автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.03, диссертация на тему:Интегрированная система с инерциальным модулем на электростатическом гироскопе и микромеханических датчиках

На правах рукописи

Лочехин Алексей Владимирович

ИНТЕГРИРОВАННАЯ СИСТЕМА С ИНЕРЦИАЛЬНЫМ МОДУЛЕМ НА ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОМ ГИРОСКОПЕ И МИКРОМЕХАНИЧЕСКИХ

ДАТЧИКАХ

Специальность 05.11.03 - Приборы навигации

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

1 8 ноя 2010

Санкт - Петербург 2010

Работа выполнена в Санкт-Петербургском Государственном Университете Информационных Технологий, Механики и Оптики

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ: профессор базовой кафедры ИНС СПбГУ ИТМО при ОАО "Концерн " ЦНИИ "Электроприбор", профессор, д.т.н. Емельянцев Геннадий Иванович

ОФИЦАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

д.т.н. Ландау Борис Ефимович, ОАО "Концерн "ЦНИИ "Электроприбор"

к.т.н. Боронахин Александр Михайлович, СПбГЭТУ "ЛЭТИ" ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ:

Государственный научно-исследовательский навигационно-гидрографический институт ОАО "ГНИНГИ"

Защита диссертации состоится ¿,4 ио^о^-д._2010 г.

в {У*. ¿>0 часов на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д212.238.06 при Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ» им. В.И.Ульянова (Ленина), 197376, Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, 5 ( с^^

Автореферат разослан 2.2- сиг-Г-Д^р л_2010 г.

Ученый секретарь Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д212.238.06 кандидат технических наук,

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время для проведения глубоководных работ и океанографических исследований находят широкое применение автономные необитаемые подводные аппараты. В состав их навигационного оборудования включают различные типы курсоуказателей, лагов, приемной аппаратуры спутниковых и гидроакустических навигационных систем. При использовании в составе измерительного модуля микромеханических датчиков (ММД): гироскопов (с дрейфом 0,01%) и акселерометров (с погрешностью 0,1 м/с2), можно обеспечить выработку углов качки с приемлемой точностью, привлекая для демпфирования шулеровских колебаний информацию о скорости от лага. Однако остается проблема с выработкой курса, так как современные микромеханические гироскопы «не'чувствуют» вращение Земли. Поэтому в измерительном модуле на ММД погрешность по курсу постоянно растет во времени. Проблему обеспечения требований по курсу в интегрированных системах ориентации и навигации (ИСОН) с измерительным модулем низкого уровня точности пытаются решить, в частности, за счет использования приемной аппаратуры спутниковых навигационных систем с разнесенными антеннами (интегрированная система Seapath 200 норвежской фирмы Seatex AS). Однако в системах навигации подводных аппаратов это решение можно использовать только в надводном положении.

Существуют современные бескарданные гирогоризонткомпасы на волоконно-оптических гироскопах. В качестве примера таких систем для морского применения можно привести малогабаритную систему «Зенит СК», производства ОАО «Концерн ЦНИИ «Электроприбор», в которой из-за недостаточной точности используемых гироскопов (ф. «Физоптика» г. Москва) применяется модуляционное вращение измерительного блока. Это приводит к увеличению массогабаритных характеристик и снижению надежности прибора.

Известны зарубежные аналоги: волоконно-оптический гирогоризонткомпас SR 2100 совместной разработки фирм Litton Marine System (США), Sperry Marine Inc. и Decca Marine (Англия), а также системы ориентации и навигации OCTANS и PHINS (ф. IXSEA, Франция). Для обеспечения высокой точности в выработке курса в приведенных выше системах используются малогабаритные прецизионные волоконно-оптические гироскопы уровня 0,01 °/ч, отечественных аналогов которых в настоящее время нет.

В диссертации предлагается альтернативная схема построения и алгоритмы работы малогабаритного гирогоризонткомпаса, включающего инерциальный модуль на ММД и один бескарданный электростатический гироскоп (БЭСГ). Данные, поступающие от БЭСГ (разработка ОАО «Концерн ЦНИИ «Электроприбор») используются для ограничения погрешности измерительного блока на ММД по курсу. (для ее непрерывной коррекции) в условиях эксплуатации подводного аппарата. При этом вектор кинетического момента БЭСГ при запуске может быть ориентирован либо по оси Мира (полярная ориентация при использовании прибора в низких и средних широтах), либо в плоскости экватора Земли (экваториальная ориентация для высоких широт). К достоинствам такой схемы построения гирогоризонткомпаса следует отнести малые массогабаритные характеристики прибора и возможность функционирования с приемлемой точностью в высоких широтах. При

этом ожидается сохранение точности выработки параметров ориентации объекта на уровне современных зарубежных инерциальных модулей на волоконно-оптических гироскопах.

Основной целью диссертационной работы является разработка схемы построения и алгоритмов работы интегрированной системы ориентации и навигации на основе бескарданного гарогоризонткомпаса на электростатическом гироскопе и блоке микромеханических датчиков для подводных аппаратов.

Непосредственными задачами исследования являются:

- анализ современных ИСОН морского применения и их точности;

- выработка требований ко времени готовности и погрешностям системы и чувствительных элементов:

- разработка структуры построения предлагаемой ИСОН для подводных аппаратов;

- создание конструкции и разработка алгоритмов работы ИСОН на основе гарогоризонткомпаса на БЭСГ и блоке микромеханических датчиков;

- исследование точности рассматриваемой ИСОН путем имитационного моделирования в паке Ма^аЬ (БипиПпк);

- анализ погрешностей системы с привлечением экспериментальных данных стендовых и мореходных испытаний БЭСГ, блока ММД и мультиантенной приемной аппаратуры спутниковой навигационной системы.

Методы исследования. Разработка структуры построения и алгоритмов работы предлагаемой ИСОН базируется на использовании положений общей теории навигации, инерциальной навигации и теории фильтрации. Постановка прикладных задач анализа и оценки системы основана на методологии разработки алгоритмов с использованием концепций объектно-ориентированного программирования для моделирования, имитации и анализа динамических систем.

