gyroscopyГироскопия и навигацияGiroskopiya i Navigatsiya / Gyroscopy and Navigation0869-70352075-0927AO «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор»gyroscopy-445Research ArticleСтатьиО решении задачи ориентации инерциально-спутниковой системой с использованием фазовых и магнитометрических определений для объектов с быстрым вращениемЕмельянцевГ. И.

Емельянцев Геннадий Иванович, доктор технических наук, главный научный сотрудник, действительный член международной организации «Академия навигации и управления движением».

СтепановА. П.

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

БлажновБ. А.

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

ГНЦ РФ ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», Университет ИТМО (С.-Петербург).Russian FederationГНЦ РФ ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор» (С.-Петербург).Russian Federation2014290120262222842Copyright © Емельянцев Г.И., Степанов А.П., Блажнов Б.А., 20262026Емельянцев Г.И., Степанов А.П., Блажнов Б.А.Емельянцев Г.И., Степанов А.П., Блажнов Б.А.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/445

Рассматривается задача определения параметров ориентации летательного аппарата с быстрым вращением вокруг продольной оси при интеграции данных инерциального измерительного модуля на микромеханических датчиках (ММД) и приемной аппаратуры спутниковой навигационной системы (СНС) в рамках интегрированной системы ориентации и навигации (ИСОН).

Исследуются алгоритмы и погрешности ИСОН в решении задачи ориентации с привлечением либо данных от магнитометров, либо фазовых измерений от разнесенных на короткой базе приемных антенн СНС. Анализируются возможности повышения точности решения задачи ориентации, а также оценки погрешностей масштабных коэффициентов гироскопа и акселерометра, установленных по продольной оси, при использовании указанных источников информации.

Приводятся результаты камеральной обработки данных стендовых испытаний экспериментального образца ИСОН, использующего инерциальный модуль на ММД STIM300 ф Sensonor (Норвегия), магнитометры и фазовые измерения приемных модулей СНС 1К-181 ф. РИРВ (Россия).

The paper considers attitude determination for an aircraft fast rotating about longitudinal axis by an integrated orientation and navigation system (IONS) comprising MEMS IMU and GNSS receiver.

Attitude determination is aided by magnetometer data or phase measurements from closely spaced GNSS receiving antennas; IONS algorithms and errors in attitude determination are analyzed. Methods to enhance the attitude accuracy are analyzed, and scale factor errors of gyros and accelerometers along the longitudinal axis are investigated using these data sources.

The system experimental sample uses IMU based on STIM300 Sensonor MEMS sensors (Norway), magnetometers and phase measurements of 1К-181 GNSS re-ceivers by the Russian Institute of Radionavigation and Time. The results obtained in bench tests are presented.

