Estimation of Error Model Parameters for a Rotating FOG-Based Measurement Unit of a Strapdown INS on a Vehicle
https://doi.org/10.17285/0869-7035.0075
Abstract
The paper studies the possibility of updating the parameters of error model of a rotating inertial measurement unit (IMU) with fiber-optic gyroscopes (FOG) in a strapdown inertial navigation system (SINS) under operating conditions. The IMU is placed in a two-axis gimbal for modulation rotation. The main focus is made on the estimation of scale factor errors of the FOG and accelerometers, non-orthogonality of their sensitive axes, and relative time delays (group delays) of inertial sensors during the IMU normal rotation according to the navigation solution of the INS in the observation mode of its operation. Also, the paper presents the description and results of estimation of so-called rhumb drifts of the IMU, which may occur due to the perturbing forces associated with the geographical axes or the axes of the system central device body.The research is based on the results of FOG-based INS simulation.
About the Authors
G. I. Emel’yantsevRussian Federation
B. A. Blazhnov
Russian Federation
A. P. Stepanov
Russian Federation
References
1. iXblueMarins Series. https://www.ixblue.com/products/marins-series. Accessed December 28, 2021.
2. Paturel, Y., Rumoroso, V., Chapelon, A., Honthaas, J., MARINS, the First FOG Navigation System for Submarines, Symposium Gyro Technology, 2006.
3. Walsh, Ed., Navy and industry investigate new super-accurate optical gyros for possible use on ballistic missile submarines, Military & Aerospace Electronics, 2001.
4. Унтилов А.А., Егоров Д.А., Рупасов А.В. и др. Результаты испытаний волоконно-оптического ироскопа // Гироскопия и навигация. 2017. №3(98). С. 78–85.
5. Голиков А.В., Панкратов В.М., Ефремов М.В. Анализ температурных полей блока измерения угловых скоростей на волоконно-оптических гироскопах // Гироскопия и навигация. 2017. №4(99). С. 60–71.
6. Вершовский А.К., Литманович Ю.А., Пазгалев А.С., Пешехонов В.Г. Гироскоп на ядерном магнитном резонансе: предельные характеристики // Гироскопия и навигация. 2018. №1(100). С. 55–80.
7. Делэйе Ф. Бортовая инерциальная система координат SPACE NAUTE для европейской ракеты-носителя “Ариан-6” на основе волнового твердотельного гироскопа // Гироскопия и навигация. 2018. №4 (103). С. 3–13.
8. Курбатов А.М., Курбатов Р.А., Горячкин А.М. Повышение точности волоконно-оптического гироскопа за счет подавления паразитных эффектов в интегрально-оптических фазовых модуляторах // Гироскопия и навигация. 2019. №2 (105). С. 52–69.
9. Распопов В.Я., Алалуев Р.В., Ладонкин А.В. и др. Настройка и калибровка волнового твердотельного гироскопа с металлическим резонатором, работающего в режиме датчика угловой скорости // Гироскопия и навигация. 2020. №1 (108). С. 31–41.
10. Пешехонов В.Г. Перспективы развития гироскопии // Гироскопия и навигация. 2020. №2 (109). С. 3–10.
11. Степанов А.П., Емельянцев Г.И., Блажнов Б.А. Об эффективности модуляционных поворотов измерительного модуля БИНС на ВОГ морского применения // Гироскопия и навигация. 2015. №4 (91). С. 42–54.
12. Northrop Grumman. https://news.northropgrumman.com. Accessed December 28, 2021.
13. Wei, G., Long, X., and Yu, X., Research on high precision rotatinginertial navigation system withring laser gyroscope, Proc. 22nd Saint-Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, St. Petersburg, Russia, 2015.
14. Fei Yuand, Qian Sun, Angular rate optimal design for the rotary strapdowninertial navigation system,Sensors, 2014, vol. 14, no. 4, pp. 7156–7180.
15. State Research Center of the Russian Federation Concern CSRI Elektropribor, JSC.https://www. elektrobribor.ru. Accessed December 28, 2021.
16. Lefévre, H.C., The fiber-optic gyroscope: achievement and perspective, 19th SaintPetersburg International Conference on Integrated Navigation System, 2012, pp. 122–126.
17. Safran Group. Products and Services. FOG and FMU Series. https://www.safran-group.com. Accessed December 28, 2021.
18. Слюсарь В.М. О влиянии инструментальных факторов на скорость углового дрейфа БИНС // Гироскопия и навигация. 2009. №4 (67). С. 47–61.
19. Емельянцев Г.И., Степанов А.П. Интегрированные инерциально-спутниковые системы ориентации и навигации / под общей ред. акад. РАН В.Г. Пешехонова. СПб: ГНЦ РФ АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2016. 394с.
20. Зельдович С.М. и др. Автокомпенсация инструментальных погрешностей. Л.: Судостроение, 1976. 146 с.
21. Бранец В.Н., Шмыглевский И.П. Введение в теорию бесплатформенных инерциальных навигационных систем. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат.лит., 1992. 280 с.
22. Литманович Ю.А., Лесючевский В.М., Гусинский В.З. Исследование алгоритмов преобразования информации акселерометров в БИНС, использующих кратные интегралы от измеряемого ускорения // Гироскопия и навигация. 1997. № 4. С. 34–48.
23. Мастрюков С.И., Червякова Н.В. Оценка устойчивости течений в северо-западной части Тихого океана // Навигация и гидрография. 2018. №53. С. 50–57.
24. Мастрюков С.И., Соболева М.Н., Червякова Н.В. К вопросу о сезонной изменчивости полей «постоянных» течений в Беринговом море // Навигация и гидрография. 2018. №54. С. 67–73.
25. Jun Shen, Yike Cai, Junwei Wu, Researchon Rotation Technique of Single-axis Rotary SINS, Proceedings of the 37th Chinese Control Conference, 2018.
26. Huiying Fan, YuanpingXie, Zichao Wang et al., A unified scheme for rotation modulation and selfcalibration of dual-axis rotating SINS, Meas. Sci. Technol., 2021, 32, 115113, pp. 1–11.
Review
For citations:
Emel’yantsev G.I., Blazhnov B.A., Stepanov A.P. Estimation of Error Model Parameters for a Rotating FOG-Based Measurement Unit of a Strapdown INS on a Vehicle. Giroskopiya i Navigatsiya. 2021;29(4):97-114. https://doi.org/10.17285/0869-7035.0075
Email this article 