Одним из ключевых компонентов волоконно-оптических гироскопов (ВОГ) является источник оптического излучения. C оптическими параметрами источника излучения непосредственно связаны характеристики ВОГ, в том числе стабильность масштабного коэффициента и смещения нуля. В настоящей работе рассмотрены основные типы источников оптического излучения, которые наиболее целесообразно применять в ВОГ, описаны принципы их построения и релевантные технические характеристики, дан обзор коммерчески доступных источников, приведена краткая оценка перспектив их развития в контексте оптоволоконной гироскопии.

Дефект массы полусферического резонатора вызывает появление сил и моментов, действующих на его центр масс и приводящих к колебаниям резонаторной ножки. Часть энергии этих колебаний рассеивается в области крепления резонатора, что уменьшает его добротность и создает дополнительный систематический дрейф. В статье рассмотрены основные факторы, определяющие диссипативные характеристики соединения «резонатор–основание», в том числе конструкция и размеры резонатора, внутреннее трение в соединительном слое, а также дефекты этого слоя. Показано, что вызванное закреплением внутреннее трение пропорционально толщине соединительного слоя и обратно пропорционально толщине основания, диаметру ножки и модулю упругости материала соединительного слоя. Несимметричное закрепление ножки в отверстии основания, овальность этого отверстия или ножки, наличие пузырей в соединительном слое приводят к азимутальной зависимости потерь и дополнительному систематическому дрейфу волнового твердотельного гироскопа.

В последнее время значительное количество исследований сосредоточено на решении проблемы достоверного определения местоположения объектов в режиме реального времени в сложной окружающей обстановке. Решение этой задачи – важнейшее условие для разработки разного рода интеллектуальных транспортных систем (ИТС). С учетом ограничений функционирования глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) в условиях города и пригородов, где пропадание сигнала – обычное явление, создание независимой системы позиционирования, обеспечивающей непрерывную выработку точных данных о местоположении объектов в отсутствие сигналов ГНСС, становится все более актуальной задачей. Для ее решения были проведены эксперименты в целях изучения комбинации лазерного дальномера (лидара), гироскопов и одометров. В настоящей работе с опорой на данные предыдущих исследований рассматривается коррекция показаний одометров с использованием дорожных карт, а также методика сегментирования дороги в режиме реального времени. Для оценки нового метода моделировалось отсутствие сигнала ГНСС в течение трех пятиминутных интервалов. При этом использовались реальные данные, полученные от движущегося объекта, обработка которых выполнялась в моделируемом режиме реального времени. Результаты экспериментов показали заметное улучшение точности навигации. В частности, применение метода калибровки в реальном времени снизило погрешность позиционирования на 0,9, 1,0 и 0,2 м в каждом из эпизодов пропадания сигнала ГНСС соответственно. Повышение точности во втором и третьем эпизодах было достигнуто за счет получения более точных данных о параметрах дороги. В работе предложен упрощенный алгоритм обработки данных лидара, благодаря которому достигнутые средние значения погрешности позиционирования составили 1,8 и 1,8 м, а ее максимальные значения – 4,0 и 3,8 м соответственно.

Под астрономической калибровкой понимается определение постоянной взаимной ориентации цифровых камер и инерциального модуля с использованием наземных наблюдений звезд. В первой части работы рассматривается калибровка ориентации всех камер относительно одной, выделенной. Калибруемый вектор содержит «полезные» параметры (три угла ориентации каждой камеры относительно выделенной) и «мешающие» (три угла ориентации выделенной камеры в связанной с Землей системой координат в момент получения каждого кадра). Система нелинейных уравнений для определения калибруемого вектора строится на разностях координат изображений распознанных звезд, которые вычисляются в плоскостях изображений отдельных камер для каждого отдельного кадра, а затем объединяются в общий вектор невязок. Атмосферная рефракция и скоростная аберрация света учитываются при проецировании распознанных звезд, взятых из звездного каталога, на плоскость изображения. Перед решением системы уравнений для каждой камеры определяются элементы внутреннего ориентирования. Калибровка относительной ориентации реальных камер позволяет построить виртуальную камеру с расширенным полем зрения, благодаря чему заметно уменьшается погрешность определения ориентации по звездам. Приводится модель погрешностей виртуальной камеры, учитывающая погрешности астрономической калибровки. Результаты экспериментальной отработки показывают, что погрешность астрономической калибровки относительной ориентации камер не превышает 2ʺ для каждого «полезного» параметра.