Научные положения, выносимые на защиту:

1) Схема построения гарогоризонткомпаса, использующего комплекси-рование информации, поступающей от БЭСГ и блока ММД;

2) Алгоритмы начальной выставки и навигационного режима работы ИСОН, включающие формирование и линеаризацию измерений с использованием информации от измерительного модуля, гидроакустического лага, глубиномера, приемной аппаратуры спутниковой и гидроакустической навигационной системы;

3) Модель погрешностей гарогоризонткомпаса, содержащая описание суммарных дрейфов БЭСГ в квазиинерциальной системе координат и позволяющая решать задачу точной начальной выставки системы на ограниченном интервале времени.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

1. Разработано программное обеспечение функционирования ИСОН в пакете МАТЬАВ (БтиНпк). позволяющее моделировать работу системы в различных

режимах с использованием как модельных, так и реальных данных испытаний измерительных модулей;

2. Создана трехмерная модель и конструкция измерительного блока, что дает возможность оценить массогабаритные характеристики прибора.

3. По результатам моделирования в пакете МАТЪАВ (БтаиНпк) алгоритмов функционирования ИСОН с привлечением реальных данных испытаний измерительных модулей выработаны и обоснованы требования к точности БЭСГ и блока ММД. '

Реализация и внедрение резугьтатов исследований. Результаты работы внедрены в учебный процесс на кафедре информационно-навигационных систем СПбГУ ИТМО. Разработаны методические указания и программное обеспечение для лабораторной работы по исследованию режимов работы гирогоризонткомпаса на БЭСГ и ММД при подготовке магистров по направлению интегрированных инерциально-спутниковых систем.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на XI конференции молодых ученых "Навигация и управление движением, V, VI Всероссийской межвузовской конференция молодых ученых, XXXVIII научной и учебно-методической конференции СПбГУ ИТМО.

Публикации. Основные теоретические и практические результаты диссертации опубликованы в 8 статьях и докладах, из них по теме диссертации 8, среди которых 3 публикации в ведущих рецензируемых изданиях, рекомендованных в действующем перечне ВАК. Доклады доложены и получили одобрение на 4 международных, всероссийских и межвузовских научно-практических конференциях перечисленных в конце автореферата. Основные положения защищены патентом.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 131 страницу основного текста, список использованной литературы из 82 наименований на 8 страницах, 28 рисунков, 4 таблицы и приложения с чертежами на 8 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В главе 1 приводится обзор современного состояния проблем разработок и анализ точности современных ИСОН. Дан прогноз по составу перспективных интегрированных систем морского применения с учетом современного уровня в развитии отечественной гироскопической элементной базы. Анализируются точностные характеристики на примере современной ИСОН, включающей инерциальный модуль с реверсными модуляционными поворотами измерительного блока на волоконно-оптических гироскопах типа VG951 и мультиантенную приемную аппаратуру GPS/TJ10HACC с фазовыми измерениями.

Приводится структура построения и состав предлагаемой ИСОН для подводных аппаратов. Кратко описываются исследуемые режимы работы:

1. Первый режим заключается в начальной выставке и калибровке системы в надводном положении, при котором осуществляется выставка и калибровка измерительного модуля на ММД с использованием информации от мультиантенной приемной аппаратуры GPS, а затем точная выставка в инерциальной системе координат орта кинетического момента БЭСГ с опорой на данные, поступающие от блока ММД (углы качки) и приемной аппаратуры GPS (курс и координаты места).

2. Второй режим - навигационный (автономный режим с периодическими обсервациями по координатам местоположения), используется в подводном положении аппарата. Инерциальный измерительный модуль с демпфированием от гидроакустического лага обеспечивает выработку курса и углов качки. Координаты места вычисляются инерциальным методом с непрерывным использованием данных лага и глубиномера при периодической коррекции от гидроакустической навигационной системы.

Особенности предлагаемого решения заключаются в следующем:

- при точной начальной выставке БЭСГ помимо калибруемого гироскопа, используется информация так называемого «опорного» БЭСГ, формируемая по данным, поступающим от мультиантенной приемной аппаратуры GPS и блока ММД («виртуальный» БЭСГ принимается идеальным, не имеющим дрейфа). По данным проекций векторов их кинетических моментов в корпусных осях моделируется ортогональный гироскопический трехгранник q,q2q}',

- применяется дискретный алгоритм обработки, использующий для линеаризации представление разностных измерений и уравнений погрешностей системы в ква-зиинерциальной системе координат Oint, int2 int3, оси которой дискретно в моменты коррекции положения БЭСГ согласуются с осями трехгранника qiq1qi; -для описания неучтенного дрейфа БЭСГ используется упрощенная модель суммарного дрейфа, представленного в виде винеровского процесса;

- для обработки измерений используется алгоритм обобщенного фильтра Калмана с обратной связью по всему вектору состояния системы.

Рис.1. Структурная схема навигационной системы счисления пути ГАЛ - гидроакустический лаг, ГАНС - гидроакустическая навигационная система,

ПА СНС - приемная аппаратура спутниковой навигационной системы, ММГ и ММА - микромеханические гироскопы и акселерометры, НП и ДП — навигационные и динамические параметры, ф,Х,И - географические координаты, УЕ>Уц,Ун - составляющие линейной скорости объекта, К - курс, К£ГАЛ,К^АЛ -

составляющие линейной скорости, получаемые от ГАЛ, <рГАНС ДГАНС - географические координаты, вырабатываемые ГАНС, /ггл - данные о высоте, поступающие от глубиномера

Глава 2 посвящена разработке алгоритмов работы и описанию конструкции ЙСОН на основе бескарданного гирогоризонткомпаса на БЭСГ и блоке ММД. Конструкция (рис. 2) состоит из следующих элементов: 1 - Корпус, 2 - Блок микромеханических датчиков + бРБ-модуль, 3 - Бескарданный электростатический гироскоп, 4 - Блок питания датчиков угла, 5 - Блок питания подвеса, 6 - Блок раз-

Рис 2. Конструкция гирогоризонткомпаса на БЭСГ и ММД (без крышки)

Схема алгоритма работы представлена на рис. 3.

От БЭСТ От МЛЩ

соъ.аъ

Блок прогноза БЭСГ

Блок орда НТЯЦИИ ММД

-Ь'Ъ-^'Чг,

Н;1ВЛГ аЦПОННЫН влок

гона и демпфирования, 7 вигационный блок.

- Блок управления подвеса, 8 - Спецвычислитель, 9 -

г '

Рис 3. Схема алгоритма работы

Блок компл. обр. информации

Нач. выстав.

Нлв. режим

----►

От муль тшнтенной ПА СНС.

к^'.е

От Г АЛ. ГАНС, Г'луб.

