gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»10.17285/0869-7035.2019.27.2.162-178gyroscopy-250Research ArticleСтатьиОценка точностных параметров датчиков бесплатформенного инерциального измерительного блока с помощью относительно грубого поворотного столаEstimation of Sensor Accuracy Parameters in a Strapdown Inertial Measurememt Unit Using a Relatively Rough TurntableВодичеваЛ. В.VodichevaL. V.

Водичева Лариса Валентиновна. Главный научный сотрудник

ПарышеваЮ. В.ParyshevaYu. V

Парышева Юлия Владимировна. Кандидат физико-математических наук, начальник группы

АО «НПО автоматики им. академика Н.А. Семихатова» (Екатеринбург).РоссияScientific and Production Association of Automatics Named after Academician N.A. Semikhatov, YekaterinburgRussian FederationАО «НПО автоматики им. академика Н.А. Семихатова» (г. Екатеринбург)РоссияScientific and Production Association of Automatics Named after Academician N.A. Semikhatov, YekaterinburgRussian Federation201914112025272162178Copyright © Водичева Л.В., Парышева Ю.В., 20252025Водичева Л.В., Парышева Ю.В.Vodicheva L.V., Parysheva Y.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/250

Предлагается методика калибровки датчиков бесплатформенного инерциального измерительного блока на относительно грубом (1-2°) поворотном столе, интегрирующая прямые и косвенные методы. Погрешности калибровки оцениваются аналитически и с помощью математического моделирования. Для прямых методов обосновывается выбор программных ориентаций и сравниваются векторный и скалярный способы. Приводятся результаты применения методики к калибровке измерительного блока на волоконно-оптических гироскопах.

A method for sensors calibration in a strapdown inertial measurement unit on a relatively rough (1-2) turntable is proposed, which integrates direct and indirect techniques. The calibration errors are estimated analytically and by mathematical modeling. For direct techniques, the choice of programmed attitudes is explained, and the vector and scalar methods are compared. The results of the method application for calibrating a measurement unit based on fiber-optic gyroscopes are presented.

