gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya / Gyroscopy and Navigation0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»10.17285/0869-7035.2015.23.4.055-066gyroscopy-421Research ArticleСтатьиОпределение запаздываний в измерительных каналах при калибровке БИНС в инерциальном режимеDetermination of time delays in sensor measurement channels during SINS calibration in inertial modeКлимковичБ. В.

Климкович Борис Владимирович, кандидат физико-математических наук, главный научный сотрудник. Действительный член общественного объединения «Академия навигации и управления движением».  

ТолочкоА. М.

Толочко Александр Михайлович, инженер-конструктор 1-й категории.

НП ООО «ОКБ ТСП» (г. Минск)BelarusНП НП ООО «ОКБ ТСП» (г. Минск)Belarus2015231220252345566Copyright © Климкович Б.В., Толочко А.М., 20252025Климкович Б.В., Толочко А.М.Климкович Б.В., Толочко А.М.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/421

Предложен метод определения запаздываний гироскопов и акселерометров при калибровке бесплатформенных инерциальных навигационных систем (БИНС) навигационного класса точности. Метод основан на применении фильтра Калмана в навигационном режиме БИНС и позволяет получать в едином итерационном процессе оценку погрешностей как запаздываний гироскопов и акселерометров, так и масштабных коэффициентов, неточности установки осей чувствительности и смещений выходных характеристик акселерометров и гироскопов, координат чувствительных масс акселерометров относительно полюса связанной системы отсчета. Применение навигационного режима БИНС при калибровке снижает требования к точности работы поворотного стола. Полученные оценки калибровочных параметров являются самосогласованными, минимизирующими результирующую погрешность работы БИНС.Метод опробован при калибровке БИНС на волоконно-оптических гироскопах.

The article presents a method of determining gyro and accelerometer delays during calibration of strapdown inertial navigation systems (SINS) of navigational accuracy. The method uses the Kalman filter in SINS navigation mode and makes it possible to estimate, in a single iterative process, errors in gyro and accelerometer delays and scale factors, sensitivity axes misalignment and drift, accelerometer proof mass coordinates with respect to the pole of the body-fixed reference frame. Application of SINS navigation mode during calibration reduces the requirements to accuracy of the rate table. The obtained estimates of calibration parameters are selfconsistent, minimizing the resulting SINS error. The method was tested during calibration of FOG-based SINS.

