Numerical Methods of Suboptimal Programs Synthesis for Accelerometer Unit
https://doi.org/10.17285/0869-7035.0062
Abstract
The paper presents the results of synthesis of calibration programs consisting of 9 and 18 measurement positions. The synthesis was performed by numerical methods for scalar (invariant) technique of accelerometer unit calibration. The resulting programs are compared to the existing calibration programs which have been obtained analytically. The results of mathematical simulation and field experiment confirm the theoretical calculations, as well as the effective application of the obtained calibration programs.
About the Authors
Yu. G. EgorovRussian Federation
Egorov, Yu.G.
G. Yu. Kiryachenko
Russian Federation
Kiryachenko, G. Yu.
E. A. Popov
Russian Federation
Popov, E.A.
References
1. Измайлов Е.И. и др. Скалярный способ калибровки и балансировки бесплатформенных инерциальных навигационных систем // Материалы XV Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам. 2008. С. 145–155.
2. Тарановский Д.О. Стендовая калибровка блока маятниковых поплавковых акселерометров корабельной инерциальной навигационной системы // Гироскопия и навигация. 2008. № 4 (63). C. 65.
3. Аврутов В.В., Головач С.В., Мазепа Т.Ю. О скалярной калибровке инерциального измерительного модуля // Материалы XIX Санкт-Петербургской международной конференции по интегрированным системам. 2012. С. 113–118.
4. Акимов П.А., Деревянкин А.В., Матасов А.И. Гарантирующий подход и l1-аппроксимация в задачах оценивания параметров БИНС при стендовых испытаниях. М.: Издательство Московского университета, 2012. 296 с.
5. Водичева Л.В., Парышева Ю.В. Оценка точностных параметров датчиков бесплатформенного инерциального измерительного блока с помощью относительно грубого поворотного стола // Гироскопия и навигация. 2019. Т. 27. № 2 (105). С. 162–178.
6. Егоров Ю.Г, Дзуев А.А., Попов Е.А. Синтез программ калибровки блока акселерометров БИНС при инвариантном подходе // Гироскопия и навигация. 2019. №1 (104). С. 61–69.
7. Егоров Ю.Г., Попов Е.А. Исследование минимально избыточных программ калибровки триады акселерометров // Авиакосмическое приборостроение. 2016. №6. С. 3–8.
8. Егоров Ю.Г., Попов Е.А. Выбор измерительных положений в задаче калибровки блока акселерометров ИНС // Материалы XXXI конференции памяти выдающегося конструктора гироскопических приборов Н.Н. Острякова. СПб., 2018. С. 8–16.
9. Егоров Ю.Г. Попов Е.А. Анализ погрешностей скалярной калибровки векторного измерителя // Гироскопия и навигация. 2020. №4 (111). С. 37–52.
10. Деревянкин А.В. Алгоритмы калибровки блока МЭМС-акселерометров с использованием стенда-икосаэдра из конструктора «MOLI» // XXIV Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам. СПб.: АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2017. С. 294–298.
11. Pieniazek, J., Ellipsoid multi-axial sensor calibration with temperature compensation, IEEE 5th international workshop on metrology for AeroSpace, 2019, pp. 70–75.
12. Голован А.А. Матасов А.И. Применение гарантирующего подхода к задаче калибровки блока ньютонометров // Автоматика и телемеханика. 2020. №4. С. 140–161.
13. Mingjie Dong, Guodong Yao, Jianfeng Li, Leiyu Zhang, Calibration of low cost IMU’s inertial sensors for improved attitude estimation, Journal of Intelligent & Robotic Systems, 2020, pp. 1015–1029.
14. Hossein Rahimi, Amir Ali Nikkhah, Improving the calibration process of inertial measurement unit for marine applications, Navigation, 2020, 67, pp. 763–774. DOI: 10.1002/navi.400.
15. Tongxu Xu, Xiang Xu, Dacheng Xu, Heming Zhao, A novel calibration method using six positions for MEMS tiaxial accelerometer, IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2020, vol. 70.
16. Wu, Q., Wu, R., Han, F., Zhang, R., Three-Stage Accelerometer Self-Calibration Technique for SpaceStable Inertial Navigation Systems, Sensors, 2018, 18, 2888.
17. Sipos, M., Paces, P., Rohác, J., Novácek, P., Analyses of Triaxial Accelerometer Calibration Algorithms, IEEE Sensors Journal, 2012, vol. 12, no. 5, pp. 1157–1165.
18. Математическая теория планирования эксперимента / под ред. С.М. Ермакова. М.: Наука, 1983. 392 с.
19. Fedorov, V.V., Theory of Optimal Experiments, Academic Press, New York and London, 1972, 292 p.
20. Price, K., Storn, R., Differential Evolution [Электронный ресурс], Dr. Dobb’s Journal, 1997. URL: www.drdobbs.com/database/differential-evolution/184410166 (дата обращения: 15.01.2019).
21. Feoktistov, V., Differential Evolution in Search of Solution, Springer, 2006, 196 p.
22. Curry, H.B., The Method of Steepest Descent for Non-linear Minimization Problems, Quart. Appl. Math., 1944, 2 (3), 258–261. DOI:10.1090/qam/10667.
23. Сафронов В.В. Сравнительная оценка методов «жесткого» ранжирования, справедливого компромисса и равномерной оптимальности в задаче гипервекторного ранжирования систем // Информационно-управляющие системы. 2011. №3. С. 2–8.
24. Draper, N.R., Smith H., Applied Regression Analysis, Wiley-Interscience, 1998, 706 p.
Review
For citations:
Egorov Yu.G., Kiryachenko G.Yu., Popov E.A. Numerical Methods of Suboptimal Programs Synthesis for Accelerometer Unit. Gyroscopy and Navigation. 2021;29(2):47-58. https://doi.org/10.17285/0869-7035.0062
Email this article 