В последние годы отчетливо проявилась недостаточная помехозащищенность глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС). В связи с этим в статье рассматриваются возможные методы и средства обеспечения высокоточных навигационных определений без использования ГНСС и современное состояние их разработки.

В статье исследуется задача позиционирования первого в Тегеране магистрального газопровода (Тегеран–Кухнамак) с использованием бесплатформенной инерциальной навигационной системы (БИНС) на базе инерциального измерительного модуля (ИИМ) с микромеханическими чувствительными элементами (МЭМС), установленного на внутритрубном инспекционном (диагностическом) снаряде (далее – снаряд). Снаряд позволяет выработать координаты трубопровода протяженностью 111 км с дискретностью 4 мм. За основу решения навигационной задачи принят обобщенный фильтр Калмана (ОФК) с применением вариации Аллана для анализа и уточнения исходных данных. Одновременно используется специальный фильтр, данные которого комплексируются с данными ОФК, что обеспечивает коррекцию углов рыскания и тангажа, вырабатываемых снарядом. Для повышения надежности решения задачи вдоль трубопровода размещены 98 магнитных маркеров, координированные по данным GPS, а также в качестве измерений в ОФК привлекаются данные одометра. Полученные результаты свидетельствуют о том, что такой гибридный подход позволяет повысить точность позиционирования трубопровода примерно на 81% по сравнению с базовым алгоритмом ОФК. Кроме того, предложенный алгоритм позволяет повысить точность позиционирования на 32% и быстродействие на 55% по сравнению с разработанным в настоящее время другим интегрированным решением ОФК/РСТ, в котором также регистрируются соединения труб (РСТ).

В точном земледелии предполагается использование методов точной навигации, определения относительной ориентации и обнаружения препятствий в целях экономии определенных ресурсов и получения лучших результатов. Эффективное использование собранных данных о позиции и ориентации робота и о расположении препятствий позволяет создавать алгоритмы управления работой автономных сельскохозяйственных машин. Эти алгоритмы решают задачи планирования путей, маршрутизации роботов, стабилизации движения по заданным путям, объезда препятствий и обеспечения гарантированности поведения. В работе рассматриваются перечисленные задачи.

В работе с использованием моделирования исследована термодеформация кварцевого чувствительного элемента (ЧЭ) акселерометра Q-flex с различными технологическими отклонениями геометрии упругих перемычек с токоподводами в эксплуатационном диапазоне температур. Показано, что наибольший изгибающий момент в ЧЭ возникает при разнотолщинности и разноширинности токоподводов с лицевой и обратной сторон упругой перемычки. Разработан метод моделирования статических термоиспытаний с возможностью оценки изменения нулевого сигнала акселерометра с учетом несовершенств геометрии упругих перемычек ЧЭ. Выявлено, что температурный гистерезис и невозврат нулевого сигнала акселерометра связан с пластическими деформациями токоподводов вблизи предельных температурных нагрузок. Создана модификация ЧЭ со свободновисящими токоподводами, позволяющая, согласно результатам моделирования, достичь существенно меньших значений температурного коэффициента, гистерезиса и невозврата нулевого сигнала.

В современных микромеханических гироскопах системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) могут использоваться для обеспечения возбуждения колебаний инерционной массы, а также для формирования тактовых последовательностей блоков обработки и выделения полезного сигнала в интегральной схеме. В данной работе рассматривается оценка влияния архитектуры ФАПЧ на характеристики микромеханических гироскопов. Показано, что предлагаемая система ФАПЧ с двойной дискретизацией позволяет повысить точность микромеханического гироскопа за счет обеспечения высокой скорости синхронизации, а также более высокой стабильности частоты по сравнению с широко используемыми системами ФАПЧ с накачкой заряда и с однократной дискретизацией.

Статья посвящена вопросам разработки и применения силовых гироскопов, используемых для активного трехосного управления ориентацией космических аппаратов. Эти приборы принадлежат к классу инерционных исполнительных органов, к которому относятся также управляющие двигатели-маховики, гиродемпферы, гиростабилизаторы пассивного типа. Отличительной чертой силовых гироскопов является наличие специальных приводов, управляющих вращением гироскопа относительно осей его подвеса. За счет регулирования скорости этого вращения приводом обеспечивается создание требуемого управляющего момента. Перечислены основные этапы разработки отечественных силовых гироскопов и комплексов на их основе, описаны особенности их конструкции и схем построения, а также проблемы применения и тенденции развития.