Визначення орієнтації з використанням магнітного поля землі
DOI:
https://doi.org/10.20535/0203-3771482024317885Ключові слова:
магнітометр, акселерометр, орієнтація, метод тріад, параметри магнітного поля ЗемліАнотація
Розглядаються структура та можливості приладу орієнтації, який використовує вектор сили тяжіння та магнітне поле Землі. Прилад складається з трьох акселерометрів та трьох магнітометрів, які жорстко встановлені на рухомому обєкті. Показані можливі характеристики названих чутливих елементів, а також параметри сили тяжіння та індукції в заданій точці на поверхні Землі (для прикладу в Києві). Показані також характеритики готових курсовертикалей (AHRS). Приведені два алгоритма визначення магнітного курсу по визначених тангажу та крену обєкта: алгоритм тріад та алгоритм Одинцова. Шляхом моделювання показано, що при відносно грубих чутливих елементах (акселерометри з похибкою більше 10 -2 м/с 2 , магнітометри з похибкою більше 100 нТл) доцільно використати метод тріад. При більш точних чутливих елементах краще працює метод Одинцова. При оцінці характеристик враховані систематичні похибки приладів, маючи на увазі, що шумові завади добре фільтруються. Можливі низькочастотні завади при русі по пересіченій поверхні не розглядаються. Складений бюджет похибок для визначення істинного географічного курсу, який включає: похибки розрахунку параметрів магнітного поля Землі, похибки магнітної девіації, сезонні та суточні варіації магнітного відхилення, похибки магнітометрів та акселерометрів, а також похибки алгоритмів визначення магнітного курсу.
Посилання
А. С. Довгополий, А. В. Загірський, О. В. Збруцький. Основи створення автономної системи керування рухом наземного роботизованого комплексу на малих дистанціях. Механіка гіроскопічних систем, № 47 2024, с. 5-44. https://doi.org/10.20535/0203-3771472024307756.
Muhammad Aizat, Ahmad Azmin and Wan Rahiman. A Survey on Navigation Approaches for Automated Guided Vehicle Robots in Dynamic Surrounding. IEEE Access, April 2023. doi: 10.1109/access.2023.3263734.
Semih Beycimen, Dmitry Ignatyev, Argyrios Zolotas. A comprehensive survey of unmanned ground vehicle terraintraversability for unstructured environments and sensor technologyinsights. Engineering Science and Technology an International Journal, 47 2023, 101457.
Muhammad Haris Afzal, Valérie Renaudin and Gérard Lachapelle. Magnetic Field based Heading Estimation for Pedestrian Navigation Environments. University of Calgary, Canada. 2011 International Conference on Indoor Positioning and Indoor Navigation, 21-23 September 2011, DOI: 10.1109/IPIN.2011.6071947.
Gang Shi, Xisheng Li, Zhengfu Jiang. An Improved Yaw Estimation Algorithm for LandVehicles Using MARG Sensors. Sensors 2018, 18(10), 3251; https://doi.org/10.3390/s18103251.
Zbrutsky O. V., Meleshko V. V., Ganja A. P., Tarnavsky S. V., Bondarenko O. M., Ponomarenko S. O., Saurova K. System definition of micro- nano satellite orientation. Механіка гіроскопічних систем, № 43 2022, p. 46-60. https://doi.org/10.20535/0203-3771432022275282.
Калькулятор для геомагнітних розрахунків. Режим доступу: https://www.ngdc.noaa.gov/geomag/calculators/magcalc.shtml#igrfwmm.
Одинцов А. А. Ориентация объектов в магнитном поле Земли. Учебное пособие для студентов приборостроительных специальностей / А. А. Одинцов, В. В. Мелешко, С. А. Шаров – К.: Корнийчук, 2008. – 142 с.
Одинцов А. А. Теория и расчёт гироскопических приборов. – Киев: Вища школа, 1985. –392 с.
Бромберг П. В., Теория инерциальных систем навигации. - М.: «Наука», 1979. - 296 с.
Нестеренко О. І. Особливості похибок мікромеханічної інерціальної
навігаційної системи у автономному режимі роботи// XXIII Міжнарод-на конференція «Приладобудування».- К.: НТУУ «КПІ», 2024. – с. 28 31.
M. J. Caruso “Applications of Magnetic Sensors for Low Cost Compass Systems,” IEEE Position Locations and Navigation Symposium, San Diego, 13-16 March 2000, p. 178-184.
##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).