Алгоритмы работы каждого из режимов представлены в виде следующих функциональных блоков:

- 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).

Блок формирования исходных данных задает шаг дискретности поступления информации от чувствительных элементов и оценочного канала фильтра Калмана, модель Земного эллипсоида, а также начальные значения навигационных и динамических параметров морского подвижного объекта.

Блок, решающий задачу ориентации, в общем случае вырабатывает некоторые параметры, которые однозначно задают жестко связанную с твердым телом ортогональную систему координат по отношению к некоторой заранее заданной или выбранной. Решение заключается в вычислении параметров Родрига-Гамильтона и матрицы направляющих косинусов.

Навигационный блок вырабатывает кинематические параметры поступательного движения центра масс объекта в низкочастотной области спектра, которыми являются проекции вектора линейной скорости на связанные и навигационные оси, его координаты в навигационной системе координат, а также направление движения. Алгоритмы этого блока строятся на основе положений и методов инерциаль-ной навигации.

Блок выработки оценок вектора состояния системы является ключевым элементом в алгоритме функционирования системы. Алгоритм строится на основе обобщенного фильтра Калмана и включает в себя следующие разностные измерения и векторы состояния для различных режимов работы:

1) Режим начальной выставки и калибровки блока на ММД с опорой на информацию, поступающую от приемной аппаратуры GPS.

Разностные измерения:

ср-срси; zk=K-Kgps.

Вектор состояния:

х = [а р у AVE AVn AVh Дф АХ ДА Дсо14 АтуЬ Ат:Ь

Д^ А а* Аал ДМ&. AM^J,

где Дш^, Д(йу4,Дщ__4 - систематические составляющие дрейфов гироскопов и АахЬ,АауЬ,Аа:Ь- акселерометров, ДА/ ,ДА/ ,ДЛ/ - нестабильность масштабных коэффициентов гироскопов, а, Р, у - погрешность выработки параметров ориентации.

2) Режим начальной выставки БЭСГ с опорой на данные мультиантенной приемной аппаратуры спутниковой навигационной системы и блок ММД.

Разностные измерения:

Z| — cos — cos0j z =h* -h"

2 int I "intl>

где z, - скалярное измерение, представляющее собой разность косинусов расчетного 0я и измеренного 0 угла между ортами векторов кинетических моментов «виртуального» и реального БЭСГ; 2г - первый элемент вектор а

Z2=hiM~hin'<-

Здесь - расчетные (прогнозируемые) и эталонные значения орта ре-

ального БЭСГ в проекциях на оси квазиинерциальной системы координат, формируемые по данным об углах качки от инерциального модуля на ММД, курсе и координатах места от GPS.

Вектор состояния при полной модели дрейфов БЭСГ при калибровке коэффициентов модели ухода:

х = [д^м аК,2 AHI ДИз AvI ¿v2 AVJ

Ahty Дhk2 Д/г„ М, Ак2 Ак} АкА А к$ А£6]Т,

где Акй, , Акг, Акг, Ак^, Ак<, , А цр A |i2, Д ц3, Av,, Av2, Av3 - погрешности определения коэффициентов модели ухода.

Вектор состояния упрощенной модели (при оценивании суммарных дрейфов):

х = [Д/гт„ <Чп2 Ми Ahn Ahkl Acoinll AcojmI]r.

Упрощенная модель погрешностей уходов ЭСГ в квазинерциальной системе координат:

Mil =-(ю/л,3 + ®,„,2созе/зт9)ДЙ^2 + Aco,.„ffi,

= ».Х. + (ю,л,1 cos 9 / sin в) - Аю,„„ sine,

Ahk[=w3,

Ahkl = wt,

Ahi3=ws,

где Acojml. АШ;„Г_ = sinQ • Acoml, - cos8 • A&mJ - суммарные остаточные дрейфы БЭСГ. характеризующие погрешности калибровки коэффициентов модели ухода на стенде, их изменчивость от запуска к запуску и в текущем запуске, описываемые винеровскими процессами с заданными параметрами; AhktAhk2Ahk3 - погрешности списывающих устройств БЭСГ в корпусных осях, скачкообразно меняющиеся при переходе с одного датчика угла на другой и описываемые случайными постоянными.

3) Навигационный режим работы ИСОН. Разностные измерения:

2 =<Р-<Р

2 =У -Углл--чн ¥ г. гЕ >

7 =У -Vм-

г, =соз9й-соз6;

Здесь эталонные значения Ь", орта реального БЭСГ в проекциях на оси квазиинер-циальной системы координат, формируются по данным об углах качки и курсе от инерциального модуля на ММД. Вектор состояния:

Глава 3 посвящена исследованию точности рассматриваемой интегрированной системы ориентации и навигации с помощью имитационного моделирования в пакете Ма11аЬ (ЭтиНпк).

В качестве исходных данных принимались следующие значения:

- начальная ориентация вектора кинетического момента БЭСГ - в плоскости земнбго экватора в навигационном режиме и полярная ориентация при точной начальной выставке с погрешностью выставки около 15', погрешности начальной калибровки коэффициентов его модели ухода - 0,01 °/ч.

Погрешности микромеханических гироскопов в проекциях на оси объекта:

- нестабильность масштабных коэффициентов - случайные величины с уровнем

- систематические составляющие дрейфов, которые характеризуют смещение нулей от пуска к пуску - случайные величины с уровнем 40 °/ч;

случайные составляющие дрейфов, которые характеризуют дрейф нуля в пуске -марковские процессы первого порядка с =6 °/ч, ц=1/600 (с"1); флуктуационные составляющие дрейфов - дискретные белые шумы на рабочей частоте о=100 °/ч.

Погрешности микромеханических акселерометров в проекциях на оси объекта:

- нестабильность масштабных коэффициентов линейных акселерометров - случайные величины с уровнем 1 %;

смещение нулей - случайные величины с уровнем 0,01м/сг; дрейфы нулей линейных акселерометров - марковские процессы первого порядка <т=0,003 м/с2, (а =0,01 (с"1);

флуктуационные составляющие погрешностей акселерометров - дискретные белые шумы на рабочей частоте а =0.1 м/с2. Гидроакустический лап

флуктуационные составляющие погрешностей а =0,1 м/с.

Для БЭСГ:

0,3 %;

30 20

и

в 10

с; * °

* £ % "10

-20 -30 -40

Рис. 4. Погрешности начальной выставки БЭСГ при оценке суммарного дрейфа

1 1

;

1

| ;

; ;

■ :

—" ~

Г....... X . : ^иЗ !

