gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya / Gyroscopy and Navigation0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»gyroscopy-33Research ArticleСтатьиМагнитный компас с системой коррекции динамической погрешностиMagnetic Compass with Dynamic Error Correction SystemГрязинД. Г.GryazinD. G.

Грязин Дмитрий Геннадиевич. Доктор технических наук, профессор, главный метролог – начальник отдела; Действительный член международной общественной организации «Академия навигации и управления движением»

С.-Петербург

St. Petersburg

ПадеринаТ. В.PaderinaT. .V.

Падерина Татьяна Владимировна. Кандидат технических наук, старший научный сотрудник

С.-Петербург

St. Petersburg

АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»; Университет ИТМОРоссияConcern CSRI Elektropribor, JSC; ITMO UnoversytyRussian FederationАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор».РоссияConcern CSRI Elektropribor, JSCRussian Federation202416052025322133150Copyright © Грязин Д.Г., Падерина Т.В., 20252025Грязин Д.Г., Падерина Т.В.Gryazin D.G., Paderina T...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/33

В статье исследуются результаты эксплуатации магнитного компаса (МК) с системой коррекции динамических погрешностей. Оценивается эффективность применения этой системы для снижения погрешностей МК, проявляющихся в условиях качки и обусловленных влиянием перераспределенных сил судового магнетизма (креновой девиации), а также переносных ускорений при установке МК на некотором расстоянии от центра качания судна.Анализируются возмущающие силы, действующие на МК во время качки и приводящие к возникновению погрешностей. Рассмотрена система коррекции на основе комплементарного фильтра с использованием микромеханического гироскопа (ММГ), реализованная в МК «Азимут КМ-05Д». Представлены результаты стендовых и натурных испытаний, подтверждающие эффективность этой системы коррекции.

The article studies the operation results for a magnetic compass (MC) with a system for correcting dynamic errors. The efficiency of using a correction system to reduce MC errors occurring under the ship roll and pitch motion and conditioned by the influence of the ship’s redistributed magnetic forces (heeling deviation) and translational accelerations if the compass is installed at some distance from the ship’s oscillation center, is estimated.The article analyzes the disturbing forces acting on the MC during roll and pitch motion and leading to its errors. The correction system based on a complementary filter using a MEMS gyroscope (MMG), implemented in the MC Azimuth KM-05D, is considered. The results from bench and field tests of the magnetic compass are presented, which confirm the effectiveness of this correction system.

