РЕЗУЛЬТАТИ НАПІВНАТУРНИХ ВИПРОБУВАНЬ АВТОНОМНОГО ВИЗНАЧЕННЯ ДОВГОТИ ТА ШИРОТИ РУХОМОГО ОБ’ЄКТУ
DOI:
https://doi.org/10.20535/1970.64(2).2022.269940Ключові слова:
гіроскопи, акселерометри, інерціальний вимірювальний модуль, широта, довготаАнотація
Навігаційні параметри такі, як курс, лінійна швидкість, широта та довгота рухомих об'єктів сьогодні визначають, зазвичай використовуючи супутникові навігаційні системи. Однак виникає потреба автономного визначення навігаційних параметрів, коли сигнали супутникової навігаційної системи недоступні з тих чи інших причин. Наприклад, сигнали супутникової навігаційної системи можуть пригнічуватися засобами радіоелектронної протидії.
Автономними системами визначення навігаційних параметрів рухомих об'єктів є інерціальні навігаційні
системи, в основу роботи яких покладено подвійне інтегрування сигналів акселерометрів – вимірювачів уявного
прискорення об'єкта, а також інтегрування сигналів гіроскопів для формування тієї чи іншої системи координат, якщо йдеться про безплатформові інерціальні навігаційні системи (БІНС). Інтегрування вихідних сигналів акселерометрів і гіроскопів, що містять похибки, призводить до накопичення похибок БІНС. Для підвищення точності БІНС інтегрують, наприклад, із супутниковими навігаційними системами. Однак такі системи перестають бути повністю автономними.
У статті використовується метод автономного визначення широти та довготи рухомого об'єкта, який
являє собою новий метод в інерціальній навігації. В основу роботи методу покладена безкарданна інерціальна
технологія, яка на відміну від стандартних методів, що застосовуються в БІНС, не використовує інтегрування вихідних сигналів акселерометрів та гіроскопів. Для визначення кутів широти та довготи застосовуються сигнали гіроскопів, що входять до інерціально-вимірювального модуля (ІВМ).
В результаті напівнатурного експерименту перевірено працездатність методу автономного визначення широти та довготи. Для експериментальної перевірки використовувалися дані польоту малогабаритного літального апарату. Дані містили інформацію про кути курсу, тангажу, крену літака, вихідні сигнали трьох мікромеханічних гіроскопів - датчиків кутової швидкості, трьох мікромеханічних акселерометрів, інформацію про широту, довготу і висоту, виміряну приймачем супутникової навігаційної системи, а також інформацію про горизонтальну та вертикальну складові швидкості та поточний час. Наведено графіки розрахункових значень широти, довготи та значень, виміряних з використанням приймача супутникової навігаційної системи. З наведених графіків і таблиць видно, що з певного часу, розрахункові значення збігаються з «еталонними», що підтверджує працездатність методу автономного визначення широти та довготи.
Посилання
D. H. Titterton, and J. L. Weston, Strapdown Inertial Navigation Technology. IEE Radar, Sonar, Navigation and Avionics, Series 17, 2004.
Robert M. Rogers, Applied Mathematics in Integrated Navigation Systems, Second Edition. American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2003.
K. R. Britting, Inertial navigation system analysis. Wiley Interscience, New York, 1971.
A. B. Chatfield, Fundamentals of High Accuracy Inertial Navigation. American Institute of Aeronautics and Astronautics, 1997.
A. Lawrence, Modern Inertial Technology - Navigation, Guidance, and Control. Springer-Verlag, Second Edition, 1998.
N. Barbour, G. Schmidt, “Inertial Sensor Technology Trends”, IEEE Sensors Journal, vol.1, no. 4, pp. 332-339, 2001. DOI:10.1109/7361.983473.
G. T. Schmidt, “GPS Based Navigation Systems in Difficult Environments”, Gyroscopy and Navigation, vol. 10, no 2, pp. 41-53, 2019.
I. Sofair, “Improved Method for Calculating Ex-act Geodetic Latitude and Altitude”, AIAA Journal of Guidance, Control, and Dynamics, vol. 20, no 4, pp. 824-826, July-August, 1997. DOI: 10.2514/2.4119
V. V. Avrutov, L. M. Ryzhkov, “The method for autonomous determination of longitude and latitude of a moving object”, International Applied Mechanics, vol. 57, no.1, January, pp. 97-102, 2021.
V. Avrutov, O. Nesterenko, L. Ryzhkov, “An Alternative Autonomous Location Determining”, in Proceedings of the 2022 DGON Inertial SensorS and Systems (ISS), Braunschweig, Germany, September 13-14, 2022. P. 16. ISSN: 2377-3480;,. ISBN: 978-1-6654-9021-4; IEEE Catalog Number: CFP2257W-ART.
O. S. Salychev, Applied Inertial Navigation: Problems and Solutions. Moscow: BMSTU Press, 2004
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 CC BY 4.0
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Авторське право на публікацію залишається за авторами.
Автори можуть використовувати власні матеріали в інших публікаціях за умови посилання на збірник наукових праць "Вісник Київського політехнічного інституту. Серія ПРИЛАДОБУДУВАННЯ" як на перше місце видання та на Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» як на видавця.
Автори публікують свої статті в збірнику на умовах ліцензії Creative Commons:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії CC BY 4.0, яка дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на динаміці цитування опублікованої роботи.
Видавець (КПІ ім. Ігоря Сікорського) має право за будь-якого використання цього видання зазначати своє ім'я або вимагати такого зазначення.
Редакційна колегія залишає за собою право розміщувати опубліковані в збірнику статті в різних інформаційних базах для надання відкритого доступу до матеріалів з метою популяризації наукових досліджень та підвищення цитованості авторів.
