Новое поколение инерциальных навигационных систем на основе ВТГ для аппаратов, обеспечивающих запуск спутников

Совершенствование инерциальных навигационных систем (ИНС) для ракет, выводящих спутники на орбиту, идет в направлении снижения массогабаритных характеристик и стоимости при безусловном сохранении высоких показателей по точности и надежности, абсолютно необходимых в данной области их применения. Классический способ повышения надежности подразумевает дублирование. Однако по критериям цены и массогабаритных характеристик данное решение не очень удачно. Кроме того, дублирование не позволяет обнаружить возможный медленный уход параметров одной из двух ИНС. Подход, предложенный в статье, основан на мультисенсорной архитектуре, объединяющей шесть гироскопов и шесть акселерометров, с трехкратным резервированием общих функций, что позволяет использовать электронную аппаратуру без повышенной радиационной стойкости. Применение интегрированной архитектуры упрощает реализацию методов обнаружения и локализации неисправностей и позволяет парировать как единичные сбои, так и медленный уход параметров инерциальных датчиков. В этой связи применение волнового твердотельного гироскопа (ВТГ) оказывается актуальным в силу его малого размера и веса. Предлагаемая архитектура позволяет достичь высоких уровней точности, что может быть использовано и в других приложениях.

1. Camberlein L., Nicaise, P. A redundant strapdown reference for advanced aircraft flight control systems, Gyro Symposium, Stuttgart, Germany, 1984.

2. Pittelkau M. E. Attitude Determination and Calibration with Redundant Inertial Measurement Units, Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 2004, vol. 28, no.4.

3. Yuksel Y. Design and Analysis of Inertial Navigation Systems with Skew Redundant Inertial Sensors, Thesis, University of Calgary, 2011.

4. Schwank J. R., Ferlet-Cavrois V., Shanyfelt M. R., Paillet P., Dodd P. E. Radiation Effects in SOI Technologies, IEEE Transactions on Nuclear Science, 2003, vol. 50, no. 3.

5. Lignon C., Carre A. Measurement by gyroscopic system, Patent US7997134 B2, 2011.

6. Remillieux G., Delhaye F. Sagem Coriolis Vibrating Gyros: a vision realized, Inertial Sensors and Systems. Karlsruhe, Germany, 2014.