gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»10.17285/0869-7035.2017.25.2.003-017gyroscopy-309Research ArticleСтатьиО калибровке пусковых дрейфов бесплатформенной инерциальной навигационной системы с одноосным модуляционным вращением измерительного модуляCalibration of in-run drifts of strapdown inertial Navigation system with uniaxial modulation rotation of Measurement unitЕмельянцевГ. И.Emel’yantsevG. I.

Емельянцев Геннадий Иванович. Доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник

СтепановА. П.StepanovA. P.

Степанов Алексей Петрович. Кандидат технических наук, старший научный сотрудник 

БлажновБ. А.BlazhnovB. A.

Блажнов Борис Александрович. Кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник 

АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», Университет ИТМО (С.-Петербург).РоссияConcern CSRI Elektropribor, JCS, St. Petersburg, Russia, ITMO University, St. Petersburg,Russian FederationАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», Университет ИТМО. (С.-Петербург).РоссияConcern CSRI Elektropribor, JCS, St. Petersburg, Russia, ITMO University, St. Petersburg,Russian FederationАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор». (С.-Петербург).РоссияConcern CSRI Elektropribor, JCS, St. PetersburgRussian Federation201725112025252317Copyright © Емельянцев Г.И., Степанов А.П., Блажнов Б.А., 20252025Емельянцев Г.И., Степанов А.П., Блажнов Б.А.Emel’yantsev G.I., Stepanov A.P., Blazhnov B.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/309

Исследуются погрешности бесплатформенной инерциальной навигационной системы (ИНС) на волоконно-оптических гироскопах (ВОГ) навигационного класса точности, измерительный модуль (ИМ) которой совершает модуляционное вращение вокруг оси, ортогональной палубе объекта. Основное внимание уделяется проблеме сокращения времени калибровки пусковых дрейфов гироскопов с опорой на данные спутниковой навигационной системы (СНС) при включении ИНС. При этом дополнительно к скоростным и позиционным измерениям СНС привлекаются фазовые измерения от разнесенных на соответствующей базе антенн. Обработка информации осуществляется с использованием обобщенного фильтра Калмана, при этом привлекаются данные стендовых испытаний опытных образцов ИНС с вращающимся ИМ на ВОГ и СНС-компасов разработки ЦНИИ «Электроприбор».

Errors of a strapdown inertial navigation system (INS) based on navigation grade fiber-optic gyros (FOG) are studied, with the INS measurement unit performing modulation rotation about the axis orthogonal to the vehicle deck. The main focus is made on the problem of reducing the time of gyro in-run drifts calibration, using the GNSS data when the INS is turned on. In addition to velocity and position measurements taken by the GNSS, phase measurements from antennas spaced on a certain baseline are included.

Information processing is carried out using extended Kalman filter; the data obtained during the bench tests of prototype FOG-based INS with a rotary measurement unit, and of GNSS compasses designed by CSRI Elektropribor, are used as well.

