triad, Aviakosmicheskoe priborostroenie, 2016, no. 6, pp. 3–8.Егоров Ю.Г., Попов Е.А. Выбор измерительных положений в программах калибровки триады акселерометров БИНС // Труды ФГУП «НПЦАП». Системы и приборы управления. 2016. №2. С. 55–60.Egorov, Yu.G. and Popov, E.A., Choosing measurement positions in the programs for calibration of a strapdown INS accelerometer triad, Trudy FGUP “NPTsAP”. Sistemy i pribory upravleniia 2016, no. 2, pp. 55–60.Голован А.А. и др. Калибровка инерциальных измерительных блоков с оценкой температурных зависимостей по эксперименту с переменной температурой: результаты калибровки БИНС-РТ // Материалы XXIV Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. СПб., 2017. С. 225–228.Golovan A.A. et al. Calibration of inertial measurement units with evaluation of temperature dependencies by experiment with variable temperature: Results of BINS-RT calibration, 24th St. Petersburg Int. Conf. on Integrated Navigation Systems, St. Petersburg: Elektropribor, 2017 pp. 225–228.Егоров Ю.Г. и др. Итерационная процедура калибровки чувствительных элементов БИНС // Авиакосмическое приборостроение. 2018. №2. С. 3–17.Egorov, Yu.G. et al., Iterative procedure for calibration of strapdown INS sensitive elements Aviakosmicheskoe priborostroenie, 2018, no. 2, pp. 3–17.Егоров Ю.Г., Мьинт Хтун Наинг. Синтез программы калибровки блока акселерометров бесплатформенной инерциальной навигационной системы // Труды ФГУП «НПЦАП». Системы и приборы управления. 2014. №4. 15 с.Egorov, Yu.G. and Myint Htun Naing, Synthesis of a program for calibration of an accelerometer unit of a strapdown inertial navigation system, Trudy FGUP “NPTsAP”. Sistemy i pribory upravleniia, 2014, no. 4, p. 15.Болотин Ю.В., Деревянкин А.В., Матасов А.И. Итерационная схема калибровки блока акселерометров при помощи гарантирующего подхода // Механика твердого тела. 2008. №3. С. 48–61.Bolotin, Yu.V., Derevyankin, A.V., and Matasov, A.I., An iterative calibration scheme of an accelerometer unit using a guaranteed approach, Mekhanika tverdogo tela, 2008, no. 3, pp. 48–61.Степанов О.А., Челпанов И.Б. Моторин А.В. О точности оценивания постоянной составляющей погрешности датчиков и ее связи с вариацией Аллана // Материалы XXII СанктПетербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. СПб., 2015. С. 485–491.Stepanov, O.A, Chelpanov, I.B., and Motorin, A.V., Accuracy of estimating the constant error component of sensors and its relation to the Allan variance, 22nd St. Petersburg Int. Conf. on Integrated Navigation Systems, St. Petersburg: Elektropribor, 2015, pp. 485–491.Кутовой Д.А. и др. Оценка основных характеристик бесплатформенного инерциального блока с использованием вариации Аллана // Вестник самарского государственного аэрокосмического университета. 2014. №1 (43). С. 201–209.Kutovoi, D.A. et al., Estimation of the main characteristics of a strapdown inertial unit using Allan variance, Vestnik samarskogo gosudarstvennogo aerokosmicheskogo universiteta, 2014, no. 1 (43) pp. 201–209.Кутовой Д.А., Ситников П.В. Некоторые практические вопросы использования вариации Аллана при исследовании бесплатформенного инерциального блока // Материалы XV конференции молодых ученых «Навигация и управление движением». СПб, 2013. С. 246–252.Kutovoi, D.A. and Sitnikov, P.V., Some practical issues of using Allan variance in the study of a strapdown inertial unit, 15 konferentsiya molodykh uchenykh “Navigatsiya i upravlenie dvizheniem” (15th Conference of Young Scientists “Navigation and Motion Control), St. Petersburg 2013, pp. 246–252.Allan, D.W., Statistics of atomic frequency standards, Proc. IEEE, 1966, vol. 54, no. 2.Allan, D.W., Statistics of atomic frequency standards, Proc. IEEE, 1966, vol. 54, no. 2.Способ калибровки гироскопов: а.с. 2280840 РФ / Ю.Г. Егоров, Д.В. Иванов; заявл. 2004131154/28; опубл. 27.07.2006. Бюлл. № 21.A method for gyro calibration: Author’s Certificate 2280840 RF, Yu.G. Egorov, D.V. Ivanov; decl. 2004131154/28; publ. 27.07.2006, bull. no. 21.Математическая теория планирования эксперимента / Под ред. С.М. Ермакова. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы. 1983. 392 с.Mathematical theory of experiment planning, Ermakov S.M., Ed., Moscow: Nauka, 1983.Степанов О.А. Основы теории оценивания с приложениями к задачам обработки навигационной информации. СПб., 2009.Stepanov, О.А., Osnovy teorii otsenivaniya s prilozheniyami k zadacham obrabotki navigatsionnoi informatsii (Fundamentals of the Estimation Theory with Applications to the Problems of Navigation Information Processing), Part 1, Vvedenie v teoriyu otsenivaniya (Introduction to the Estimation Theory), St. Petersburg: TsNII Elektropribor, 2017.ГОСТ 24026-80 «Исследовательские испытания».GOST 24026-80 Development tests.Егоров Ю.Г., Попов Е.А. Выбор измерительных положений в задаче калибровки блока акселерометров ИНС // Материалы XXXI конференции памяти выдающегося конструктора гироскопических приборов Н.Н. Острякова. СПб., 2018. С. 8–16.Egorov, Yu.G. and Popov, Е.А., Choosing measurement positions in calibration of the INS accelerometer unit, Materialy 31 konferentsii pamyati vydayushchegosya konstruktora giroskopicheskikh priborov N.N. Ostryakova (Proc. 31st Conf. in Memory of N.N. Ostryakov), St. Petersburg: Elektropribor, 2018, pp. 8–16.

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