RU105032U1 - DISTRIBUTED INERTIAL SYSTEM - Google Patents

DISTRIBUTED INERTIAL SYSTEM Download PDF

Info

Publication number
RU105032U1
RU105032U1 RU2011102708/08U RU2011102708U RU105032U1 RU 105032 U1 RU105032 U1 RU 105032U1 RU 2011102708/08 U RU2011102708/08 U RU 2011102708/08U RU 2011102708 U RU2011102708 U RU 2011102708U RU 105032 U1 RU105032 U1 RU 105032U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
microcontroller
radio channel
gps
glonass
gyroscopes
Prior art date
Application number
RU2011102708/08U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Владимирович Шароварин
Иван Владимирович Малыгин
Original Assignee
Евгений Владимирович Шароварин
Иван Владимирович Малыгин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Евгений Владимирович Шароварин, Иван Владимирович Малыгин filed Critical Евгений Владимирович Шароварин
Priority to RU2011102708/08U priority Critical patent/RU105032U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU105032U1 publication Critical patent/RU105032U1/en

Links

Landscapes

  • Navigation (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)

Abstract

Распределенная инерциальная система комплекса из n=3 беспилотных летательных аппаратов, каждый из которых содержит индивидуальную инерциальную систему, в состав которой входит: микроконтроллер, два трехстепенных гироскопа, первый-третий операционные усилители, акселерометр, модем с приемопередающей антенной, наземная станция управления и связи с третьим радиоканалом, отличающаяся тем, что в нее введены первый и второй радиоканалы приема навигационных сигналов спутников GPS и/или ГЛОНАСС соответственно и четвертый радиоканал двухсторонней связи с каждым из "n" беспилотных летательных аппаратов; система имеет следующие соединения: выходы информационных сигналов первого и второго гироскопов по углам крена, тангажа и курса через первый, второй и третий операционные усилители соответственно соединены с первым-третьим входами микроконтроллера, выход акселерометра соединен первой шиной связи с четвертым входом микроконтроллера, приемопередающая антенна через модем и вторую шину связи соединена с входом/выходом микроконтроллера, первым радиоканалом антенна соединена с спутником навигационной системы GPS, вторым радиоканалом - с спутниками навигационной системы ГЛОНАСС, третьим радиоканалом - с наземной станцией управления и четвертым радиоканалом - с индивидуальными станциями каждого из "n" БПЛА; микроконтроллер в своем составе содержит АЦП для преобразования аналоговых сигналов первого и второго гироскопов в цифровую форму, фильтр Калмана для качественной оценки движения БПЛА, дифференциальный вычислитель определения координат БПЛА от GPS и ГЛОНАСС и вычислитель среднеквадратического значения координ A distributed inertial system of a complex of n = 3 unmanned aerial vehicles, each of which contains an individual inertial system, which includes: a microcontroller, two three-stage gyroscopes, first-third operational amplifiers, an accelerometer, a modem with a transceiver antenna, a ground control and communication station with a third radio channel, characterized in that the first and second radio channels for receiving navigation signals of the GPS and / or GLONASS satellites, respectively, and the fourth radio channel of the two-way are introduced into it her connection with each of the "n" unmanned aerial vehicles; the system has the following connections: the outputs of the information signals of the first and second gyroscopes at the angles of pitch, pitch and course through the first, second and third operational amplifiers are respectively connected to the first or third inputs of the microcontroller, the output of the accelerometer is connected by the first communication bus to the fourth input of the microcontroller, the transceiver antenna the modem and the second communication bus are connected to the input / output of the microcontroller, the first radio channel the antenna is connected to the satellite of the GPS navigation system, the second radio channel to the GLONASS navigation system utilities, the third radio channel — with a ground control station and the fourth radio channel — with individual stations of each of the “n” UAVs; the microcontroller in its composition contains an ADC for converting analog signals of the first and second gyroscopes into digital form, a Kalman filter for a qualitative assessment of UAV motion, a differential calculator for determining UAV coordinates from GPS and GLONASS, and a rms coordinate calculator

Description

Полезная модель относится к системам автоматического управления летательными аппаратами, например, беспилотными летательными аппаратами, (БПЛА) и может быть использована для навигации и управления БПЛА, проверяющих магистральные нефте и газопроводы (далее трубопроводы).The utility model relates to automatic control systems for aircraft, for example, unmanned aerial vehicles (UAVs) and can be used to navigate and control UAVs that test trunk oil and gas pipelines (hereinafter pipelines).

