RU2617565C1 - Method of inertial data estimation and its correction according to measurement of satellite navigation system - Google Patents
Method of inertial data estimation and its correction according to measurement of satellite navigation system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2617565C1 RU2617565C1 RU2015151479A RU2015151479A RU2617565C1 RU 2617565 C1 RU2617565 C1 RU 2617565C1 RU 2015151479 A RU2015151479 A RU 2015151479A RU 2015151479 A RU2015151479 A RU 2015151479A RU 2617565 C1 RU2617565 C1 RU 2617565C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ann
- ins
- correction
- estimates
- values
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
- G01C21/02—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by astronomical means
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C23/00—Combined instruments indicating more than one navigational value, e.g. for aircraft; Combined measuring devices for measuring two or more variables of movement, e.g. distance, speed or acceleration
Abstract
Description
Изобретение относится к области комплексных навигационных систем, систем управления и наведения летательных аппаратов (ЛА).The invention relates to the field of integrated navigation systems, control systems and guidance of aircraft (LA).
Известен способ оптимального оценивания и коррекции инерциальной информации по измерениям спутниковой навигационной системы (СНС), представленный в учебном пособии В.В. Мелешко, О.И. Нестеренко «Бесплатформенные инерциальные навигационные системы», К., «Полимед-сервис», 2011 г [1].There is a method of optimal estimation and correction of inertial information on measurements of satellite navigation system (SNA), presented in the training manual VV Meleshko, O.I. Nesterenko “Platform-based inertial navigation systems”, K., “Polymed service”, 2011 [1].
Указанный способ основан на использовании процедуры оптимальной фильтрации Калмана. Входными сигналами фильтра-идентификатора ошибок инерциальной навигационной системы (ИНС) являются разности географических координат местоположения и составляющих абсолютной линейной скорости, измеренных ИНС и сформированных по измерениям СНС.The specified method is based on the use of the optimal Kalman filtering procedure. The input signals of the inertial navigation system (ANN) error identifier filter are the differences of the geographical coordinates of the location and the absolute linear velocity components measured by the ANN and generated from the SNS measurements.
Указанные сигналы после их оптимальной обработки, включающей как фильтрацию, так и идентификацию, в соответствии с математическим описанием исходной системы, во-первых, практически «очищаются от высокочастотных ошибок СНС», а во-вторых, разделяются на известные, математически описанные составляющие ошибок ИНС.These signals, after their optimal processing, including both filtering and identification, in accordance with the mathematical description of the original system, firstly, are practically “cleared of high-frequency SNA errors”, and secondly, they are divided into the known, mathematically described components of ANN errors .
При этом ошибки курсового канала ИНС не оцениваются и измеренные им параметры не корректируются (см. [1], стр. 97-107).At the same time, the errors of the ANN channel are not evaluated and the parameters measured by it are not corrected (see [1], pp. 97-107).
В соответствии с описанием рассматриваемого способа, корректируются только текущие значения географических координат местоположения , , составляющие Vx, Vy абсолютной линейной скорости и углы крена и тангажа объекта, причем последние - в случае, когда диапазон их изменения не превышает 5-10-ти градусов.In accordance with the description of the method under consideration, only the current values of the geographical coordinates of the location are adjusted , constituting V x , V y absolute linear velocity and roll angles and pitch object, and the latter - in the case when the range of their change does not exceed 5-10 degrees.
Представлены два варианта алгоритмической реализации указанного способа коррекции, а именно, вариант с разомкнутой схемой комплексирования и вариант с замкнутой схемой коррекции.Two variants of the algorithmic implementation of the indicated correction method are presented, namely, an option with an open integration scheme and an option with a closed correction scheme.