Аircraftlongitudinal axisMEMS sensorsGNSSReferencesПешехонов В.Г. Современное состояние и перспективы развития гироскопических систем // Гироскопия и навигация.- 2011.- №1(72).- С. 3-17.Пешехонов В.Г. Современное состояние и перспективы развития гироскопических систем // Гироскопия и навигация.- 2011.- №1(72).- С. 3-17.Гай Э. Наводящиеся снаряды с инерциальной навигационной системой на микромеханических датчиках, интегрированной с GPS // Гироскопия и навигация.- 1998.- №3(22).- С. 72-81.Гай Э. Наводящиеся снаряды с инерциальной навигационной системой на микромеханических датчиках, интегрированной с GPS // Гироскопия и навигация.- 1998.- №3(22).- С. 72-81.Дишель В.Д., Быков А.К. и др. Анализ результатов первого летного испытания интегрированной инерциально-спутниковой системы навигации, ориентации и траекторного контроля ракеты-носителя и разгонного блока при выведении космического аппарата «Амос-2» на геостационарную орбиту // Гироскопия и навигация.- 2004.- №3(46).- С. 80.Дишель В.Д., Быков А.К. и др. Анализ результатов первого летного испытания интегрированной инерциально-спутниковой системы навигации, ориентации и траекторного контроля ракеты-носителя и разгонного блока при выведении космического аппарата «Амос-2» на геостационарную орбиту // Гироскопия и навигация.- 2004.- №3(46).- С. 80.Блажнов Б.А., Емельянцев Г.И., Кошаев Д.А., Семенов И.В., Степанов А.П. и др. Интегрированная инерциально-спутниковая система ориентации и навигации, построенная по сильносвязанной схеме // Сб. материалов XVI Санкт-Петербургской межд. конф. по интегрированным навигационным системам.- 2009.- С. 153-162.Блажнов Б.А., Емельянцев Г.И., Кошаев Д.А., Семенов И.В., Степанов А.П. и др. Интегрированная инерциально-спутниковая система ориентации и навигации, построенная по сильносвязанной схеме // Сб. материалов XVI Санкт-Петербургской межд. конф. по интегрированным навигационным системам.- 2009.- С. 153-162.Водичева Л.В., Алиевская Е.Л., Кокщаров Е.А., Парышева Ю.В. Повышение точности определения угловой скорости быстровращающихся объектов //Гироскопия и навигация.-2012.-№1(76), с. 27…41.Водичева Л.В., Алиевская Е.Л., Кокщаров Е.А., Парышева Ю.В. Повышение точности определения угловой скорости быстровращающихся объектов //Гироскопия и навигация.-2012.-№1(76), с. 27…41.Mickelson W.A. Navigation System for Spinning Projectiles. United States Patent № 6,163,021. Dec. 19, 2000.Mickelson W.A. Navigation System for Spinning Projectiles. United States Patent № 6,163,021. Dec. 19, 2000.Minor R.R., Rowe D.W. Utilization of a Magnetic Sensor to Compensate a MEMS-IMU/GPS and De-spin Strapdown on Rolling Missiles. United States Patent № 6, 208, 936. Mar. 27, 2001.Minor R.R., Rowe D.W. Utilization of a Magnetic Sensor to Compensate a MEMS-IMU/GPS and De-spin Strapdown on Rolling Missiles. United States Patent № 6, 208, 936. Mar. 27, 2001.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., 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(64).- 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(64).- С. 9-21.Vander Velde W., Cafarella J., Tseng H-W., Dimos G., Upadhyay T. GPS-based Measurement of Roll Rate and Roll Angle of Spinning Platforms. Патент США № US2010/0117894 от 15.05.2010.Vander Velde W., Cafarella J., Tseng H-W., Dimos G., Upadhyay T. GPS-based Measurement of Roll Rate and Roll Angle of Spinning Platforms. Патент США № US2010/0117894 от 15.05.2010.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(74). 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(74). С. 3−11.Жбанов Ю.К., Алехова Е.Ю., Петелин В.Л., Слезкин Л.Н., Терешкин.А.И. Коррекция масштабного коэффициента датчика угловой скорости БИНС быстровращающегося объекта // Сб. материалов XVIII Санкт-Петербургской межд. конф. по интегрированным навигационным системам.- 2011.- С. 103-104.Жбанов Ю.К., Алехова Е.Ю., Петелин В.Л., Слезкин Л.Н., Терешкин.А.И. Коррекция масштабного коэффициента датчика угловой скорости БИНС быстровращающегося объекта // Сб. материалов XVIII Санкт-Петербургской межд. конф. по интегрированным навигационным системам.- 2011.- С. 103-104.Распопов В.Я. Бесплатформенная инерциальная навигационная система для вращающихся летательных аппаратов // Сб. материалов XX Санкт-Петербургской межд. конф. по интегрированным навигационным системам.- 2013. - С. 43-46.Распопов В.Я. Бесплатформенная инерциальная навигационная система для вращающихся летательных аппаратов // Сб. материалов XX Санкт-Петербургской межд. конф. по интегрированным навигационным системам.- 2013. - С. 43-46.А.А. Жалило Обнаружение и устранение фазовых циклических скачков одночастотных и двухчастотных GPS/GNSS наблюдений – новый универсальный метод и алгоритмы // Сб. материалов 14 Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам.- 2007. – С. 203-302.А.А. Жалило Обнаружение и устранение фазовых циклических скачков одночастотных и двухчастотных GPS/GNSS наблюдений – новый универсальный метод и алгоритмы // Сб. материалов 14 Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам.- 2007. – С. 203-302.

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