Известным недостатком существующих систем с одиночным БПЛА является тот факт, что при потере связи с БПЛА, либо самого БПЛА появляются три проблемы:A known drawback of existing systems with a single UAV is the fact that when you lose contact with the UAV, or the UAV itself, there are three problems:

- остается невыполненной поставленная задача.- the task remains unfulfilled.

- непонятна причина случившегося.- the reason for what happened is incomprehensible.

- потерян сам БПЛА.- the UAV itself is lost.

Проблемы 2 и 3 серьезных последствий не имеют - это всего лишь технические проблемы. Проблема 1 имеет существенное значение, поскольку является проблемой для заказчика.Problems 2 and 3 have no serious consequences - these are just technical problems. Problem 1 is significant because it is a problem for the customer.

В случаях, когда выполнение задачи БПЛА имеет приоритетное по отношению к затратам значение, целесообразно создание «облака» - то есть комплекса из нескольких БПЛА, связанных между собой определенным алгоритмом поддержки и функционирования. Ранее, когда БПЛА обладали высокой стоимостью, концепция «облака» была труднореализуема. Сейчас стоимость отдельного БПЛА имеет устойчивую тенденцию к снижению, поэтому применение «облака» выгодно - во-первых, потому, что вероятность выполнения задачи увеличивается, а во-вторых, потому, что увеличение этой вероятности не приводит к существенному увеличению стоимости решения.In cases where the UAV task fulfillment has priority over costs, it is advisable to create a “cloud” - that is, a complex of several UAVs connected by a specific support and operation algorithm. Previously, when UAVs were expensive, the concept of a “cloud” was difficult to implement. Now the cost of an individual UAV has a steady tendency to decrease, therefore, the use of the “cloud” is beneficial - firstly, because the probability of completing a task increases, and secondly, because an increase in this probability does not lead to a significant increase in the cost of the solution.

Система управления беспилотным летательным аппаратом (СУ БПЛА) предназначена для контроля и управления БПЛА, а также решения остальных задач, связанных с выполнением БПЛА задания оператора.The control system of an unmanned aerial vehicle (SU UAV) is intended for the control and management of UAVs, as well as the solution of other tasks associated with the implementation of UAV operator tasks.

Еще одной проблемой контроля трубопроводов в автоматическом режиме без участия оператора наземной станции управления и наведения является максимально точное следование над ниткой трубопровода. Погрешность отклонения от нитки должна быть минимальной и не превышать ±(3,0-6,0) метра от оси трубопровода. Также проблемой является минимальные габаритно-массовые характеристики (ГМХ) инерциальной системы, т.к. сам вес БПЛА может лежать в пределах десятков или даже единиц кГ.Another problem of monitoring pipelines in automatic mode without the participation of the operator of the ground control and guidance station is the most accurate following of the pipeline thread. The deviation error from the thread should be minimal and not exceed ± (3.0-6.0) meters from the axis of the pipeline. Another problem is the minimum overall mass characteristics (GMC) of the inertial system, because the weight of the UAV itself can lie in the range of tens or even units of kg.

Известна инерциальная система БПЛА фирмы TRANSAS, см. www.transas.ru, включающая в себя датчик магнитного курса, инерциальную спутниковую навигационную систему БИСНС-11.The inertial UAV system of the TRANSAS company is known, see www.transas.ru, which includes a magnetic heading sensor, an inertial satellite navigation system BISNS-11.

Недостаток: при приемлемых ГМХ недостаточная точность определения: курса ≈5°, координат ±20 метров, накопление погрешности определения координат равной 12 м за час полета, определение координат ≈20 м. Далее, высокая масса до 4,5 кг.Disadvantage: with acceptable GMCs, insufficient accuracy of determination: course ≈5 °, coordinates ± 20 meters, accumulation of error in determining coordinates equal to 12 m per hour of flight, determination of coordinates ≈20 m. Next, high weight up to 4.5 kg.

Также известен бортовой комплекс БПЛА навигации и управления см. www.teknol.ru, включающий в себя: ИНС/СНС интегрированную систему и полностью автоматический полет по заданному маршруту; стабилизация углов ориентации БПЛА в полете; оперативное изменение маршрута в полете (при наличии канала радиосвязи).Also known is the onboard UAV complex of navigation and control, see www.teknol.ru, which includes: ANN / SNA integrated system and fully automatic flight along a given route; stabilization of UAV orientation angles in flight; operational change of the route in flight (in the presence of a radio channel).