Если исходить из приведенных в [1] материалов и сделанных там выводов, то следует отметить следующие недостатки рассматриваемого способа коррекции:Based on the materials given in [1] and the conclusions made there, the following disadvantages of the considered correction method should be noted:
- отсутствие возможности оценивания параметров курсового канала ИНС и коррекции гироскопического курса , расчетного значения угла азимутальной ориентации опорного трехгранника гироплатформы (ГП) ИНС и истинного курса объекта (см. [1], стр. 98);- the lack of the ability to evaluate the parameters of the course channel ANN and correction of the gyroscopic course calculated angle azimuthal orientation of the supporting trihedral of the gyro platform (GP) of the ANN and the true course object (see [1], p. 98);
- отсутствие возможности реализации алгоритмической процедуры коррекции измеряемых ИНС углов эволюции объекта во всем диапазоне их изменения.- the lack of implementation of the algorithmic procedure for the correction of the measured ANN angles of evolution of the object in the entire range of their changes.
Указанные недостатки не следует рассматривать, как недостатки, объективно присущие описанному выше способу коррекции.These disadvantages should not be considered as disadvantages objectively inherent in the above correction method.
Будет абсолютно правильным расценивать их, как результат его недоисследованных возможностей.It will be absolutely correct to regard them as a result of its unexplored possibilities.
И это действительно так, поскольку на протяжении ряда десятилетий, как в России, так и за рубежом для оценивания угла αz азимутального ухода ГП ИНС/БИНС и дрейфа εу гироскопа продольного канала используют такой методически доступный и эффективный прием, как высокодинамичный маневр, типа «змейки», координированного или боевого разворотов.And this is indeed so, since for a number of decades, both in Russia and abroad, such a methodically accessible and effective technique as a highly dynamic maneuver, such as a highly dynamic maneuver, has been used to estimate the angle α z of the azimuthal drift of the INS / SINS GP and the drift ε of the longitudinal channel gyroscope "Snakes", coordinated or combat turns.
Для обоснования физической целесообразности и необходимости использования указанного приема из известных открытых источников можно сослаться на «Дополнение к задаче выставки на подвижном основании» Л.Г. Клибанова и В.Л. Леонидова (см. [2], стр. 155-162) в монографии А. Липтона «Выставка инерциальных систем на подвижном основании», «Наука», М., 1971 г [2], в котором впервые в практике решения подобных задач рассматривается редуцированная процедура оптимального оценивания в задаче согласования ГП двух инерциальных систем - базовой и выставляемой.To justify the physical feasibility and the need to use this technique from well-known open sources, we can refer to “Addition to the task of the exhibition on a moving basis” L.G. Klibanova and V.L. Leonidova (see [2], pp. 155-162) in the monograph by A. Lipton “Exhibition of inertial systems on a moving base”, “Science”, M., 1971 [2], in which for the first time in practice the solution of such problems is considered reduced optimal estimation procedure in the problem of matching the GP of two inertial systems - the base and the exposed.
Рассмотрение ведется применительно к решению задачи начальной выставки ИНС ракеты по скоростной информации, измеряемой ИНС носителя, в котором ее авторы приводят то основное, что побудило обратиться к указанному источнику, а именно: «… для обеспечения наилучшего оценивания существенно влияние матрицы состояния системы (читай, модели ошибок ИНС), зависящей от траектории (параметров) движения объекта». И далее, авторы настоящего дополнения ссылаются на известную в инженерных кругах статью Sutherland A. «The Kalman Filter in Transfer Alignment of Inertial Guidance Sistems», journal Spacecraft and Rockets, vol. 5. No 10. 1968. - Сатерлэнд А. «Фильтр Калмана в задаче начальной выставки ИНС в полете», в которой выбираются оптимальные, с точки зрения наилучшего оценивания, маневры объекта при выставке инерциальных систем в полете (см. [2], последний абзац стр. 162).The review is being carried out in relation to solving the problem of the initial exhibition of an INS rocket using high-speed information measured by an INS of a carrier, in which its authors cite the main thing that prompted to turn to the indicated source, namely: “... to ensure the best assessment, the influence of the system state matrix is essential (read, models of ANN errors), depending on the trajectory (parameters) of the object’s movement. ” And further, the authors of this appendix cite Sutherland A.'s famous article in engineering circles, “The Kalman Filter in Transfer Alignment of Inertial Guidance Sistems”, journal Spacecraft and Rockets, vol. 5. No 10. 1968. - Sutherland A. “Kalman filter in the task of the initial INS exhibition in flight”, which selects the optimal, from the point of view of the best estimate, maneuvers of the object during the exhibition of inertial systems in flight (see [2], the last paragraph p. 162).
