Интеграция спутниковой и инерциальной навигационных систем с учетом рассинхронизации данных и смещения спутниковой антенны. Опыт практической реализации

В статье рассматриваются два аспекта задачи интеграции бесплатформенных инерциальных навигационных систем (БИНС) и глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) в условиях всегда присутствующего смещения фазового центра спутниковой антенны относительно приведенного центра блока акселерометров БИНС и возможной малой рассинхронизации информационных потоков этих систем. Первый связан с описанием модификаций коррекционных моделей задачи интеграции БИНС–ГНСС, вызванных указанными факторами. Второй – с описанием опыта применения модифицированных бортовых алгоритмов интеграции для БИНС авиационного применения, разработанных ПАО «МИЭА».

1. Зорина О.А., Измайлов Е.А., Кухтевич С.Е., Портнов Б.И., Фомичев А.В., Вавилова Н.Б., Голован А.А., Папуша И.А., Парусников Н.А. О расширении возможностей интеграции инерциальных и спутниковых навигационных систем для авиационных приложений // Гироскопия и навигация. 2017. №2 (97). С. 18–34. DOI 10.17285/0869-7035.2017.25.2.018-034

2. Вавилова Н.Б., Голован А.А., Измайлов Е.А., Кухтевич С.Е., Парусников Н.А., Фомичев А.В. Способ повышения точности бесплатформенной инерциальной навигационной системы. Патент РФ на изобретение № 25934325.

3. Qiangwen Fu, Sihai Li, Yang Liu, Qi Zhou, and Feng Wu, Automatic Estimation of Dynamic Lever Arms for a Position and Orientation System, MDPI, Sensors, 2018, 18(12), 4230, doi:10.3390/s18124230.

4. Lee, H.K., Lee, J.G., Jee, G.-I., Calibration of Measurement Delay in Global Positioning System/ Strapdown Inertial Navigation System, Journal of Guidance, Control and Dynamics, 2002, vol. 25, no. 2, pp. 240–247, doi:10.2514/2.4904.

5. Вавилова Н.Б., Голован А.А., Парусников Н.А. Математические основы навигационных систем. Математические модели инерциальной навигации. М.: Издательство Московского университета, 2020. 162 с.

6. Maybeck, P.S., Stochastic Models, Estimation and Control, N.Y.: Acad. Press, 1979.

7. Farrell, J.A., Aided Navigation Systems: GPS and High Rate Sensors, New York, NY, McGraw-Hill, 2008, 552 p. 8. Варрава В.Г., Голован А.А., Парусников Н.А. О стохастической мере оцениваемости // Коррекция в навигационных системах и системах ориентации искусственных спутников Земли. М.: Изд. МГУ, 1987.

8. Lu Zhaoxing, Fang Jiancheng, Gong Xiaolin, Li Jianli, Wang Shicheng, Wang Yun, Dynamic Lever Arm Error Compensation of POS Used for Airborne Earth Observation, International Journal of Aerospace Engineering, 2018, vol. 2018, 13 p., Article ID 9464568.

9. Емельянцев Г.И., Степанов А.П. Интегрированные инерциально-спутниковые системы ориентации и навигации / под общей ред. акад. РАН В.Г. Пешехонова. СПб: ГНЦ РФ «ЦНИИ «Электроприбор», 2016. 394 с.

10. Современные методы и средства измерения параметров гравитационного поля Земли / под общей ред. В.Г. Пешехонова. Санкт-Петербург: АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2017. 389 с.

11. Tao Yang and Wei Wang, On-line estimation and compensation of measurement delay in GPS/SINS integration, Proc. SPIE 7128, Seventh International Symposium on Instrumentation and Control Technology: Measurement Theory and Systems and Aeronautical Equipment, 71282D (13 October 2008).

12. Skog, I., Handel, P., Time Synchronization Errors in Loosely Coupled GPS-Aided Inertial Navigation Systems, IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 2011, 12(4):1014–1023.

13. Vavilova, N.B., Golovan, A.A. & Parusnikov, N.A., Problem of information equivalent functional schemes in aided inertial navigation systems, Mech. Solids, 2008, 43, 391–399, https://doi.org/10.3103/ S0025654408030114.

14. Матасов А.И. Основы теории фильтра Калмана. М.: Издательство Московского университета, 2021. 16. Grewall, M.S., Andrews, A.P., Kalman Filtering, Hoboken, New Jersey, John Wiley &Sons, 2008.