Интегрированная система с инерциальным модулем на электростатическом гироскопе и микромеханических датчиках

• Автор: Лочехин, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 05.11.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 147 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ИНТЕГРИРОВАННЫХ СИСТЕМ ОРИЕНТАЦИИ И НАВИГАЦИИ МОРСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ
1.1. Современное состояние и проблемы разработки инерциальных модулей интегрированных систем ориентации и навигации
1.2. Анализ точности современных интегрированных систем ориентации и навигации
1.3. Структура построения и состав предлагаемой интегрированной системы ориентации и навигации для подводных аппаратов
1.4. Выводы к первой главе
Глава 2. АЛГОРИТМЫ РАБОТЫ ИНТЕГРИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ПОДВОДНЫХ АППАРАТОВ
2.1. Описание конструкции бескарданного гирогоризонткомпаса на электростатическом гироскопе и микромеханических датчиках
2.2. Алгоритмы режима начальной выставки и калибровки инерциального блока на микромеханических датчиках
2.3. Алгоритмы режима начальной выставки электростатического гироскопа
2.4. Алгоритмы навигационного режима работы интегрированной системы
2.5. Выводы ко второй главе
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТИ СИСТЕМЫ С ПОМОЩЬЮ
ИММИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
3.1. Особенности программного обеспечения для моделирования
работы интегрированной системы в пакете Matlab (Simulink).
Полная и упрощенная модели погрешностей бескарданного гирогоризонткомпаса

3.2. Моделирование режима начальной выставки и калибровки инерциального блока на микромеханических датчиках
3.3. Моделирование режима начальной выставки электростатического гироскопа
3.4. Моделирование навигационного режима работы интегрированной системы. Выработка требований к дискретности обсерваций
3.5. Выводы к третьей главе
Глава 4. АНАЛИЗ ПОГРЕШНОСТЕЙ СИСТЕМЫ С ПРИВЛЕЧЕНИЕМ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ
4.1. Начальная выставка и калибровка инерциального блока на микромеханических датчиках при мореходных испытаниях
4.2. Начальная выставка и калибровка коэффициентов модели дрейфа электростатического гироскопа при стендовых испытаниях
4.3. Оценка точности и времени готовности интегрированной системы ориентации и навигации
4.4. Выводы к четвертой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
Список сокращений

БГГК - бескарданный гирогоризонткомпас
БЭСГ - бескарданный электростатический гироскоп
ВОГ — волоконно-оптический гироскоп
ГAJ1 - гидроакустический лаг
ГАНС - гидроакустическая навигационная система
ГЛОНАСС - Глобальная навигационная спутниковая система
СК - система координат
СКО - среднее квадратическое отклонение
ИСОН - интегрированная система ориентации и навигации
КМУ - коэффициенты модели ухода
ММА - микромеханические акселерометры
ММГ - микромеханические гироскопы
ММД - микромеханические датчики
ПА - приемная аппаратура
СНС - спутниковая навигационная система
ФК - фильтр Калмана
ЦНИИ - Центральный научно-исследовательский институт
GPS - (англ. Global Positioning System) - спутниковая система навигации

2.2. Алгоритмы режима начальной выставки и калибровки инерциального блока на микромеханических датчиках
Рассмотрим алгоритмы одного из двух режимов работы БГГК, построенного по предложенной схеме. Этот режим заключается в начальной выставке и калибровке системы в надводном положении, при котором осуществляется выставка и калибровка измерительного модуля на ММД [58, 59] и точная выставка в инерциальной СК орта кинетического момента БЭСГ [60, 61, 62, 63] с опорой на данные мультиантенной ПА СНС.
Алгоритм выставки и калибровки модуля на ММД разделен на следующие функциональные блоки:
- Блок формирования исходных данных;
- Блок ориентации, в котором решается задача ориентации;
- Навигационный блок (отвечает за выработку навигационных параметров);
- Блок фильтрации (формирование разностных измерений и выработка оценок).
Формирование исходных данных Общие параметры и начальные значения: с1Т = /(у +1) - t(у) - шаг дискретности на рабочей частоте;
'Гг =■t{k +1) ~((к) - шаг дискретности поступления данных с оценочного канала ФК;
Л,О- средний экваториальный радиус Земли и угловая скорость суточного вращения;
£ео ~ ускорение силы тяжести нормальной Земли;
Ф0Д0Д; К0,у0,в0; ^0’Ко’^но~ начальные значения навигационных параметров и параметров углового и линейного движения объекта относительно географических осей в момент запуска задачи;