Бесплатформенная инерциальная навигационная системакалибровканавигационный режим работызапаздывания гироскопов и акселерометровфильтр Калмана.Strapdown inertial navigation system (SINS)calibrationnavigation modegyro and accelerometer delaysKalman filter.ReferencesБранец В.Н., Шмыглевский И.П. Введение в теорию бесплатформенных инерциальных навигационных систем. -М.: Наука. Гл. ред. физ.- мат. лит., 1992. - 280 с.Бранец В.Н., Шмыглевский И.П. Введение в теорию бесплатформенных инерциальных навигационных систем. -М.: Наука. Гл. ред. физ.- мат. лит., 1992. - 280 с.Savage P.G. Strapdown Analytics -Part 1, 2. 2-nd Edition. Maple Plain, MN, USA: Strapdown Associates, Inc., 2007.Savage P.G. Strapdown Analytics -Part 1, 2. 2-nd Edition. Maple Plain, MN, USA: Strapdown Associates, Inc., 2007.Titterton D.H., Weston J.L. Strapdown Inertial Navigation Technology. 2nd Edition, 2004. P.581.Titterton D.H., Weston J.L. Strapdown Inertial Navigation Technology. 2nd Edition, 2004. P.581.Rogers R.M. Applied Mathematics in Integrated Navigation Systems. 2nd Edition, AIAA, Inc. 2003. - P. 330/Rogers R.M. Applied Mathematics in Integrated Navigation Systems. 2nd Edition, AIAA, Inc. 2003. - P. 330/IEEE Recommended Practice for Inertial Sensor Test Equipment, Instrumentation, Data Acquisition, and Analysis. IEEE Aerospace and Electronic System Society. IEEE Std. 1554, 2005.IEEE Recommended Practice for Inertial Sensor Test Equipment, Instrumentation, Data Acquisition, and Analysis. IEEE Aerospace and Electronic System Society. IEEE Std. 1554, 2005.Diesel J.W. Calibration of a ring laser gyro inertial navigation system. Proc. of the 13th Biennial Guidance Test Symposium, vol. 1, Holloman AF, New Mexico, pp. SO1A.1-SO.1A.37, 1987.Diesel J.W. Calibration of a ring laser gyro inertial navigation system. Proc. of the 13th Biennial Guidance Test Symposium, vol. 1, Holloman AF, New Mexico, pp. SO1A.1-SO.1A.37, 1987.Savage P.G. Strapdown System Performance Analysis. Advances in Navigation Sensors and Integration Technology // RTO-EN-SET-064, 2004.Savage P.G. Strapdown System Performance Analysis. Advances in Navigation Sensors and Integration Technology // RTO-EN-SET-064, 2004.Savage P.G. Strapdown Sensors. AGARD Lecture Series №95, Strapdown Inertial Systems, 1978.Savage P.G. Strapdown Sensors. AGARD Lecture Series №95, Strapdown Inertial Systems, 1978.Златкин Ю.М., Калногуз А.Н., Воронченко В.Г., Лихолит Н.И., Вахлаков А.Ю., Сладкий А.М., Слюсарь В.М. Лазерная БИНС для ракеты-носителя «Циклон-4» // XIX Санкт-Петербургская межд. конф. по интегрированным навигационным системам.- СПб.: ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2012.- C. 68-77.Златкин Ю.М., Калногуз А.Н., Воронченко В.Г., Лихолит Н.И., Вахлаков А.Ю., Сладкий А.М., Слюсарь В.М. Лазерная БИНС для ракеты-носителя «Циклон-4» // XIX Санкт-Петербургская межд. конф. по интегрированным навигационным системам.- СПб.: ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2012.- C. 68-77.Кухтиевич 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.Кухтиевич 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.Mark J.G., Tazartes D.A. Application of Coning Algorithms to Frequency Shaped Gyro Data//Proceedings of 6th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, RTO-NATO, 1999.Mark J.G., Tazartes D.A. Application of Coning Algorithms to Frequency Shaped Gyro Data//Proceedings of 6th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, RTO-NATO, 1999.Слюсарь В.М. Обобщение методики синтеза навигационных алгоритмов БИНС на случай частотно-зависимых искажений сигналов измерения угловой скорости и ускорения // Гироскопия и навигация. - 2005. - №1(48). – С. 30-42.Слюсарь В.М. Обобщение методики синтеза навигационных алгоритмов БИНС на случай частотно-зависимых искажений сигналов измерения угловой скорости и ускорения // Гироскопия и навигация. - 2005. - №1(48). – С. 30-42.Слюсарь В.М. О влиянии инструментальных факторов на скорость углового дрейфа БИНС // Гироскопия и навигация. - 2007. - №1(56). – С. 47-61.Слюсарь В.М. О влиянии инструментальных факторов на скорость углового дрейфа БИНС // Гироскопия и навигация. - 2007. - №1(56). – С. 47-61.Климкович Б.В. Калибровка БИНС в инерциальном режиме. Объединение скоростного и скалярного методов. Гироскопия и навигация. -№3 (86) с. 29-40, 2014.Климкович Б.В. Калибровка БИНС в инерциальном режиме. Объединение скоростного и скалярного методов. Гироскопия и навигация. -№3 (86) с. 29-40, 2014.Климкович Б.В., Толочко А.М. Учет size-эффекта при калибровке БИНС // Гироскопия и навигация. -2015. - №1 (88). - С.81-92.Климкович Б.В., Толочко А.М. Учет size-эффекта при калибровке БИНС // Гироскопия и навигация. -2015. - №1 (88). - С.81-92.Лурье А.И. Аналитическая механика. - М.: ГИФМЛ, 1961.- 824 с.Лурье А.И. Аналитическая механика. - М.: ГИФМЛ, 1961.- 824 с.Salychev O.S. Applied Inertial Navigation: Problems and Solutions / BMSTU, Moscow, Russia. 2004. - 303 p.Salychev O.S. Applied Inertial Navigation: Problems and Solutions / BMSTU, Moscow, Russia. 2004. - 303 p.Klimkovich B.V., Tolochko A.M. (OKB TSP NP OOO, Belarus)Klimkovich B.V., Tolochko A.M. (OKB TSP NP OOO, Belarus)

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