Комплекс содержит: инерциальную навигационную систему; приемник спутниковой навигации GPS или ГЛОНАСС; автопилот; накопитель летных данных (опция); датчик воздушной скорости (опция).The complex contains: inertial navigation system; GPS or GLONASS satellite navigation receiver; autopilot; flight data storage (option); airspeed sensor (optional).

Недостатки: использование только или GPS или ГЛОНАСС (одновременное использование не предусмотрено), собственная инерциальная система отсутствует, что приводит к значительным ошибкам определения координат, и как следствие к ошибке следования по оси трубопровода, т.е. к некачественному контролю его состояния.Disadvantages: using only either GPS or GLONASS (simultaneous use is not provided), there is no own inertial system, which leads to significant errors in determining coordinates, and as a result to an error following along the pipeline axis, i.e. to poor-quality control of his condition.

Известен комплекс «ФИЛИН-1» предназначен для выполнения задач по оперативно-тактической разведке техническими средствами, обладает большой автономностью и мобильностью. Наличие шести БПЛА в составе комплекса позволяет вести постоянную разведку или целеуказание в районе объекта наблюдения. Комплекс «ФИЛИН-1» решает ряд боевых задач: патрулирование местности в любое время суток; обнаружение и идентификация объектов; передача информации о представляющих угрозу объектах; подавление средств ПВО.The well-known complex "FILIN-1" is designed to perform tasks on operational-tactical reconnaissance by technical means, has great autonomy and mobility. The presence of six UAVs in the complex allows constant reconnaissance or target designation in the area of the object under observation. Complex "FILIN-1" solves a number of combat tasks: patrolling the area at any time; detection and identification of objects; transmitting information about threatening facilities; suppression of air defense systems.

Мониторинг воздушной и наземной обстановки БПЛА связан с просмотром некоторого участка местности и получением информации с помощью фото-, теле- и видеосистем с сохранением ее на бортовом накопителе. В процессе полета в заданном районе БПЛА по радиоканалу в реальном масштабе времени может передавать разведывательную информацию на модуль системы связи, управления и обработки информации.Monitoring of the air and ground conditions of UAVs involves viewing a certain area of the terrain and obtaining information using photo, television and video systems and storing it on the on-board storage device. During a flight in a given area, a UAV can transmit intelligence information to a module of a communication, control, and information processing system via a real-time radio channel.

Оператор БПЛА оценивает поступающую информацию и по командному радиоканалу управляет самим БПЛА и его целевой нагрузкой, например телевизионной камерой, с целью наилучшего наблюдения неподвижных или движущихся объектов и определения их типа и координат - ПРОТОТИП, см., ж.»АвиаСоюз», Москва, №6, 2007, стр.50, www. aviationunion.ru.The UAV operator evaluates the incoming information and controls the UAV itself and its target load, for example, a television camera, using the command radio channel in order to best observe stationary or moving objects and determine their type and coordinates - PROTOTYPE, see g. AviaSoyuz, Moscow, No. 6, 2007, p. 50, www. aviationunion.ru.

Недостатки: большие погрешности выдерживания координат полета в связи с отсутствием приема навигационных сигналов GPS и/или ГЛОНАСС, корректировка полета от оператора наземной станции управления и наведения. Отсутствие связи по радиоканалам между БПЛА в составе комплекса, это затрудняет точное определение координат комплекса в целом. Все это обусловлено военной направленностью комплекса.Disadvantages: large errors in maintaining the coordinates of the flight due to the lack of reception of GPS and / or GLONASS navigation signals, flight correction from the operator of the ground control and guidance station. The lack of communication over the radio channels between the UAVs in the complex, this makes it difficult to accurately determine the coordinates of the complex as a whole. All this is due to the military orientation of the complex.

Технической задачей является повышение точностных характеристик для безусловного выполнения полетного задания БПЛА, т.е. точного следования по оси магистрального трубопровода, конечно, с минимально допустимой ошибкой.The technical task is to increase the accuracy characteristics for the unconditional fulfillment of the UAV flight mission, i.e. following along the axis of the main pipeline, of course, with the minimum permissible error.

