gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya / Gyroscopy and Navigation0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»10.17285/0869-7035.2015.23.1.018-029gyroscopy-386Research ArticleСтатьиО повышении точности GPS-компаса для малоразмерных объектовЕмельянцевГ. И.

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

СтепановА. П.

Степанов Алексей Петрович, кандидат технических наук, старший научный сотрудник. 

БлажновБ. А.

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

СеменовИ. В.

Семенов Илья Вячеславович, кандидат технических наук, начальник сектора. 

ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», Университет ИТМО (С.-Петербург).Russian FederationБлажнов Борис Александрович, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник.Russian FederationОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор» (С.-Петербург).Russian Federation2015181220252311828Copyright © Емельянцев Г.И., Степанов А.П., Блажнов Б.А., Семенов И.В., 20252025Емельянцев Г.И., Степанов А.П., Блажнов Б.А., Семенов И.В.Емельянцев Г.И., Степанов А.П., Блажнов Б.А., Семенов И.В.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/386

Рассматривается задача определения параметров ориентации, в том числе истинного курса, подвижного объекта при интеграции данных инерциального измерительного модуля (ИИМ) на микромеханических датчиках (ММД) и многоантенной приемной аппаратуры (ПА) спутниковой навигационной системы (СНС) в рамках интегрированной системы ориентации и навигации (ИСОН). Исследуются алгоритмы и погрешности ИСОН в решении задачи ориентации с привлечением данных фазовых определений двухантенного модуля СНС с антенной базой в пределах длины волны несущей. При этом ИИМ с антенной базой СНС совершает модуляционное вращение. Анализируется эффективность использования фазовых определений СНС при короткой вращающейся антенной базе для оценки погрешностей по курсу. Приведены результаты камеральной обработки данных стендовых испытаний экспериментального образца ИСОН, использующего инерциальный модуль на ММД STIM300 фирмы Sensonor (Норвегия) и фазовые определения приемных модулей СНС 1К-181 РИРВ (Россия).

The paper considers attitude determination, including true heading, by an integrated orientation and navigation system (IONS) comprising an inertial measurement unit (IMU) based on MEMS sensors and multi-antenna GNSS receiving equipment. The paper studies the algorithms and errors of IONS in solving the attitude determination problem using the phase measurement data of two-antenna GNSS module with an antenna base within the wavelength of the satellite signal at carrier frequency. Here, IMU with GNSS antenna base performs autocompensation rotation. The efficiency of using GNSS phase measurements with short rotating antenna base for estimation of heading errors is analyzed.

The IONS experimental sample uses IMU based on STIM300 Sensonor MEMS sensors (Norway), and phase measurements by GNSS receivers 1К-181 “RIRV”(Russian Institute of Radionavigation and Time) (Russia ). The results ob-tained in bench tests are presented.

