Методы, алгоритмы и структура программно-технического комплекса бесплатформенной инерциальной навигационной системы

• Автор: Легостаев, Владимир Леонидович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с. : ил.

Оглавление
Аннотация.
Введение.

Глава 1. Анализ основных характеристик навигационных систем

1.1 Параметры движения и средства их измерения.

1.2 Спутниковая навигационная система.

1.3 Инерциальная навигационная система

1.4 Бесплатформеннан инерциальная навигационная система.

1.5 Системы координат.

1.6. Методы комплекеирования навигационной информации.

1.7 Выводы
Глава 2. Математические модели инерциальных систем навигации
2.1 Принципы инерциальной навигации.
2.2 Скалярные уравнения инерциальной навигации
2.3 Алгоритм БИНС для работы в географической системе координат.
2.4 Алгоритм ориентации БИНС
2.5 Алгоритм БИНС короткого времени функционирования
2.6 Выводы
Глава 3. Анализ основных элементов комплекса с БИНС.
3.1 Инерциальный измерительный блок.
3.2 Акселерометры.
3.3 Гироскопические датчики.
3.4 Волоконнооптический гироскоп.
3.5 Виды погрешностей.
3.6 Особенности применения аналогоцифровых преобразователей в БИНС.
3.7 Компенсация погрешностей
3.8 Выводы
Глава 4. Реализация программнотехнического комплекса ориентации и навигации БИНС
4.1 Аппаратная часть комплекса БИНС.
4.2 Алгоритмы ориентации и навигации БИНС.
4.3 Программное обеспечение комплекса.
4.4 Выводы.
Глава 5. Исследование характеристик программнотехнического комплекса БИНС
5.1 Тестирование на неподвижном основании.
5.2 Моделирование полета без спутниковой навигационной системы
5.3 Моделирование полета со спутниковой навигационной системой
5.4 Выводы
Основные положения и выводы.
Литература


Разработана классификация элементов бесплатформенных инерциальных навигационных систем и представлено описание их математических моделей. На основе математических моделей определены методы- и алгоритмы функционирования БИНС, которые целесообразно использовать в системах с коротким временем функционирования. Предложена методика комплексной обработки параметров рассчитываемых БИНС (углы ориентации, векторы скорости и координат) с учетом коррекции от спутниковой навигационной системы (СНС). Предложена структура программно-технического комплекса ориентации и навигации, основой которого является БИНС, корректируемая от СНС. Разработано программное обеспечение бесплатформенной инерциальной навигационпой системой (БИНС) для маломаневренного летательного аппарата с коротким временем действия. Алгоритмы БИНС, коррекции от СНС и системы управления были реализованы в виде программного обеспечения для специализированного вычислителя. Проведены испытания программно-технического комплекса ориентации и навигации на технологическом стенде полунатурного моделирования, имитирующем движение планирующего беспилотного летательного аппарата. Разработанные алгоритмы комплексирования данных, алгоритмы операционной системы были положены в основу специального программною обеспечения блока управления для малоразмерных беспилотных летательных аппаратов малого времени функционирования. Алгоритмы программ операционной системы также легли в основу вычислителя управления ВУ-7. Практическая значимость проведенных в диссертации исследований подтверждена актами о регистрации программ ЭВМ, а также актами внедрения результатов исследований в ОАО ММ ПК «Авионика». Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ. Москва. Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ. Москва. Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ. Москва. Конкурс научно-технических работ и проектов молодых ученых и специалистов «Молодежь и будущее авиации и космонавтики» . Москва. VII Международная научная конференция «Новые информационные технологии и менеджмент качества» . Турция. По теме диссертации автором опубликовано 7 научных работ из них 2 в журнале из перечня ВАК. На разработанное в ходе работы программное обеспечение получено 6 свидетельств о государственной регистрации программы для ЭВМ. Глава 1. В данной главе приводятся краткие сведения об основных используемых навигационных датчиках и описываются физические принципы получения информации. В разделе приводился также примерные погрешности источников информации, что необходимо для построения оптимальных моделей комплексной обработки источников сигналов. Рассмотрение особенностей целевых задач подвижных объектов позволяет сформировать обобщенное представление о составе и структуре программно-технического комплекса ориентации и навигации для Б1ША с коротком временем функционирования. Рис. Приемниками первичной информации являются приборы и датчики, часто объединяемые в системы, обеспечивающие координатные, скоростные и угловые измерения. При этом измерения отдельных параметров могут дублироваться различными системами (например, координаты могут быть измерены инерциальным способом и спутниковой системой). Таким образом, приемники первичной информации объединяют системы, работающие на различных физических принципах, при этом, как правило, присутствует группа радиотехнических систем, инерциальных систем, аэрометрических, одометрических и др. Избыточность при таком сосгаве информационная является основой для организации комплексной обработки информации. В таблице 1. Средствами измерения могут быть как отдельные приборы и датчики, так н специальные системы. Среди них радиосистемы ближней и дальней навигации (РСБН/РСДН). ГИНС/БИНС), система воздушно-скоростных параметров (СВС) и др. Таблица 1. Информация о навигационных параметрах и угловой ориентации поступает в вычислительный комплекс (ВК). В ВК организуется ее обработка, определяются вспомогательные параметры, описывающие движение объекта, вычисляются сигналы, поступающие на органы управления.