gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya / Gyroscopy and Navigation0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»10.17285/0869-7035.2016.24.1.036-048gyroscopy-335Research ArticleСтатьиО калибровке измерительного модуля прецизионной БИНС и построении связанного с ним ортогонального трехгранникаCalibration of a Precision SINS IMU and Construction of IMU-bound Orthogonal Frame.ЕмельянцевГ. И.Emel’yantsevG. I.

Емельянцев Геннадий Иванович, доктор технических наук, главный научный сотрудник; профессор.Действительный член общественного объединения «Академия навигации и управления движением».

БлажновБ. А.BlazhnovB. A.

Блажнов Борис Александрович. Кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник.

ДраницынаЕ. В.DranitsynaE. V.

Драницына Елена Викторовна, научный сотрудник; ассистент кафедры

СтепановА. П.StepanovA. P.

Степанов Алексей Петрович, кандидат технических наук, старший научный сотрудник; доцент кафедры.

АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»; Университет ИТМО (С.-Петербург).РоссияConcern CSRI Elektropribor, JSC; ITMO University, Saint PetersburgRussian FederationАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор» (С.-Петербург).РоссияConcern CSRI Elektropribor, JSC, Saint PetersburgRussian FederationАО «Концерн «ЦНИИ Электроприбор»; Университет ИТМО (С.-Петербург).РоссияConcern CSRI Elektropribor, JSC; ITMO University, Saint PetersburgRussian Federation2016011220252413648Copyright © Емельянцев Г.И., Блажнов Б.А., Драницына Е.В., Степанов А.П., 20252025Емельянцев Г.И., Блажнов Б.А., Драницына Е.В., Степанов А.П.Emel’yantsev G.I., Blazhnov B.A., Dranitsyna E.V., Stepanov A.P.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/335

Рассмотрен вопрос формирования связанного с измерительным модулем бескарданной инерциальной навигационной системы опорного ортогонального трехгранника и приведения сигналов акселерометров к его началу.

Приводятся основные положения алгоритма уточнения параметров калибровки измерительного модуля бескарданной инерциальной навигационной системы на волоконно-оптических гироскопах в динамических условиях стенда с использованием алгоритма фильтра Калмана, опираясь при этом на навигационное решение системы. Особенностью рассматриваемой задачи является оценка временных запаздываний в измерительных каналах блоков волоконно-оптических гироскопов и акселерометров с точностью, обеспечивающей возможность построения навигационной системы класса 0,001 °/ч.

The paper focuses on construction of reference orthogonal frame bound with IMU of a strapdown inertial navigation system and recalculation of accelerometer signals for its origin. Main points of the algorithm refining the FOG IMU calibration parameters in dynamic test bench conditions using the Kalman filter algorithm and relying upon the system navigation solution are detailed. Time lags in FOG gyros and accelerometers’ measurement channels are estimated to the accuracy allowing construction of a 0.001 deg/h class navigation system.

