Рассматривается методическая погрешность инерциальной навигационной системы, обусловленная несовпадением отвесной линии и нормали к поверхности референц-эллипсоида. Анализируются методы оценки указанного расхождения, их использование для коррекции выходных данных инерциальных навигационных систем.

Существуют два основных метода численного интегрирования дифференциальных уравнений, лежащих в основе алгоритмов определения угловой ориентации БИНС: метод, основанный на разложении решения в ряд Тейлора, и метод последовательных приближений Пикара. Метод Пикара недавно был реализован одним из авторов в рекурсивной форме с использованием аппроксимации решения уравнений ориентации полиномами Чебышева и получил название «метода функционального итеративного интегрирования» (functional iterative integration approach). В отличие от традиционных подходов данный метод позволяет получить численное решение кинематических уравнений без общепринятых упрощений исходного дифференциального уравнения. В статье указанный метод детально сравнивается с традиционными алгоритмами ориентации для произвольного количества тактов (шагов) опроса датчиков, что потребовало их модернизации за счет использования разложения в ряд Тейлора точного решения дифференциального уравнения и рекурсивного вычисления высших производных параметра ориентации. Для полноты сравнения метод функционального итеративного интегрирования был также реализован на обычных степенных полиномах. Эти два подхода рассматриваются применительно к кватерниону ориентации, хотя все сделанные выводы справедливы и для других кинематических параметров. Представлены результаты численного моделирования алгоритмов в условиях конического движения, позволяющие установить диапазон его относительных частот, в котором новые алгоритмы имеют преимущество по точности и устойчивости по сравнению с подходами, основанными на использовании обычных степенных полиномов.

В статье приводятся результаты аналитического исследования погрешностей различных алгоритмов скалярной калибровки трехосных измерителей векторной физической величины. Даются практические рекомендации по реализации алгоритма калибровки. Результаты подтверждаются численным моделированием.

Получены формулы для оценки шума типа random walk алгоритмической компенсации смещения нуля гироскопа. Приведен пример оценки статистической значимости влияющих на смещение нуля факторов при калибровке волоконно-оптического гироскопа в рабочем диапазоне температур и при различных темпах их изменения. Показано, что случайная погрешность температурных датчиков может играть определяющую роль в шуме типа random walk алгоритмической компенсации смещения гироскопа и превышать собственный шум гироскопа. Приведен пример получения регрессионной зависимости алгоритмической компенсации смещения гироскопа при помощи нейронной сети с многослойным перцептроном. Рассмотрены факторы, влияющие на выбор постоянной времени дифференцирующего низкочастотного температурного фильтра. Представлены экспериментальные зависимости случайной погрешности алгоритмической компенсации смещения нуля от величины случайной погрешности температурных датчиков и показана необходимость применения температурных датчиков с минимальной случайной погрешностью.

Проведено исследование частотной характеристики лазерного гироскопа путем численного моделирования полной системы описывающих ее уравнений. Результаты расчетов сопоставлены с результатами экспериментальных измерений, произведенных на прецизионном динамическом стенде. Частотная характеристика измерялась для гироскопа на четырехзеркальном кольцевом лазере с неплоским контуром, который работает на He-Ne активной смеси на длине волны 632,8 нм. В исследуемом гироскопе знакопеременная частотная подставка была реализована на основе магнитооптического эффекта Зеемана. Установлена связь между измеренными и расчетными значениями искажений частотной характеристики. Численно получена и экспериментально подтверждена связь искажений частотной характеристики лазерного гироскопа с неравенством интенсивностей полей встречных волн и комплексными коэффициентами связи встречных волн. Результаты исследований позволяют оптимизировать параметры кольцевого лазера с целью повышения точности измерений с помощью лазерных гироскопов.

Рассматриваются два способа моделирования дискретно заданных высот квазигеоида (ВКГ) на локальном участке земной поверхности с помощью обобщенных рядов Фурье. Первый способ опирается на метод моделирования характеристик гравитационного поля Земли (ГПЗ) на плоскости и предполагает использование двумерного преобразование Фурье по ортонормированной системе тригонометрических функций. Второй – разложения высот квазигеоида в ряд Фурье по ортонормированной системе сферических функций на локальном участке земной поверхности. Проанализированы погрешности аппроксимации полученных дискретных значений высот квазигеоида на локальной территории. Показано, что при современном уровне вычислительной техники наиболее точным и технологически простым способом моделирования высот квазигеоида на локальных участках является их разложение в ряд Фурье по ортонормированной системе сферических функций.

В статье обосновывается актуальность геофизического обеспечения автономных магнитометрических навигационных систем, приводятся теоретические данные о составляющих магнитного поля Земли и анализируется смещение магнитных полюсов в международных моделях главного магнитного поля Земли. Обсуждаются перспективы картографического и программного обеспечения магнитометрических навигационных систем (МНС). Описываются результаты летных исследований экспериментального образца МНС, которые применяются при создании и управлении базами данных для МНС, централизации и использовании цифровой картографической продукции для геологоразведочных работ, а также в ходе различных исследований в области наук о Земле.

В статье представлен алгоритм управления движением недостаточно управляемого судна по траектории с непрерывной ограниченной кривизной, основанный на методе линеаризации обратной связью. Алгоритм позволяет ограничить сигнал управления, при этом вектор состояния модели движения судна не приближается к точке сингулярности закона управления. Алгоритм управления выполняет возвращение судна на заданную траекторию-аттрактор при любом боковом отклонении судна от заданной траектории.