Алгоритмы комплексирования инерциального блока низкого класса точности и системы спутниковой навигации

• Автор: Багрова, Мария Сергеевна
• Шифр специальности: 05.11.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 121 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение

ГЛАВА 1. Назначение, состав и использование датчика движения

1.1. Технические характеристики датчика движения

1.2. Алгоритмы БИНС

1.2.1. Принципы построения навигационного алгоритма

1.2.2. Принципы выставки ИНС

1.3. Модель ошибок ИНС

1.4. Возможность использования датчика движения в задачах инерциальной навигации

ГЛАВА 2. Комплексирование датчика движения и спутниковой навигационной системы GPS
2.1. Принципы навигационных определений в системе GPS
2.1.1. Измерение координат методом псевдорасстояний
2.1.2. Модель ошибок GPS
2.1.3. Дифференциальный режим работы спутниковой навигационной системы DGPS
2.1.4. Принцип дифференциальных измерений по фазе несущей частоты
2.2. Возможность использования DGPS для коррекции показаний
БИНС низкого класса точности
ГЛАВА 3. Прикладные алгоритмы комплексирования датчика движения со спутниковой навигационной системой GPS
3.1. Схема построения навигационного комплекса на базе инерциального блока MotionPak и приемника GPS
3.2. Предварительные процедуры
3.2.1. Выставка по заданному курсу

3.2.2. Калибровка дрейфов гироскопов
3.2.3. Горизонтальная выставка
3.3. Прикладной навигационный алгоритм
3.4. Алгоритмы коррекции
3.4.1. Демпфирование ошибок углового положения
3.4.2. Оценивание ошибокИНС
3.4.3. Оценивание ошибки в азимуте
3.4.4. Коррекция углового положения
3.4.5. Коррекция скоростей и координат
3.5. Прогноз ошибок ИНС
3.6. Анализ ошибок навигационного комплекса
ГЛАВА 4. Испытания навигационного комплекса
4.1. Постановка задачи для проведения испытаний навигационного комплекса
4.2. Летные испытания навигационного комплекса
4.2.1. Порядок проведения летных испытаний
4.2.2. Точность определения составляющих путевой скорости
4.2.3. Точность определения углов ориентации
4.2.4. Влияние параметров демпфирования на общую точность навигационного комплекса
4.3. Наземные испытания навигационного комплекса
4.3.1. Порядок проведения наземных испытаний
4.3.2. Точность прогноза навигационных параметров
Заключение
Литература
Введение
Благодаря универсальности и автономности инерциальные навигационные системы (ИНС) имеют широкую область применения. Они являются основным источником навигационной информации на борту современных самолетов.
В настоящее время ИНС используются не только в составе авиационных пилотажно-навигационных комплексов, но также применяются для геофизических исследований, в задачах геодезии и картографии, для профилирования земной поверхности, при аэрогравиметрической съемке местности [3, 15, 18, 19, 27, 28, 30].
По сравнению с радионавигационными системами современные ИНС обладают следующими преимуществами:
• автономность;
• полный объем навигационной информации (координаты местоположения, путевая скорость, ориентация объекта);
• непрерывная выдача навигационных параметров (с частотой 20 Гц и более);
• независимость ошибок ИНС от внешних факторов.
Однако собственные погрешности чувствительных элементов в составе инерциальной системы неизбежно приводят к возникновению ошибок в определении навигационных параметров [7]. Принципиальный недостаток ИНС заключается в том, что ошибки в определении координат накапливаются с течением времени. Для систем среднего класса точности они составляют 3-5 км за 1 час работы.
Для решения определенного круга задач автономная точность ИНС недостаточно высока. В связи с этим показания инерциальной системы целесообразно корректировать по навигационной информации от внешних источников, имеющих другую физическую природу измерений [1, 14, 21].

2.1.3. Дифференциальный режим работы спутниковой навигационной
системы DGPS
Повысить точность измерений спутниковой навигационной системы позволяет дифференциальная схема измерений двух приемников (DGPS) [20, 32]. Как говорилось ранее, ошибки измерений приемника GPS носят шумовой характер и зависят от созвездия наблюдаемых спутников, состояния атмосферы, естественного затенения антенны и других факторов. В измерениях двух близко расположенных друг к другу приемников присутствуют идентичные ошибки. Если один из приемников установить стационарно, то его измерения можно использовать для компенсации ошибок второго приемника, размещенного на подвижном объекте (рис. 2.2).
Рассмотрим принцип дифференциального режима GPS на примере измерения координат методом псевдорасстояний.

Антенна приемника стационарной станции обычно размещается в реперной точке, географические координаты которой известны с высокой точностью. Текущие координаты подвижного приемника в дифференциальном режиме работы спутниковой навигационной системы измеряются относительно стационарной станции в соответствии с векторным выражением:
кр = рг~рм. (2.5)
2.2. Дифференциальная схема измерений двух приемников GPS
Подвижный объект