Микромеханический модулькороткая базамногоантенная системапомехоустойчивость.MEMS unitshort basemulti-antenna systemnoise resistanceReferencesСтепанов, О.А., Кошаев, Д.А. Исследование методов решения задачи ориентации с использованием спутниковых систем //Гироскопия и навигация.-1999.-№2. - С. 30-55.Степанов, О.А., Кошаев, Д.А. Исследование методов решения задачи ориентации с использованием спутниковых систем //Гироскопия и навигация.-1999.-№2. - С. 30-55.кртз.рф/navigation.htmlкртз.рф/navigation.htmlwww.km.kongsberg.com/ks/web/nokbg0240.nsf/AllWeb/723E6C71BD3A17A6C1256B82002D5616?OpenDocumentwww.km.kongsberg.com/ks/web/nokbg0240.nsf/AllWeb/723E6C71BD3A17A6C1256B82002D5616?OpenDocumentИнтегрированная инерциально-спутниковая система ориентации и навигации с разнесенными антеннами, Сб. Интегрированные инерциально-спутниковые системы навигации, изд-во ЦНИИ «Электроприбор», СПб, 2001, С. 222-229.Интегрированная инерциально-спутниковая система ориентации и навигации с разнесенными антеннами, Сб. Интегрированные инерциально-спутниковые системы навигации, изд-во ЦНИИ «Электроприбор», СПб, 2001, С. 222-229.Интегрированная система спутниковой и инерциальной навигации: экспериментальные результаты и применение к управлению мобильными роботами // Гироскопия и навигация.- 2007.- №1. - С. 16-28.Интегрированная система спутниковой и инерциальной навигации: экспериментальные результаты и применение к управлению мобильными роботами // Гироскопия и навигация.- 2007.- №1. - С. 16-28.rtelecom.ru/catalog/obradio/glonass/3098.phprtelecom.ru/catalog/obradio/glonass/3098.phpЕмельянцев, Г.И., Блажнов, Б.А., Степанов, А.П. Особенности использования фазовых измерений в задаче ориентации интегрированной инерциально-спутниковой системы. Результаты ходовых испытаний // Гироскопия и навигация. - 2011. - №3. - С. 3-11.Емельянцев, Г.И., Блажнов, Б.А., Степанов, А.П. Особенности использования фазовых измерений в задаче ориентации интегрированной инерциально-спутниковой системы. Результаты ходовых испытаний // Гироскопия и навигация. - 2011. - №3. - С. 3-11.www.radiocomplex.ruwww.radiocomplex.ruwww.furuno.com.ruwww.furuno.com.ruwww.antarsat.ruwww.antarsat.ruwww.jrc.co.jpwww.jrc.co.jpHan, S., Wong, K., Rizos, C. Instantaneous Ambiguity Resolution for Real-Time GPS Attitude Determination // Proc. of the International Symposium on Kinematic Systems in Geodesy, Geomatics and Navigation. June 3-6, 1997, Banff, Canada. P. 409-416.Han, S., Wong, K., Rizos, C. Instantaneous Ambiguity Resolution for Real-Time GPS Attitude Determination // Proc. of the International Symposium on Kinematic Systems in Geodesy, Geomatics and Navigation. June 3-6, 1997, Banff, Canada. P. 409-416.Schleppe, J.B. A Real-Time Attitude System Using a Quaternion Parametrization // Proc. of the International Symposium on Kinematic Systems in Geodesy, Geomatics and Navigation. June 3-6, 1997, Banff, Canada. P. 395-408.Schleppe, J.B. A Real-Time Attitude System Using a Quaternion Parametrization // Proc. of the International Symposium on Kinematic Systems in Geodesy, Geomatics and Navigation. June 3-6, 1997, Banff, Canada. P. 395-408.Parkinson, B.W., Spilker, J.J., Axelrad, P. Global Positioning System: Theory and Applications. American Institute of Aeronautics and Astronautics, 1996.-Vol. I, IIParkinson, B.W., Spilker, J.J., Axelrad, P. Global Positioning System: Theory and Applications. American Institute of Aeronautics and Astronautics, 1996.-Vol. I, IIСтепанов, А.П., Игнатьев, С.В., Винокуров, И.Ю. и др. Об определении оптимального закона управления приводом модуляционного вращения исходя из минимизации погрешностей инерциально-спутниковой системы//Материалы 4-й Всероссийской мультиконференции по проблемам управления МКПУ-2011 Т. 2. - Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2011. - С. 316-318Степанов, А.П., Игнатьев, С.В., Винокуров, И.Ю. и др. Об определении оптимального закона управления приводом модуляционного вращения исходя из минимизации погрешностей инерциально-спутниковой системы//Материалы 4-й Всероссийской мультиконференции по проблемам управления МКПУ-2011 Т. 2. - Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2011. - С. 316-318Stepanov, A.P., Ignatiev, S.V., Semyonov, I.V. Optimal Control of the Modulation Rotation Actuator in a GNSS-aided Inertial System// Volume of 14 Inretnational Student Olympiad on Automatic Control (Baltic Olympiad) SPb, 2011.Stepanov, A.P., Ignatiev, S.V., Semyonov, I.V. Optimal Control of the Modulation Rotation Actuator in a GNSS-aided Inertial System// Volume of 14 Inretnational Student Olympiad on Automatic Control (Baltic Olympiad) SPb, 2011.