Для решения поставленной задачи распределенная инерциальная система комплекса из n=3 БПЛА, каждый из которых содержит индивидуальную инерциальную систему, в состав которой входит: микроконтроллер, два трехстепенных гироскопа, первый - третий операционные усилители, акселерометр, модем с приемопередающей антенной, наземная станция управления и связи с третьим радиоканалом, отличающаяся тем, что в нее введены первый и второй радиоканалы приема навигационных сигналов спутников GPS и/или ГЛОНАСС соответственно и четвертый радиоканал двухсторонней связи с каждым из "n" БПЛА; система имеет следующие соединения: выходы информационных сигналов первого и второго гироскопов по углам крена, тангажа и курса через первый, второй и третий операционные усилители соответственно соединены с первым - третьим входами микроконтроллера, выход акселерометра соединен первой шиной связи с четвертым входом микроконтроллера, приемо-передающая антенна через модем и вторую шину связи соединена входом/выходом микроконтроллера, первым радиоканалом антенна соединена с спутником навигационной системы GPS, вторым радиоканалом с спутниками навигационной системы ГЛОНАСС, третьим радиоканалом - с наземной станцией управления и четвертым радиоканалом - с индивидуальными станциями каждого из "n" БПЛА; микроконтроллер в своем составе содержит АЦП для преобразования аналоговых сигналов первого и второго гироскопов в цифровую форму, фильтр Калмана для качественной оценки движения БПЛА, дифференциальный вычислитель определения координат БПЛА от GPS и ГЛОНАСС и вычислитель среднеквадратического значения координат комплекса из "n" БПЛА, также микроконтроллер содержит цифро-аналоговые преобразователи для управления приводами элеронов, рулей высоты и направления, а количество БПЛА в комплексе из n=3 в зависимости от конкретных условий полетного задания.To solve this problem, a distributed inertial system of a complex of n = 3 UAVs, each of which contains an individual inertial system, which includes: a microcontroller, two three-stage gyroscopes, the first and third operational amplifiers, an accelerometer, a modem with a transceiver antenna, a ground control station, and connection with the third radio channel, characterized in that the first and second radio channels for receiving navigation signals of the GPS and / or GLONASS satellites, respectively, and the fourth radio channel of two hundred -directional communication with each of the "n" UAV; the system has the following connections: the outputs of the information signals of the first and second gyroscopes at the angles of pitch, pitch and course through the first, second and third operational amplifiers are respectively connected to the first and third inputs of the microcontroller, the output of the accelerometer is connected by the first communication bus to the fourth input of the microcontroller, transceiver the antenna through the modem and the second communication bus is connected to the input / output of the microcontroller, the first radio channel the antenna is connected to the satellite of the GPS navigation system, the second radio channel with the remote control GLONASS navigation system users, the third radio channel - with a ground control station and the fourth radio channel - with individual stations of each of the "n" UAVs; the microcontroller in its composition contains an ADC for converting analog signals of the first and second gyroscopes to digital form, a Kalman filter for a qualitative assessment of UAV motion, a differential calculator for determining UAV coordinates from GPS and GLONASS, and a root-mean-square calculator for the coordinates of the complex from "n" UAVs, also contains a microcontroller digital-to-analog converters for controlling aileron drives, elevators and rudders, and the number of UAVs in a complex of n = 3, depending on the specific flight conditions nogo assignments.

