Алгоритм начальной выставки БИНС с последовательной фильтрацией
DOI:
https://doi.org/10.20535/0203-3771412021269109Ключові слова:
фільтр Калмана, навігаційні системиАнотація
Запропоновано та розглядається алгоритм автономної початкової виставки безплатформної інерціальної навігаційної системи на нерухомій або обмежено рухомій основі. У ньому послідовно використовуються два осереднюючi фільтри Калмана. Перший за сигналами акселерометрів визначає один стовпець матриці направляючих косинусів між осями повʼязаного із обʼєктом і географічного супровідного базисів. Другий фільтр по сигналах гіроскопів та отриманих оцінок напрямних косінусів визначає другий стовпець матриці. Третій стовпець визначають із відомих співвідношень. З отриманих напрямних косінусів визначають кути курсу, тангажу і крену. Інформаційні сигнали для вирішення задачі одержують шляхом осереднювання малого інтервалу (5 с) наприкінці перехідного процесу фільтра Калмана. Це дозволяє звести до мінімуму помилки від зміни положення обʼєкта протягом часу вимірювань, яке може досягати десятків хвилин. Привабливість алгоритму‑незалежність помилок від курсу обʼєкта. Показано, що попереднє згладжування сигналів дає підвищення точності. Алгоритм дозволяє визначити кути орієнтації, а по них напрямні косинуси при часі вимірювань, недостатньому для завершення перехідного процесу оцінки фільтром Калмана. Проведені натурні експерименти підтверджують хороші характеристики виставки на нерухомому та вібруючому підставі, досягнуті із застосуванням алгоритму.
Посилання
Golovan, A. A. Mathematical foundations of navigation systems. Part 1. / A. A. Golovan, N. A. Parusnikov. M.: Publishing House of Moscow State University. M.V. Lomonosov, 2011. 132 p.
Eun-Hwan Shin. Accuracy Improvment of Low Cost INS/GPS for Land Applications. University of Calgary, 2001. www.geomatics.ucalgary.ca/links/GradTheses.html
Pelpor D. S. Gyroscopic devices and systems / D. S. Pelpor, I. A. Mikhalev, V. A. Bauman, V. V. Yagodkin and others. M .: Grad. Sch, 1988. 424 p.
Titterton D. H. and Weston J. L. Strapdown Inertial Navigation Technology, 2-nd ed. London, UK: IET, 2004, – 558 p.
Meleshko V. V. Strapdown inertial navigation systems. Tutorial. / V. V. Meleshko, O. I. Nesterenko. – Kirovograd: POLYMED Service, 2011. – 172 p. https://ela.kpi.ua/handle/123456789/39032.
Leonets A. A. System problems of strapdown inertial navigation systems. Part 1. Complex solution: monograph / A. A. Leonets. – K.: Alfa Reklama, 2018. – 732 p.
Zbrutsky O., Lakoza S., Meleshko V., Chornomorets R. Autonomous align-ment of strapdown inertial navigation system on oscillating base. 2019 IEEE 2nd Ukraine Conference on Electrical and Computer Engineering (UKRCON). doi:10.1109/ukrcon.2019.8879993.
Emelyantsev G. I., Stepanov A. P., and Blazhnov B. A. On the initial align-ment of the ship's SINS in the conditions of pitching. Gyroscopy and navigation. Vol. 28. No. 3 (110), 2020. pp. 3 17. Doi 10.17285/0869-7035.0043.
Xiang Xu, Xiaosu Xu, Zhang T., Li Y., Tong J. A Kalman filter for SINS self-alignment based on vector observation. Sensors, 2017, 17, 264; Doi:10.3390/s17020264.
Chang Lubin, Li Jingshu, Li Kailong. Optimization-based Alignment for Strapdown Inertial Navigation System: Comparison and Extension. IEEE transactions on aerospace and electronic systems, vol. 52, no. 4, 2016. doi: 10.1109/taes.2016.130824 .
Zhu Yongyun, Zhang Tao, Xu Xiang. A Coarse-Alignment Method Based on the Optimal-REQUEST Algorithm. Sensors, 2018, 18, 239; doi:10.3390/s18010239.
Lu Zhenglong, Li Jie, Zhang Xi, Feng Kaiqiang, Wei Xiaokai, Zhang Debiao, Mi Jing, Liu Yang. A New In-Flight Alignment Method with an Application to the Low-Cost SINS/GPS Integrated Navigation System. Sensors, 2020, 20, 512; doi:10.3390/s20020512.
Kozadaev K. V., Makarenko A. E. Improving the accuracy of the inertial satellite navigation system in the immobility mode. Informatics, No. 2, 2017. p. 113 120.
Han H., Wang J., Du M. A fast SINS initial alignment method based on RTS forward and backward resolution. Hindawi journal of sensors. Volume 2017, article, id 7161858, 11 p. doi.org/10.1155/2017/7161858 .
Golovan A. A. Mathematical foundations of navigation systems. Part 2. Applications of optimal estimation methods to navigation problems. / A. A. Golovan, N. A. Parusnikov. – M.: MAKS Press, 2012. – 172 p.
Maybeck P. S. Stochastic models, estimation and control, vol. 2, New York: Academic Press, 1982. – 289 p.
Zbrutsky A., Meleshko V. FILTERING A SIGNAL FROM NOISE AT A SINS COARSE INITIAL ALIGNMENT, SCIREA Journal of Information Science and Systems Science. Vol. 6, No. 1, 2022, p. 14. https://doi.org/10.54647/isss12146.
##submission.downloads##
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
