Метод обработки измерений от двух блоков микромеханических гироскопов при решении задачи ориентации
https://doi.org/10.17285/0869-7035.2018.26.2.029-042
Аннотация
Рассматривается система ориентации, состоящая из двух микромеханических инерциальных измерительных модулей, установленных на поворотных платформах. Предлагается алгоритм обработки информации на основе комплементарного фильтра, позволяющий снизить требования к точности датчиков углов модуляционного вращения платформ по сравнению с алгоритмом, предложенным в предыдущих работах авторов. Приводится математическая модель и результаты моделирования погрешностей рассматриваемой системы ориентации. Анализируются преимущества предлагаемого алгоритма по сравнению с алгоритмом, использующим данные об угловых скоростях модуляционного вращения.
Об авторах
Ц. Лян
Университет ИТМО (С.-Петербург).
Россия
Россия
Лян Цинь. Аспирант
Ю. А. Литвиненко
АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», Университет ИТМО (С.-Петербург).
Россия
Россия
Литвиненко Юлия Александровна. Кандидат технических наук, начальник сектора.
Член секции молодых ученых общественного объединения «Академия навигации и управления движением».
О. А. Степанов
АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор». Университет ИТМО (С.-Петербург)
Россия
Россия
Степанов Олег Андреевич. Доктор технических наук, профессор, начальник научно-образовательного центра.
Вице-президент общественного объединения «Академия навигации и управления движением».
Список литературы
1. Зельдович С.М., Малтинский М.И., Окон И.М., Остромухов Я.Г. Автокомпенсация инструментальных погрешностей гиросистем- Ленинград: Судостроение, 1976. 255 с.
2. Анучин О.Н., Емельянцев Г.И. Интегрированные системы ориентации и навигации для морских подвижных объектов. СПб.: ЦНИИ «Электроприбор», 2003. 389 с.
3. Литвиненко Ю.А. Оптимизация алгоритмов инерциальной навигационной системы морских объектов. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. СПб.: ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор», 2005. 161 с.
4. Ishibashi, S., Tsukioka, S., Sawa, T., et al., The rotation control system to improve the accuracy of an inertial navigation system installed in an autonomous underwater vehicle, Proceedings of the Symposium on Underwater Technology and Workshop on Scientific Use of Submarine Cables and Related Technologies, April 2007, Tokyo, Japan, IEEE, pp. 495–498.
5. Kang, L., Ye, L., Song, K., Zhou, Y., Attitude Heading Reference System Using MEMS Inertial Sensors with Dual-Axis Rotation, Sensors, 2014, vol. 14, pp. 18075–18095.
6. Sun, F., Sun, W., Guo, Z., Auto-compensation method of SINS based on IMU rotation, Chinese Journal of Scientific Instrument, 2009, vol. 30, issue 12.
7. Yuan, Z., Zhao, L., Error Analysis of Rotray SINS Sensor, Sensors & Transducers, September 2013, vol. 156, issue 9.
8. Емельянцев Г.И., Литманович Ю.А., Мошкин Н.Н. О повышении информационной автономности БИНС морского применения // Гироскопия и навигация. 2014. № 3 (86). С. 13–28.
9. Chen, J., Dong, J., Landry, R., and Chen, D., A novel optimal configuration form redundant MEMS inertial sensors based on the orthogonal rotation method, Sensors, 2014 Aug, 14(8), pp. 13661–13678.
10. Guerrier, S., Waegli, A., Skaloud, J., and Victoria-Feser, Fault detection and isolation in multiple MEMS-IMUs configurations, IEEE Aerosp. Electron, 2015, vol. 48, issue 3.
11. Чернодаров А.В., Патрикеев А.П., Борзов А.Б., Меркулова И.И., Коркишко Ю.Н., Федоров В.А., Федоров И.В. Полунатурная отработка многопозиционных инерциально-спутниковых навигационных систем на базе волоконно-оптических и микромеханических измерителей // XXIV Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам: сборник материалов. СПб., 2017. С. 106–110.
12. Лян Ц., Литвиненко Ю.А. Алгоритм оценивания погрешностей инерциальных датчиков с использованием двух блоков микромеханических гироскопов // Навигация и управление движением: Материалы XVIII конференции молодых ученых с международным участием. 2016. С. 556–564.
13. Лян Ц., Литвиненко Ю.А. Алгоритм решения задачи ориентации с использованием двух блоков микромеханических гироскопов // Сборник трудов XXV Международной научно-технической конференции «Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации». 2016. С. 171.
14. Euston, M., Coote, P., Mahony, R., Kim, J., and Hamel, T., A complementary filter for attitude estimation of a fixed-wing UAV, Proceedings of the IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, IEEE, Nice, France, 2008, pp. 340–345.
15. Степанов О. А. Основы теории оценивания с приложениями к задачам обработки навигационной информации. Часть 1. Введение в теорию оценивания. СПб.: ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор», 2010. 509 с.
16. Vasconcelos, J.F., Cardeira, B., Silvestre, C., Oliveira, P., and Batista, P.T.M., Discrete-Time Complementary Filters for Attitude and Position Estimation: Design, Analysis and Experimental Validation, IEEE Transactions on Control Systems Technology, 2011, vol. 19, issue 1, pp. 181–198.
17. Степанов О.А., Мансур М. Алгоритмы комплексной обработки в задаче коррекции показаний навигационных систем при наличии нелинейных измерений // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. № 6. С. 89–102.
18. Chen, Y., Wang, L., Li ,K., A self-calibration method in single-axis rotational inertial navigation system with rotating mechanism, Proc. SPIE 10463, AOPC 2017: Space Optics and Earth Imaging and Space Navigation, 24 October 2017.
19. Julier, S.J., Uhlmann, J.K., Unscented filtering and nonlinear estimation, Proceedings of the IEEE, 2004, no. 92, pp. 401–422.
20. Liang, Q., Litvinenko, Y.A., and Stepanov, O.A., Analyzing the error observability of an orientation system based on two rotation units of micromechanical gyroscopes, 2017 IEEE II International Conference on Control in Technical Systems (CTS), St. Petersburg, 2017, pp. 236–239.
21. https://store.invensense.com/datasheets/invensense/MPU-6050_DataSheet_V3%204.pdf.
Рецензия
Для цитирования:
Лян Ц., Литвиненко Ю.А., Степанов О.А. Метод обработки измерений от двух блоков микромеханических гироскопов при решении задачи ориентации. Гироскопия и навигация. 2018;26(2):29-42. https://doi.org/10.17285/0869-7035.2018.26.2.029-042
For citation:
Liang Q., Litvinenko Yu.A., Stepanov O.A. Method of Processing Measurements from Two Units of Micromechanical Gyroscopes for Solving the Orientation Problem. Giroskopiya i Navigatsiya. 2018;26(2):29-42. (In Russ.) https://doi.org/10.17285/0869-7035.2018.26.2.029-042
Просмотров:
2
Послать статью по эл. почте 