RU2572403C1 - Method of inertial navigation and device for its realisation - Google Patents

Method of inertial navigation and device for its realisation Download PDF

Info

Publication number
RU2572403C1
RU2572403C1 RU2015111505/28A RU2015111505A RU2572403C1 RU 2572403 C1 RU2572403 C1 RU 2572403C1 RU 2015111505/28 A RU2015111505/28 A RU 2015111505/28A RU 2015111505 A RU2015111505 A RU 2015111505A RU 2572403 C1 RU2572403 C1 RU 2572403C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
calculator
angular velocity
accelerometers
navigation
inputs
Prior art date
Application number
RU2015111505/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Петрович Шепеть
Original Assignee
Игорь Петрович Шепеть
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 Игорь Петрович Шепеть filed Critical Игорь Петрович Шепеть
Priority to RU2015111505/28A priority Critical patent/RU2572403C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2572403C1 publication Critical patent/RU2572403C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Navigation (AREA)

Abstract

FIELD: measurement equipment.
SUBSTANCE: they carry out the compensation of errors of a unit of accelerometers due to errors of accelerometers of the second unit by the rotation of sensitive elements to the achievement of the maximum of difference of the readings of the accelerometers reduced to a single system of coordinates. The device is an inertial navigation multi-system, which comprises two navigation calculators, two units of gyroscopes, two units of accelerometers and a system of control of the spatial position of units of sensitive elements.
EFFECT: increased accuracy of detection of pilot and navigation parameters of the aircraft flight.
3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области навигационных измерений и может быть использовано для определения координат местоположения подвижного объекта, например летательного аппарата (ЛА).The invention relates to the field of navigation measurements and can be used to determine the coordinates of the location of a moving object, for example, an aircraft (LA).

Известен способ компенсации инструментальных погрешностей бесплатформенных инерциальных навигационных систем, заключающийся во вращении по периодическому закону управления инерциального измерительного блока, состоящего из блока акселерометров и блока гироскопов и закрепленного на механизме вращения, коррекции параметров закона управления инерциальным измерительным блоком на основании функциональной зависимости между оптимальными параметрами закона управления и данными об изменении в процессе эксплуатации инструментальных погрешностей лазерных гироскопов [1].A known method of compensating for instrumental errors of strapdown inertial navigation systems, which consists in rotating according to the periodic law of control of an inertial measuring unit, consisting of a block of accelerometers and a block of gyroscopes and mounted on a rotation mechanism, correcting the parameters of the control law of an inertial measuring unit based on the functional relationship between the optimal parameters of the control law and data on changes during the operation of instrumental errors of laser gyroscopes [1].

Известно устройство, реализующее данный способ, включающее инерциальный измерительный блок, в состав которого входят блок лазерных гироскопов и блок акселерометров, механизм вращения, блок электроники инерциального измерительного блока и интерфейсы, цифровой микропроцессор, блок сопряжения с навигационной информацией, блок вычисления скоростей, блок управления и отображения информации, аналого-цифровой преобразователь и цифроаналоговый преобразователь, шину навигационной информации, блок коррекции, в состав которого входят счетчик времени, блок определения погрешностей лазерных гироскопов, блок выдачи сигнала коррекции, блок выдачи параметров закона управления, при этом входы блока определения погрешностей лазерных гироскопов соединены с выходами блока управления и отображения информации и счетчика времени, выход которого соединен с блоком выдачи сигнала коррекции; выход блока выдачи параметров закона управления соединен с входом блока электроники инерциального измерительного блока и интерфейсов, а входы - с выходами блока определения погрешностей лазерных гироскопов и блока выдачи сигнала коррекции [1].A device is known that implements this method, including an inertial measuring unit, which includes a laser gyroscope unit and an accelerometer unit, a rotation mechanism, an inertial measuring unit electronics unit and interfaces, a digital microprocessor, a navigation information interface unit, a speed calculation unit, a control unit, and information display, analog-to-digital converter and digital-to-analog converter, navigation information bus, correction block, which includes counters time determining unit errors laser gyroscopes correction signal output unit, output unit parameter of the control law, the error determination unit inputs the laser gyro connected to outputs of the control unit and the display information and the time counter, the output of which is connected to provide a signal correction unit; the output of the control law parameter output unit is connected to the input of the inertial measuring unit electronics and interfaces, and the inputs to the outputs of the laser gyro error determination unit and the correction signal output unit [1].

Недостатком известных способа и устройства является отсутствие возможности компенсации погрешностей чувствительных элементов (гироскопов и акселерометров) инерциального измерительного блока за счет дополнительного инерциального измерительного блока.A disadvantage of the known method and device is the inability to compensate for errors of sensitive elements (gyroscopes and accelerometers) of the inertial measuring unit due to the additional inertial measuring unit.

Наиболее близкими к изобретению являются способ определения навигационных параметров летательного аппарата, заключающийся в измерении направления и величины векторов угловой скорости летательного аппарата относительно измерительной системы координат, определении текущей ориентации измерительной системы координат относительно навигационной системы координат, модуляции погрешностей составляющих векторов угловой скорости, определении текущих значений навигационных параметров по измеренным векторам ускорения и угловых скоростей и текущей ориентации измерительной системы координат, определении направления вектора погрешности текущей ориентации измерительной системы координат и модуляции этого вектора погрешности [2].Closest to the invention are a method for determining the navigation parameters of an aircraft, which consists in measuring the direction and magnitude of the angular velocity vectors of the aircraft relative to the measuring coordinate system, determining the current orientation of the measuring coordinate system relative to the navigation coordinate system, modulating the errors of the components of the angular velocity vectors, determining the current values of navigation parameters for measured acceleration vectors and angular velocities and measuring the current orientation of the coordinate system, determining the direction of the vector error current orientation of the coordinate system and measuring the modulation of the error vector [2].

Наиболее близким устройством, реализующим данный способ, является устройство для определения навигационных параметров летательного аппарата, представляющее собой бесплатформенную инерциальную навигационную систему, содержащую блок датчиков линейных ускорений или линейных скоростей, блок датчиков угловых скоростей и вычислитель вектора состояния объекта, входы которого связаны с блоком датчиков угловых скоростей и блоком датчиков линейных ускорений или линейных скоростей, а также программными механизмами углового разворота, число которых соответствует числу датчиков угловых скоростей в блоке датчиков угловых скоростей, при этом каждый программный механизм программного разворота кинематически связан с соответствующим датчиком угловой скорости, вход каждого из программных механизмов программного разворота связан с выходом вычислителя вектора состояния объекта, дополнительно содержит вторую аналогичную бесплатформенную инерциальную навигационную систему, образуя при этом инерциальную навигационную мультисистему, при этом два блока измерителей которой одновременно разворачиваются в пространстве в противоположных направлениях программными механизмами углового разворота (силовой частью датчиков углов) по сигналу, вырабатываемому устройством управления, состоящим из определителя разности модуля векторов ошибок угловых скоростей и формирователя управляющего сигнала [2].The closest device that implements this method is a device for determining the navigation parameters of an aircraft, which is a strap-down inertial navigation system containing a block of linear acceleration sensors or linear velocities, a block of angular velocity sensors and a calculator of the object state vector, the inputs of which are connected to the block of angular sensors speeds and a block of linear acceleration sensors or linear speeds, as well as software mechanisms for angular rotation, number which corresponds to the number of angular velocity sensors in the block of angular velocity sensors, with each programmatic program turning mechanism kinematically connected to the corresponding angular velocity sensor, the input of each of the programmatic turning mechanism software is connected to the output of the object state vector calculator, additionally contains a second similar strap-down inertial navigation system , thus forming an inertial navigation multisystem, while two measuring blocks of which one temporarily deploy in space in opposite directions by the angular rotation software mechanisms (the power part of the angle sensors) according to the signal generated by the control device, consisting of the determinant of the difference in the module of angular velocity error vectors and the driver of the control signal [2].

Недостатки известных способа и устройства - компенсация погрешностей только гироскопов и отсутствие возможности компенсации погрешностей акселерометров.The disadvantages of the known method and device is the compensation of errors only gyroscopes and the lack of compensation for errors of accelerometers.