Учитывая это, будет справедливым считать, что в представленном выше способе оптимального оценивания и коррекции ИНС [1], все параметры ее курсового канала являются не ненаблюдаемыми, а слабонаблюдаемыми, эффективное и раздельное оценивание которых требует выполнения соответствующего маневра.Given this, it will be fair to assume that in the above method of optimal estimation and correction of ANNs [1], all the parameters of its heading channel are not observable, but poorly observed, effective and separate assessment of which requires appropriate maneuver.
Поэтому указанный способ коррекции ИНС можно считать прототипом предлагаемого способа оптимального оценивания ошибок инерциальной информации и ее коррекции по измерениям СНС.Therefore, the specified method for the correction of ANN can be considered the prototype of the proposed method for the optimal estimation of errors of inertial information and its correction by measuring the SNA.
Формализуя приведенное выше его описание [1], [2], излагая его в терминах используемых при решении подобных задач математических процедур с акцентом на выполняемые при этом физические операции, приведем его в следующем виде.Formalizing the description given above [1], [2], expounding it in terms of mathematical procedures used in solving similar problems with an emphasis on the physical operations performed in this case, we present it in the following form.
Способ оптимального оценивания и коррекции инерциальной информации по измерениям СНС, основанный на процедуре оптимальной фильтрации и идентификации сигналов измерения, которые формируют путем сравнения одноименных географических координат ϕ, λ текущего местоположения, счисленных ИНС и измеренных СНС, а также горизонтальных составляющих Vx, Vy абсолютной линейной скорости, измеренных ИНС и аналогичных составляющих, сформированных по измерениям СНС, а само оценивание осуществляют в полном соответствии с математическим описанием исходной системы, при этом полет организуют таким образом, что после 270 секунд горизонтального прямолинейного полета, осуществляют маневр, типа «змейки», координированного или боевого разворотов, после чего активную фазу процедуры оптимальной фильтрации и идентификации дискретной последовательности сигналов измерения приостанавливают и фильтр-идентификатор переводят в режим долгосрочного - до следующего сеанса коррекции, прогноза с начальными условиями, определяемыми значениями оценок на момент завершения активной фазы, и текущими значениями коэффициентов модели сообщения (модели ошибок ИНС), при этом коррекцию выходных параметров ИНС - географических координат местоположения и составляющих абсолютной линейной скорости, вследствие закрытости и недоступности ключевых управленческих входов каналов коррекции ИНС, реализуют в разомкнутом контуре с использованием текущих прогнозируемых значений оценок.A method for optimal estimation and correction of inertial information on SNA measurements, based on the procedure of optimal filtering and identification of measurement signals, which are formed by comparing the geographical coordinates ϕ, λ of the current location, calculated ANNs and measured SNA, as well as the horizontal components V x , V y absolute linear velocity, measured ANN and similar components formed by measurements of the SNA, and the evaluation itself is carried out in full accordance with the mathematical description the bottom of the system, while the flight is organized in such a way that after 270 seconds of a horizontal straight flight, a maneuver is performed, such as a “snake”, of coordinated or combat turns, after which the active phase of the optimal filtering procedure and identification of a discrete sequence of measurement signals are suspended and the filter identifier is transferred in the long-term mode - until the next session of correction, forecast with initial conditions determined by the values of the estimates at the time of completion of the active phase, and the current values eniyami model coefficients message (ANN model errors), the correction of the output parameters of the INS - geographic position coordinates and absolute linear velocity components, due to closeness and inaccessibility key management inputs INS correction channels implement open loop using current estimates of predicted values.
