Автономна корекція інструментальних похибок інерціальних вимірювачів безплатформної навігаційної системи

Автор(и)

  • Вадим Колесник Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", Ukraine https://orcid.org/0000-0002-3209-5513
  • Микола Черняк Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", Ukraine https://orcid.org/0000-0002-3615-8745

DOI:

https://doi.org/10.20535/0203-3771452023293127

Ключові слова:

МЕМС ІВМ, автономна БІНС, модуляція обертанням

Анотація

Безплатформні навігаційні системи на основі мікроелектромеханічних (МЕМС) вимірювачів мають ряд переваг, як-от малий розмір, низька вартість і мінімальне енергоспоживання. Проте таким вимірювачам властиві значні низькочастотні шуми та погана повторюваність зміщення нуля, що призводить до значних навігаційних похибок. Ці недоліки роблять МЕМС вимірювачі непридатними для автономних навігаційних систем, навіть за умов регулярного повторного калібрування. Один із найбільш перспективних способів усунення випадкових похибок інерціальних вимірювачів базується на модуляції їх вихідних даних обертанням. Проте, цей підхід успішно застосовувався лише до прецизійних лазерних та волоконно-оптичних гіроскопів, обладнаних точними поворотними платформами. Дана стаття присвячена адаптації методу модуляції обертанням для недорогих МЕМС вимірювачів для покращення їх навігаційних характеристик зі збереженням при цьому переваг мікроелектромеханічних технологій. Були обговорені можливі питання реалізації та запропонована оптимальна модель розрахунку, що була перевірена під час статичних та натурних випробувань розробленого інерціального вимірювального модуля (ІВМ).

Посилання

Savage, P.G. (1998a) ‘Strapdown Inertial Navigation Integration Algorithm Design Part 1: Attitude Algorithms’, Journal of Guidance, Control, and Dynamics, 21(1), pp. 19–28. Available at: https://doi.org/10.2514/2.4228.

Savage, P.G. (1998b) ‘Strapdown Inertial Navigation Integration Algorithm Design Part 2: Velocity and Position Algorithms’, Journal of Guidance Control and Dynamics, 21, pp. 208–221.

E. S. Geller (1968) ‘Inertial System Platform Rotation’, IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, AES-4(4), pp. 557–568. Available at: https://doi.org/10.1109/TAES.1968.5409024.

Giovanni, C.S. and Levinson, E. (1981) ‘Performance of a Ring Laser Strapdown Marine Gyrocompass’, NAVIGATION, 28(4), pp. 311–341. Available at: https://doi.org/10.1002/j.2161-4296.1981.tb00779.x.

Levinson, E. and Majure, R. (1987) ‘Accuracy Enhancement Techniques Applied to the Marine Ring Laser Inertial Navigator (MARLIN)’, NAVIGATION, 34(1), pp. 64–86. Available at: https://doi.org/10.1002/j.2161-4296.1987.tb01490.x.

Feng Sun et al. (2009) ‘Research on the technology of rotational motion for FOG strapdown inertial navigation system’, in 2009 International Conference on Mechatronics and Automation. 2009 International Conference on Mechatronics and Automation, pp. 4913–4918. Available at: https://doi.org/10.1109/ICMA.2009.5246048.

Sun, W. et al. (2013) ‘MEMS-based rotary strapdown inertial navigation system’, Measurement, 46(8), pp. 2585–2596. Available at: https://doi.org/10.1016/j.measurement.2013.04.035.

Du, S., Sun, W. and Gao, Y. (2016) ‘MEMS IMU Error Mitigation Using Rotation Modulation Technique’, Sensors, 16(12). Available at: https://doi.org/10.3390/s16122017.

Du, S. (2017) ‘A micro-electro-mechanical-system-based inertial system with rotating accelerometers and gyroscopes for land vehicle navigation’, International Journal of Distributed Sensor Networks, 13, p. 155014771774635. Available at: https://doi.org/10.1177/1550147717746351.

Collin, J. (2014) ‘MEMS IMU Carouseling for Ground Vehicles’, IEEE Transactions on Vehicular Technology, 64. Available at: https://doi.org/10.1109/TVT.2014.2345847.

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-05-15

Номер

Розділ

Прилади та методи контролю