На чертеже показана структурная электрическая система навигационной системы одного БПЛА, на которой изображено: 1 - первый гироскоп, выдающий сигналы крена (γ) и тангажа (υ), 2 - второй гироскоп, выдающий сигнал курса (Ψ), 3 - первый, второй и третий операционные усилители (ОУ) по сигналам γ, υ и Ψ соответственно, 4 - микроконтроллер (МС), 5 - акселерометр, 6 - модем, 7 и 8 - спутниковые системы GPS и ГЛОНАСС соответственно, 9 - наземная станция управления и наведения БПЛА, 10 - "n" других БПЛА образующих группу («облако»), 11 - источник питания, первый - четвертый радиоканалы, А - антенна БПЛА, первая шина связи акселерометра с МС4, вторая двунаправленная шина связи модема с МС4. МС4 имеет в своем составе АЦП4-1 и ЦАП4-5 фильтр Калмана 4-2, дифференциальный вычислитель координат по сигналам GPS и ГЛОНАСС 4-3, вычислитель среднего значения координат группы -комплекса- БПЛА 4-4 и мультиплексор 4-6.The drawing shows the structural electrical system of the navigation system of one UAV, which shows: 1 - the first gyroscope that gives the roll (γ) and pitch (υ) signals, 2 - the second gyroscope that gives the heading signal (Ψ), 3 - the first, second and the third operational amplifiers (op amps) according to the signals γ, υ and Ψ, respectively, 4 - a microcontroller (MS), 5 - an accelerometer, 6 - a modem, 7 and 8 - satellite systems GPS and GLONASS, respectively, 9 - a ground-based UAV control and guidance station, 10 - "n" of other UAVs forming a group ("cloud"), 11 - power supply, the first - fourth iokanaly, A - UAV antenna, the first bus connection with MC4 accelerometer, the second bidirectional bus connection with MC4 modem. The MC4 incorporates an ADC4-1 and DAC4-5 Kalman 4-2 filter, a differential coordinate calculator based on GPS and GLONASS 4-3 signals, an average position calculator for the UAV 4-4 complex-complex, and a 4-6 multiplexer.

Схема каждой инерциальной системы имеет следующие соединения.The scheme of each inertial system has the following connections.

Распределенная инерциальная система, входящая в комплекс из "n" БПЛА 10, каждый из которых содержит индивидуальную инерциальную систему, содержащую два трехстепенных гироскопа 1 и 2, акселерометр 5 и микроконтроллер 4, отличающаяся тем, что в нее введены первый - третий операционные усилители 3, АЦП4-1, модем 6 с приемной антенной со следующими соединениями: выходы первого и второго гироскопов по каналам крена -γ- и тангажа -υ- и курса -Ψ- соответственно через первый - третий операционные усилители 3 соединены через мультиплексор 4-6 со входами АЦП4-1 микроконтроллера 4, с четвертым информационным входом которого первой шиной связи соединен выход акселерометра 5, выход антенны А через модем 6 второй шиной связи соединен с дифференциальным блоком 4-3 обработки навигационных сигналов спутников ГЛОНАСС+GPS, выходы ЦАПов микроконтроллера 4 соединен с приводами управляющих поверхностей: элероны, руль направления, рули высоты и пр.; информационные сигналы спутников ГЛОНАСС 8+GPS 7 первым и вторым радиоканалами соединены с антеннами А каждой инерциальной системой соответственно, выход наземной станции 9 управления и наведения также соединен третьим радиоканалом с антенной А инерциальной системы; микроконтроллер 4 в своем составе содержит: мультиплексор 4-6, АЦП4-1 для преобразования аналоговых сигналов первого и второго гироскопов в цифровую форму, ЦАП 4-5 для управления приводами, фильтр Калмана 4-2 для качественной оценки движения БПЛА 10, фильтр Калмана 4-2 реализован программным путем при обработке навигационных сигналов ГЛОНАСС 8+GPS 7; дифференциальный вычислитель 4-3 определения координат БПЛА 10 от GPS 7 и ГЛОНАСС 8 и вычислитель среднеквадратического значения 4-4 координат группы БПЛА 10, если таковая имеется; количество БПЛА 10 в комплексе n>3 в зависимости от конкретных условий полета.A distributed inertial system included in the complex of "n" UAVs 10, each of which contains an individual inertial system containing two three-stage gyroscopes 1 and 2, an accelerometer 5 and a microcontroller 4, characterized in that the first and third operational amplifiers 3 are introduced into it, ADC4-1, modem 6 with a receiving antenna with the following connections: outputs of the first and second gyroscopes through the roll channels -γ- and pitch -υ- and course -Ψ-, respectively, through the first - third operational amplifiers 3 are connected through inputs 4-6 to the inputs ADC4-1 m the microcontroller 4, with the fourth information input of which the accelerometer output 5 is connected to the first communication bus, the antenna A output via the modem 6 of the second communication bus is connected to the GLONASS + GPS satellite navigation signal processing differential unit 4-3, the DAC outputs of the microcontroller 4 are connected to the drives of the control surfaces: ailerons, rudders, elevators, etc .; information signals of GLONASS 8 + GPS 7 satellites by the first and second radio channels are connected to antennas A of each inertial system, respectively, the output of the ground control and guidance station 9 is also connected by the third radio channel to the antenna A of the inertial system; microcontroller 4 in its composition contains: multiplexer 4-6, ADC4-1 for converting analog signals of the first and second gyroscopes to digital form, DAC 4-5 for controlling drives, Kalman filter 4-2 for a qualitative assessment of the movement of the UAV 10, Kalman filter 4 -2 implemented by software when processing navigation signals GLONASS 8 + GPS 7; differential calculator 4-3 determining the coordinates of the UAV 10 from GPS 7 and GLONASS 8 and the calculator of the mean square value 4-4 coordinates of the UAV group 10, if any; the number of UAVs 10 in the complex n> 3, depending on the specific flight conditions.

