В статье описывается новый адаптивный нечеткий обобщенный фильтр Калмана (НАНОФК), предназначенный для оценки ориентации объекта по выходным данным бес платформенного инерциально-измерительного модуля (ИИМ, гироскопов и акселерометров) и бесплатформенного магнитометра. НАНОФК, разработанный на основе обобщенного фильтра Калмана (ОФК) с использованием системы нечеткого логического вывода (СНЛВ), проверен в среде Matlab как на смоделированных траекториях беспилотного летательного аппарата (БЛА), так и на реальных данных, снятых в процессе полета. НАНОФК обеспечивает более точную по сравнению с ОФК оценку ориентации и настройку ковариационной матрицы измерительных шумов. В предлагаемом фильтре в модели измерений присутствует мультипликативная погрешность в уравнениях, описывающих динамику объекта. Результаты моделирования показывают, что ковариационная матрица оценки измерительных шумов близка к своему истинному значению в крейсерском режиме полета (стационарная фаза), а в нестационарной фазе полета достоверность модели измерений акселерометра оценивается в НАНОФК и измерения акселерометров могут не учитываться.

Предложен метод определения дальности до объектов, основанный на взаимодополняющем характере последовательных монокулярных изображений и кинематических параметров камеры. Комплексирование измерений, полученных с помощью камеры, и кинематических параметров, которые определяются посредством инерциального измерительного модуля (ИИМ) и одометра, осуществляется с помощью обобщенного фильтра Калмана (ОФК). Результаты экспериментов с использованием колесного робота подтвердили результаты моделирования в части ожидаемой оценки точности определения дальности. Показано, что на эффективность предлагаемого метода значительное влияние оказывают взаимное расположение камеры и наблюдаемого объекта, точность измерения параметров движения камеры и пройденное им расстояние. Установлено, что при благоприятных условиях погрешность оценки дальности может составлять всего1% от расстояния до ориентира. Метод может быть использован для определения дальности до объектов, находящихся в нескольких сотнях метров от камеры.

Приводятся результаты исследований опытного образца волоконно-оптического гироскопа класса точности 0,01–0,001°/ч. Гироскоп содержит первый контур обратной связи для компенсации разности фаз Саньяка, второй контур обратной связи для стабилизации масштабного коэффициента и третий быстродействующий контур обратной связи для компенсации влияния на измерительный тракт постоянной составляющей оптического сигнала на фотоприемнике. Для повышения точности опытного образца гироскопа до уровня 0,001°/ч предлагается использование четвертого и пятого контуров обратной связи, с помощью которых осуществляется подавление паразитных эффектов в интегрально оптических фазовых модуляторах.

Рассматриваются программно-аппаратные способы компенсации динамических погрешностей морских гравиметров, обусловленных действием инерционных ускорений. Впервые анализируется и учитывается погрешность, вызванная жидкостным демпфированием чувствительного элемента гравиметра. Приведены некоторые результаты гравиметрических съемок, подтверждающие повышение точности измерений.

Рассматриваются структура, алгоритмы и результаты испытаний гибридной прецизионной бесплатформенной инерциальной навигационной системы (БИНС), стойкой к кратковременным экстремальным ударным воздействиям. Ударостойкость прецизионной БИНС обеспечивается: 1) включением в её состав вспомогательной бесплатформенной инерциальной системы ориентации (БИСО) на грубых датчиках, которые способны выдерживать кратковременные экстремальные ударные воздействия без потери точности определения углового положения; 2) реализацией в бортовом вычислителе постобработки показаний инерциальных датчиков одновременно с решением основной навигационной задачи. Постобработка предназначена для автоматического определения момента появления ударного воздействия и для реализации в бортовом вычислителе повторного решения задачи ориентации по данным вспомогательной БИСО на временном интервале экстремального ударного воздействия. При отсутствии ударного воздействия выполняется калибровка вспомогательной БИСО по данным основной прецизионной БИНС. Основная прецизионная БИНС разработана на базе точных волоконно-оптических гироскопов (ВОГ), вспомогательная БИСО – на базе микромеханических гироскопов (ММГ). Гибридная прецизионная БИНС успешно прошла все испытания, в том числе и на экстремальные ударные воздействия, подтвердив требуемые точностные характеристики.

