RU2219496C2 - Устройство автономной коррекции - Google Patents
Устройство автономной коррекции Download PDFInfo
- Publication number
- RU2219496C2 RU2219496C2 RU2001109422A RU2001109422A RU2219496C2 RU 2219496 C2 RU2219496 C2 RU 2219496C2 RU 2001109422 A RU2001109422 A RU 2001109422A RU 2001109422 A RU2001109422 A RU 2001109422A RU 2219496 C2 RU2219496 C2 RU 2219496C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- unit
- block
- outputs
- multimodal
- comparison
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Navigation (AREA)
Abstract
Изобретение относится к авиационному приборостроению и может быть использовано для повышения точности решения задач навигации. Устройство автономной коррекции инерциальной навигационной системы (ИНС) содержит блок карты рельефа местности, первый, второй и третий блоки сравнения, блок карты приращений ускорения силы тяжести, блок прогноза, блок дифференцирования, гравиметр, первый и второй блоки мультимодального сравнения, блок вектора измерений, блок оптимального фильтра Кальмана, астровизир, блок вычисления прогнозируемых значений горизонтальных координат звезд, блок времени. Первый блок сравнения связан с преобразователем сигналов с датчиков неинерциальных структур. Второй вход блока прогноза подключен к блоку дифференцирования, который связан с преобразованием сигналов с датчиков неинерциальных структур. Блок оптимального фильтра Калмана соответствующими выходами подключен к корректируемой ИНС. Выходы блоков карт рельефа местности и приращений силы тяжести, первый блок сравнения подключены к соответствующим входам блока прогноза. Выходы обоих блоков сравнения связаны с первым блоком мультимодального сравнения. Третий блок сравнения вторым входом подключен к блоку вычисления прогнозируемых значений горизонтальных координат звезд. Выходы блока вычисления прогнозируемых значений горизонтальных координат звезд связаны с блоком времени и соответствующими выходами корректируемой ИНС. Второй блок мультимодального сравнения выходами связан с соответствующими входами блока вектора измерений. Два входа второго блока мультимодального сравнения подключены соответственно к выходам первого блока мультимодального сравнения. Технический результат состоит в увеличении точности коррекции ИНС. 3 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области авиационного приборостроения и может быть использовано для повышения точности решения задач навигации.
Инерциальным навигационным системам (ИНС), установленным на движущемся объекте, присущи растущие по времени погрешности определения координат и скорости, для компенсации которых используются дополнительные автономные источники информации, сигналы с которых преобразуются с помощью устройств автономной коррекции в сигналы, корректирующие ИНС.
Известны устройства автономной коррекции с использованием информации о рельефе местности [1, 2] ; наиболее близким к преложенному является устройство автономной коррекции [2], в котором используется информация, полученная от датчиков рельефа и гравитационных аномалий [2].
Это устройство (см. фиг.1) содержит две цепи из последовательно соединенных блока (1) карты рельефа местности и первого блока (2) сравнения, вторым входом связанного с преобразователем (3) сигналов с датчиков (12) неинерциальных структур и блока (4) карты приращений ускорения силы тяжести, блока (5) прогноза, вторым входом подключенного к блоку (6) дифференцирования, подключенного в свою очередь к преобразователю (3) сигналов с датчиков неинерциальных структур, и второй блок (7) сравнения, второй вход которого подключен к гравиметру (8).
Кроме того, устройство содержит блок (9) мультимодального сравнения, подключенный к выходам первого и второго блоков (2 и 7) сравнения, а через блок (10) вектора измерений связанный с блоком (11) оптимального фильтра Калмана. Кроме того, блок (1) карты рельефа местности и блок (4) карты приращения ускорения силы тяжести и блок (5) прогноза связаны с выходами ИНС (13), входы которой подключены к блоку (11) входами оптимального фильтра Калмана, выход которого является выходом известного автономного устройства коррекции и связан с блоком (14) выдачи информации.
Известное устройство работает следующим образом: корректируемой ИНС в блоки (1) и (4) поступает априорная информация о координатах (широте "φ", долготе "λ" и высоте "Н") объекта, что позволяет извлечь из памяти априорные значения приращения ускорения силы тяжести (ΔG) и высоты рельефа (ΔHпр). В блоке (5) по информации о ΔG, а также по априорным значениям линейной (v) и угловой (ω) скоростям сопровождающего трехгранника (см. фиг.2) и значениям вертикального ускорения (Н), поступающего из блока (6), формируется прогнозируемое значение показаний гравиметра (nгр). nгр поступает в блок сравнения (7), куда также вводится измеренное гравиметром (8) его текущее показание (nгр). Невязка (Z2) поступает в блок мультимодального сравнения (9). Из блока (2) в блок (9) поступает также невязка Z1, полученная как разность прогнозируемого (ΔHпр) и измеренного (ΔHиз) значений приращений высоты рельефа местности. Приращение измеренного значения высоты рельефа формируется в блоке (3) по поступающей из блока (12) информации от радио, баро и лазерного высотомеров (датчиков неинерциальных структур). Известно [3], что на точность определения координат влияет погрешность определения курса. В устройстве - прототипе отсутствуют элементы, позволяющие оценивать курсовую ошибку и учитывать ее при определении координат, что снижает точность известного устройства автономной коррекции.
