gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»10.17285/0869-7035.2017.25.2.018-034gyroscopy-310Research ArticleСтатьиО расширении возможностей интеграции инерциальных и спутниковых навигационных систем в авиационных приложенияхEnhancement of INS/GNSS Integration Capabilities for Aviation-Related ApplicationsЗоринаО. А.ZorinaO. A.

Зорина Ольга Александровна. Кандидат физико-математических наук, начальник сектора 

ИзмайловЕ. А.IzmailovE. A.

Измайлов Евгений Аркадьевич. Доктор технических наук, зам. начальника тематического направления – зам. главного конструктора.

Действительный член общественного объединения «Академия навигации и управления движением».

КухтевичС. Е.KukhtevichS. E.

Кухтевич Сергей Евгеньевич. Кандидат физико-математических наук, начальник отдела 

ПортновБ. И.PortnovB. I.

Портнов Борис Исакович. Начальник тематического направления – зам. главного конструктора

ФомичевА. В.FomichevA. V.

Фомичев Александр Владимирович. Кандидат физико-математических наук, зам. начальника тематического направления – зам. главного конструктора

ВавиловаН. Б.VavilovaN. B.

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

ГолованА. А.GolovanA. A.

Голован Андрей Андреевич. Доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией управления и навигации.

Действительный член общественного объединения «Академия навигации и управления движением».

ПапушаИ. А.PapushaI. A.

Папуша Ирина Анатольевна. Кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории управления и навигации

ПарусниковН. А.ParusnikovN. A.

Парусников Николай Алексеевич. Доктор физико-математических наук, профессор механико-математического факультета.

Действительный член общественного объединения «Академия навигации и управления движением».

ПАО «МИЭА» (г. Москва).РоссияPJSC MIEARussian FederationПАО «МИЭА» (г. Москва)РоссияPJSC MIEARussian FederationМГУ им. М.В. Ломоносова (г. Москва)РоссияLomonosov Moscow State UniversityRussian FederationМГУ им М.В. Ломоносова (г. Москва).РоссияLomonosov Moscow State UniversityRussian Federation2017251120252521834Copyright © Зорина 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., 20252025Зорина 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.Zorina O.A., Izmailov E.A., Kukhtevich S.E., Portnov B.I., Fomichev A.V., Vavilova N.B., Golovan A.A., Papusha I.A., Parusnikov N.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/310

В статье рассматриваются два способа построения и использования интегрированных инерциальных и спутниковых систем с учетом специфики авиационных приложений: довыставка и автокалибровка. Довыставка реализуется при маневрировании летательного аппарата (ЛА) на аэродроме. Автокалибровка бесплатформенных инерциальных навигационных систем (БИНС) основана на использовании в текущем полете оценок инструментальных погрешностей инерциальных датчиков, полученных алгоритмом комплексной обработки информации (КОИ) в серии предыдущих полетов ЛА. Приводятся результаты многочисленных летных испытаний лазерных БИНС гражданского и военного назначения разработки ПАО «МИЭА», свидетельствующие об эффективности предложенных способов информационной интеграции.

Two methods for construction and use of integrated inertial and satellite systems are considered, taking into account the specific features of aviation-related applications, namely, pre-flight alignment and autocalibration. Pre-flight alignment is performed during aircraft maneuvering on the aerodrome. Autocalibration of strapdown inertial navigation systems (SINS) is based on using the estimations of instrumental errors of inertial sensors, which had been obtained by the complex information processing (CIP) algorithm in a number of previous flights of the aircraft. The results of numerous flight tests of laser SINS designed by PAO MIEA for civil and military applications are provided as an evidence of high efficiency of the information integration methods proposed herein.