Основными недостатками наиболее близкого аналога являются:The main disadvantages of the closest analogue are:
- отсутствие в модели ошибок ИНС математического описания координат относительного размещения комплексируемых систем;- the absence in the ANN error model of a mathematical description of the coordinates of the relative placement of complexed systems;
- при формировании матрицы наблюдения не учитывыается погрешность счисления угла азимутальной ориентации опорного трехгранника ГП ИНС в функции малых углов ее ухода;- when forming the observation matrix, the error in calculating the angle of the azimuthal orientation of the supporting trihedron of the GP INS as a function of its small departure angles is not taken into account;
- при выполнении традиционных для рассматриваемого режима коррекции маневров, типа «змейки», координированного или боевого разворотов, вместо ожидаемого, эффективного оценивания всех параметров состояния и, в первую очередь, слабонаблюдаемых, таких, как угол αz азимутального ухода ГП и дрейф εy гироскопа продольного канала, с целью чего и осуществляется маневр, имеет место абсолютно обратная картина расходимости последних и нарушение сходимости остальных;- when performing maneuvers traditional for the mode under consideration, such as a “snake”, coordinated or combat turns, instead of the expected, effective assessment of all state parameters and, first of all, weakly observed, such as the angle α z of the azimuthal drift of the GP and the drift ε y of the gyroscope the longitudinal channel, for the purpose of which the maneuver is carried out, there is an absolutely opposite picture of the divergence of the latter and violation of the convergence of the others;
- не характерные для процедуры оптимального оценивания точности и быстродействие, что свидетельствует о неэффективности процедуры оптимальной обработки и коррекции в целом.- not typical for the procedure of optimal estimation of accuracy and speed, which indicates the inefficiency of the optimal processing and correction procedure as a whole.
Технический результат предлагаемого изобретения - повышение точности и быстродействия оптимального оценивания и коррекции всех измеряемых ИНС навигационных и пилотажных параметров в обеспечение эффективного решения навигационных, боевых и специальных задач.The technical result of the invention is to increase the accuracy and speed of optimal estimation and correction of all measured ANN of navigation and aerobatic parameters in order to provide an effective solution to navigation, combat and special tasks.
Указанный технический результат достигается за счет того, что:The specified technical result is achieved due to the fact that:
1. В способе оценивания ошибок инерциальной информации и ее коррекции по измерениям спутниковой навигационной системы, включающем использование традиционной процедуры оптимальной фильтрации и идентификации Калмана, для чего сигналы измерения оптимального фильтра-идентификатора формируют посредством сравнения одноименных географических координат местоположения и горизонтальных составляющих абсолютной линейной скорости в проекциях на оси опорного трехгранника ГП ИНС счисленных ИНС и сформированных по измерениям СНС, а его структуру синтезируют в соответствии с традиционной для ИНС моделью ошибок, при этом характер полета методически организуют таким образом, что, после 270-ти секунд прямолинейного горизонтального полета, на котором реализуют точное «горизонтирование» гироплатформы и оценивают хорошо наблюдаемые параметры горизонтальных каналов ИНС, осуществляют маневр, типа «змейки», координированного или боевого разворотов, после чего активную фазу процедуры оптимальной фильтрации и идентификации приостанавливают и фильтр-идентификатор переводят в режим долгосрочного - до следующего сеанса коррекции, прогноза, для реализации которого сигналы измерения обнуляют, а значения оценок на момент завершения активной фазы процедуры оценивания используют в качестве начальных условий в процедуре прогноза, при этом сам прогноз осуществляют в соответствии с дискретными уравнениями расчета априорных оценок ошибок ИНС, а коррекцию выходных параметров ИНС - географических координат местоположения и составляющих абсолютной линейной скорости, реализуют в разомкнутой схеме ИНС, для чего используют текущие прогнозируемые значения оценок параметров состояния ИНС, дополнительно используемую при решении подобных задач модель ошибок ИНС расширяют за счет включения в нее математического описания координат ее местоположения относительно антенного блока СНС, и представляют их в виде системы трех взаимосвязанных дифференциальных уравнений первого порядка в проекциях на оси опорного трехгранника ГП ИНС, которые одновременно описывают аддитивно входящие в скоростные сигналы измерения кинематические составляющие относительной скорости движения ИНС, а при формировании сигналов измерения и матрицы наблюдения, используют кинематические соотношения, связывающие ошибки Δϕ, Δλ, Δχ счисления географических координат местоположения и угла азимутальной ориентации