Бесплатформенный инерциальный измерительный блокдатчики угловой скоростиакселерометрыскалярная калибровкакосвенная калибровка.Strapdown inertial measuring unitangular rate sensorsaccelerometersscalar calibrationindirect calibration.ReferencesВавилова И.Б., Голован А.А., Козлов А.В., Папуша И.А., Парусников Н.А. Сравнительный анализ различных вариантов калибровки бескарданной инерциальной навигационной системы // XXV Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам. СПб.: АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2018. С. 249–251.Vavilova, I.B., Golovan, A.A., Kozlov, A.V., Papusha, I.A. and Parusnikov, N.A. Comparative study of several variants of strapdown inertial navigation system calibration, Proc. 25th St. Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, St. Petersburg: Concern CSRI Elektropribor, 2018, pp. 249–251.Бельский Л.Н., Водичева Л.В. Ускоренная прецизионная начальная выставка и калибровка ИНС летательного аппарата на подвижном основании // Гироскопия и навигация. 2001. № 4 (35). С. 3–18.Bel’skii, L.N. and Vodicheva, L.V., Rapid high-precision initial adjustment and calibration of inertial navigation system of a flight vehicle with movable platform, Giroskopiya i navigatsiya, 2001, vol. 35, no. 4, pp. 3–18.Savage, P.G., Strapdown System Performance Analysis, RTO Lecture Series 232 (2004), Advances in Navigation Sensors and Integration Technology, St. Petersburg, 2004, pp. 4-1–4-33.Savage, P.G., Strapdown system performance analysis, RTO Lecture Series 232 (2004), Advances in Navigation Sensors and Integration Technology, St. Petersburg, 2004, pp. 4-1–4-33.Zhang, H., Wu, Y., Wu, W., Wu, M., and Hu, X., Improved Multi-Position Calibration for Inertial measurement Units, Meas. Science Technol., 2010. 21 015107.Zhang, H., Wu, Y., Wu, W., Wu, M., and Hu, X., Improved multi-position calibration for inertial measurement units, Measurement Science and Technology, 2010, vol. 21, no. 1, 015107.Wu, Q., Wu, R., Han, F., and Zhang, R., A Three-Stage Accelerometer Self-Calibration Technique for Space-Stable Inertial Navigation Systems, Sensors, 2018, 18, 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.Голован А.А., Матасов А.И. Применение гарантирующего подхода для калибровки акселерометров на высокоточном стенде // XXIV Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам. СПб.: АО «Концерн «ЦНИИGolovan, A.A. and Matasov, A.I., Application of guaranteed approach for the calibration of accelerometer unit on high-precision motion simulator, Proc. 24th St. Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, St. Petersburg: Concern CSRI Elektropribor, 2017, pp. 241–243.«Электроприбор», 2017. С. 241–243.Egorov, Yu.G. and Dzuev, A.A., Synthesis of optimal calibration programs for SINS accelerometers, Aviakosmicheskoe priborostroenie, 2017, No. 5, pp. 3–17.Егоров Ю.Г., Дзуев А.А. Синтез оптимальных программ калибровки акселерометров БИНС // Авиакосмическое приборостроение. 2017. № 5. С. 3–17.Fong, W.T., Ong, S.K., and Nee, A.Y.C., Method for in-field user calibration of an inertial measurement unit without external equipment, Measurement Science and Technology, 2008, vol. 19, 085202.Fong, W.T., Ong, S.K., and Nee, A.Y.C., Method for In-Field User Calibration of an Inertial Measurement Unit without External Equipment, Meas. Science Technol., 2008, 19 085202.Vodicheva, L.V. and Parysheva, Yu.V., Initial alignment of a strapdown inertial navigation system on a stationary base: Methods and their errors, Proc. 20th St. Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, St. Petersburg: Concern CSRI Elektropribor, 2013, pp. 71–74.Водичева Л.В., Алиевская Е.Л., Парышева Ю.В. Начальная выставка бесплатформенной инерциальной навигационной системы на неподвижном основании: методы и их погрешности // XX Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам. СПб.: ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2013. С. 71–74.Izmailov, E.A., Lepe, S.N., Molchanov, A.V. and Polikovskii, E.F., Scalar calibration and balancing method for strapdown inertial navigation systems, Proc. 15th St. Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, St. Petersburg: Concern CSRI Elektropribor, 2008, pp. 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.Bel’skii, L.N., Vodicheva, L.V., Parysheva, Yu.V. and Alievskaya, E.L., Accuracy improvement of strapdown INS gyrocompassing under prelaunch lifting of a spacecraft, Proc. 19th St. Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, St. Petersburg: Concern CSRI Elektropribor, 2012, pp. 104–106.Бельский Л.Н., Водичева Л.В., Парышева Ю.В., Алиевская Е.Л. Повышение точности гирокомпасирования бесплатформенной инерциальной навигационной системы при предстартовом подъеме летательного аппарата // XIX Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам. СПб.: ОАО «Концерн «ЦНИИ Электроприбор», 2012. C. 104–106.Vodicheva, L.V., Parysheva, Yu.V. and Alievskaya, E.L., Prelaunch alignment and calibration of a hybrid inertial measurement system, Proc. 21st St. Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, St. Petersburg: Concern CSRI Elektropribor, 2014, pp. 316–318.Водичева Л.В., Парышева Ю.В., Алиевская Е.Л. Предстартовая выставка и калибровка гибридной инерциальной измерительной системы // XXI Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам. СПб.: ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2014. С. 316–318.Diesel, J.W., Calibration of a ring laser gyro inertial navigation system, Thirteenth Biennial Guidance Test Symposium. Holloman Air Force Base, New Mexico, 1987, vol. 1, SO1A, pp. 1–37.Diesel, J.W., Calibration of a Ring Laser Gyro Inertial Navigation System, Thirteenth Biennial Guidance Test Symposium. Holloman Air Force Base, New Mexico, 1987, vol. 1, SO1A, pp. 1–37.Vodicheva, L.V. and Parysheva, Yu.V., Error analysis technique for indirect method of calibration of a strapdown inertial measurement unit, Proc. 26th St. Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, St. Petersburg: Concern CSRI Elektropribor, 2019, pp. 193–203.Водичева Л.В., Парышева Ю.В. Методика оценки точности косвенного метода калибровки бесплатформенного инерциального измерительного блока // XXVI СанктParysheva, Yu.V. and Vodicheva, L.V., Strapdown measurement unit accuracy estimation and calibration results for launch vehicles, Proc. 31st Conference in Memory of N.N. Ostryakov, St. Petersburg: Concern CSRI Elektropribor, 2018, pp. 62–72.Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам. СПб.: АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2019. С. 193–203.Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам. СПб.: АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2019. С. 193–203.Парышева Ю.В., Водичева Л.В. Оценка точности и результаты калибровки бесплатформенного измерительного блока для средств выведения // Материалы XXXI конференции памяти выдающегося конструктора гироскопических приборов Н.Н. Острякова. СПб.: АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2018. С. 62–72.Парышева Ю.В., Водичева Л.В. Оценка точности и результаты калибровки бесплатформенного измерительного блока для средств выведения // Материалы XXXI конференции памяти выдающегося конструктора гироскопических приборов Н.Н. Острякова. СПб.: АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2018. С. 62–72.

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