5 10 15 20 26 30 35

(, 1ШШ.

В случае упрощенной модели получаем существенное сокращение времени готовности при точности выставки вектора кинетического момента БЭСГ (рис. 4) в инерциальной системе координат в пределах 15'.

Рис. 5. Погрешности гирогоризонткомпаса по параметрам ориентации при работе в навигационном режиме

Погрешности измерительного блока (рис. 5) при принятых погрешностях БЭСГ и ММД не превышают: по курсу - 15', а по углам качки - 10',

В главе 4 анализируются погрешности системы с привлечением экспериментальных данных. Дается оценка точности и времени готовности ИСОН.

Рассматривается задача определения параметров ориентации объекта при интеграции поступающей информации от инерциального модуля на ММД и муль-тиантенной приемной аппаратуры спутниковой навигационной системы при запуске ИСОН в условиях подвижного объекта, которая сводится к задаче начальной выставки и калибровки измерительного блока. При оценке точности ИСОН использовались реальные данные мореходных испытаний.

Бескарданный инерциальный модуль (рис.6) состоит из корпуса, платы чувствительных элементов, на которой размещены ММД ф. Analog Devices (ADXRS150 и ADXL105): гироскопы с дрейфом уровня 0,1% , 0,07%/Гц и акселерометры с погрешностями уровня 0.03 м/с , 0,02 м/с2/Гц, обеспечивающая электроника, и плата, содержащая контроллер на базе сигнального процессора TMS320F2812, осуществляющего обработку навигационной информации.

Рис. 6. Бескарданный инерциальный измерительный модуль на ММД

Испытания проводились на Ладожском озере 24.07.09 г. При этом использовались измерения фазы на частоте 10 Гц от двух приемников - Ashtech G12 и «Котлин» (ОАО «РИРВ»). Приемные антенны GPS были расположены на судне на базе около 3,4 м. по поперечной оси.

Результаты испытаний приведены на рис. 7.

45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 35 (. МИН

Рис.7. Погрешности ориентации на участке хода прямым курсом

Полученные результаты решения задачи ориентации объекта в рассматриваемой схеме построения ИСОН вызваны низкой точностью чувствительных элементов (гироскопы с дрейфом уровня 0,1 7с).

Результаты стендовых испытаний измерительного модуля на более точных датчиках угловых скоростей приведены на рис.8. Файлы записи результатов стендовых испытаний в нормальных климатических условиях и после прогрева прибора содержат данные (съем информации на частоте 1 кГц, интегрирование по Эйлеру на частоте 50 Гц) показаний трех датчиков угловых скоростей (VG 951, фирма «Физоптика», г. Москва), трех акселерометров (АК-10/4, фирма «Дельфин», г. Москва). Измерительный блок совершает вокруг оси zb, ортогональной палубе, ре-версные повороты ± 360° (1 оборот - 5 мин.) с постоянной скоростью и ступенчатым изменением ее знака.

Рис. 8. Погрешности по углам качки и оценки нулей акселерометров

Приведены результаты (рис. 9. 10) стендовых испытаний БЭСГ (файлы записи результатов предоставлены ОАО «Концерн ЦНИИ «Электроприбор»).

Рис. 9. Погрешность коэффициентов модели ухода к0 и V

Рис. 10. Погрешность коэффициентов модели ухода ц

В результате анализа работы алгоритмов с реальными данными была проверена корректность использования созданных алгоритмов и принятых допущений. Это позволило оценить точность и время готовности предлагаемой ИСОН для подводных аппаратов. Погрешности гирогоризонткомпаса при использовании микромеханических гироскопов и акселерометров с дрейфами 0,01 "¡с и 0,01м/с2 соответственно не выходят за пределы: по курсу - 15', а по углам качки - 10' в широтах, не превышающих 70°. В высоких широтах ИСОН работает в режиме хранения азимутального направления с погрешностью не более 0,017ч. При использовании упрощенной модели ухода БЭСГ и реализации только точной начальной выставки вектора его кинетического момента время готовности ИСОН не превышает 40 минут.

Результаты и выводы.

1. Предложена и обоснована новая схема построения гирогоризонткомпа-са, использующая комплексирование информации, поступающей от БЭСГ и блока ММД;

2. Разработаны и исследованы алгоритмы начальной выставки и навигационного режима работы ИСОН, включающие формирование и линеаризацию измерений с использованием информации от измерительного блока, гидроакустического лага, глубиномера, приемной аппаратуры спутниковой и гидроакустической навигационной системы;

3. Предложена модель погрешностей гирогоризонткомпаса, содержащая описание суммарных дрейфов БЭСГ в квазиинерциальной системе координат и позволяющая решать задачу точной начальной выставки системы на ограниченном интервале времени;

4. Выработаны и обоснованы требования к точности БЭСГ и блоку ММД по результатам имитационного моделирования в пакете МАТ1АВ (вшшНпк) алгоритмов функционирования ИСОН с привлечением реальных данных испытаний измерительных модулей:

- погрешности ИСОН при использовании БЭСГ с суммарным дрейфом 0,01°/ч, микромеханических гироскопов и акселерометров с дрейфами 0,01°/с и

0,01 м!с2 соответственно не выходят за пределы: по курсу -15', а по углам качки -10' в широтах, не превышающих 70°;

- в высоких широтах обеспечивается работа ИСОН в режиме хранения азимутального направления с погрешностью не более 0,01°/ч.

5. Разработано программное обеспечение функционирования ИСОН в пакете МАТЬАВ (БтиНпк), позволяющее моделировать работу системы в различных режимах с использованием как модельных, так и реальных данных испытаний измерительных модулей;

6. Создана трехмерная модель и конструкция измерительного блока, что позволяет оценить массогабаритные характеристики прибора;

7. Разработаны методические указания и программное обеспечение для лабораторной работы по исследованию режимов работы гирогоризонткомпаса на БЭСГ и ММД при подготовке магистров по направлению интегрированных инер-циально-спутниковых систем.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах: Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК России:

1. А. В. Лочехин, Г. И. Емельянцев. Начальная выставка и калибровка бескарданного гирогоризонткомпаса на электростатическом гироскопе и микромеханических датчиках // Научно-технический вестник Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики. 2009. №5. С.62-69.