В статье представлены результаты разработки углоизмерительной системы, предназначенной для измерения углов между нормалями к зеркалам, задающим направления в пространстве. Система работает в динамическом режиме с непрерывным вращением платформы, на которой установлен автоколлимационный нуль-индикатор. Измерения угла обеспечены установкой на роторе системы голографического преобразователя угла. Приведены результаты испытаний системы и ее калибровки. Калибровка системы осуществляется путем сличения с эталонной многогранной призмой.

Рассмотрены основные проблемы создания сетевой подводной связи, основное отличие которой от традиционной гидроакустической связи состоит в одновременном информационном взаимодействии большого числа пространственно разнесенных абонентов, включающем обмен сообщениями между ними и их высокоточное позиционирование. Этот факт добавляет к существующим проблемам традиционной гидроакустической связи, обусловленным в основном сложностью и изменчивостью гидроакустического канала распространения сигнала, ряд других, например, коллизии в сети, возникающие при одновременной передаче сообщений несколькими абонентами и требующие принятия специальных организационно-технических мер по их устранению (минимизации), а также обусловленную особенностями гидроакустической среды сложную конфигурацию зон парной взаимной «слышимости» абонентов, что ведет к необходимости нетривиальной маршрутизации потоков данных от источника к получателю. В работе показано, что решить эти вопросы может разработка методов формирования и излучения сигналов связи, которые затем трансформируются в протоколы взаимодействия абонентов при передаче и приеме сообщений и реализуются в цифровых гидроакустических модемах, в результате превратившихся в сложные радиоэлектронные устройства.

Рассматриваются уточнения модели дрейфа бескарданного электростатического гироскопа (ЭСГ) при работе в условиях маневренного орбитального космического аппарата (КА) дистанционного зондирования Земли. Некоторые из них имеют отношение и к наземному использованию ЭСГ. В статье также анализируется режим квазинепрерывной коррекции бескарданной инерциальной системы ориентации (БИСО) на ЭСГ по «сырым» (несглаженным) данным от астродатчика (АД) с использованием алгоритма обобщенного фильтра Калмана. К особенностям решения задач коррекции выходных данных БИСО и калибровки в этом режиме следует отнести отбраковку недостоверных измерений. Описывается алгоритм решения этой задачи. Модель дрейфа ЭСГ приводится как для режима калибровки системы с целью обеспечения адекватного прогноза уходов ЭСГ на длительном интервале времени, так и для режима квазинепрерывной коррекции в условиях маневрирования КА. Приводятся результаты обработки данных летных испытаний БИСО и АД на одном из КА.

Рассматриваются вопросы схемно-конструктивного решения по построению одногироскопного измерителя трех углов поворотов подвижного объекта. Физические основы данного решения базируются на создании с помощью гиромотора и датчиков силы вращательного, а также одно- и двухкомпонентных поступательно-колебательных движений сферического ротора в электростатическом подвесе. Приводятся теоретическое обоснование, алгоритмы и результаты сопоставительного математического моделирования. Показано, что однокомпонентные колебания ротора в экваториальной плоскости обеспечивают втрое меньшую погрешность определения угла азимута, чем двухкомпонентные.

Предлагается методика калибровки датчиков бесплатформенного инерциального измерительного блока на относительно грубом (1-2°) поворотном столе, интегрирующая прямые и косвенные методы. Погрешности калибровки оцениваются аналитически и с помощью математического моделирования. Для прямых методов обосновывается выбор программных ориентаций и сравниваются векторный и скалярный способы. Приводятся результаты применения методики к калибровке измерительного блока на волоконно-оптических гироскопах.