Упомянутый выше недостаток можно устранить за счет дополнительного измерения азимутов (Аз) и высоты (Нз) известных звезд и использования этих сигналов для компенсации координат (Δφ, Δλ) и скорости, что в свою очередь позволяет увеличить объем информации, выдаваемой потребителю, произведя оценку ошибки истинного курса (ΔИК).
В предлагаемое автономное устройство коррекции для увеличения точности коррекции ИНС дополнительно вводятся новые элементы и новые связи.
На фиг.1 приведена блок-схема устройства прототипа.
На фиг.2 приведен сопровождающий трехгранник, где:
О - центр референц-эллипсоида;
А и в - полуоси референц-эллипсоида;
О, ξ, η, ζ - сопровождающий трехгранник, связанный с референц-эллипсоидом;
М, X1, Y1, Z1 - сопровождающий трехгранник системы базовых координат.
О - центр референц-эллипсоида;
А и в - полуоси референц-эллипсоида;
О, ξ, η, ζ - сопровождающий трехгранник, связанный с референц-эллипсоидом;
М, X1, Y1, Z1 - сопровождающий трехгранник системы базовых координат.
На фиг. 3 приведена блок-схема предлагаемого устройства где:
1 - блок карты рельефа местности;
2, 7, 18 - три блока сравнения;
3 - преобразователь сигналов с датчиков неинерциальных структур;
4 - блок карты приращения силы тяжести (ΔG);
5 - блок прогноза;
6 - блок дифференцирования;
8 - гравиметр;
6, 19 - блок мультимодального сравнения;
9.1, 9.3, 19.1, 19.2, 19.3 - блок ковариационных матриц;
9.2, 19.4 - субблок сравнения;
10 - блок вектора измерений;
11 - блок оптимального фильтра Калмана;
17 - астровизир;
16 - блок вычисления прогнозируемых значений горизонтальных координат звезд: азимута (Азп) и высоты (Нзп);
15 - блок времени (часы);
12 - датчики неинерциальных структур;
18 - корректируемая ИНС;
14 - блок выдачи информации.
1 - блок карты рельефа местности;
2, 7, 18 - три блока сравнения;
3 - преобразователь сигналов с датчиков неинерциальных структур;
4 - блок карты приращения силы тяжести (ΔG);
5 - блок прогноза;
6 - блок дифференцирования;
8 - гравиметр;
6, 19 - блок мультимодального сравнения;
9.1, 9.3, 19.1, 19.2, 19.3 - блок ковариационных матриц;
9.2, 19.4 - субблок сравнения;
10 - блок вектора измерений;
11 - блок оптимального фильтра Калмана;
17 - астровизир;
16 - блок вычисления прогнозируемых значений горизонтальных координат звезд: азимута (Азп) и высоты (Нзп);
15 - блок времени (часы);
12 - датчики неинерциальных структур;
18 - корректируемая ИНС;
14 - блок выдачи информации.
Блоки (1)-(11) идентичны по своему назначению и структурному построению блокам (1)-(11) устройства - прототипа.
Блоки (12)-(13) являются внешними по отношению к предлагаемому.
Астровизир (17) представляет собой устройство, измеряющее рассогласование между направлением на звезду и положением своей оптической оси.
Так как и известное, предлагаемое автономное устройство коррекции содержит две цепи из последовательно соединенных:
- блока (1) карты рельефа местности и первого блока (2) сравнения, вторым входом связанного с преобразователем (3) сигналов с датчиков (12) неинерциальных структур,
- и блока (4) карты приращений ускорения силы тяжести (ΔG), блока (5) прогноза, вторым входом подключенного к блоку (6) дифференцирования, связанного в свою очередь с преобразователем (3) сигналов с датчиков (17) неинерциальных структур, и второй блок (7) сравнения, другой вход которого подключен к гравиметру (8). Устройство содержит также блок (9) мультимодального сравнения, блок (10) вектора измерений и связанный с ним блок (11) оптимального фильтра Калмана, соответствующими входами подключенный к корректируемой ИНС (13), выходами связанную с входами блоков карт (1) и (5) рельефа местности и приращений силы тяжести, а также блока (5) прогноза соответственно, а выходом подключенный к блоку (14) выдачи информации.