2. А. В. Лочехин., Г. И. Емельянцев. Погрешности бескарданного гирогоризонткомпаса на электростатическом гироскопе и микромеханических датчиках // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. СПбГУ ИТМО. 2010. №10. С .42-48.

3. А. В. Лочехин. Проблемы построения корабельных интегрированных систем ориентации и навигации // Научно-технический вестник Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики. 2008. №47. С.151-160.

Другие статьи и материалы конференций:

4. Интегрированная система ориентации и навигации на основе бескарданного электростатического гироскопа и микромеханических датчиков: пат. 87518 Рос. Федерация: МПК G01C21/16/ Лочехин A.B.; заявитель и патентообладатель Лочехин А. В. - № 2009111305/22; заявл. 19.03.09; опубл. 10.10.09.

■5. А. В. Лочехин. Гирогоризонткомпас на базе бескарданного электростатического гироскопа и блока микромеханических датчиков // Сборник трудов «V ВСЕРОССИЙСКАЯ МЕЖВУЗОВСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ» С.26-30.

6. А. В. Лочехин. Начальная выставка и калибровка гирогоризонткомпаса на базе бескарданного электростатического гироскопа и блока микромеханических датчиков // Сборник трудов «VI ВСЕРОССИЙСКАЯ МЕЖВУЗОВСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ» С.41-44.

7. А. В. Лочехин. О погрешностях бескарданного гирогоризонткомпаса на электростатическом гироскопе и микромеханических датчиках П Сборник трудов «XI конференция молодых ученых «Навигация и управление движением» С. 15-20.

8. А. В. Лочехин. Г. И. Емельянцев, Б. А. Блажнов.. А. П. Степанов. О выработке курса в интегрированной навигационной системе, использующей блок микромеханических датчиков и мультиантенную приемную аппаратуру GPS/ГЛОНАСС // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. СПбГУ ИТМО. 2010. (отдано в печать).

Подписано в печагп. 21.10.2010 г. Формат 60x84/16 Бумага офсетная. Печать офсеп ш, Усл. печ. л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ № 42

Типография «Восстания-1» 191036, Саш.т-Пяерб)рг, Восстания, 1.

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 МаЙаЬ (ЗтшНпк). 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.

Актуальность темы. В настоящее время для проведения глубоководных работ и океанографических исследований находят широкое применение автономные необитаемые подводные аппараты [1, 2]. В состав их навигационного оборудования включают различные типы курсоуказателей, лагов, приемной аппаратуры (ПА) спутниковых (СНС) и гидроакустических (ГАНС) навигационных систем [3].

Известно, например [4, 5], что при использовании в составе измерительного модуля микромеханических датчиков (ММД): гироскопов (с дрейфом 0,01%) и акселерометров (с погрешностью 0,1 м/с2), можно обеспечить выработку углов качки с приемлемой точностью, привлекая для демпфирования шулеровских колебаний в погрешностях гировертикали данные о скорости от СНС или лага. Однако остается проблема с выработкой курса, так как современные микромеханические гироскопы «не чувствуют» вращение Земли. Поэтому в измерительном модуле на ММД погрешность по курсу постоянно растет во времени. Данную проблему обеспечения требований по курсу в интегрированных системах ориентации и навигации (ИСОН) [4, 6, 7, 8, 9, 10] с измерительным модулем низкого уровня точности пытаются решить, в частности, за счет использования для подвижных объектов ПА СНС с разнесенными антеннами [И, 12, 13]. Известна [14] интегрированная система БеараШ 200 норвежской фирмы Беа1ех АЭ для морских судов, которая использует мультиантенную ПА СНС с фазовыми измерениями на несущей частоте. Из отечественных разработок следует выделить аналогичную мультиантенную ПА СНС МРК-11 [15], использующую фазовые измерения (разработка Красноярского государственного технического университета и научно-исследовательского института радиотехники). Однако в системах навигации подводных аппаратов данное решение можно использовать только в надводном положении. Существуют современные бескарданные гирогоризонткомпасы

БГГК) на волоконно-оптических гироскопах (ВОГ) [16]. В качестве примера таких систем для морского применения можно привести малогабаритную систему «Зенит СК», производства ОАО «Концерн ЦНИИ «Электроприбор», в которой из-за недостаточной точности используемых гироскопов (ф. «Физоптика» г. Москва) применяется ■ модуляционное вращение измерительного блока. Это приводит к увеличению массогабаритных характеристик и снижению надежности прибора. Известны зарубежные аналоги: волоконно-оптический гирогоризонткомпас SR 2100 совместной разработки фирм Litton Marine System (США), Sperry Marine Inc. и Decca Marine (Англия), а также системы ориентации и навигации OCTANS и PHINS (ф. IXSEA, Франция) [17]. Для обеспечения высокой точности в выработке курса в приведенных выше системах используются малогабаритные прецизионные ВОГ уровня 0,01 °/ч, отечественных аналогов которых в настоящее время нет.

В работе предлагается альтернативная схема построения и алгоритмы работы малогабаритного гирогоризонткомпаса, включающего инерциальный модуль на ММД и один бескарданный электростатический гироскоп (БЭСГ) [18]. Данные, поступающие от БЭСГ [19] (разработка ОАО «Концерн ЦНИИ «Электроприбор») используются для ограничения погрешности измерительного блока на ММД по курсу (для ее непрерывной коррекции) в условиях эксплуатации подводного аппарата. При этом вектор кинетического момента БЭСГ при запуске может быть ориентирован либо по оси Мира (полярная ориентация при использовании прибора в низких и средних широтах), либо в плоскости экватора Земли (экваториальная ориентация для высоких широт). К достоинствам такой схемы построения БГГК следует отнести малые массогабаритные характеристики прибора и возможность функционирования с приемлемой точностью в высоких широтах. При этом ожидается сохранение точности выработки параметров ориентации объекта на уровне современных зарубежных инерциальных модулей на ВОГ.

Основной целью диссертационной работы является разработка схемы построения и алгоритмов работы интегрированной системы ориентации и навигации на основе бескарданного гирогоризонткомпаса на электростатическом гироскопе и блоке микромеханических датчиков для подводных аппаратов.