Технической задачей изобретения является повышение точности определения пилотажных и навигационных параметров полета летательного аппарата путем компенсации погрешностей как гироскопов, так и акселерометров за счет дополнительных гироскопов и акселерометров. Компенсация погрешностей достигается за счет поворота векторов погрешностей акселерометров и гироскопов дополнительных блоков в противоположные направления погрешностям акселерометров и гироскопов основных блоков. Векторы погрешностей противоположны, в случае если разность показаний чувствительных элементов, приведенных к единой системе координат, максимальна.An object of the invention is to increase the accuracy of determining the flight and navigation parameters of an aircraft flight by compensating for errors in both gyroscopes and accelerometers due to additional gyroscopes and accelerometers. Error compensation is achieved by rotating the error vectors of the accelerometers and gyroscopes of the additional units in the opposite directions to the errors of the accelerometers and gyroscopes of the main blocks. The error vectors are opposite if the difference in the readings of the sensitive elements reduced to a single coordinate system is maximum.

Технический результат изобретения достигается тем, что в способе инерциальной навигации, заключающемся в измерении угловой скорости и ускорения летательного аппарата, определении текущей ориентации измерительной системы координат относительно навигационной системы координат, компенсации погрешностей измерителей угловой скорости первого блока измерителей угловой скорости за счет погрешностей измерителей угловой скорости второго блока измерителей угловой скорости путем разворота блоков до достижения максимума разности показаний измерителей угловой скорости, приведенных к единой системе координат, определении текущих значений навигационных параметров по измеренным значениям ускорения и угловых скоростей и текущей ориентации измерительной системы координат, дополнительно осуществляют компенсацию погрешностей акселерометров первого блока акселерометров за счет погрешностей акселерометров второго блока акселерометров путем разворота блоков до достижения максимума разности показаний акселерометров, приведенных к единой системе координат.The technical result of the invention is achieved by the fact that in the inertial navigation method consisting in measuring the angular velocity and acceleration of the aircraft, determining the current orientation of the measuring coordinate system relative to the navigation coordinate system, compensating for errors in the angular velocity meters of the first block of angular velocity meters due to errors in the angular velocity meters of the second the block of angular velocity meters by turning the blocks until the maximum difference of the reading angular velocity meters reduced to a single coordinate system, determining the current values of navigation parameters from the measured values of acceleration and angular velocities and the current orientation of the measuring coordinate system, additionally compensate for the errors of the accelerometers of the first block of accelerometers due to the errors of the accelerometers of the second block of accelerometers by turning the blocks until the maximum differences in the readings of accelerometers reduced to a single coordinate system.

В устройство для инерциальной навигации, включающее первый и второй навигационные вычислители, первое и второе суммирующие устройства, первое и второе множительные устройства, вычислитель разности сигналов гироскопов, первый формирователь управляющих сигналов, первое поворотное устройство, первый, второй и третий акселерометры, первый, второй и третий измерители угловой скорости, первый, второй и третий датчики угла, четвертый, пятый и шестой акселерометры, четвертый, пятый и шестой измерители угловой скорости, четвертый, пятый и шестой датчики угла, выходы первого, второго и третьего акселерометров соединены с первым, вторым и третьим входами первого навигационного вычислителя, выходы четвертого, пятого и шестого акселерометров соединены с первым, вторым и третьим входами второго навигационного вычислителя, выходы первого, второго и третьего датчиков угла соединены с четвертым, пятым и шестым входами первого навигационного вычислителя, выходы четвертого, пятого и шестого датчиков угла соединены с четвертым, пятым и шестым входами второго навигационного вычислителя, выходы первого, второго и третьего измерителей угловой скорости соединены с седьмым, восьмым и девятым входами первого навигационного вычислителя, выходы четвертого, пятого и шестого измерителей угловой скорости соединены с седьмым, восьмым и девятым входами второго навигационного вычислителя, первый и второй входы первого суммирующего устройства соединены с первыми выходами первого и второго навигационных вычислителей, а выход через первое множительное устройство соединен с первым выходом устройства, первый и второй входы второго суммирующего устройства соединены со вторыми выходами первого и второго навигационных вычислителей, а выход через второе множительное устройство соединен со вторым выходом устройства, первый, второй и третий измерители угловой скорости соединены с первым, вторым и третьим входами вычислителя разности сигналов гироскопов, четвертый, пятый и шестой измерители угловой скорости соединены с четвертым, пятым и шестым входами вычислителя разности сигналов гироскопов, выход которого через первый формирователь управляющих сигналов поступает на вход первого и второго поворотных устройств, первое поворотное устройство осуществляет поворот первого блока измерителей угловой скорости с расположенными на нем первым, вторым и третьим измерителями угловой скорости относительно корпуса летательного аппарата, второе поворотное устройство осуществляет поворот второго блока измерителей угловой скорости с расположенными на нем четвертым, пятым и шестым измерителями угловой скорости относительно корпуса летательного аппарата, дополнительно введены вычислитель разности сигналов акселерометров, второй формирователь управляющих сигналов, третье и четвертое поворотные устройства, седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый и двенадцатый датчики угла, причем первый, второй, третий акселерометры и седьмой, восьмой, девятый датчики угла объедены в первый блок акселерометров, первый, второй, третий измерители угловой скорости и первый, второй, третий датчики угла объединены в первый блок измерителей угловой скорости, четвертый, пятый, шестой акселерометры и десятый, одиннадцатый, двенадцатый датчики угла объединены во второй блок акселерометров, четвертый, пятый, шестой измерители угловой скорости и четвертый, пятый, шестой датчики угла объединены во второй блок измерителей угловой скорости, выходы первого, второго и третьего датчиков угла соединены с седьмым, восьмым и девятым входами вычислителя разности сигналов гироскопов, выходы четвертого, пятого и шестого датчиков угла соединены с десятым, одиннадцатым и двенадцатым входами вычислителя разности сигналов гироскопов, выходы седьмого, восьмого и девятого датчиков угла соединены с первым, вторым и третьим входами вычислителя разности сигналов акселерометров и десятым, одиннадцатым и двенадцатым входами первого навигационного вычислителя, выходы первого, второго и третьего акселерометров соединены с четвертым, пятым и шестым входами вычислителя разности сигналов акселерометров, выходы десятого, одиннадцатого и двенадцатого датчиков угла соединены с десятым, одиннадцатым и двенадцатым входами второго навигационного вычислителя и с седьмым, восьмым и девятым входами вычислителя разности сигналов акселерометров, выходы четвертого, пятого и шестого акселерометров соединены с вычислителем разности сигналов акселерометров, выход которого через второй формирователь управляющих сигналов соединен с входами третьего и четвертого поворотных устройств, третье поворотное устройство осуществляет поворот первого блока акселерометров с расположенными на нем первым, вторым и третьим акселерометрами относительно корпуса летательного аппарата, четвертое поворотное устройство осуществляет поворот второго блока акселерометров с расположенными на нем четвертым, пятым и шестым акселерометрами относительно корпуса летательного аппарата.An inertial navigation device comprising first and second navigation calculators, first and second summing devices, first and second multiplying devices, a difference signal calculator of gyroscopes, a first driver of control signals, a first rotary device, a first, second and third accelerometers, the first, second and third angular velocity meters, first, second and third angle sensors, fourth, fifth and sixth accelerometers, fourth, fifth and sixth angular velocity meters, fourth, fifth and sixth angle sensors, outputs of the first, second, and third accelerometers are connected to the first, second, and third inputs of the first navigation calculator, outputs of the fourth, fifth, and sixth accelerometers are connected to the first, second, and third inputs of the second navigation calculator, outputs of the first, second, and third angle sensors are connected with the fourth, fifth and sixth inputs of the first navigation computer, the outputs of the fourth, fifth and sixth angle sensors are connected to the fourth, fifth and sixth inputs of the second navigation computer, the outputs of the first, second and third angular velocity meters are connected to the seventh, eighth and ninth inputs of the first navigation calculator, the outputs of the fourth, fifth and sixth angular velocity meters are connected to the seventh, eighth and ninth inputs of the second navigation calculator, the first and second inputs of the first summing device are connected with the first outputs of the first and second navigation computers, and the output through the first multiplying device is connected to the first output of the device, the first and second inputs of the second umming devices are connected to the second outputs of the first and second navigation calculators, and the output through the second multiplying device is connected to the second output of the device, the first, second and third angular velocity meters are connected to the first, second and third inputs of the calculator of the difference of the signals of the gyroscopes, fourth, fifth and sixth angular velocity meters are connected to the fourth, fifth and sixth inputs of the calculator of the difference of the signals of the gyroscopes, the output of which is supplied through the first driver of the control signals at the input of the first and second rotary devices, the first rotary device rotates the first block of angular velocity meters with the first, second and third angular velocity meters located on it relative to the aircraft body, the second rotary device rotates the second block of angular velocity meters with the fourth located on it , fifth and sixth angular velocity meters relative to the aircraft body, an additional signal difference calculator is introduced accelerometers, a second driver of control signals, third and fourth rotary devices, seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh and twelfth angle sensors, the first, second, third accelerometers and seventh, eighth, ninth angle sensors are combined into the first block of accelerometers, the first, the second, third angular velocity meters and the first, second, third angle sensors are combined into the first block of angular velocity meters, the fourth, fifth, sixth accelerometers and the tenth, eleventh, twelfth angle sensors combined In the second block of accelerometers, the fourth, fifth, sixth angular velocity meters and the fourth, fifth, sixth angle sensors are combined in the second block of angular velocity meters, the outputs of the first, second and third angle sensors are connected to the seventh, eighth and ninth inputs of the calculator of the difference signal of the gyroscopes , the outputs of the fourth, fifth and sixth angle sensors are connected to the tenth, eleventh and twelfth inputs of the calculator of the difference of the signals of the gyroscopes, the outputs of the seventh, eighth and ninth angle sensors are connected to the first, w the second and third inputs of the accelerometer signal difference calculator and the tenth, eleventh and twelfth inputs of the first navigation calculator, the outputs of the first, second and third accelerometers are connected to the fourth, fifth and sixth inputs of the difference signal calculator of the accelerometers, the outputs of the tenth, eleventh and twelfth angle sensors are connected to the tenth , the eleventh and twelfth inputs of the second navigation computer and with the seventh, eighth and ninth inputs of the calculator of the difference of the signals of the accelerometers, outputs h fourth, fifth and sixth accelerometers are connected to the accelerometer signal difference calculator, the output of which through the second driver of control signals is connected to the inputs of the third and fourth rotary devices, the third rotary device rotates the first block of accelerometers with the first, second, and third accelerometers located on it relative to the aircraft body apparatus, the fourth rotary device rotates the second block of accelerometers with the fourth located on it, fifth and sixth accelerometers relative to the body of the aircraft.