Инерциальная навигационная системаволоконно-оптический гироскопспутниковая навигационная системафильтр Калмана.Inertial navigation systemfiber-optic gyroGNSSKalman filter.ReferencesPaturel Y. MARINS, the first FOG navigation system for submarines. Y. Paturel, V. Rumoroso, A. Chapelon, J. Honthaas. Symposium Gyro Technology, 2006.Paturel Y. MARINS, the First FOG Navigation System for Submarines. Y. Paturel, V. Rumoroso, A. Chapelon, J. Honthaas. Symposium Gyro Technology, 2006.www.ixblue.com.iXblue, http://www.ixblue.com.Levinson E., Majure R. MARLIN – Next generation marine inertial navigator. Symposium Gyro Technology. Stuttgart. 1987, 22-23 Sept.Levinson E., and Majure R. MARLIN – Next Generation Marine Inertial Navigator. Symposium Gyro Technology. Stuttgart. 1987, 22-23 Sept.Barbour N., Schmidt G. Inertial Sensor Technology Trends. IEEE sensors journal. 2001. Vol. 1. No 4. P. 332-339.Barbour N., and Schmidt G. Inertial Sensor Technology Trends. IEEE sensors journal. 2001. Vol. 1. No 4. Pp. 332-339.www.sperrymarine.com.Sperry Marine, http://www.sperrymarine.com.www.litef.com.Northrop Grumman LITEF GmbH, http://www.litef.com.Walsh Ed. Navy and industry investigate new super-accurate optical gyros for possible use on ballistic missile submarines. Military & Aerospace Electronics, 2001.Walsh Ed. Navy and Industry Investigate New Super-Accurate Optical Gyros for Possible Use on Ballistic Missile Submarines. Military & Aerospace Electronics, 2001.Пешехонов В.Г. Современное состояние и перспективы развития гироскопических систем // Гироскопия и навигация. 2011. №1(72). С. 3-17.Peshekhonov, V.G. Gyroscopic Systems: Current Status and Prospects, Giroskopiya i navigatsiya, 2011, no. 1(72), pp. 3-17.Yuan Zh., Zhao L. Error Analysis of Rotray SINS Sensor. Sensors & Transducer. 2013 Sept. Vol. 156. Issue 9. P. 35-39.Yuan Zh., Zhao L. Error Analysis of Rotray SINS Sensor. Sensors & Transducer. 2013 Sept. Vol. 156. Issue 9. P. 35-39.Wei G. Research on high precision rotating inertial navigation system with ring laser gyroscope // Wei G., Long X., Yu X. 22th Saint Peters-burg International Conference on Integrated NavigationWei G. Research on high precision rotating inertial navigation system with ring laser gyroscope // Wei G., Long X., Yu X. 22th Saint Peters-burg International Conference on Integrated Navigation Systems, 2015 May. S.-Petersburg, Russia.Systems, 2015 May. S.-Petersburg, Russia.Stepanov, A.P., Emel'yantsev, G.I., Blazhnov, B.A. On the Effectiveness of Rotation of the Inertial Measurement Unit of a FOG-Based Platformless INS for Marine Applications. Giroskopiya i navigatsiya. 2015. No. 4(91). Pp. 42-54.Степанов А.П., Емельянцев Г.И., Блажнов Б.А. Об эффективности модуляционных поворотов измерительного модуля БИНС на ВОГ морского применения // Гироскопия и навигация. 2015. № 4(91). С. 42-54.Vidmar, A. et al. Gyro Indexing Compensation Method and System; Patent No. US 8,566,055 B1, 2013Gyro Indexing compensation method and system; Patent N0.: US 8,566,055 B1 2013Ringlein M. J. Next Generation Strategic Submarine Navigator. Mark J. Ringlein, Neal J. Barnett, Marvin B. May. AIAA 2000. (http://www.researchgate.net)Ringlein M. J. Next generation strategic submarine navigator. Mark J. Ringlein, Neal J. Barnett, Marvin B. May. AIAA 2000. (http://www.researchgate.net)Emel'yantsev, G.I., and Stepanov, A.P. Integrirovannye inertsialno-sputnikovye sistemy orientatsii i navigatsii (Integrated Inertial Satellite Systems of Orientation and Navigation), St. Petersburg, Kontsern TsNII Elektropribor, 2016.Емельянцев Г.И., Степанов А.П. Интегрированные инерциально-спутниковые системы ориентации и навигации // СПб: АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор». 2016. 394 с.Branets, V.N., Shmyglevskii I.P. Vvedenie v teoriyu besplatformennykh inertsial'nykh navigatsionnykh sistem (Introduction to Theory of Strapdown Inertial Navigation Systems). Moscow, Nauka, 1992.Бранец В.Н., Шмыглевский И.П. Введение в теорию бесплатформенных инерциальных навигационных систем. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат.лит. 1992. 280 с.Blazhnov, B.A., Evstifeev, M.I., Emel'yantsev, G.I., Stepanov, A.P. et al. GPS Compass with Autonomous Mode of Operation. Vehicle Test Results. 20th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, 27-30 May, 2013, S.-Petersburg, Russia. Pp. 99-103.Блажнов Б.А., Евстифеев М.И., Емельянцев Г.И., Степанов А.П. и др. GPS-компас с автономным режимом работы. Результаты объектовых испытаний // 20th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, 27-30 May. 2013. S.-Petersburg, Russia. P. 99–103.Emel’yantsev G.I., Stepanov A.P., Blazhnov B.A., Semenov I.V. Improving the Accuracy of GPS Compass for Small-Sized Objects. Gyroscopy and Navigation. 2015. Vol. 6. No. 3. Pp. 166–171Emel’yantsev G.I., Stepanov A.P., Blazhnov B.A., Semenov I.V. Improving the Accuracy of GPS Compass for Small-Sized Objects. Gyroscopy and Navigation. 2015. Vol. 6. No. 3. P. 166–171Emel’yantsev G.I., Stepanov A.P., Blazhnov B.A., Semenov I.V. Improving the Accuracy of GPS Compass for Small-Sized Objects. Gyroscopy and Navigation. 2015. Vol. 6. No. 3. P. 166–171

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