Непосредственными задачами исследования являются:

- анализ современных ИСОН морского применения и их точности;

- выработка требований ко времени готовности и погрешностям системы и чувствительных элементов;

- разработка структуры построения предлагаемой ИСОН для подводных аппаратов;

- создание конструкции и разработка алгоритмов работы ИСОН на основе гирогоризонткомпаса на БЭСГ и блоке микромеханических датчиков;

- исследование точности рассматриваемой ИСОН путем имитационного моделирования в паке МайаЬ (ЗнтшПпк);

- анализ погрешностей системы с привлечением экспериментальных данных стендовых и мореходных испытаний БЭСГ, блока ММД и мультиантенной приемной аппаратуры спутниковой навигационной системы.

Методы исследования. Разработка структуры построения и алгоритмов работы предлагаемой ИСОН базируется на использовании положений общей теории навигации, инерциальной навигации и теории фильтрации. Постановка прикладных задач анализа и оценки системы основана на методологии разработки алгоритмов с использованием концепций объектно-ориентированного программирования для моделирования, имитации и анализа динамических систем.

Научные положения, выносимые на защиту:

1) Схема построения гирогоризонткомпаса, использующего комплексирование информации, поступающей от БЭСГ и блока ММД;

2) Алгоритмы начальной выставки и навигационного режима работы ИСОН, включающие формирование и линеаризацию измерений с использованием информации от измерительного модуля, гидроакустического лага, глубиномера, приемной аппаратуры спутниковой и гидроакустической навигационной системы;

3) Модель погрешностей гирогоризонткомпаса, содержащая описание суммарных дрейфов БЭСГ в квазиинерциальной системе координат и позволяющая решать задачу точной начальной выставки системы на ограниченном интервале времени.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

1. Разработано программное обеспечение функционирования ИСОН в пакете МАТЬАВ (^мтиНпк), позволяющее моделировать работу системы в различных режимах с использованием как модельных, так и реальных данных испытаний измерительных модулей;

2. Создана трехмерная модель и конструкция измерительного блока, что дает возможность оценить массогабаритные характеристики прибора.

3. По результатам моделирования в пакете МАТЬАВ (БтиНпк) алгоритмов функционирования ИСОН с привлечением реальных данных испытаний измерительных модулей выработаны и обоснованы требования к точности БЭСГ и блока ММД.

Реализация и внедрение результатов исследований. Результаты работы внедрены в учебный процесс на кафедре информационно-навигационных систем СПбГУ ИТМО. Разработаны методические указания и программное обеспечение для лабораторной работы по исследованию режимов работы гирогоризонткомпаса на БЭСГ и ММД при подготовке магистров по направлению интегрированных инерциально-спутниковых систем.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на XI конференции молодых ученых «Навигация и управление движением», V, VI Всероссийской межвузовской конференция молодых ученых, XXXVIII научной и учебно-методической конференции СПбГУ ИТМО.

Публикации. Основные теоретические и практические результаты диссертации опубликованы в 8 статьях и докладах, из них по теме диссертации 8, среди которых 3 публикации в ведущих рецензируемых изданиях, рекомендованных в действующем перечне ВАК. Доклады доложены и получили одобрение на 4 международных, всероссийских и межвузовских научно-практических конференциях. Основные положения защищены патентом.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, содержит 131 страницу основного текста, список использованной литературы из 82 наименований на 8 страницах, 28 рисунков, 4 таблицы и приложения с чертежами на 8 страницах.

4.3. Выводы к четвертой главе

1. Программное обеспечение для моделирования начальной выставки и калибровки измерительного блока на датчиках угловых скоростей адаптировано под использование экспериментальных данных. Выработаны и обоснованы требования к точности блока ММД по результатам имитационного моделирования в пакете МАТЬАВ (БтиПпк) алгоритмов функционирования ИСОН с привлечением реальных данных испытаний измерительных модулей: ММД и ММА с дрейфами 0,01 °/с и 0,01 м/с2.

2. Программное обеспечение для моделирования начальной выставки вектора кинетического момента БЭСГ в инерциальном пространстве и калибровки коэффициентов модели ухода адаптировано под использование экспериментальных данных. Получено подтверждение корректности используемой математической модели описания работы БГГК.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Предложена и обоснована новая схема построения гирогоризонткомпаса, использующая комплексирование информации, поступающей от БЭСГ и блока ММД;

2. Разработаны и исследованы алгоритмы начальной выставки и навигационного режима работы ИСОН, включающие формирование и линеаризацию измерений с использованием информации от измерительного блока, гидроакустического лага, глубиномера, приемной аппаратуры спутниковой и гидроакустической навигационной системы;

3. Предложена модель погрешностей гирогоризонткомпаса, содержащая описание суммарных дрейфов БЭСГ в квазиинерциальной системе координат и позволяющая решать задачу точной начальной выставки системы на ограниченном интервале времени;

4. Выработаны и обоснованы требования к точности БЭСГ и- блоку ММД по результатам имитационного моделирования в пакете МАТЬАВ (81ти1тк) алгоритмов функционирования ИСОН с привлечением реальных данных испытаний измерительных модулей:

- погрешности ИСОН при использовании БЭСГ с суммарным дрейфом 0,01 °/ч, микромеханических гироскопов и акселерометров с дрейфами 0,01 % и 0,01 м/с2 соответственно не выходят за пределы: по курсу - 15', а по углам качки - 10' в широтах, не превышающих 70°;

- в высоких широтах обеспечивается работа ИСОН в режиме хранения азимутального направления с погрешностью не более 0,01 °/ч.

5. Разработано программное обеспечение функционирования ИСОН в пакете МАТЬАВ (БтиНпк), позволяющее моделировать работу системы в различных режимах с использованием как модельных, так и реальных данных испытаний измерительных модулей;

6. Создана трехмерная модель и конструкция измерительного блока, что позволяет оценить массогабаритные характеристики прибора;

7. Разработаны методические указания и программное обеспечение для лабораторной работы по исследованию режимов работы гирогоризонткомпаса на БЭСГ и ММД при подготовке магистров по направлению интегрированных инерциально-спутниковых систем.

1. М. Д. Агеев, Л. В. Киселев, Ю. В. Матвиенко и др. Автономные подводные работы. Системы и технологии // Под общ. Ред. М. Д. Агеева. - М.:Наука. 2005. 400с.

2. JI. В. Киселев, А. В. Инзарцев, Ю. В. Матвиенко, Ю. В. Ваулин. Навигация и управление в подводном пространстве // Мехатроника, автоматизация, управление. 2004. №5. С.23-28.