В статье предложена платформа для экспериментальной отработки алгоритмов определения ориентации космических аппаратов (КА) и управления ею. Испытательный стенд используется для разработки и реализации тестовых сценариев, предполагающих работу датчиков, актюаторов и собственно алгоритмов. Оценка углов ориентации производится с помощью данных, полученных от магнитометров, акселерометров и гироскопов. Три маховика, установленные по каждой оси, служат основными исполнительными устройствами управления ориентацией. Стенд состоит из главного стола, на котором размещается объект испытаний, блоков весовой балансировки и устройств для установки оборудования. Для обеспечения весовой балансировки грубые балансировочные блоки располагаются по четырем углам, а точные – по каждой главной оси. С целью анализа в реальном времени платформа оснащена беспроводной системой мониторинга и распределенным питанием. Управление заданиями по определению и контролю ориентации осуществляется на компьютере при помощи механизма распределенного управления. После проверки гибкости системы управления производятся оценка и анализ различных сценариев калибровки магнитометров и определения ориентации КА с применением традиционных и нетрадиционных фильтров калмановского типа.

В статье обоснован не требующий специального маневрирования наблюдателя автоматический алгоритм определения координат и параметров движения подводного источника шумоизлучения, обнаруженного в режиме шумопеленгования гидроакустическим комплексом подводной лодки. Приведены описание алгоритма и результаты его моделирования для типовых ситуаций.

В статье представлены результаты экспериментальной проверки возможности обмена данными с глубоко погруженным подводным аппаратом в интересах решения задачи его инверсного позиционирования с использованием гидроакустической связи. Испытания проводились в экваториальной части Индийского океана близ острова Суматра в районе со средней глубиной 4700 м. Полученные данные сравниваются с результатами моделирования, выполненного для тех же условий.

В статье исследуются результаты эксплуатации магнитного компаса (МК) с системой коррекции динамических погрешностей. Оценивается эффективность применения этой системы для снижения погрешностей МК, проявляющихся в условиях качки и обусловленных влиянием перераспределенных сил судового магнетизма (креновой девиации), а также переносных ускорений при установке МК на некотором расстоянии от центра качания судна.
Анализируются возмущающие силы, действующие на МК во время качки и приводящие к возникновению погрешностей. Рассмотрена система коррекции на основе комплементарного фильтра с использованием микромеханического гироскопа (ММГ), реализованная в МК «Азимут КМ-05Д». Представлены результаты стендовых и натурных испытаний, подтверждающие эффективность этой системы коррекции.

Для определения положения искусственного спутника Земли (ИСЗ) или Луны используется метод лазерной локации. Выполняются лазерные измерения расстояний от наземных станций до спутников, оснащенных уголковыми отражателями, или до отражателей, находящихся на поверхности Луны. С помощью временного интервала между излучением и приемом ультракоротких лазерных импульсов на одной и той же станции определяют положение ИСЗ или Луны в момент отражения. При этом излученный сигнал со станции и отраженный сигнал от спутника идут по разным траекториям. В результате формируется угол между направлением излученного и возвращенного сигналов в точке локации. В настоящей статье изучается именно это отклонение траекторий лазерных сигналов. Поскольку вращающаяся система отсчета, связанная с Землей, неинерциальна, при вычислениях задействуется теория относительности. Рассматриваются сферическая форма Земли и кеплеровы орбиты ИСЗ без учета гравитационного поля Земли. Отклонение сигнала существенным образом зависит как от параметров орбиты спутника, так и от скорости вращения Земли. Произведенные математические выкладки позволяют обобщить и сравнить результаты исследований этого эффекта, полученные другими авторами. Они же использованы при численных расчетах на примере высокоорбитального и имеющего большой эксцентриситет ИСЗ «РадиоАстрон» и всех 24 ИСЗ ГЛОНАСС с низкими орбитами и незначительными эксцентриситетами. Рассчитана величина как самого эффекта, так и его изменений при изменении параметров орбит ИСЗ. Точность современных приборов достаточна для фиксации эффекта, а его учет увеличит эффективность их применения. В будущем планируется оценить факторы сплюснутости Земли и ее гравитационного потенциала.

29 мая в АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор» состоялось 55-е общее собрание международной общественной организации «Академия навигации и управления движением» (АНУД).

С 27 по 29 мая в АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор» состоялась XXХI Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам (МКИНС).