Распределенная инерциальная система работает следующим образом. Работа индивидуальной инерциальной системы. Аналоговые сигналы с выходов гироскопов 1 и 2 усиливается малошумящими прецизионными операционными усилителями 3 до величины, различимой АЦП4-1. Регулярно опрашивая АЦП4-1, МС4 получает данные о пространственном положении объекта-БПЛА (гироскопов) в цифровом виде. Цифровой акселерометр 5, также по запросу МС4, передает ему информацию о значении ускорения по трем координатам. Обрабатывая полученные от гироскопов 1 и 2 и акселерометра 5 данные по определенному алгоритму, МС4 формирует сигналы управления для управляющих поверхностей БПЛА и двигателей. Два источника питания необходимы ввиду разного питающего напряжения используемых компонентов:+3,3 В и 5 В.Distributed inertial system works as follows. The work of an individual inertial system. The analog signals from the outputs of the gyroscopes 1 and 2 are amplified by low-noise precision operational amplifiers 3 to a value distinguishable by the ADC4-1. By regularly interrogating the ADC4-1, the MC4 receives data on the spatial position of the UAV object (gyroscopes) in digital form. Digital accelerometer 5, also at the request of MC4, transmits to it information about the value of acceleration in three coordinates. Processing data obtained from gyroscopes 1 and 2 and accelerometer 5 according to a specific algorithm, MC4 generates control signals for the control surfaces of the UAV and engines. Two power sources are necessary due to the different supply voltage of the components used: +3.3 V and 5 V.

Через приемо-передающую антенну А индивидуальная система обеспечивает решение следующих задач:Through the transmit-receive antenna A, the individual system provides the solution to the following tasks:

- прием и обработку сигналов СНС ГЛОНАСС+GPS по открытым гражданским кодам СТ и С/А в диапазоне L1;- reception and processing of SNS GLONASS + GPS signals using open civil codes ST and C / A in the L1 range;

- автоматическую непрерывную выработку трех координат (широта, долгота, высота), времени, курса и скорости;- automatic continuous generation of three coordinates (latitude, longitude, altitude), time, course and speed;

- выдачу во внешние устройства текущих координат в системе координат WGS-84, ПЗ-90, ПЗ-90.02, СК-42, СК-95;- issuance of current coordinates to external devices in the coordinate system WGS-84, PZ-90, PZ-90.02, SK-42, SK-95;

- обновление координат с частотой 1, 2, 5 Гц;- updating of coordinates with a frequency of 1, 2, 5 Hz;

- оценку точности определения координат места потребителя;- assessment of the accuracy of determining the coordinates of the consumer’s place;

- прием, хранение и обновление альманахов и эфемерид СНС ГЛОНАСС+GPS (альманахи, эфемериды и последние обсервованные координаты сохраняются в энергозависимой памяти при отключении питания приемника);- reception, storage and updating of the GLONASS + GPS SNS almanacs and ephemeris (almanacs, ephemeris and the last observed coordinates are stored in volatile memory when the power to the receiver is turned off);

- автоматический выбор созвездия из видимых НКА СНС ГЛОНАСС+GPS с учетом их технического состояния;- automatic selection of the constellation from the visible NSA SNS GLONASS + GPS, taking into account their technical condition;

- обмен информацией с внешними системами по протоколу NMEA-0183 (IEC 1162) или по протоколу BINR;- exchange of information with external systems using the NMEA-0183 protocol (IEC 1162) or the BINR protocol;

- прием и учет корректирующей информации в соответствии с рекомендациями RTCM SC-104 V2.2;- reception and recording of corrective information in accordance with the recommendations of RTCM SC-104 V2.2;

- выдачу потребителям метки времени;- issuing time stamps to consumers;

- среднеквадратической погрешности определения текущих значений навигационных параметров при полностью развернутых СНС ГЛОНАСС+GPS.- the standard error of determining the current values of the navigation parameters when the GPS GLONASS + GPS are fully deployed.