Новыми признаками, обладающими существенными отличиями по способу, является следующая совокупность действий:New features that have significant differences in the method is the following set of actions:

осуществляют компенсацию погрешностей акселерометров первого блока акселерометров за счет погрешностей акселерометров второго блока акселерометров путем разворота блоков до достижения максимума разности показаний акселерометров, приведенных к единой системе координат;they compensate for the errors of the accelerometers of the first block of accelerometers due to the errors of the accelerometers of the second block of accelerometers by turning the blocks until the maximum difference in the readings of the accelerometers reduced to a single coordinate system;

по устройству - наличие в схеме устройства вычислителя разности сигналов акселерометров, формирователя управляющих сигналов, двух поворотных устройств, восьми датчиков угла;on the device - the presence in the device circuit of the calculator of the difference of the signals of the accelerometers, the driver of the control signals, two rotary devices, eight angle sensors;

новые связи между известными и новыми признаками.new connections between known and new features.

Применение всех новых признаков позволяет повысить точность определения пилотажно-навигационных параметров летательного аппарата путем компенсации погрешностей акселерометров первого блока акселерометров за счет погрешностей акселерометров второго блока акселерометров.The use of all the new features allows to increase the accuracy of determining the flight and navigation parameters of the aircraft by compensating for the errors of the accelerometers of the first block of accelerometers due to the errors of the accelerometers of the second block of accelerometers.

На чертеже изображена блок-схема устройства для инерциальной навигации.The drawing shows a block diagram of a device for inertial navigation.

В состав устройства входят два навигационных вычислителя 1 и 2, два блока акселерометров 3 и 5, два блока измерителей угловой скорости 4 и 6, акселерометры 7-9 и 25-27, датчики угла 10-15 и 22-27, измерители угловой скорости 16-18 и 28-30, вычислители матрицы направляющих косинусов 31-34, 36-37, 39 и 41, вычислители параметров ориентации 35 и 38, интегрирующие вычислители 40, 42, 44, 46, 48 и 50, вычислители скоростей 43 и 45, вычислители координат 47 и 49, вычислители угловых скоростей 51 и 52, вычислитель разности сигналов гироскопов 53, формирователи управляющих сигналов 54 и 58, поворотные устройства 55, 56, 59 и 60, вычислитель разности сигналов акселерометров 57, суммирующие устройства 61 и 63, множительные устройства.The device includes two navigation calculators 1 and 2, two blocks of accelerometers 3 and 5, two blocks of angular velocity meters 4 and 6, accelerometers 7-9 and 25-27, angle sensors 10-15 and 22-27, angular velocity meters 16 -18 and 28-30, calculators of the matrix of guide cosines 31-34, 36-37, 39 and 41, calculators of orientation parameters 35 and 38, integrating calculators 40, 42, 44, 46, 48 and 50, speed calculators 43 and 45, coordinate calculators 47 and 49, angular velocity calculators 51 and 52, difference signal calculator of gyroscopes 53, control signal generators 54 and 58, rotational accurate devices 55, 56, 59 and 60, a calculator of a difference of signals of accelerometers 57, summing devices 61 and 63, multiplying devices.

Первый навигационный вычислитель 1 состоит из первого вычислителя матрицы направляющих косинусов 31, второго вычислителя матрицы направляющих косинусов 33, третьего вычислителя матрицы направляющих косинусов 34, вычислителя параметров ориентации 35, четвертого вычислителя матрицы направляющих косинусов 39, первого интегрирующего вычислителя 40, вычислителя скоростей 43, второго интегрирующего вычислителя 44, вычислителя координат 47, третьего интегрирующего вычислителя 48, вычислителя угловых скоростей 51.The first navigation calculator 1 consists of a first calculator of the matrix of guide cosines 31, a second calculator of the matrix of guide cosines 33, a third calculator of the matrix of guide cosines 34, a calculator of orientation parameters 35, a fourth calculator of the matrix of guide cosines 39, a first integrating calculator 40, a speed calculator 43, and a second integrating a calculator 44, a coordinate calculator 47, a third integrating calculator 48, an angular velocity calculator 51.

Второй навигационный вычислитель 2 состоит из первого вычислителя матрицы направляющих косинусов 32, второго вычислителя матрицы направляющих косинусов 36, третьего вычислителя матрицы направляющих косинусов 37, вычислителя параметров ориентации 38, четвертого вычислителя матрицы направляющих косинусов 41, первого интегрирующего вычислителя 42, вычислителя скоростей 45, второго интегрирующего вычислителя 46, вычислителя координат 49, третьего интегрирующего вычислителя 50, вычислителя угловых скоростей 52.The second navigation calculator 2 consists of a first calculator of the matrix of guide cosines 32, a second calculator of the matrix of guide cosines 36, a third calculator of the matrix of guide cosines 37, a calculator of orientation parameters 38, a fourth calculator of the matrix of guide cosines 41, the first integrating calculator 42, and the speed calculator 45, the second integrating calculator 46, coordinate calculator 49, third integrating calculator 50, angular velocity calculator 52.

Первый и второй навигационные вычислители 1 и 2 предназначены для вычисления пилотажно-навигационных параметров летательных аппаратов на основании показаний акселерометров и гироскопов.The first and second navigation computers 1 and 2 are designed to calculate the flight and navigation parameters of aircraft based on the readings of accelerometers and gyroscopes.

Первый блок 4 измерителей угловой скорости состоит из первого, второго и третьего измерителей угловой скорости 16, 17, 18 и закреплен на первом поворотном устройстве 55. На осях поворотного устройства расположены датчики 13, 14 и 15 угла, позволяющие измерить углы Эйлера-Крылова [3], определяющие ориентацию блока 4 измерителей угловой скорости относительно связанной с летательным аппаратом системы координат.The first block 4 of angular velocity meters consists of the first, second and third angular velocity meters 16, 17, 18 and is mounted on the first rotary device 55. Angle sensors 13, 14 and 15 are located on the axis of the rotary device, which make it possible to measure Euler-Krylov angles [3 ], which determine the orientation of the block 4 of angular velocity meters relative to the coordinate system associated with the aircraft.