Емельянцев, Г.И., Степанов, А.П., Блажнов, Б.А., Семёнов, И.В. О решении задачи ориентации в интегрированной системе с использованием микромеханических датчиков для объектов с быстрым вращением // XXI Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам. - СПб.: ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2014. - С. 60-64.Емельянцев, Г.И., Степанов, А.П., Блажнов, Б.А., Семёнов, И.В. О решении задачи ориентации в интегрированной системе с использованием микромеханических датчиков для объектов с быстрым вращением // XXI Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам. - СПб.: ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2014. - С. 60-64.Бромберг, П.В. Теория инерциальных систем навигации. - М.: Наука, 1979. - 294 с.Бромберг, П.В. Теория инерциальных систем навигации. - М.: Наука, 1979. - 294 с.Емельянцев, Г.И., Блажнов, Б.А., Степанов, А.П. О решении задачи ориентации инерциально-спутниковой системой с использованием фазовых и магнитометрических определений для объектов с быстрым вращением // Гироскопия и навигация. - 2014. - №2. - С. 28-42.Емельянцев, Г.И., Блажнов, Б.А., Степанов, А.П. О решении задачи ориентации инерциально-спутниковой системой с использованием фазовых и магнитометрических определений для объектов с быстрым вращением // Гироскопия и навигация. - 2014. - №2. - С. 28-42.Блажнов, Б.А., Емельянцев, Г.И., Кошаев, Д.А., Семёнов, И.В., Степанов, А.П. и др. Интегрированная инерциально-спутниковая система ориентации и навигации, построенная по сильносвязанной схеме. - 16th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, 25-27 May, 2009, S.-Petersburg, Russia. - Сборник материалов, - Р. 153-162.Блажнов, Б.А., Емельянцев, Г.И., Кошаев, Д.А., Семёнов, И.В., Степанов, А.П. и др. Интегрированная инерциально-спутниковая система ориентации и навигации, построенная по сильносвязанной схеме. - 16th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, 25-27 May, 2009, S.-Petersburg, Russia. - Сборник материалов, - Р. 153-162.Емельянцев, Г.И., Несенюк, Л.П., Блажнов, Б.А., Коротков, А.Н., Степанов, А.П. Об особенностях построения интегрированной инерциально-спутниковой системы для объектов, двигающихся в начальный период по баллистической траектории // Гироскопия и навигация. - 2009. - №1. - С.9-21.Емельянцев, Г.И., Несенюк, Л.П., Блажнов, Б.А., Коротков, А.Н., Степанов, А.П. Об особенностях построения интегрированной инерциально-спутниковой системы для объектов, двигающихся в начальный период по баллистической траектории // Гироскопия и навигация. - 2009. - №1. - С.9-21.Пат. 2462690 Российская Федерация, МПК G01C 21/00. Интегрированная инерциально-спутниковая система ориентации и навигации/ Блажнов БА, Емельянцев Г.И., Степанов А.П. и др.; Заявитель и патентообладатель ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор». - № 2011120316/28; заявл. 13.05.2011; опубл. 27.09.2012, Бюл. № 27. - 16 c. ил. 5.Пат. 2462690 Российская Федерация, МПК G01C 21/00. Интегрированная инерциально-спутниковая система ориентации и навигации/ Блажнов БА, Емельянцев Г.И., Степанов А.П. и др.; Заявитель и патентообладатель ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор». - № 2011120316/28; заявл. 13.05.2011; опубл. 27.09.2012, Бюл. № 27. - 16 c. ил. 5.Анучин, О.Н., Емельянцев, Г.И. Интегрированные системы ориентации и навигации для морских подвижных объектов / Под общ. ред. акад. РАН В.Г.Пешехонова. 2-е изд. - СПб.: ЦНИИ «Электроприбор», 2003. - 389 с.Анучин, О.Н., Емельянцев, Г.И. Интегрированные системы ориентации и навигации для морских подвижных объектов / Под общ. ред. акад. РАН В.Г.Пешехонова. 2-е изд. - СПб.: ЦНИИ «Электроприбор», 2003. - 389 с.Жалило, А.А. Обнаружение и устранение фазовых циклических скачков одночастотных и двухчастотных GPS/GNSS наблюдений - новый универсальный метод и алгоритмы // XIV Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам - СПб.: ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор»,. 2007. - С. 203-302.Жалило, А.А. Обнаружение и устранение фазовых циклических скачков одночастотных и двухчастотных GPS/GNSS наблюдений - новый универсальный метод и алгоритмы // XIV Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам - СПб.: ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор»,. 2007. - С. 203-302.

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