Работа в составе комплекса («облака»). В этом режиме каждая индивидуальная система обменивается текущей координатной информацией с наземной станцией управления и наведения 9 и с каждым из "n" БПЛА. По принятой от других "n" БПЛА текущей информации каждая индивидуальная инерциальная система вычисляет среднее значение координат комплекса («облака»), которое и является истинным (конечно с учетом ошибки). Дифференциальный режим обработки сигналов ГЛОНАСС+GPS вместе с применением фильтра Калмана значительно повышает точность определения координат комплекса, следовательно повышается точность следования по маршруту трубопровода, а значит повышается вероятность безусловного выполнения поставленного полетного задания и контроль его состояния (разрыв трубопровода, утечка и т.д.).Work as part of a complex (“clouds”). In this mode, each individual system exchanges current coordinate information with the ground control and guidance station 9 and with each of the "n" UAVs. According to the current information received from other “n” UAVs, each individual inertial system calculates the average value of the coordinates of the complex (“clouds”), which is true (of course, taking into account the error). The differential GLONASS + GPS signal processing mode, together with the Kalman filter, significantly increases the accuracy of determining the coordinates of the complex, therefore, the accuracy of following the pipeline route is increased, which means that the probability of unconditional fulfillment of the flight mission and its condition (pipeline rupture, leakage, etc.) are increased. )

Claims (1)

Распределенная инерциальная система комплекса из n=3 беспилотных летательных аппаратов, каждый из которых содержит индивидуальную инерциальную систему, в состав которой входит: микроконтроллер, два трехстепенных гироскопа, первый-третий операционные усилители, акселерометр, модем с приемопередающей антенной, наземная станция управления и связи с третьим радиоканалом, отличающаяся тем, что в нее введены первый и второй радиоканалы приема навигационных сигналов спутников GPS и/или ГЛОНАСС соответственно и четвертый радиоканал двухсторонней связи с каждым из "n" беспилотных летательных аппаратов; система имеет следующие соединения: выходы информационных сигналов первого и второго гироскопов по углам крена, тангажа и курса через первый, второй и третий операционные усилители соответственно соединены с первым-третьим входами микроконтроллера, выход акселерометра соединен первой шиной связи с четвертым входом микроконтроллера, приемопередающая антенна через модем и вторую шину связи соединена с входом/выходом микроконтроллера, первым радиоканалом антенна соединена с спутником навигационной системы GPS, вторым радиоканалом - с спутниками навигационной системы ГЛОНАСС, третьим радиоканалом - с наземной станцией управления и четвертым радиоканалом - с индивидуальными станциями каждого из "n" БПЛА; микроконтроллер в своем составе содержит АЦП для преобразования аналоговых сигналов первого и второго гироскопов в цифровую форму, фильтр Калмана для качественной оценки движения БПЛА, дифференциальный вычислитель определения координат БПЛА от GPS и ГЛОНАСС и вычислитель среднеквадратического значения координат комплекса из "n" БПЛА, также микроконтроллер содержит цифроаналоговые преобразователи для управления приводами элеронов, рулей высоты и направления, а количество БПЛА в комплексе из n=3 в зависимости от конкретных условий полетного задания.
Figure 00000001
A distributed inertial system of a complex of n = 3 unmanned aerial vehicles, each of which contains an individual inertial system, which includes: a microcontroller, two three-stage gyroscopes, first-third operational amplifiers, an accelerometer, a modem with a transceiver antenna, a ground control and communication station with a third radio channel, characterized in that the first and second radio channels for receiving navigation signals of the GPS and / or GLONASS satellites, respectively, and the fourth radio channel of the two-way are introduced into it her connection with each of the "n" unmanned aerial vehicles; the system has the following connections: the outputs of the information signals of the first and second gyroscopes at the angles of pitch, pitch and course through the first, second and third operational amplifiers are respectively connected to the first or third inputs of the microcontroller, the output of the accelerometer is connected by the first communication bus to the fourth input of the microcontroller, the transceiver antenna the modem and the second communication bus are connected to the input / output of the microcontroller, the first radio channel the antenna is connected to the satellite of the GPS navigation system, the second radio channel to the GLONASS navigation system utilities, the third radio channel — with a ground control station and the fourth radio channel — with individual stations of each of the “n” UAVs; the microcontroller in its composition contains an ADC for converting analog signals of the first and second gyroscopes to digital form, a Kalman filter for a qualitative assessment of UAV motion, a differential calculator for determining UAV coordinates from GPS and GLONASS, and a root-mean-square calculator for the coordinates of the complex from "n" UAVs, also contains a microcontroller digital-to-analog converters for controlling aileron drives, elevators and rudders, and the number of UAVs in the complex of n = 3, depending on the specific flight conditions th job.
Figure 00000001
RU2011102708/08U 2011-01-25 2011-01-25 DISTRIBUTED INERTIAL SYSTEM RU105032U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011102708/08U RU105032U1 (en) 2011-01-25 2011-01-25 DISTRIBUTED INERTIAL SYSTEM