опорного трехгранника ГП ИНС с погрешностями выдерживания вертикали αх, αy и углом αz азимутального ухода ГП ИНС, чем, с точностью до величин второго порядка малости относительно таких параметров, как Δϕ, Δλ, αх, αy, αz, обеспечивают определение текущих значений элементов матриц сообщения и наблюдения, и реализуют точное и эффективное оценивание и последующий прогноз таких ошибок автономного инерциального счисления, как , , , , , , , , , , при этом коррекцию автономно счисленных значений географических координат , текущего местоположения и составляющих , абсолютной линейной скорости осуществляют в соответствии с общепринятыми выражениями, для чего используют текущие спрогнозированные значения оценок , , , и малых углов , , , а для коррекции истинного курса рассчитывают откорректированное значение угла азимутальной ориентации опорного трехгранника ГП в функции оцененных значений и и вычисляют откорректированное значение гироскопического курса в функции оценок и погрешности измерения угла крена , которую определяют расчетным путем в функции текущих, спрогнозированных значений оценок , и измеренных/откорректированных углов гироскопического курса ψг и тангажа υ, после чего рассчитывают истинный курс ψи, как сумму оценок и .1. In the method of estimating errors of inertial information and its correction by measuring the satellite navigation system, including the use of the traditional optimal filtering and Kalman identification procedure, for which measurement signals of the optimal filter-identifier are generated by comparing the geographical coordinates of the same location and the horizontal components of the absolute linear velocity in the projections on the axis of the reference trihedron of the GP ANNs of the calculated ANNs and formed by the measurements of the SNS, and its structure ru are synthesized in accordance with the error model traditional for the ANN, while the nature of the flight is methodically organized in such a way that, after 270 seconds of a straight horizontal flight, on which the gyro platform is precisely “graded” and the well-observed parameters of the ANN horizontal channels are estimated, maneuver , such as a "snake", coordinated or combat deployments, after which the active phase of the optimal filtering and identification procedure is suspended and the filter-identifier is switched to d mode long-term - until the next session of correction, forecast, for the implementation of which the measurement signals are zeroed, and the values of the estimates at the time of completion of the active phase of the estimation procedure are used as initial conditions in the forecast procedure, while the forecast itself is carried out in accordance with discrete equations for calculating a priori estimates of ANN errors , and the correction of the output parameters of the ANN — the geographical coordinates of the location and the components of the absolute linear velocity — is implemented in an open circuit of the ANN, for which they use predicting the predicted values of the estimates of the state parameters of the ANN, the ANN error model additionally used in solving such problems is expanded by including a mathematical description of the coordinates of its location relative to the antenna unit of the SNA, and they are presented in the form of a system of three interconnected differential equations of the first order in projections on the axis of the reference the trihedron of the GP INS, which simultaneously describe the kinematic components of the relative velocity d additively included in the high-speed measurement signals izheniya INS, and when forming the measurement signal and the observation matrix using kinematic equations relating Δφ errors, Δλ, Δχ numeral geographical coordinates of location and angle of the azimuthal orientation of the reference trihedron SE ANN errors withstand vertical α x, α y and an angle α z azimuthal care GP ANN than, up to the second order with respect to such parameters as Δφ, Δλ, α x, α y, α z, provide for determining the current values of the matrix elements and observation posts, and realize t chnoe and effective assessment and subsequent prognosis of such errors autonomous inertial notation as , , , , , , , , , while correcting autonomously calculated values of geographical coordinates , current location and components , absolute linear speed is carried out in accordance with generally accepted expressions, for which use the current predicted values of estimates , , , and small angles , , , and to correct the true course, the corrected angle value is calculated azimuthal orientation of the reference GP trihedron as a function of estimated values and and calculate the corrected value of the gyroscopic course in the rating function and errors roll angle measurements , which is determined by calculation in the function of current, predicted values of estimates , and the measured / corrected angles of the gyroscopic heading ψ g and pitch υ, after which the true heading ψ and , as the sum of the estimates, are calculated and .