- блока (1) карты рельефа местности и первого блока (2) сравнения, вторым входом связанного с преобразователем (3) сигналов с датчиков (12) неинерциальных структур,
- и блока (4) карты приращений ускорения силы тяжести (ΔG), блока (5) прогноза, вторым входом подключенного к блоку (6) дифференцирования, связанного в свою очередь с преобразователем (3) сигналов с датчиков (17) неинерциальных структур, и второй блок (7) сравнения, другой вход которого подключен к гравиметру (8). Устройство содержит также блок (9) мультимодального сравнения, блок (10) вектора измерений и связанный с ним блок (11) оптимального фильтра Калмана, соответствующими входами подключенный к корректируемой ИНС (13), выходами связанную с входами блоков карт (1) и (5) рельефа местности и приращений силы тяжести, а также блока (5) прогноза соответственно, а выходом подключенный к блоку (14) выдачи информации.
Кроме того, в устройство дополнительно введены астровизир (17), связанный с третьим блоком (18) сравнения, а также блок (16) вычисления прогнозируемых значений горизонтальных координат звезд, подключенный к соответствующим выходам ИНС (13), блок времени (15), подключенный к блоку (16) вычисления, и второй блок (19) мультимодального сравнения, подключенный своими входами к выходам первого блока (9) мультимодального сравнения и третьего блока (17) сравнения, выходами связанного с соответствующими входами блока (10) вектора измерений.
Работа блоков и связей (1)-(10) в предлагаемом устройстве производится так же, как в прототипе. При введении дополнительно астровизира и блоков (19), (12) и (13) в устройство вводится дополнительная информация, позволяющая оценить ошибку истинного курса (ΔИК), а также осуществить уточнение оценок ошибок координат (Δφ, Δλ). Для осуществления последней операции вводится дополнительно 2-й блок мультимодального сравнения (19), где производится анализ ковариационных матриц ошибок с учетом влияния дополнительной информации от астровизира. В результате изменяются весовые коэффициенты μ1 и μ2 и формируется новый коэффициент μ3, которые позволяют образовать трехмерный вектор изменения Z4, позволяющий получить более точные оценки в результате калмановской фильтрации с учетом значений весовых коэффициентов.
Сформированный таким образом сигнал поступает в блок оптимального фильтра Калмана (11). Выходная информация блока (11), по отношению к прототипу, расширяется на одну составляющую - поправку истинного курса (ΔИК), чем и достигается эффект коррекции базовой ИНС по каналу курса. Кроме этого нового положительного фактора, существенно увеличивается по отношению к прототипу точность коррекции по координатам φ и λ, так как составляющая вектора измерения Z3 аналогична совокупному действию составляющих и позволяет оценить ошибки 2-й группы ИНС [2].
Устройство не имеет ограничений по применению.
Источники информации
1. Белоглазов И.Н. и др. "Основы навигации по геофизическим полям", Москва, "Наука", 1985 г., с. 20-25; 30; 45-52 - аналог.
1. Белоглазов И.Н. и др. "Основы навигации по геофизическим полям", Москва, "Наука", 1985 г., с. 20-25; 30; 45-52 - аналог.
2. Заявка 99113919. "Устройство автономной коррекции" - прототип.
3. Андреев В.Д. "Теория инерциальной навигации". Корректируемые системы" М., Наука, 1967 г., с. 422-489.
Claims (1)
- Устройство автономной коррекции инерциальной навигационной системы (ИНС), содержащее две цепи из последовательно соединенных блока карты рельефа местности и первого блока сравнения, вторым входом связанного с преобразователем сигналов с датчиков неинерциальных структур, и блока карты приращений ускорения силы тяжести, блока прогноза, вторым входом подключенного к блоку дифференцирования, связанного, в свою очередь, с преобразованием сигналов с датчиков неинерциальных структур, и второй блок сравнения, другой вход которого подключен к гравиметру, а также первый блок мультимодального сравнения, блок вектора измерений и связанный с ним блок оптимального фильтра Калмана, соответствующими выходами подключенный к корректируемой ИНС, при этом выходы блоков карт рельефа местности и приращений силы тяжести, а также первый блок сравнения подключены к соответствующим выходам блока прогноза, а выходы обоих блоков сравнения связаны с первым блоком мультимодального сравнения, отличающееся тем, что в него дополнительно введены последовательно соединенные астровизир, третий блок сравнения, вторым входом подключенный к вновь введенному блоку вычисления прогнозируемых значений горизонтальных координат звезд, входы которого связаны с вновь введенным блоком времени и с соответствующими выходами корректируемой ИНС, и второй блок мультимодального сравнения, выходами связанный с соответствующими входами блока вектора измерений, при этом два входа второго блока мультимодального сравнения подключены соответственно к выходам первого блока мультимодального сравнения.