3. Л. Б. Рапопорт, М. Я. Ткаченко, В. Г. Могильницкий и др. Интегрированная система спутниковой и инерциальной навигации: экспериментальные результаты и применение к управлению мобильными роботами // Гироскопия и навигация. 2007. №1(56). С. 16-28.

4. О. А. Степанов. Интегрированные инерциально-спутниковые системы навигации // Гироскопия и навигация. 2002. №1. С.23-45.

5. А. А. Поваляев, В. В. Тюбалин, А. А. Хвальков. Определение относительных координат по радиосигналам системы ГЛОНАСС // Радиотехника. 1996. №4. С.48-51.

6. D. G. Hams. Computing and Sensor Requirements for Strapdown Inertial Navigation // The Journal of Navigation. 1979. Vol. 32. №1. P. 130-137.

7. С. П. Дмитриев и др. Использование инерциальных датчиков при управлении движением судна // Гироскопия и навигация. 1993. №1. С.32-37.

8. Г. И. Емельянцев, А. В. Майгов, О. М. Митрофанова. Об информационном обеспечении систем динамического позиционирования поисковых морских, судов // Гироскопия и навигация. 1996. №4. С.68.

9. Г. И. Емельянцев, Б. А. Блажнов, А. П. Степанов. Об использовании фазовых измерений для задачи ориентации в интегрированной инерциально-спутниковой системе // Гироскопия и навигация. 2010. №1. С.26-35.

10. В. И. Резниченко, А. А. Шашков. Фазовый метод определения ориентации по сигналам спутниковой навигационной системы // Навигация и гидрография. 1996. № 2. С.56-60.

11. R. E.Phillips, G.T.Schmidt. GPS/INS Integration. System Implication and Innovative Applications of Satellite Navigation, AGARD-LS-207, Advisoiy Group for Aerospace Research & Development, 1996.

12. Интегрированная система Seapath 200. Product Manuals Seapath 200. Precise Heading, Attitude and Position. Seatex AS, Trondheim, Norway, 1998.15. http://www.ire.krgtu.m/nir/razr/, http://www.gisa.rU/l9722.html

13. Г. И. Емельянцев, Э. С. Моисеев, A. H. Солнцев. Современные требования и облик навигационного комплекса для боевых надводных кораблей начала XXI века// Навигация и гидрография. 1995. № 1. С.35-39,

14. О. Н. Анучин, Г. И. Емельянцев. Интегрированные системы ориентации и навигации для морских подвижных объектов. СПб.: ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор». 2003. 390с.

15. Г. И. Емельянцев, А. В. Лочехин. Начальная выставка и калибровка бескарданного гирогоризонткомпаса на электростатическом гироскопе и микромеханических датчиках // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. 2009. №5. С.62-69.

16. Б.Е.Ландау. Электростатический гироскоп со сплошным ротором // Гироскопия и навигация. 1993. № 1. С.6-12.

17. В. Г. Пешехонов. Ключевые задачи современной автономной навигации // Гироскопия и навигация. 1996. №1. С.48—55.

18. В. Г. Пешехонов. «Электроприбор» и развитие отечественной гироскопии и морской навигации // Гироскопия и навигация. 2005. №2, С.3-7.

19. В. Г. Пешехонов. Гироскопы начала ХХГ века // Гироскопия и навигация. 2003. №4. С.5-19.

20. JI. П. Несенюк. Бесплатформенные инерциальные системы. Обзор состояния и перспектив развития // Гироскопия и навигация. 2002. №1. С. 13-22.

21. И. В. Попова, А*. М. Лестев, Ю. С. Луковатый, А. А. Семенов, С. В. Зюзин, Е. Н. Пятышев, А. А. Шабров. Микромеханические датчики ' и системы. Практические результаты и перспективы развития // Гироскопия и навигация. 2006. №1. С.29-34.

22. Г. И. Емельянцев, О. Н. Анучин, В. 3. Гусинский. Интегрированные системы ориентации и навигации для кораблей и морских судов // Навигация' и гидрография. 1998. № 6.

23. V. N. Kuryatov, G. V. Cheremisinov, V. N. Panasenko, G. L Emelyantsev, L. P. Nesenyuk. Marine INS on the base of the laser, gyroscope KM-11. Symposium Gyro Technology. Stuttgart, Germany. 2002.

24. M: Б. Мафтер. Выбор алгоритма бескарданного лазерного горизонткомпаса // Навигация и гироскопия. 1985. Вып.86. С.3-12.

25. Г. И. Емельянцев, С.П.Алексеев. Об интеграции информационного обеспечения задач навигации, стабилизации и управления движением морских подвижных объектов // Навигация и гидрография. 1996. № 2. С.73—76.

26. Герд Бёдекер. Точное определение ориентации летательного аппарата с помощью многоантенных приемников GPS // Гироскопия и навигация. 2008. №4. С.21-28.

27. G. Boedecker. Sensor Orientation from Multi-Antennae GPS and Gyros. Vortrag, 12th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems Manuskript. 2005. P. 17-24.

28. JI. И. Ткачев. Системы инерциальной ориентировки. Основные положения теории. М.: МЭИ. 1973.

29. Г. И. Емельянцев, В. А. Каракашев. К анализу ошибок связанной инерциальной навигационной системы // Изв. вузов СССР «Приборостроение». 1973. № 5.

30. В. А. Каракашев. Обобщенные уравнения ошибок инерциальных навигационных систем // Изв. вузов СССР «Приборостроение». 1973. № 3.

31. Я. И. Биндер, Г. И. Емельянцев. Метод оценки румбовых дрейфов бесплатформенного инерциального измерительного модуля в условиях маневрирования объекта// Гироскопия и навигация. 2004. №2. С.93-100.

32. Г. И. Емельянцев, JI. П. Старосельцев, С. В. Игнатьев, А. Г. Саунонен. О румбовых' дрейфах бескарданного инерциального модуля на волоконно-оптических гироскопах // Гироскопия и навигация. 2005. №1, С.22-29.

33. А. Липтон. Выставка инерциальных систем на подвижном основании // Пер. с англ. М.: Наука. 1971.

34. В. Н. Бранец, И. П. Шмыглевский. Введение в теорию бесплатформенных инерциальных навигационных систем. М.:Наука. Гл. ред. физ.-мат.лит. 1992. 280с.

35. А. Ю. Ишлинский. Ориентация, гироскопы и инерциальная навигация. М.: Наука. 1976.

36. А. И. Лурье. Аналитическая механика. М.: Изд-во физ.-мат.лит. 1961.