Первый блок 3 акселерометров состоит из первого, второго и третьего акселерометров 7, 8, 9 и закреплен на третьем поворотном устройстве 59 с датчиками 7, 8, 9 на осях вращения.The first block 3 of the accelerometers consists of the first, second and third accelerometers 7, 8, 9 and is mounted on the third rotary device 59 with sensors 7, 8, 9 on the axes of rotation.

Второй блок 5 акселерометров состоит из четвертого, пятого и шестого акселерометров 19, 20, 21 и закреплен на четвертом поворотном устройстве 60 с датчиками 22, 23, 24 на осях вращения.The second block 5 of the accelerometers consists of a fourth, fifth and sixth accelerometers 19, 20, 21 and is mounted on the fourth rotary device 60 with sensors 22, 23, 24 on the rotation axes.

Второй блок 6 измерителей угловой скорости состоит из четвертого, пятого и шестого измерителей угловой скорости 28, 29, 30 и закреплен на втором поворотном устройстве 56 с датчиками 25, 26, 27 на осях вращения.The second block 6 of the angular velocity meters consists of a fourth, fifth and sixth angular velocity meters 28, 29, 30 and is mounted on the second rotary device 56 with sensors 25, 26, 27 on the rotation axes.

Измерители угловой скорости и акселерометры каждого из блоков 3, 4, 5 и 6 представляют собой ортогональные тройки измерителей.The angular velocity meters and accelerometers of each of the blocks 3, 4, 5 and 6 are orthogonal triples of the meters.

Поворотные устройства 55, 56, 59 и 60 известны [4] и представляют собой карданный узел.Rotary devices 55, 56, 59 and 60 are known [4] and are a gimbal assembly.

Выходы первого множительного устройства 62 несут информацию об углах ориентации летательного аппарата - тангаже ϑ, крене γ и курсе ψ.The outputs of the first multiplier device 62 carry information about the orientation angles of the aircraft — pitch ϑ, roll γ and heading ψ.

Выходы второго множительного устройства 64 несут информацию о широте φ, долготе λ, высоте H, азимутальном угле ε, земных скоростях VX, VY и VZ.The outputs of the second multiplying device 64 carry information on latitude φ, longitude λ, height H, azimuthal angle ε, earth speeds V X , V Y and V Z.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Измерители угловой скорости и акселерометры каждого из блоков 4, 6 и 3, 5 определяют соответствующие параметры, а именно угловые скорости и ускорения, с ошибками. Ошибки ортогональной тройки чувствительных элементов определяют векторы погрешностей блоков чувствительных элементов - векторы дрейфа блоков измерителей угловой скорости 4 и 6, а также векторы погрешностей акселерометров блоков акселерометров 3 и 5.Angular velocity meters and accelerometers of each of blocks 4, 6 and 3, 5 determine the corresponding parameters, namely angular velocities and accelerations, with errors. Errors of the orthogonal triple of sensitive elements determine the error vectors of the blocks of sensitive elements — the drift vectors of the blocks of angular velocity meters 4 and 6, as well as the error vectors of the accelerometers of the accelerometer blocks 3 and 5.

Первый и второй блоки 4 и 6 измерителей угловой скорости разворачиваются относительно друг друга таким образом, чтобы векторы дрейфа блоков были противоположны. Показателем того, что векторы дрейфа блоков измерителей угловой скорости противоположны, является то, что разность векторов показаний измерителей угловой скорости, приведенных к единой системе координат, максимальна.The first and second blocks 4 and 6 of the angular velocity meters are rotated relative to each other so that the drift vectors of the blocks are opposite. An indicator that the drift vectors of the blocks of angular velocity meters are opposite is that the difference in the vectors of readings of the angular velocity meters reduced to a single coordinate system is maximum.

Приведение показаний измерителей угловой скорости блоков 4 и 6 к единой системе координат, а также вычисление разностного сигнала осуществляется в вычислителе 53 разности сигналов гироскопов. В качестве единой системы координат, в которой определяются разностные сигналы, определена связанная с ЛА система координат.The readings of the angular velocity meters of blocks 4 and 6 are brought to a single coordinate system, as well as the calculation of the difference signal is carried out in the calculator 53 of the difference of the signals of the gyroscopes. As a single coordinate system in which difference signals are determined, the coordinate system associated with the aircraft is determined.

Алгоритм работы вычислителя 53 разности сигналов гироскопов определяется следующими соотношениями.The operation algorithm of the calculator 53 of the difference signal of the gyroscopes is determined by the following relationships.

По сигналам, поступающим с датчиков углов 13, 14 и 15, вычисляются элементы матрицы направляющих косинусов (МНК) перехода из системы координат, связанной с первым блоком 4 измерителей угловой скорости, к связанной с ЛА системе координат:Based on the signals received from the angle sensors 13, 14 and 15, the matrix elements of the guide cosines (LSMs) of the transition from the coordinate system associated with the first block 4 of angular velocity meters to the coordinate system associated with the aircraft are calculated:

Figure 00000001
Figure 00000001

где κ 1 1 Г

Figure 00000002
, κ 2 1 Г
Figure 00000003
, κ 3 1 Г
Figure 00000004
- углы поворота первого блока 4 измерителей угловой скорости относительно корпуса ЛА.Where κ one one R
Figure 00000002
, κ 2 one R
Figure 00000003
, κ 3 one R
Figure 00000004
- rotation angles of the first block of 4 angular velocity meters relative to the aircraft body.

Пересчет показаний измерителей 16, 17 и 18 угловой скорости блока 4 к связанной с ЛА системе координат осуществляется на основании соотношения:Recalculation of the readings of gauges 16, 17 and 18 of the angular velocity of block 4 to the coordinate system associated with the aircraft is based on the ratio:

Figure 00000005
Figure 00000005

где ω Х 2 1 Г

Figure 00000006
, ω Y 2 1 Г
Figure 00000007
, ω Z 2 1 Г
Figure 00000008
- показания соответственно первого, второго и третьего измерителей 16, 17 и 18 угловой скорости.Where ω X 2 one R
Figure 00000006
, ω Y 2 one R
Figure 00000007
, ω Z 2 one R
Figure 00000008
- readings of the first, second and third angular velocity meters 16, 17 and 18, respectively.

По сигналам, поступающим с датчиков углов 25, 26 и 27, вычисляются элементы матрицы направляющих косинусов (МНК) перехода из системы координат, связанной со вторым блоком 6 измерителей угловой скорости, к связанной с ЛА системе координат:Using the signals from the angle sensors 25, 26 and 27, the matrix elements of the guide cosines (LSMs) of the transition are calculated from the coordinate system associated with the second block 6 of angular velocity meters to the coordinate system associated with the aircraft:

Figure 00000009
Figure 00000009

где κ 1 2 Г

Figure 00000010
, κ 2 2 Г
Figure 00000011
, κ 3 2 Г
Figure 00000012
- углы поворота второго блока 6 измерителей угловой скорости относительно корпуса ЛА.Where κ one 2 R
Figure 00000010
, κ 2 2 R
Figure 00000011
, κ 3 2 R
Figure 00000012
- the rotation angles of the second block of 6 measuring angular velocity relative to the aircraft body.

Пересчет показаний измерителей 28, 29 и 30 угловой скорости блока 6 к связанной с ЛА системе координат осуществляется на основании соотношения:Recalculation of the readings of measuring instruments 28, 29 and 30 of the angular velocity of block 6 to the coordinate system associated with the aircraft is carried out on the basis of the ratio:

Figure 00000013
Figure 00000013

где ω x 2 1 Г

Figure 00000014
, ω y 2 1 Г
Figure 00000015
, ω z 2 1 Г
Figure 00000016
- показания соответственно первого, второго и третьего измерителей 16, 17 и 18 угловой скорости.Where ω x 2 one R
Figure 00000014
, ω y 2 one R
Figure 00000015
, ω z 2 one R
Figure 00000016
- readings of the first, second and third angular velocity meters 16, 17 and 18, respectively.

На основании разности показаний измерителей угловой скорости, приведенных к единой системе координатBased on the difference in the readings of the angular velocity meters, reduced to a single coordinate system

Figure 00000017
Figure 00000017

вычисляется длина данного вектораthe length of this vector is calculated

Figure 00000018
Figure 00000018

Величина этого вектора и является показателем, характеризующим направление векторов дрейфов первого и второго блоков 4 и 6 измерителей угловой скорости.The magnitude of this vector is an indicator characterizing the direction of the drift vectors of the first and second blocks 4 and 6 of the angular velocity meters.