Волоконно-оптический гироскопизмерительный модульбескарданная инерциальная навигационная системаформирование связанного ортогонального трехгранникакалибровка временных запаздываний.Fiber-optic gyroIMUstrapdown inertial navigation systemconstruction of bound orthogonal framecalibration of time lags.ReferencesВолынский Д. В., Драницына Е. В., Одинцов А. А., Унтилов А. А. Калибровка волоконно-оптических гироскопов в составе бескарданных инерциальных измерительных модулей // Гироскопия и навигация. 2012. № 2 (77). С. 56-68.Волынский Д. В., Драницына Е. В., Одинцов А. А., Унтилов А. А. Калибровка волоконно-оптических гироскопов в составе бескарданных инерциальных измерительных модулей // Гироскопия и навигация. 2012. № 2 (77). С. 56-68.Емельянцев Г. И., Драницына Е. В., Блажнов Б. А. О калибровке погрешностей БИИМ на ВОГ в условиях стенда // Гироскопия и навигация. 2012. № 3 (78). С. 55-63.Емельянцев Г. И., Драницына Е. В., Блажнов Б. А. О калибровке погрешностей БИИМ на ВОГ в условиях стенда // Гироскопия и навигация. 2012. № 3 (78). С. 55-63.Климкович Б.В., Толочко А.М. Калибровка БИНС навигационного класса точности в инерциальном режиме // XXII Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам: Сборник материалов. – СПб, – 2015. – С.250–256.Климкович Б.В., Толочко А.М. Калибровка БИНС навигационного класса точности в инерциальном режиме // XXII Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам: Сборник материалов. – СПб, – 2015. – С.250–256.Николаев С. Г., Ившина Ю. В. Калибровка бесплатформенных инерциальных навигационных систем по выходным сигналам модели ошибок / Научно-технические ведомости СПбГПУ 4’ (200) 2014. Информатика. Телекоммуникации. Управление. С. 95-105.Николаев С. Г., Ившина Ю. В. Калибровка бесплатформенных инерциальных навигационных систем по выходным сигналам модели ошибок / Научно-технические ведомости СПбГПУ 4’ (200) 2014. Информатика. Телекоммуникации. Управление. С. 95-105.Bogatsky I., Leonets O. A procedure for high-accuracy calibration of strapdown IMU on a low-accuracy turntable // Proceedings of 2010 international symposium on internal technology and navigation, 2010. P. 294-310.Bogatsky I., Leonets O. A procedure for high-accuracy calibration of strapdown IMU on a low-accuracy turntable // Proceedings of 2010 international symposium on internal technology and navigation, 2010. P. 294-310.Измайлов Е. А., Лепе С. Н., Молчанов А. В., Поликовский Е. Ф. Скалярный способ калибровки и балансировки бесплатформенных инерциальных навигационных систем. Доклад на XV-й С-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам, 26-28 мая 2008 года, Россия, Санкт-Петербург. ЦНИИ «Электроприбор», С. 145-154.Измайлов Е. А., Лепе С. Н., Молчанов А. В., Поликовский Е. Ф. Скалярный способ калибровки и балансировки бесплатформенных инерциальных навигационных систем. Доклад на XV-й С-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам, 26-28 мая 2008 года, Россия, Санкт-Петербург. ЦНИИ «Электроприбор», С. 145-154.Атаманов Н. А., Троицкий В. А., Гусев И. В. Калибровка блока чувствительных элементов БИНС. Материалы XII Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. 2005. С. 162-164.Атаманов Н. А., Троицкий В. А., Гусев И. В. Калибровка блока чувствительных элементов БИНС. Материалы XII Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. 2005. С. 162-164.Климкович Б. В., Толочко А. М. Учет size-эффекта при калибровке БИНС // Гироскопия и навигация № 1 (88), 2015.Климкович Б. В., Толочко А. М. Учет size-эффекта при калибровке БИНС // Гироскопия и навигация № 1 (88), 2015.IEEE Standard for Inertial Systems. Terminology. IEEE Std 1559 -2009.IEEE Standard for Inertial Systems. Terminology. IEEE Std 1559 -2009.Кухтевич С. Е., Рафельсон В. Ф., Фомичев А. В. О погрешностях БИНС, обусловленных несинхронностью трактов измерения угловых скоростей и линейных ускорений и геометрией блока акселерометров // Труды Московского института электромеханики и автоматики. М.: ОАО «МИЭА», 2011. Вып. 3. С. 86-95.