37. В. Д. Андреев. Теория инерциальной навигации. Кн.1. Автономные системы. Kh.II. Корректируемые системы. М.: Наука. 1966, 1967.

38. П. В. Бромберг. Теория инерциальных систем навигации. М.: Наука. 1979.

39. Бортовые устройства спутниковой радионавигации. // Под ред.

40. B. С. Шебшаевича. М.: Транспорт. 1988.

41. К. А. Виноградов и др. Абсолютные и относительные лаги. Справочник. Л.: Судостроение. 1990.

42. С.П.Дмитриев. Высокоточная морская навигация. СПб.: Судостроение. 1991.

43. С. П. Дмитриев. Постановка задачи выставки БИНС на подвижном объекте как задача нелинейной фильтрации // Гироскопия и навигация. 1993. № 2.1. C.39-44.

44. С. С. Ривкин, Р. И. Ивановский, А. В. Костров. Статистическая оптимизация навигационных систем. Л.: Судостроение. 1976.

45. О. А. Степанов. Применение теории нелинейной фильтрации в задачах обработки навигационной информации. СПб.: ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор». 1998. 370с.

46. В.П.Беляев, В.С.Болдырев. Применение теории случайных функций к изучению морских течений // Океанология. 1973. Вып.6.

47. П. С. Волосов и др. Судовые комплексы спутниковой навигации. Л.: Судостроение. 1983.

48. А. А. Хребтов и др. Судовые измерители скорости. Л.: Судостроение. 1978.

49. В. Г. Пешехонов, Л. П. Несенюк, Д. Г. Грязин, Я. А. Некрасов, М. И. Евстифеев, Б. А. Блажнов, В. Д. Аксененко. Инерциальные модули на микромеханических датчиках. Разработка и результаты испытаний. // Гироскопия и навигация. 2008. №3. С.3-12.

50. Т. В. Падерина, Я. И. Биндер, О. Н. Анучин. Калибровка датчиков угловой скорости с механическим носителем вектора кинетического момента в составе бесплатформенных инерциальных измерительных модулей // Гироскопия и навигация. 2004. №3.

51. Б. Е. Ландау, С. С. Гуревич, Г. И. Емельянцев, С. Л. Левин, С. Г. Романенко. Калибровка погрешностей бескарданной инерциальной системы на ЭСГ в условиях орбитального полёта// Гироскопия и навигация. 2010. №1. С.36-46.

52. Ю. А. Литманович, В. М. Лесючевский, В. 3. Гусинский. Исследование алгоритмов преобразования информации акселерометров в БИНС, использующих кратные интегралы от измеряемого ускорения // Гироскопия и навигация. 1997. № 4. С.34-48.

53. В. Г. Пешехонов, Л. П. Несенюк, Д. Г. Грязин и др. Инерциальные модули на микромеханических датчиках. Разработка и результаты испытаний // Гироскопия и навигация. 2008. №3. С.3-9.

54. V. Z. Gusinsky and etc. Optimization of a Strapdown Attitude Algorithm for a Stochastic Motion // Navigation: Journal of Institute of Navigation. 1997. Vol. 44. No. 2.

55. О. H. Анучин, В. А. Каракашев, Г. И. Емельянцев. Влияние геодезических неопределенностей на погрешности инерциальных систем // Судостроение за рубежом. 1982. №5(185).

56. Б. П. Шимбирев. Теория фигуры Земли. М. Недра. 1975.

57. Г. И. Емельянцев, Б. А. Блажнов, А. П. Степанов. Об использовании фазовых измерений для задачи ориентации в интегрированной инерциально-спутниковой системе // Гироскопия и навигация. 2010. №1(68).

58. D. Chen, G. Lachapelle. A Comparison of the FASF and Least-Squares Search Algorithms for Ambiguity Resolution On The Fly. Proceedings of the International Symposium on Kinematic Systems in Geodesy, Geomatics and Navigation. Banff. Canada. 1994.

59. H. Landau, H. J. Euler. On-the-fly ambiguity resolution for precise differential positioning. Proceedings of ION GPS-92. The Institute of navigation. Alexandria.

60. P. J. G. Teunissen, P. J. de Jouge, С. C. J. M. Tiberius. The Volume of the GPS Ambiguity Search Space and its Relevance for Integer Ambiguity Resolution. Proceedings of ION GPS-96r Kansas City. Missoury. 1996.

61. С. П. Дмитриев. Многоканальная фильтрация и ее применение для исключения неоднозначности при позиционировании объектов с помощью "GPS // Известия РАН. Теория и системы управления. 1997. № 1. С. 65-70.

62. G. W. Hein, W. Werner. Comparsion of Different On-The Fly Ambiguity Resolution Techniques. Proceedings of ION GPS-95. Palm Springs. California. 1995.

63. Д. А. Кошаев. Исключение неоднозначности фазовых спутниковых измерений с использованием данных от инерциальных систем. Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. ГНЦ РФ ФГУП ЦНИИ «Электроприбор». С-Петербург. 2001.

64. В. С. Шебшаевич и др. Сетевые спутниковые радионавигационные системы. М.: Радио и связь. 1993. 414с.

65. В. Hofmann-Wellenhof, L. Lichtenegger, J. Collins. Global positioning system // Theory and practice. Therrevized edition. New York. 1994.

66. Б. А. Блажнов, Д. А. Кошаев. Определение относительной траектории движения и углов ориентации- по фазовым спутниковым измерениям и данным микромеханического гироскопа // Гироскопия и навигация. 2009. №4(67). С.15-33.

67. С. М. Дюгуров, Б. Е. Ландау, • С. Г. Романенко. Модель случайных погрешностей системы съема информации бескарданных электростатических гироскопов // Гироскопия и навигация. 2004. №2. С. 18-23.

68. А. П. Буравлев, Б. Е. Ландау, С. Л. Левин. О модели дрейфа ЭСГ для БИНС // Судостроительная промышленность. 1992. № 30.

69. Ю. Г. Мартыненко. Движение твердого тела в электрическом и магнитном полях. М.: Наука. 1988. С.368.

70. J. S. Sinkiewicz. Low-cost inertial systems and fibre optic gyroscopes // 4-th Saint-Petersburg Inter. Conf. on Integrated Navigation Systems. СПб: ЦНИИ «Электроприбор». 1997. P.398-409.

71. V- -.V- —— =—. J < . Г.Г-■ -- 1 —