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011102708/08U RU105032U1 (en) 2011-01-25 2011-01-25 DISTRIBUTED INERTIAL SYSTEM

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU105032U1 true RU105032U1 (en) 2011-05-27

Family

ID=44735264

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011102708/08U RU105032U1 (en) 2011-01-25 2011-01-25 DISTRIBUTED INERTIAL SYSTEM

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU105032U1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2457531C1 (en) * 2011-01-13 2012-07-27 Евгений Владимирович Шароварин Method of using unmanned aircraft and control apparatus
CN108415414A (en) * 2018-01-12 2018-08-17 伍斯龙 A kind of distribution automatic traveling crane navigation system
RU2786847C2 (en) * 2021-03-29 2022-12-26 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Техносфера-МЛ" Method for determination of spatial position of pipeline at underwater transition section

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2457531C1 (en) * 2011-01-13 2012-07-27 Евгений Владимирович Шароварин Method of using unmanned aircraft and control apparatus
CN108415414A (en) * 2018-01-12 2018-08-17 伍斯龙 A kind of distribution automatic traveling crane navigation system
RU2786847C2 (en) * 2021-03-29 2022-12-26 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Техносфера-МЛ" Method for determination of spatial position of pipeline at underwater transition section

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10107627B2 (en) Adaptive navigation for airborne, ground and dismount applications (ANAGDA)
EP2118713B1 (en) Precision approach control
Kim et al. Real-time Navigation, Guidance, and Control of a UAV using Low-cost Sensors
US9423489B2 (en) Near field navigation system
US9593963B2 (en) Method and a device for determining navigation parameters of an aircraft during a landing phase
US20230324562A1 (en) Stratospheric position, navigation, and timing system
KR101749577B1 (en) Method for measuring state of drone
CN205247213U (en) Hi -Fix cruise system of use on unmanned aerial vehicle
CN104180803A (en) Non-similar dual-redundancy integrated navigation device applied to unmanned plane
WO2013132517A2 (en) Autonomous precision navigation
RU2703412C2 (en) Automatic aircraft landing method
Kortunov et al. Review and comparative analysis of mini-and micro-UAV autopilots
CN104808558A (en) Multi-task loading system applicable to special and general airplanes
RU2018116185A (en) The way to create a global information environment in near-Earth space and the multifunctional space information system "Paradigm" based on a network of low-orbit spacecraft for its implementation
Skulstad et al. Net recovery of UAV with single-frequency RTK GPS
Jones et al. Reducing size, weight, and power (SWaP) of perception systems in small autonomous aerial systems
RU113243U1 (en) RADIOTECHNICAL COMPLEX OF NAVIGATION AND MANAGEMENT OF FLIGHTS OF AIRCRAFT MARINE BASING
RU105032U1 (en) DISTRIBUTED INERTIAL SYSTEM
RU2685572C2 (en) Aircraft navigation and pilotage system
RU2749214C1 (en) Flight and navigation system of a transport aircraft
EP3751233B1 (en) Multi-aircraft vision and datalink based navigation system and method
RU2590934C1 (en) Unified aircraft navigation system
CN207502733U (en) Unmanned aerial vehicle onboard multimode landing guidance module
Dziuban et al. Solid state sensors-Practical implementation in unmanned aerial vehicles (UAVs)
Dai et al. Uniform calibration of networked radar based on unmanned aerial vehicle and GPS

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20120126

NF1K Reinstatement of utility model

Effective date: 20141220

MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20160126