магнитный компаскреновая девиацияпереносные ускорениямикромеханический гироскопкомплементарный фильтрmagnetic compassheeling deviationtranslational accelerationsMEMS gyroscopecomplementary filterReferencesXaу В.С., Иванов В.Э., Нгуен Д.Т. Использование сигналов навигационных систем ГЛОНАСС/GPS для коррекции показаний цифрового магнитного компаса // СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии. 2020. Вып. 1. Ч. 1.Xaу В.С., Иванов В.Э., Нгуен Д.Т. Использование сигналов навигационных систем ГЛОНАСС/GPS для коррекции показаний цифрового магнитного компаса // СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии. 2020. Вып. 1. Ч. 1.Зиновьев П.Д., Кветкин Г.А. Корректируемая бесплатформенная инерциальная навигационная система на базе микромеханических датчиков первичной информации // Известия ТулГУ. Технические науки. 2016. Вып. 6.Зиновьев П.Д., Кветкин Г.А. Корректируемая бесплатформенная инерциальная навигационная система на базе микромеханических датчиков первичной информации // Известия ТулГУ. Технические науки. 2016. Вып. 6.Муравьев Л.А. Возможности высокочувствительных магнитометров POS при проведении геомагнитных съемок // Уральский геофизический вестник. 2007. №10.Муравьев Л.А. Возможности высокочувствительных магнитометров POS при проведении геомагнитных съемок // Уральский геофизический вестник. 2007. №10.Ильин Е.В., Ситникова А.А. О возможности применения навигационных GPS-приемников при полевых геофизических исследованиях // Уральский геофизический вестник. 2005. №7.Ильин Е.В., Ситникова А.А. О возможности применения навигационных GPS-приемников при полевых геофизических исследованиях // Уральский геофизический вестник. 2005. №7.Галкин В.И., Кузин Е.В., Кондратьев А.В. Формирование гиромагнитного курса в микромеханической курсовертикали // Навигация и управление летательными аппаратами. 2023. №1(40).Галкин В.И., Кузин Е.В., Кондратьев А.В. Формирование гиромагнитного курса в микромеханической курсовертикали // Навигация и управление летательными аппаратами. 2023. №1(40).[Электронный ресурс] URL: https://furuno.ru/navigacija/ukazatel-kursa/pg-700/ (дата обращения: 25.01.2024).[Электронный ресурс] URL: https://furuno.ru/navigacija/ukazatel-kursa/pg-700/ (дата обращения: 25.01.2024).Дегтярев Н.Д. Стрелочные магнитные компасы. Л.: ЦНИИ «Румб», 1984.Дегтярев Н.Д. Стрелочные магнитные компасы. Л.: ЦНИИ «Румб», 1984.Нечаев П.А, Григорьев В.В. Магнитно-компасное дело / 4-е изд. М.: Транспорт, 1983.Нечаев П.А, Григорьев В.В. Магнитно-компасное дело / 4-е изд. М.: Транспорт, 1983.Рыбалтовский Н.Ю. Магнитно-компасное дело. Л.: Государственное издательство водного транспорта, 1954.Рыбалтовский Н.Ю. Магнитно-компасное дело. Л.: Государственное издательство водного транспорта, 1954.[Электронный ресурс] URL: https://radiomarine.ru (дата обращения: 27.01.2024).[Электронный ресурс] URL: https://radiomarine.ru (дата обращения: 27.01.2024).[Электронный ресурс] URL: https://www.sperrymarine.com (дата обращения: 09.02.2024).[Электронный ресурс] URL: https://www.sperrymarine.com (дата обращения: 09.02.2024).[Электронный ресурс] URL: https://www.tokyokeiki.jp (дата обращения: 10.02.2024).[Электронный ресурс] URL: https://www.tokyokeiki.jp (дата обращения: 10.02.2024).[Электронный ресурс] URL: http://www.elektropribor.spb.ru/katalog/navigatsionnye-pribory/azimut-km05d-vseshirotnyy-magnitnyy-kompas (дата обращения: 11.02.2024).[Электронный ресурс] URL: http://www.elektropribor.spb.ru/katalog/navigatsionnye-pribory/azimut-km05d-vseshirotnyy-magnitnyy-kompas (дата обращения: 11.02.2024).Кардашинский-Брауде Л.А. Современные судовые магнитные компасы. Санкт-Петербург: ФГУП ГНЦ РФ – ЦНИИ «Электроприбор», 1999.Кардашинский-Брауде Л.А. Современные судовые магнитные компасы. Санкт-Петербург: ФГУП ГНЦ РФ – ЦНИИ «Электроприбор», 1999.Крылов А.Н. Возмущения показаний компасов, происходящих на качке корабля на волнении // Крылов А.Н. Избранные труды. М.: Изд. АН СССР, 1958. С. 115–170.Крылов А.Н. Возмущения показаний компасов, происходящих на качке корабля на волнении // Крылов А.Н. Избранные труды. М.: Изд. АН СССР, 1958. С. 115–170.Семенов-Тян-Шанский В.В., Благовещенский С.Н., Холодилин А.Н. Качка корабля. Л.: Судостроение, 1969.Семенов-Тян-Шанский В.В., Благовещенский С.Н., Холодилин А.Н. Качка корабля. Л.: Судостроение, 1969.Кочин Н.Е, Кибель И.А, Розе Н.В. Теоретическая гидромеханика. Часть 1. М.: Гос. изд. физико-математической литературы, 1963.Кочин Н.Е, Кибель И.А, Розе Н.В. Теоретическая гидромеханика. Часть 1. М.: Гос. изд. физико-математической литературы, 1963.Кожухов В.П., Воронов В.В., Григорьев В.В. Девиация магнитного компаса. М.: Транспорт, 1981.Кожухов В.П., Воронов В.В., Григорьев В.В. Девиация магнитного компаса. М.: Транспорт, 1981.Дмитриев В.И., Евменов В.Ф., Каратаев О.Г., Ракитин В.Д. Технические средства судовождения. М.: Транспорт, 1990.