Задача первого формирователя 54 управляющих сигналов - максимизация показателя (6):The task of the first driver 54 of the control signals is to maximize the indicator (6):

ΔГ→max.Δ G → max.

Первый формирователь 54 управляющих сигналов выдает сигналы управления на первое поворотное устройство 55 и второе поворотное устройство 56. Первое и второе поворотные устройства 55 и 56 осуществляют вращение соответственно первого и второго блоков 4 и 6 измерителей угловой скорости. Вращение блоков 4 и 6 осуществляется на дискретные углы последовательно вокруг трех осей поворотных устройств. Съем показаний с измерителей угловой скорости осуществляется при неподвижном относительно корпуса ЛА положении блоков измерителей угловой скорости. На основании этих показаний производится вычисление длины вектора ΔГ разности показаний измерителей угловой скорости, приведенных к единой системе координат, при различных дискретных углах поворотных устройств. Из данного массива значений максимальное определяет ориентацию блоков измерителей угловой скорости, при которых их векторы погрешностей противоположны. При такой ориентации блоков 4 и 6 погрешность измерителей угловой скорости первого блока 4 измерителей угловой скорости компенсируется за счет погрешностей измерителей угловой скорости второго блока 6 измерителей угловой скорости.The first driver 54 of the control signals provides control signals to the first rotary device 55 and the second rotary device 56. The first and second rotary devices 55 and 56 rotate the first and second blocks 4 and 6 of the angular velocity meters, respectively. The rotation of blocks 4 and 6 is carried out at discrete angles sequentially around the three axes of the rotary devices. The readings from the angular velocity meters are carried out when the position of the blocks of angular velocity meters is stationary relative to the aircraft body. Based on these readings, the vector length Δ G of the difference in the readings of the angular velocity meters reduced to a single coordinate system is calculated for various discrete angles of the rotary devices. From this array of values, the maximum determines the orientation of the blocks of angular velocity meters at which their error vectors are opposite. With this orientation of blocks 4 and 6, the error of the angular velocity meters of the first block 4 of the angular velocity meters is compensated by the errors of the angular velocity meters of the second block 6 of the angular velocity meters.

Аналогично осуществляется определение ориентации и установка блоков 3 и 5 акселерометров для компенсации погрешностей первого блока 3 акселерометров за счет погрешностей второго блока 5 акселерометров.Similarly, the orientation is determined and the units 3 and 5 of the accelerometers are installed to compensate for the errors of the first block 3 of the accelerometers due to the errors of the second block 5 of the accelerometers.

По сигналам, поступающим с первого, второго и третьего измерителей 16, 17 и 18 угловой скорости первого блока 4 измерителей угловой скорости, в четвертом вычислителе 39 матрицы направляющих косинусов первого НВ и первом интегрирующем вычислителе 40 первого НВ вычисляется МНК перехода из системы координат, связанной с первым блоком 4 измерителей угловой скорости, к навигационной системе координат:The signals from the first, second and third angular velocity meters 16, 17 and 18 of the first block of 4 angular velocity meters, in the fourth calculator 39 of the matrix of guiding cosines of the first HB and the first integrating calculator 40 of the first HB, the least-squares transition is calculated from the coordinate system associated with the first block of 4 angular velocity meters, to the navigation coordinate system:

Figure 00000019
Figure 00000019

где А - МНК перехода из системы координат, связанной с первым блоком 4 измерителей угловой скорости, к навигационной системе координат;where A 1G - MNS transition from the coordinate system associated with the first block of 4 angular velocity meters to the navigation coordinate system;

Figure 00000020
- кососимметрическая матрица, составленная из проекций абсолютной угловой скорости системы координат, связанной с первым блоком 4 измерителей угловой скорости, на собственные оси (показания измерителей 16, 17 и 18 угловой скорости);
Figure 00000020
- a skew-symmetric matrix, composed of projections of the absolute angular velocity of the coordinate system associated with the first block of 4 angular velocity meters, on their own axes (readings of angular velocity meters 16, 17 and 18);

Figure 00000021
- кососимметрическая матрица, составленная из проекций абсолютной угловой скорости навигационной системы координат на собственные оси.
Figure 00000021
- skew-symmetric matrix, composed of projections of the absolute angular velocity of the navigation coordinate system on its own axis.

Соотношение (7) представляет собой обобщенное уравнение Пуассона и определяет ориентацию одной подвижной системы координат относительно другой подвижной системы координат [5].Relation (7) is a generalized Poisson equation and determines the orientation of one moving coordinate system relative to another moving coordinate system [5].

Аналогично в вычислителях 41 и 42 второго НВ 2 определяется МНК перехода из системы координат, связанной со вторым блоком 6 измерителей угловой скорости, к навигационной системе координат:Similarly, in the calculators 41 and 42 of the second HB 2, the least-squares transition is determined from the coordinate system associated with the second block 6 of angular velocity meters to the navigation coordinate system:

Figure 00000022
Figure 00000022

где А - МНК перехода из системы координат, связанной со вторым блоком 6 измерителей угловой скорости, к навигационной системе координат;where A 2G - MNS transition from the coordinate system associated with the second block 6 of the angular velocity meters to the navigation coordinate system;

Figure 00000023
- кососимметрическая матрица, составленная из проекций абсолютной угловой скорости системы координат, связанной со вторым блоком 6 измерителей угловой скорости, на собственные оси (показания измерителей 28, 29 и 30 угловой скорости).
Figure 00000023
- a skew-symmetric matrix made up of projections of the absolute angular velocity of the coordinate system associated with the second block of 6 angular velocity meters, on their own axes (readings of the angular velocity meters 28, 29 and 30).

По сигналам седьмого, восьмого и девятого датчиков угла 10, 11 и 12, а также первого, второго и третьего датчиков угла 13, 14 и 15 осуществляется пересчет показаний первого, второго и третьего акселерометров 7, 8 и 9 к системе координат связанной с первым блоком 4 измерителей угловой скорости:The signals of the seventh, eighth and ninth angle sensors 10, 11 and 12, as well as the first, second and third angle sensors 13, 14 and 15, recalculate the readings of the first, second and third accelerometers 7, 8 and 9 to the coordinate system associated with the first block 4 angular velocity meters:

Figure 00000024
Figure 00000024

где a X 2 1 A

Figure 00000025
, a Y 2 1 A
Figure 00000026
, a Z 2 1 A
Figure 00000027
- показания соответственно первого, второго и третьего акселерометров 7, 8 и 9;Where a X 2 one A
Figure 00000025
, a Y 2 one A
Figure 00000026
, a Z 2 one A
Figure 00000027
- readings of the first, second and third accelerometers 7, 8 and 9, respectively;

Figure 00000028
- МНК перехода из системы координат, связанной с первым блоком 3 акселерометров, к системе координат, связанной с ЛА;
Figure 00000028
- OLS transition from the coordinate system associated with the first block of 3 accelerometers to the coordinate system associated with the aircraft;

κ 1 1 Г

Figure 00000029
, κ 2 1 Г
Figure 00000030
, κ 3 1 Г
Figure 00000031
- углы поворота первого блока 3 акселерометров относительно корпуса ЛА (показания седьмого, восьмого и девятого датчиков угла 10, 11 и 12); κ one one R
Figure 00000029
, κ 2 one R
Figure 00000030
, κ 3 one R
Figure 00000031
- rotation angles of the first block 3 of the accelerometers relative to the aircraft body (readings of the seventh, eighth and ninth angle sensors 10, 11 and 12);

Т - знак транспонирования матрицы.T is the transpose sign of the matrix.

Аналогично во втором навигационном вычислителе 2 пересчитываются показания акселерометров 19, 20 и 21 к системе координат, связанной со вторым блоком 6 измерителей угловой скорости.Similarly, in the second navigation calculator 2, the readings of the accelerometers 19, 20 and 21 are recalculated to the coordinate system associated with the second block 6 of the angular velocity meters.