Бесплатформенная инерциальная навигационная системаспутниковая навигационная системадовыставкаавтокалибровкаточность навигационного решенияманевренный объект.Strapdown inertial navigation systemSINSGNSSpre-flight alignmentautocalibrationnavigation solution accuracymaneuverable vehicle.Referenceshttps://www.safran-electronics-defense.com/aerospace/military-aircraft/navigation-systemsSAFRAN Electronics and Defense, https://www.safran-electronics-defense.com/aerospace//military-aircraft/navigation-systemshttps://aerospace.honeywell.com/en/products/navigation-and-sensors/embedded-gps-or-insHoneywell, https://aerospace.honeywell.com/en/products/navigation-and-sensors/embedded-gpsor-inshttp://www.northropgrumman.com/Capabilities/LN100GInertialNavigationSystem/Pages/default.aspxNorthrop Grumman, http://www.northropgrumman.com/Capabilities/LN100GInertial NavigationSystem/Pages/default.aspxГолован А. А., Парусников Н. А. Математические основы навигационных систем. Ч. 1. Математические модели инерциальной навигации. М.: МАКС Пресс, 2011. 136 с.Golovan, A.A, and Parusnikov, N.A. Matematicheskie osnovy navigatsionnykh system. Chast I. Matematicheskie modeli inertsial'noi navigatsii (Mathematical Background of Navigation Systems. Part 1. Mathematical Models of Inertial Navigation), Moscow, MAKS Press, 2011.Тазьба А. М., Леви Ю. В., Ермолина М. А. Структура интегрированных навигационных систем на базе бесплатформенных инерциальных систем средней точности // Интегрированные инерциально-спутниковые системы навигации. СПб.: ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор», 2004. С. 115–127.Taz’ba, A.M., Levi, Yu.V., and Ermolina, M.A., Structures of Integrated Navigation systems Based on Strapdown Inertial Navigation Systems of Medium Accuracy, in Integrirovannye inertsial'nosputnikovye sistemy navigatsii (Integrated Inertial Satellite Navigation Systems) collected articles and papers (in the Russian language), Saint Petersburg, Elektropribor, 2004, pp. 115-127.Голован А. А., Парусников Н. А. Математические основы навигационных систем. Ч. 2. Приложения методов оптимального оценивания к задачам навигации. М.: МАКС Пресс, 2012. 172 с.Golovan, A.A, and Parusnikov, N.A., Matematicheskie osnovy navigatsionnykh system. Chast II. Prilozheniya metodov optimal'nogo otsenivaniya k zadacham navigatsii (Applications of Optimal Estimation Methods to Navigation Issues), Moscow, MAKS Press, 2012.Емельянцев Г. И., Степанов А. П. Интегрированные инерциально-спутниковые системы ориентации и навигации. Концерн «ЦНИИ «Электроприбор». СПб., 2016. 393 с.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, Elektropribor, 2016.Farrell J. A. Aided navigation systems: GPS and high rate sensors. New York, USA, 2008. 552 p.J. A. Farrell, Aided Navigation Systems: GPS and High Rate Sensors, New York, NY, McGraw-Hill, 2008.Степанов О. А. Основы теории оценивания с приложениями к задачам обработки навигационной информации. Ч. 2. Введение в теорию фильтрации. СПб.: ГНЦ РФ АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2017. 428 с.Stepanov, O.A., Osnovy teorii otsenivaniya s prilozheniyami k zadacham obrabotki navigatsionnoi informatsii. Chast 2. Vvedenie v teoriyu fil'tratsii (Fundamentals of the Estimation Theory with Applications to the Problems of Navigation Information Processing. Part 2. Introduction to the Filter Theory), St. Petersburg: Elektropribor, 2017.Weill L. R., Andrews A. P. Global positioning systems, inertial navigation, and integration. 3rd Edition. Wiley&Sons, 2013. 