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001109422A RU2219496C2 (ru) | 2001-04-06 | 2001-04-06 | Устройство автономной коррекции |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001109422A RU2219496C2 (ru) | 2001-04-06 | 2001-04-06 | Устройство автономной коррекции |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2001109422A RU2001109422A (ru) | 2003-06-10 |
| RU2219496C2 true RU2219496C2 (ru) | 2003-12-20 |
Family
ID=32065315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001109422A RU2219496C2 (ru) | 2001-04-06 | 2001-04-06 | Устройство автономной коррекции |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2219496C2 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2629658C2 (ru) * | 2015-10-14 | 2017-08-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный комплекс "Электрооптика" (ООО "НПК "Электрооптика") | Автономная корректируемая инерциальная навигационная система |
| GB2575971A (en) * | 2018-07-23 | 2020-02-05 | Atlantic Inertial Systems Ltd | A navigation system |
| CN111123381A (zh) * | 2018-11-01 | 2020-05-08 | 北京自动化控制设备研究所 | 一种用于平台式重力仪减小水平加速度影响的方法 |
-
2001
- 2001-04-06 RU RU2001109422A patent/RU2219496C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| БЕЛОГЛАЗОВ Н.И. и др. Основы навигации по геофизическим полям. - М.: Наука, 1985, с.20-25, 30, 45-52. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2629658C2 (ru) * | 2015-10-14 | 2017-08-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственный комплекс "Электрооптика" (ООО "НПК "Электрооптика") | Автономная корректируемая инерциальная навигационная система |
| GB2575971A (en) * | 2018-07-23 | 2020-02-05 | Atlantic Inertial Systems Ltd | A navigation system |
| CN111123381A (zh) * | 2018-11-01 | 2020-05-08 | 北京自动化控制设备研究所 | 一种用于平台式重力仪减小水平加速度影响的方法 |
| CN111123381B (zh) * | 2018-11-01 | 2022-04-12 | 北京自动化控制设备研究所 | 一种用于平台式重力仪减小水平加速度影响的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111947652B (zh) | 一种适用于月球着陆器的惯性/视觉/天文/激光测距组合导航方法 | |
| CN102538792B (zh) | 一种位置姿态系统的滤波方法 | |
| US6876926B2 (en) | Method and system for processing pulse signals within an inertial navigation system | |
| CN107588769B (zh) | 一种车载捷联惯导、里程计及高程计组合导航方法 | |
| CN101706284B (zh) | 提高船用光纤陀螺捷联惯导系统定位精度的方法 | |
| CN106767787A (zh) | 一种紧耦合gnss/ins组合导航装置 | |
| RU2406973C2 (ru) | Способ калибровки бесплатформенных инерциальных навигационных систем | |
| CN101788296A (zh) | 一种sins/cns深组合导航系统及其实现方法 | |
| RU2380656C1 (ru) | Комплексированная бесплатформенная инерциально-спутниковая система навигации на "грубых" чувствительных элементах | |
| CN101162147A (zh) | 大失准角下船用光纤陀螺捷联航姿系统系泊精对准方法 | |
| CN105091907A (zh) | Sins/dvl组合中dvl方位安装误差估计方法 | |
| CN110849360B (zh) | 面向多机协同编队飞行的分布式相对导航方法 | |
| CN101246012A (zh) | 一种基于鲁棒耗散滤波的组合导航方法 | |
| RU2539140C1 (ru) | Интегрированная бесплатформенная система навигации средней точности для беспилотного летательного аппарата | |
| RU2504734C1 (ru) | Способ определения параметров модели погрешностей измерений акселерометров инерциальной навигационной системы по измерениям спутниковой навигации | |
| RU2382988C1 (ru) | Бесплатформенная инерциальная система ориентации на "грубых" чувствительных элементах | |
| CN109084755B (zh) | 一种基于重力视速度与参数辨识的加速度计零偏估计方法 | |
| RU2683144C1 (ru) | Способ определения ошибок ориентации измерительных осей лазерных гироскопов и маятниковых акселерометров в бесплатформенной инерциальной навигационной системе | |
| JPH0926328A (ja) | 位置標定装置 | |
| RU2219496C2 (ru) | Устройство автономной коррекции | |
| CN103901459B (zh) | 一种mems/gps组合导航系统中量测滞后的滤波方法 | |
| RU2277696C2 (ru) | Интегрированная инерциально-спутниковая навигационная система | |
| CN104297525A (zh) | 基于火箭橇试验的惯性测量系统加速度计标定方法 | |
| CN103940444B (zh) | 一种mimu组网式系统级标定方法 | |
| RU2502049C1 (ru) | Малогабаритная бесплатформенная инерциальная навигационная система средней точности, корректируемая от системы воздушных сигналов |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070407 |