По сигналам, поступающим с вычислителя 39 матрицы направляющих косинусов и интегрирующего вычислителя 40, а также первого вычислителя 31 матрицы направляющих косинусов первого НВ, в вычислителе 43 скоростей и втором интегрирующем вычислителе 44 первого НВ определяются составляющие земной скорости:The signals from the transmitter 39 of the matrix of directional cosines and the integrating calculator 40, as well as the first transmitter 31 of the matrix of the guidelines of the cosines of the first NV, the components of the earth velocity are determined in the speed calculator 43 and the second integrating calculator 44 of the first NV

Figure 00000032
Figure 00000032

Figure 00000033
Figure 00000033

Figure 00000034
Figure 00000034

где ΩX, ΩY, ΩZ - составляющие относительной угловой скорости навигационной системы координат;where Ω X , Ω Y , Ω Z are the components of the relative angular velocity of the navigation coordinate system;

uX,uZ,uY - проекции угловой скорости Земли на оси навигационной системы координат;u X , u Z , u Y - projection of the angular velocity of the Earth on the axis of the navigation coordinate system;

Hб - барометрическая высота;H b - barometric height;

a - большая полуось земного эллипсоида; a - semimajor axis of the earth's ellipsoid;

ge - ускорение силы тяжести на экваторе;g e - acceleration of gravity at the equator;

q2 - коэффициент обратной связи, обеспечивающий устойчивость канала вертикальной скорости по ошибкам;q 2 - feedback coefficient, ensuring the stability of the vertical speed channel in error;

k - коэффициент, характеризующий изменение силы тяжести в зависимости от широты.k is a coefficient characterizing the change in gravity depending on latitude.

Аналогично составляющие земной скорости вычисляются во втором навигационном вычислителе 2.Similarly, the components of the earth's speed are calculated in the second navigation computer 2.

По сигналам, поступающим с вычислителя скоростей 43 первого НВ через второй интегрирующий вычислитель 44 первого НВ в вычислителе координат 47 первого НВ, определяются географические координаты местоположения ЛА:The signals received from the speed calculator 43 of the first HB through the second integrating calculator 44 of the first HB in the coordinate calculator 47 of the first HB, determine the geographical coordinates of the location of the aircraft:

Figure 00000035
Figure 00000035

где φ, λ - соответственно географическая широта и долгота местоположения ЛА;where φ, λ - respectively, the geographical latitude and longitude of the location of the aircraft;

ε - азимутальный угол;ε is the azimuthal angle;

Figure 00000036
- радиус кривизны сечения эллипсоида меридиональной плоскостью;
Figure 00000036
- radius of curvature of the cross section of the ellipsoid by the meridional plane;

Figure 00000037
- радиус кривизны сечения эллипсоида плоскостью, приходящей через геодезическую вертикаль места и ортогональную меридиану (радиус кривизны первого вертикала).
Figure 00000037
- the radius of curvature of the cross section of an ellipsoid by a plane coming through the geodetic vertical of the place and the orthogonal meridian (radius of curvature of the first vertical).

Аналогично географические координаты местоположения ЛА вычисляются во втором навигационном вычислителе 2.Similarly, the geographical coordinates of the location of the aircraft are calculated in the second navigation computer 2.

В вычислителе 51 угловых скоростей первого НВ определяются относительные, переносные и абсолютные угловые скорости навигационной системы координат:In the calculator 51 of the angular velocities of the first HB, the relative, portable and absolute angular velocities of the navigation coordinate system are determined:

Figure 00000038
Figure 00000038

Ориентация ЛА определяется на основании информации о:The orientation of the aircraft is determined on the basis of information about:

а) ориентации первого блока 4 измерителей угловых скоростей относительно навигационной системы координат;a) the orientation of the first block of 4 angular velocity meters relative to the navigation coordinate system;

б) ориентации первого блока 4 измерителей угловых скоростей относительно корпуса ЛА.b) the orientation of the first block of 4 angular velocity meters relative to the aircraft body.

Вычисления осуществляются в блоках 34 и 35.Calculations are performed in blocks 34 and 35.

Для определения углов ориентации ЛА необходимо определить МНК перехода от связанной с ЛА системы координат к навигационной системе координат:To determine the orientation angles of the aircraft, it is necessary to determine the least squares of the transition from the coordinate system associated with the aircraft to the navigation coordinate system:

Figure 00000039
Figure 00000039

По элементам матрицы D вычисляются углы ориентации ЛА - курс ψ, крен γ, тангаж υ:Based on the elements of the matrix D, the aircraft orientation angles are calculated - the course ψ, roll γ, pitch υ:

Figure 00000040
Figure 00000040

Аналогично углы ориентации ЛА вычисляются во втором навигационном вычислителе 2.Similarly, the orientation angles of the aircraft are calculated in the second navigation computer 2.

На основании информации об ориентации ЛА, полученной в первом и втором навигационных вычислителях 1 и 2, в первом суммирующем устройстве 61 и первом множительном устройстве 62 вычисляется ориентация ЛА путем осреднения вычисленных значений.Based on the orientation information of the aircraft obtained in the first and second navigation calculators 1 and 2, the aircraft orientation is calculated in the first adder 61 and the first multiplier device 62 by averaging the calculated values.

На основании информации о координатах и скоростях ЛА, полученной в первом и втором навигационных вычислителях 1 и 2, во втором суммирующем устройстве 63 и втором множительном устройстве 64 вычисляются координаты и скорости ЛА путем осреднения вычисленных значений.Based on the information about the coordinates and speeds of the aircraft, obtained in the first and second navigation calculators 1 and 2, in the second adder 63 and the second multiplier device 64, the coordinates and speeds of the aircraft are calculated by averaging the calculated values.

Пилотажно-навигационная информация с выходов устройства поступает в системы ЛА.Flight and navigation information from the device outputs enters the aircraft system.

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2362977 С1, кл. G01C 21/10. Способ компенсации инструментальных погрешностей бесплатформенных инерциальных навигационных систем и устройство для его осуществления. 27.07.2009 (аналог).1. RF patent No. 2362977 C1, cl. G01C 21/10. A method for compensating instrumental errors of strapdown inertial navigation systems and a device for its implementation. 07/27/2009 (analog).

2. Патент РФ №2313067 С2, кл. G01C 21/12. Способ определения навигационных параметров летательного аппарата и устройство для его осуществления. 27.12.2005 (прототип).2. RF patent No. 2313067 C2, class. G01C 21/12. A method for determining the navigation parameters of an aircraft and a device for its implementation. 12/27/2005 (prototype).

3. Шепеть И.П., Онуфриенко В.В., Слесаренок С.В. Методическое обеспечение управляемых навигационных систем. (Монография). - Воронеж: Военный учебно-научный центр Военно-Воздушных Сил «Военно-Воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», 2012. - с. 54-60.3. To whisper I.P., Onufrienko V.V., Slesarenok S.V. Methodological support of managed navigation systems. (Monograph). - Voronezh: Military Training and Scientific Center of the Air Force “Air Force Academy named after Professor N.E. Zhukovsky and Yu.A. Gagarina ", 2012. - p. 54-60.

4. Гироскопические системы. Гироскопические приборы и системы / Под ред. Д.С. Пельпора. - М.: Высш. шк., 1988. с. 367.4. Gyroscopic systems. Gyroscopic devices and systems / Ed. D.S. Pelpore. - M .: Higher. Shk., 1988.S. 367.

5. Кузовков Н.Т., Салычев О.С. Инерциальная навигация и оптимальная фильтрация. - М.: Машиностроение, 1982.5. Kuzovkov N.T., Salychev O.S. Inertial navigation and optimal filtering. - M.: Mechanical Engineering, 1982.