Кухтевич С. Е., Рафельсон В. Ф., Фомичев А. В. О погрешностях БИНС, обусловленных несинхронностью трактов измерения угловых скоростей и линейных ускорений и геометрией блока акселерометров // Труды Московского института электромеханики и автоматики. М.: ОАО «МИЭА», 2011. Вып. 3. С. 86-95.Климкович Б. В., Толочко А. М. Определение запаздываний гироскопов и акселерометров при калибровке БИНС в навигационном режиме // Гироскопия и навигация. 2015. № 4. С. 55-66Климкович Б. В., Толочко А. М. Определение запаздываний гироскопов и акселерометров при калибровке БИНС в навигационном режиме // Гироскопия и навигация. 2015. № 4. С. 55-66Анучин О. Н., Емельянцев Г. И. Интегрированные системы ориентации и навигации для морских подвижных объектов. Изд. ЦНИИ «Электроприбор», СПб,, 1999. 357 с.Анучин О. Н., Емельянцев Г. И. Интегрированные системы ориентации и навигации для морских подвижных объектов. Изд. ЦНИИ «Электроприбор», СПб,, 1999. 357 с.Лурье А. И. Аналитическая механика. М., 1961. С. 824.Лурье А. И. Аналитическая механика. М., 1961. С. 824.Козлов А. В., Сазонов И. Ю. Калибровка инерциальных навигационных систем на грубых стендах с учетом разнесения чувствительных масс ньютонометров / Научный вестник МГТУ ГА. 2013. № 189. С. 27-35.Козлов А. В., Сазонов И. Ю. Калибровка инерциальных навигационных систем на грубых стендах с учетом разнесения чувствительных масс ньютонометров / Научный вестник МГТУ ГА. 2013. № 189. С. 27-35.Слюсарь, В.М. О влиянии инструментальных факторов на скорость углового дрейфа БИНС / В.М. Слюсарь // Гироскопия и навигация. 2007. №1(56). C. 47–61.Слюсарь, В.М. О влиянии инструментальных факторов на скорость углового дрейфа БИНС / В.М. Слюсарь // Гироскопия и навигация. 2007. №1(56). C. 47–61.ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования / Под ред. А. И. Перова, В. Н. Харисова. Изд. 4-е, перераб. и доп. М.: Радиотехника, 2010. 800 с., ил.ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования / Под ред. А. И. Перова, В. Н. Харисова. Изд. 4-е, перераб. и доп. М.: Радиотехника, 2010. 800 с., ил.Солонина А.И., Улахович Д.А., Яковлев Л.А. Алгоритмы и процессоры цифровой обработки сигналов. СПб: БХВ-Петербург, 2002 г.Солонина А.И., Улахович Д.А., Яковлев Л.А. Алгоритмы и процессоры цифровой обработки сигналов. СПб: БХВ-Петербург, 2002 г.Zhao Gui-ling A closed-loop iterative calibration for marine high precision fiber optic gyro unit / Zhao Gui-ling and others. // Proceedings of 2010 international symposium on internal technology and navigation. 2010. p.86–93.Zhao Gui-ling A closed-loop iterative calibration for marine high precision fiber optic gyro unit / Zhao Gui-ling and others. // Proceedings of 2010 international symposium on internal technology and navigation. 2010. p.86–93.Степанов, А.О. Основы теории оценивания с приложениями к задачам обработки навигационной информации. Ч.1. Введение в теорию оценивания / Изд. 2-е, испр. и доп. / А.О. Степанов. СПб.: ГНЦ РФ ОАО "Концерн "ЦНИИ "Электроприбор", 2010. 509 с.Степанов, А.О. Основы теории оценивания с приложениями к задачам обработки навигационной информации. Ч.1. Введение в теорию оценивания / Изд. 2-е, испр. и доп. / А.О. Степанов. СПб.: ГНЦ РФ ОАО "Концерн "ЦНИИ "Электроприбор", 2010. 509 с.Фомичев, А.В. Результаты совершенствования программно-математического обеспечения системы БИНС-СП-2 по материалам летных испытаний / А.В. Фомичев, С.Е. Кухтевич, Е.А. Измайлов // Труды Московского института электромеханики и автоматики. М.: ОАО "МИЭА", 2013. № 7. С. 19–29.Фомичев, А.В. Результаты совершенствования программно-математического обеспечения системы БИНС-СП-2 по материалам летных испытаний / А.В. Фомичев, С.Е. Кухтевич, Е.А. Измайлов // Труды Московского института электромеханики и автоматики. М.: ОАО "МИЭА", 2013. № 7. С. 19–29.

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