Информационно-измерительные системы магнитометрического типа для стационарных и подвижных объектов

• Автор: Погорелов, Максим Георгиевич
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 165 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
1 ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ИНФОРМАЦИОННО
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ МАНИТОМЕТРИЧЕСКОГО ТИПА
1.1 Область применения ИИС магнитометрического типа
1.1 Л ИИС магнитометрического типа позиционирования
стационарных объектов
1.1.2 ИИС магнитометрического типа определения параметров
ориентации беспилотных летательных аппаратов
1.1.3 ИИС магнитометрического типа управления и наведения ракет реактивных систем залпового огня
1.2 Использование магнитного поля Земли для решения задач
ориентации и навигации
1.3 Выбор применяемого типа магнитных датчиков в составе ИИС
1.4 Неопределенность нахождения параметров ориентации объекта по
показаниям магнитных датчиков
1.5 Выводы по главе
2 ИИС МАГНИТОМЕТРИЧЕСКОГО ТИПА ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ СТАЦИОНАРНЫХ ОБЪЕКТОВ В СОСТАВЕ ПЕРЕНОСНОГО ЗЕНИТНО-РАКЕТНОГО КОМПЛЕКСА
2.1 Постановка задачи исследования
2.2 Структура ИИС позиционирования стационарных объектов на
акселерометрах и магнитных датчиках
2.3 Математическая модель ИИС позиционирования ПЗРК
2.4 Уравнения ошибок и их анализ
2.4.1 Анализ влияния погрешностей акселерометров
на точность определения углов места и крена
2.4.2 Анализ влияния погрешностей акселерометров и
магнитных датчиков на точность определения угла курса

2.5 Выводы по главе
3 ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА МАГНИТОМЕТРИЧЕСКОГО ТИПА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ОРИЕНТАЦИИ ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ
3.1 Постановка задачи исследования
3.2 Разработка математической модели ИИС магнитометрического типа, реализованной на трехосном МД
3.3 Разработка математической модели ИИС магнитометрического типа, реализованной на двухосном МД
3.3.1 Разработка математической модели системы, реализованной на двухосном МД с ориентацией ОХ
3.3.2 Разработка математической модели системы, реализованной на двухосном МД с ориентацией ОХ, ОУ
3.3.3 Разработка математической модели системы, реализованной на двухосном МД с ориентацией ОУ, ОУ
3.4 Уравнения ошибок ИИС и их анализ
3.5 Моделирование работы ИИС ориентации на борту БПЛА
3.5.1 Ошибки определения углов по трехосному МД
3.5.2 Ошибки определения углов по двухосному МД
3.6 Моделирование работы ИИС на борту снаряда РСЗО
3.7 Сравнение результатов аналитических исследований и
имитационного моделирования работы ИИС ориентации магнитометрического типа
3.8 Анализ работы ИИС при смене решений
3.8.1. Определение угловых скоростей объекта по одному ДУС и вектору напряженности МПЗ
3.8.2. Работа системы в режиме «Выбор решения»
3.9 Автономный режим работы ИИС ориентации
3.10 Алгоритм калибровки МД на основе фильтра Калмана
3.11 Выводы по главе

4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МАКЕТА ИИС МАГНИТОМЕТРИЧЕСКОГО ТИПА ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ПЗРК
4Л Макет ИИС позиционирования ПЗРК
4.2 Исследование и топографирование магнитного поля объекта
4.3 Калибровка магнитных датчиков и компенсация
влияния магнитного поля объекта
4.4 Алгоритмы обработки информации ИИС ориентации
4.5 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А Имитационная модель ИИС магнитометрического
типа позиционирования ПЗРК, реализованная в пакете БтиИпк
ПРИЛОЖЕНИЕ Б Имитационная модель ИИС магнитометрического типа определения параметров ориентации подвижных объектов, реализованная в пакете БтиНпк
ПРИЛОЖЕНИЕ В Имитационная модель ИИС магнитометрического типа определения параметров ориентации подвижных объектов, комплексированная на основе алгоритмов калмановской фильтрации с пирогоризонтом и реализованная в пакете БипиНпк
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Акт внедрения результатов диссертационной работы

2.4 Уравнения ошибок и их анализ
С целью определения зависимостей, позволяющих вычислять угол курса с наибольшей точностью, составим уравнения ошибок в виде ряда Тейлора, ограничиваясь членами первого порядка [41, 42]. Для выражения (2.2) уравнение ошибки запишется в виде:
Ац1=ф-А2шс + А Хшс = , (2.8,
МПС МПС МПС + МПС
Ошибки определения проекций горизонтальной составляющей ВНМПЗ на оси ОХ, 02запишем на основании (2.1):
ЛХ.яс=-АХ+А7+Аг+А0+Ау, (2.9)
шс дх dY 8Z 50 5у

дХмпс _ cos Q &£шю_ = - sin Q cog у sinGsiny,
дХ dY 5Z

- ---X -sinG-T cos 0 - cosy+ Z -cos0 -siny,

——-Г -sinG-siny +Z-sinG-cosy.

МПС ду | 3ZMnc Д2? |
57 5Z 5y
AZWf. = Ay+Z_yg£. az + Ay, (2.10)
где 8Zmiic -siny, -1Mnc - cosy, 8Zm"Q-=y -cosy-Z - siny. dY dZ 5y
Ошибка угла курса, определяемого по формуле (2.3) запишется в виде: Л[/ = дЦ’ -АХШС =—. Хшс , (2.11)
зх т у 2 ’ v
РЛАЙ1С МПС
где XXшс определяется по формуле (2.9).
Для анализа уравнений ошибок определения угла курса получим уравнения ошибок по формулам (2.4 - 2.7) в виде ряда Тейлора, ограничиваясь членами первого порядка.