408 p.Lawrence R. Weill, and Angus P. Andrews, Global Positioning Systems, Inertial Navigation, and Integration, Wiley&Sons, 2013, 3rd Edition.Вавилова Н. Б., Голован А. А., Измайлов Е. А., Кухтевич С. Е., Парусников Н. А., Фомичев А. В. Способ повышения точности начальной выставки бесплатформенной инерциальной системы. Патент РФ на изобретение № 2591738.Vavilova, N.B., Golovan, A.A., Izmailov, E.A., Kukhtevich, S.E., Parusnikov, N.A., and Fomichev, A.V., Method of Increasing the Accuracy of Initial Alignment Accuracy of Strapdown Inertial System, RF Patent No. 2591738, 2016.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.Peshekhonov, V.G., Stepanov, O.A. et al., Sovremennye metody i sredstva izmereniya parametrov gravitatsionnogo polya zemli (Modern Methods and Means of Measuring the Parameters of Earth Gravity Field), Saint Petersburg, Elektropribor, 2017.Пешехонов В. Г., Степанов О. А. и др. Современные методы и средства измерения параметров гравитационного поля земли. / Под общей ред. В. Г. Пешехонова; науч. редактор О. А. Степанов. СПб.: ГНЦ РФ АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2017. 390 с.Dmitriev, S.P., Inertsial'nye metody v inzhenernoi geodezii (Inertial Methods in Engineering Geodesy), Saint Petersburg, Elektropribor, 1997.Дмитриев С. П. Инерциальные методы в инженерной геодезии. СПб.: ГНЦ РФ «ЦНИИ «Электроприбор», 1997. 208 с.Maybeck P.S., Stochastic Models, Estimation and Control, New-York, Academic Press, 1979.Maybeck P. S. Stochastic models, estimation and control. USA, N.Y.: Acad. Press, 1979. 307 p.Kuznetsov, A.G., Portnov, B.I., and Izmailov, E.A., Two Classes of Aircraft Strapdown Inertial Navigation Systems on Laser Gyros: Development and Test Results. Gyroscopy and Navigation, 2014, vol. 5, No. 4, pp.187-194.Кузнецов А. Г., Портнов Б. И., Измайлов Е. А. Разработка и испытания двух классов авиационных бесплатформенных инерциальных навигационных систем на лазерных гироскопах. // Гироскопия и навигация. № 2 (85). 2014. C. 3–13.Fomichev, A.V., Kukhtevich, S.E., and Izmailov, E.A., Results of Improving BINS-SP-2 System Software on the Basis of Flight Trials Information, in Trudy MEIA Navigatsia i upravlenie letatel'nymi apparatami (MEIA Papers on Navigation and Aircraft Control), Moscow, 2013, no. 7, pp.19-29.Фомичев А. В., Кухтевич С. Е., Измайлов Е. А. Результаты совершенствования программно-математического обеспечения системы БИНС-СП-2 по материалам летных испытаний. М.: Труды «МИЭА», Навигация и управление летательными аппаратами. 2013. Вып. 7. С. 19–29.GOST RV 52 339-2005, Strapdown Inertial Navigation Systems on Laser Gyroscopes, Moscow, 2005.ГОСТ РВ 52 339-2005. Системы бесплатформенные инерциально-навигационные на лазерных гироскопах. М., 2005. 15 с.Molchanov, A.V., Izmailov, E.A., and Vishnyakov, S.N., Method of Increasing the Accuracy of Useful Signal of Ring Laser. Patent RF No. 2581396, 2014.Молчанов А. В., Измайлов Е. А., Вишняков С. Н. Способ повышения точности полезного сигнала кольцевого лазера. Патент на изобретение № 2581396.Kan, S.G., Izmailov, E.A., Molchanov, A.V., Savel'ev, Yu.K., and Izmailov, A.E., Pendulous Accelerometer. RF Utility Model Patent no. 104320.Кан С. Г., Измайлов Е. А., Молчанов А. В., Савельев Ю. К., Измайлов А. Е. Маятниковый акселерометр. Патент на полезную модель № 104320.Кан С. Г., Измайлов Е. А., Молчанов А. В., Савельев Ю. К., Измайлов А. Е. Маятниковый акселерометр. Патент на полезную модель № 104320.

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