Claims (3)

1. Способ инерциальной навигации, заключающийся в измерении угловой скорости и ускорения летательного аппарата, определении текущей ориентации измерительной системы координат относительно навигационной системы координат, компенсации погрешностей измерителей угловой скорости первого блока измерителей угловой скорости за счет погрешностей измерителей угловой скорости второго блока измерителей угловой скорости путем разворота блоков до достижения максимума разности показаний измерителей угловой скорости, приведенных к единой системе координат, определении текущих значений навигационных параметров по измеренным значениям ускорения и угловых скоростей и текущей ориентации измерительной системы координат, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют компенсацию погрешностей акселерометров первого блока акселерометров за счет погрешностей акселерометров второго блока акселерометров путем разворота блоков до достижения максимума разности показаний акселерометров, приведенных к единой системе координат.1. The method of inertial navigation, which consists in measuring the angular velocity and acceleration of the aircraft, determining the current orientation of the measuring coordinate system relative to the navigation coordinate system, compensating for errors in the angular velocity meters of the first block of angular velocity meters due to errors in the angular velocity meters of the second block of angular velocity meters by turning blocks until the maximum difference in the readings of the angular velocity meters, reduced to a single system coordinates, determining the current values of the navigation parameters from the measured values of acceleration and angular velocities and the current orientation of the measuring coordinate system, characterized in that they additionally compensate for the errors of the accelerometers of the first block of accelerometers due to the errors of the accelerometers of the second block of accelerometers by turning the blocks until the maximum difference between the accelerometers reduced to a single coordinate system. 2. Устройство для инерциальной навигации, включающее первый и второй навигационные вычислители, первое и второе суммирующие устройства, первое и второе множительные устройства, вычислитель разности сигналов гироскопов, первый формирователь управляющих сигналов, первое поворотное устройство, первый, второй и третий акселерометры, первый, второй и третий измерители угловой скорости, первый, второй и третий датчики угла, четвертый, пятый и шестой акселерометры, четвертый, пятый и шестой измерители угловой скорости, четвертый, пятый и шестой датчики угла, выходы первого, второго и третьего акселерометров соединены с первым, вторым и третьим входами первого навигационного вычислителя, выходы четвертого, пятого и шестого акселерометров соединены с первым, вторым и третьим входами второго навигационного вычислителя, выходы первого, второго и третьего датчиков угла соединены с четвертым, пятым и шестым входами первого навигационного вычислителя, выходы четвертого, пятого и шестого датчиков угла соединены с четвертым, пятым и шестым входами второго навигационного вычислителя, выходы первого, второго и третьего измерителей угловой скорости соединены с седьмым, восьмым и девятым входами первого навигационного вычислителя, выходы четвертого, пятого и шестого измерителей угловой скорости соединены с седьмым, восьмым и девятым входами второго навигационного вычислителя, первый и второй входы первого суммирующего устройства соединены с первыми выходами первого и второго навигационных вычислителей, а выход через первое множительное устройство соединен с первым выходом устройства, первый и второй входы второго суммирующего устройства соединены со вторыми выходами первого и второго навигационных вычислителей, а выход через второе множительное устройство соединен со вторым выходом устройства, первый, второй и третий измерители угловой скорости соединены с первым, вторым и третьим входами вычислителя разности сигналов гироскопов, четвертый, пятый и шестой измерители угловой скорости соединены с четвертым, пятым и шестым входами вычислителя разности сигналов гироскопов, выход которого через первый формирователь управляющих сигналов поступает на вход первого и второго поворотных устройств, первое поворотное устройство осуществляет поворот первого блока измерителей угловой скорости с расположенными на нем первым, вторым и третьим измерителями угловой скорости относительно корпуса летательного аппарата, второе поворотное устройство осуществляет поворот второго блока измерителей угловой скорости с расположенными на нем четвертым, пятым и шестым измерителями угловой скорости относительно корпуса летательного аппарата, отличающееся тем, что в него введены вычислитель разности сигналов акселерометров, второй формирователь управляющих сигналов, третье и четвертое поворотные устройства, седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый и двенадцатый датчики угла, причем первый, второй, третий акселерометры и седьмой, восьмой, девятый датчики угла объедены в первый блок акселерометров, первый, второй, третий измерители угловой скорости и первый, второй, третий датчики угла объединены в первый блок измерителей угловой скорости, четвертый, пятый, шестой акселерометры и десятый, одиннадцатый, двенадцатый датчики угла объединены во второй блок акселерометров, четвертый, пятый, шестой измерители угловой скорости и четвертый, пятый, шестой датчики угла объединены во второй блок измерителей угловой скорости, выходы первого, второго и третьего датчиков угла соединены с седьмым, восьмым и девятым входами вычислителя разности сигналов гироскопов, выходы четвертого, пятого и шестого датчиков угла соединены с десятым, одиннадцатым и двенадцатым входами вычислителя разности сигналов гироскопов, выходы седьмого, восьмого и девятого датчиков угла соединены с первым, вторым и третьим входами вычислителя разности сигналов акселерометров и десятым, одиннадцатым и двенадцатым входами первого навигационного вычислителя, выходы первого, второго и третьего акселерометров соединены с четвертым, пятым и шестым входами вычислителя разности сигналов акселерометров, выходы десятого, одиннадцатого и двенадцатого датчиков угла соединены с десятым, одиннадцатым и двенадцатым входами второго навигационного вычислителя и с седьмым, восьмым и девятым входами вычислителя разности сигналов акселерометров, выходы четвертого, пятого и шестого акселерометров соединены с вычислителем разности сигналов акселерометров, выход которого через второй формирователь управляющих сигналов соединен с входами третьего и четвертого поворотных устройств, третье поворотное устройство осуществляет поворот первого блока акселерометров с расположенными на нем первым, вторым и третьим акселерометрами относительно корпуса летательного аппарата, четвертое поворотное устройство осуществляет поворот второго блока акселерометров с расположенными на нем четвертым, пятым и шестым акселерометрами относительно корпуса летательного аппарата.2. A device for inertial navigation, including the first and second navigation calculators, the first and second summing devices, the first and second multiplying devices, the difference signal calculator of the gyroscopes, the first driver of the control signals, the first rotary device, the first, second and third accelerometers, the first, second and third angular velocity meters, first, second and third angle sensors, fourth, fifth and sixth accelerometers, fourth, fifth and sixth angular velocity meters, fourth, fifth and sixth angle sensors, outputs of the first, second, and third accelerometers are connected to the first, second, and third inputs of the first navigation calculator, outputs of the fourth, fifth, and sixth accelerometers are connected to the first, second, and third inputs of the second navigation calculator, outputs of the first, second, and third angle sensors are connected with the fourth, fifth and sixth inputs of the first navigation computer, the outputs of the fourth, fifth and sixth angle sensors are connected to the fourth, fifth and sixth inputs of the second navigation computer, the outputs of the first, second and third angular velocity meters are connected to the seventh, eighth and ninth inputs of the first navigation calculator, the outputs of the fourth, fifth and sixth angular velocity meters are connected to the seventh, eighth and ninth inputs of the second navigation calculator, the first and second inputs of the first summing device are connected with the first outputs of the first and second navigation computers, and the output through the first multiplying device is connected to the first output of the device, the first and second inputs of the second umming devices are connected to the second outputs of the first and second navigation calculators, and the output through the second multiplying device is connected to the second output of the device, the first, second and third angular velocity meters are connected to the first, second and third inputs of the calculator of the difference of the signals of the gyroscopes, fourth, fifth and sixth angular velocity meters are connected to the fourth, fifth and sixth inputs of the calculator of the difference of the signals of the gyroscopes, the output of which is supplied through the first driver of the control signals at the input of the first and second rotary devices, the first rotary device rotates the first block of angular velocity meters with the first, second and third angular velocity meters located on it relative to the aircraft body, the second rotary device rotates the second block of angular velocity meters with the fourth located on it , fifth and sixth measuring angular velocity relative to the body of the aircraft, characterized in that it introduced the calculator different accelerometer signals, the second driver of control signals, the third and fourth rotary devices, the seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh and twelfth angle sensors, the first, second, third accelerometers and the seventh, eighth, ninth angle sensors are combined into the first block of accelerometers, the first, second, third angular velocity meters and the first, second, third angle sensors are combined into the first block of angular velocity meters, the fourth, fifth, sixth accelerometers and the tenth, eleventh, twelfth sensors angles are combined in the second block of accelerometers, the fourth, fifth, sixth angular velocity meters and the fourth, fifth, sixth angle sensors are combined in the second block of angular velocity meters, the outputs of the first, second and third angle sensors are connected to the seventh, eighth and ninth inputs of the signal difference calculator gyroscopes, the outputs of the fourth, fifth and sixth angle sensors are connected to the tenth, eleventh and twelfth inputs of the calculator of the difference of the signals of the gyroscopes, the outputs of the seventh, eighth and ninth angle sensors are connected s with the first, second and third inputs of the accelerometer signal difference calculator and the tenth, eleventh and twelfth inputs of the first navigation calculator, the outputs of the first, second and third accelerometers are connected to the fourth, fifth and sixth inputs of the difference signal calculator of the accelerometers, the outputs of the tenth, eleventh and twelfth sensors angles are connected to the tenth, eleventh and twelfth inputs of the second navigation calculator and to the seventh, eighth and ninth inputs of the calculator of the signal difference of the accelerometer trov, the outputs of the fourth, fifth and sixth accelerometers are connected to the accelerometer signal difference calculator, the output of which through the second driver of control signals is connected to the inputs of the third and fourth rotary devices, the third rotary device rotates the first block of accelerometers with the first, second and third accelerometers located on it relative to the body of the aircraft, the fourth rotary device rotates the second block of accelerometers located on Fourth, fifth and sixth accelerometers relative to the hull of the aircraft. 3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что первый и второй навигационные вычислители выполнены однотипными и включают первый вычислитель матрицы направляющих косинусов, второй вычислитель матрицы направляющих косинусов, третий вычислитель матрицы направляющих косинусов, вычислитель параметров ориентации, четвертый вычислитель матрицы направляющих косинусов, первый интегрирующий вычислитель, вычислитель скоростей, второй интегрирующий вычислитель, вычислитель координат, третий интегрирующий вычислитель, вычислитель угловых скоростей, причем первый - девятый входы первого вычислителя матрицы направляющих косинусов соединены с первым - шестым и десятым - двенадцатым входами навигационного вычислителя, а выход первого вычислителя матрицы направляющих косинусов соединен со вторым входом вычислителя скоростей, четвертый - шестой входы навигационного вычислителя соединены с первым - третьим входами второго вычислителя матрицы направляющих косинусов, выход которого соединен с первым входом третьего вычислителя матрицы направляющих косинусов, второй вход которого соединен с выходом первого интегрирующего вычислителя, а выход третьего вычислителя матрицы направляющих косинусов через вычислитель параметров ориентации соединен с первым выходом навигационного вычислителя, седьмой - девятый входы навигационного вычислителя соединены с первым - третьим входами четвертого вычислителя матрицы направляющих косинусов, выход которого через первый интегрирующий вычислитель соединен с первым входом вычислителя скоростей, выход которого соединен с входом второго интегрирующего вычислителя, выход которого соединен с четвертым входом вычислителя скоростей и через последовательно соединенные вычислитель координат и третий интегрирующий вычислитель соединен с третьим входом вычислителя скоростей, вторым выходом навигационного вычислителя и входом вычислителя угловых скоростей, выход которого соединен с пятым входом вычислителя скоростей и четвертым входом четвертого вычислителя матрицы направляющих косинусов. 3. The system according to claim 2, characterized in that the first and second navigation calculators are made of the same type and include a first calculator of a matrix of guide cosines, a second calculator of a matrix of guide cosines, a third calculator of a matrix of guide cosines, a calculator of orientation parameters, a fourth calculator of a matrix of guide cosines, the first integrating calculator, speed calculator, second integrating calculator, coordinate calculator, third integrating calculator, angular velocity calculator the first and ninth inputs of the first transmitter of the guide cosine matrix are connected to the first - sixth and tenth - twelfth inputs of the navigation calculator, and the output of the first transmitter of the guide cosines matrix is connected to the second input of the speed calculator, the fourth and sixth inputs of the navigation calculator are connected to the first - third inputs the second transmitter of the matrix of guide cosines, the output of which is connected to the first input of the third computer of the matrix of guide cosines, the second input of which is connected inen with the output of the first integrating calculator, and the output of the third calculator of the matrix of guide cosines through the calculator of orientation parameters is connected to the first output of the navigation calculator, the seventh - ninth inputs of the navigation calculator are connected to the first - third inputs of the fourth calculator of the matrix of cosines, the output of which is connected through the first integrating calculator with the first input of the speed calculator, the output of which is connected to the input of the second integrating computer, the output of which oedinen to fourth input of the calculator velocity and through the series-connected computer coordinates and third integrating calculator is connected to a third input of a calculator speeds, the second output of the navigation calculator and input calculating angular velocities, whose output is connected to a fifth input of the velocity calculator and the fourth input of the fourth calculating the matrix of the direction cosines.
RU2015111505/28A 2015-03-30 2015-03-30 Method of inertial navigation and device for its realisation RU2572403C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015111505/28A RU2572403C1 (en) 2015-03-30 2015-03-30 Method of inertial navigation and device for its realisation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015111505/28A RU2572403C1 (en) 2015-03-30 2015-03-30 Method of inertial navigation and device for its realisation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2572403C1 true RU2572403C1 (en) 2016-01-10