Дмитриев В.И., Евменов В.Ф., Каратаев О.Г., Ракитин В.Д. Технические средства судовождения. М.: Транспорт, 1990.Androjna, A., Belev, B., Pavic, I., Perkovic, M., Determining Residual Deviation and Analysis of the Current Use of the Magnetic Compass, The Journal on Marine Science and Engineering, 2021, vol. 9, no. 204, pp. 2–14.Androjna, A., Belev, B., Pavic, I., Perkovic, M., Determining Residual Deviation and Analysis of the Current Use of the Magnetic Compass, The Journal on Marine Science and Engineering, 2021, vol. 9, no. 204, pp. 2–14.Кардашинский-Брауде Л.А. Девиация магнитных компасов. Л.: ЦНИИ «Румб», 1986.Кардашинский-Брауде Л.А. Девиация магнитных компасов. Л.: ЦНИИ «Румб», 1986.Матвеев В.В. Анализ комплементарных фильтров при построении бескарданной гировертикали // Известия Тульского гос. ун-та. Технические науки. 2019. №8. С. 153–164.Матвеев В.В. Анализ комплементарных фильтров при построении бескарданной гировертикали // Известия Тульского гос. ун-та. Технические науки. 2019. №8. С. 153–164.Ивойлов А.Ю. О применении МЭМС-датчиков при разработке системы автоматической стабилизации двухколесного робота // Сборник научных трудов НГТУ. 2017. №3 (89). С. 32–51.Ивойлов А.Ю. О применении МЭМС-датчиков при разработке системы автоматической стабилизации двухколесного робота // Сборник научных трудов НГТУ. 2017. №3 (89). С. 32–51.Степанов О.А., Мансур М. Алгоритмы комплексной обработки в задаче коррекции показаний навигационных систем при наличии нелинейных измерений // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. № 6. С. 89–102Степанов О.А., Мансур М. Алгоритмы комплексной обработки в задаче коррекции показаний навигационных систем при наличии нелинейных измерений // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. № 6. С. 89–102Зо Мью Наин, Щагин А.В., Ле Винь Тханг, Хтин Линн У. Комплементарный фильтр для оценки угла с использованием микромеханической системы гироскопа и акселерометра // Инженерный вестник Дона. 2020. №3.Зо Мью Наин, Щагин А.В., Ле Винь Тханг, Хтин Линн У. Комплементарный фильтр для оценки угла с использованием микромеханической системы гироскопа и акселерометра // Инженерный вестник Дона. 2020. №3.[Электронный ресурс] URL: https://www.siliconsensing.com (дата обращения: 25.01.2024)[Электронный ресурс] URL: https://www.siliconsensing.com (дата обращения: 25.01.2024)Матвеев Ю.В., Грязин Д.Г., Падерина Т.В. Способ измерения магнитного курса с использованием системы коррекции, патент RU 2804444, дата регистрации 29.09.2023.Матвеев Ю.В., Грязин Д.Г., Падерина Т.В. Способ измерения магнитного курса с использованием системы коррекции, патент RU 2804444, дата регистрации 29.09.2023.Грязин Д.Г. Способ определения динамической погрешности магнитного компаса с системой коррекции от качки и устройство для его реализации, патент RU 2783479, дата регистрации 14.11.2022.Грязин Д.Г. Способ определения динамической погрешности магнитного компаса с системой коррекции от качки и устройство для его реализации, патент RU 2783479, дата регистрации 14.11.2022.Бутиков Е.И. Осциллятор с сухим и вязким трением. [Электронный ресурс]. Режим доступа URL: http://butikov.faculty.ifmo.ru/Applets/manlr_2.pdf (дата обращения 09.02.2024).Бутиков Е.И. Осциллятор с сухим и вязким трением. [Электронный ресурс]. Режим доступа URL: http://butikov.faculty.ifmo.ru/Applets/manlr_2.pdf (дата обращения 09.02.2024).Лобанов В.А. Численная оценка ледовых качеств судна. Управляемость // Вестник научно-технического развития. 2012. №8.Лобанов В.А. Численная оценка ледовых качеств судна. Управляемость // Вестник научно-технического развития. 2012. №8.Лобанов В.А. Совместное маневрирование судов во льдах на малых расстояниях // Науковедение. 2014. №6. URL: https://naukovedenie.ru/PDF/104TVN614.pdf.Лобанов В.А. Совместное маневрирование судов во льдах на малых расстояниях // Науковедение. 2014. №6. URL: https://naukovedenie.ru/PDF/104TVN614.pdf.Грязин Д.Г., Сергачев И.В. Влияние внешних факторов на переходные процессы магнитных компасов в высоких широтах // Известия высших учебных заведений. Серия «Приборостроение». 2020. Т. 63. №10. С. 921–929.Грязин Д.Г., Сергачев И.В. Влияние внешних факторов на переходные процессы магнитных компасов в высоких широтах // Известия высших учебных заведений. Серия «Приборостроение». 2020. Т. 63. №10. С. 921–929.Грязин Д.Г., Падерина Т.В., Сергачев И.В. О возможности использования судовых магнитных компасов в высоких широтах // Материалы XXXII конф. памяти Н.Н. Острякова. Санкт-Петербург: АО «Концерн» ЦНИИ «Электроприбор», 2020. С. 122–125.Грязин Д.Г., Падерина Т.В., Сергачев И.В. О возможности использования судовых магнитных компасов в высоких широтах // Материалы XXXII конф. памяти Н.Н. Острякова. Санкт-Петербург: АО «Концерн» ЦНИИ «Электроприбор», 2020. С. 122–125.

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