Family

ID=55072141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015111505/28A RU2572403C1 (en) 2015-03-30 2015-03-30 Method of inertial navigation and device for its realisation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2572403C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2661446C1 (en) * 2017-08-16 2018-07-16 Сергей Анатольевич Черенков Method of determining navigation parameters of object and strapdown inertial navigation system for implementation of method
RU2744700C1 (en) * 2020-07-29 2021-03-15 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" Method for inertial navigation on unmanned aerial vehicle and device for its use

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2082098C1 (en) * 1993-09-23 1997-06-20 Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем Method of integration of internal navigation systems and complex navigation system
RU2348903C1 (en) * 2007-11-09 2009-03-10 Олег Степанович Салычев Method of determination of navigating parameters by gimballess inertial navigating system
RU2362977C1 (en) * 2008-05-26 2009-07-27 Сергей Владимирович Слесаренок Method of compensating instrumental errors of platformless inertial navigation systems and device to this end
RU2382988C1 (en) * 2008-12-24 2010-02-27 Олег Степанович Салычев Strapdown inertial reference system on "coarse" detecting elements

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2082098C1 (en) * 1993-09-23 1997-06-20 Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем Method of integration of internal navigation systems and complex navigation system
RU2348903C1 (en) * 2007-11-09 2009-03-10 Олег Степанович Салычев Method of determination of navigating parameters by gimballess inertial navigating system
RU2362977C1 (en) * 2008-05-26 2009-07-27 Сергей Владимирович Слесаренок Method of compensating instrumental errors of platformless inertial navigation systems and device to this end
RU2382988C1 (en) * 2008-12-24 2010-02-27 Олег Степанович Салычев Strapdown inertial reference system on "coarse" detecting elements

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2661446C1 (en) * 2017-08-16 2018-07-16 Сергей Анатольевич Черенков Method of determining navigation parameters of object and strapdown inertial navigation system for implementation of method
RU2744700C1 (en) * 2020-07-29 2021-03-15 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" Method for inertial navigation on unmanned aerial vehicle and device for its use

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107588769B (en) Vehicle-mounted strapdown inertial navigation, odometer and altimeter integrated navigation method
JP4989035B2 (en) Error correction of inertial navigation system
JP4586172B2 (en) Inertial navigation system
CN111811537A (en) Error compensation method of strapdown inertial navigation and navigation system
CN109073388B (en) Gyromagnetic geographic positioning system
US11226203B2 (en) Low cost INS
RU2539140C1 (en) Integrated strapdown system of navigation of average accuracy for unmanned aerial vehicle
CN108871378A (en) Lever arm and the outer online dynamic calibrating method of lever arm error in two sets of Rotating Inertial Navigation Systems of one kind
US20140249750A1 (en) Navigational and location determination system
RU2572403C1 (en) Method of inertial navigation and device for its realisation
CN105606093B (en) Inertial navigation method and device based on gravity real-Time Compensation
JP2004125689A (en) Position calculation system for self-contained navigation
RU2487318C1 (en) Platform-free inertial attitude and heading reference system based on sensitive elements of medium accuracy
WO2010030565A1 (en) Magnetic sensing device for navigation and detecting inclination
CN111812737B (en) Integrated system for underwater navigation and gravity measurement
RU2373562C2 (en) Method and device for controlling horizontal orientation of aircraft
RU2608337C1 (en) Method of three-axis gyrostabilizer stabilized platform independent initial alignment in horizontal plane and at specified azimuth
US20170138738A1 (en) Remote location determination system
JP2001141507A (en) Inertial navigation system
RU2550592C1 (en) Stabiliser gyrocompass
RU2502049C1 (en) Small-size platformless inertial navigation system of medium accuracy, corrected from system of air signals
RU2313067C2 (en) Method of determination of flying vehicle navigational parameters and device for realization of this method
CA1251563A (en) Doppler-inertial data loop for navigation system
RU134633U1 (en) PERSONAL NAVIGATION AND ORIENTATION DEVICE
RU2634071C1 (en) Method for determining navigational parameters and strapdown inertial navigation system for its implementation