2. В способе оценивания ошибок инерциальной информации и ее коррекции по измерениям спутниковой навигационной системы по п. 1, дополнительно после завершения маневра и выхода на установившийся послеманевренный курс, факт чего устанавливают по осредненному на 5-секундном временном интервале значению составляющей относительной угловой скорости объекта, которое постоянно вычисляют с момента начала маневра, отсчет которого, в соответствии с циклограммой коррекции, начинают с 270-ой секунды после начала коррекции, при этом, если указанное среднее значение на выходе из маневра - начиная с 300-ой секунды, не превышает рад/с (~3 град/мин), формируют команду «Маневр завершен» и, не прекращая процедуры оптимального оценивания, приводят текущие значения оценок , , координат местоположения ИНС относительно АБ СНС к осям связанной с объектом системы координат, а получаемые при этом текущие значения оценок , , в соответствии с рекуррентной процедурой нахождения среднего, осредняют на 3-секундном интервале времени, после чего осредненные значения оценок , , сравнивают с хранящимися в БЦВМ конструктивными значениями указанных координат и при положительном исходе сравнения, когда их разница не превышает 1-2%, формируют признак «Оценка +», останавливают процедуру оптимального оценивания и переходят к режиму полноценного прогноза и коррекции, в противном случае - формируют признак «Оценка -» и после остановки оценивания прогноз не реализуют, а коррекцию текущих значений счисленных параметров осуществляют с использованием запомненных, на момент остановки оценивания значений оценок , , , , , , , , , .2. In the method for estimating errors of inertial information and its correction according to measurements of the satellite navigation system according to
Приведем перечень и описание фигур, которые потребуются при осуществлении предлагаемого изобретения.Here is a list and description of the figures that will be required in the implementation of the invention.
На фиг. 1 представлена схема относительного размещения ИНС1, ИНС2 и антенного блока (АБ) СНС на объекте. В качестве параметров, определяющих размещение указанных систем на объекте, приняты векторы , и , определяющие местоположение соответственно ИНС1, ИНС2 и ДИСС относительно начала (точка О) связанной с объектом системы координат (ССК) Oxyz.In FIG. 1 shows a diagram of the relative placement of ANN1, ANN2 and the antenna unit (AB) of the SNS at the facility. As parameters that determine the location of these systems on the object, vectors are taken, anddetermining the location, respectively, of ANN1, ANN2 and DISS relative to the origin (point O) of the Oxyz coordinate system associated with the object (CCK).
На схеме также представлены векторы и , определяющие местоположение ИНС1 и ИНС2 соответственно относительно ДИСС, а также вектор положения ИНС2 относительно ИНС1.The diagram also presents vectors and determining the location of ANN1 and ANN2, respectively, relative to the DISS, as well as the vector provisions of ANN2 relative to ANN1.
Под ИНС2 следует понимать резервную ИНС, которая введена для общности рассмотрения.By ANN2 is meant a backup ANN, which is introduced for general consideration.
- вектор путевой скорости объекта. - vector of the ground speed of the object.
На фиг. 2 приведена взаимная ориентация географического сопровождающего трехгранника (ГСТ) ONHE и ССК Oxyz.In FIG. Figure 2 shows the relative orientation of the geographic accompanying trihedron (GTS) ONHE and SSK Oxyz.
Их рассогласование определяется углами истинного курса ψи, тангажа и υ крена γ объекта.Their mismatch is determined by the angles of the true course ψ and pitch and υ of the roll γ of the object.
Переход от осей ГСТ ONHE к осям ССК Oxyz осуществляется посредством трех последовательных поворотов на углы ψи, υ и γ с угловыми скоростями , и .The transition from the axes of the GTS ONHE to the axes of the SSK Oxyz is carried out by means of three successive turns at the angles ψ and , υ and γ with angular velocities , and .
Приведенное на фиг. 2 направление отсчета углов ψи, υ и γ и угловых скоростей , и их изменения является положительным.Referring to FIG. 2 reference direction of angles ψ and , υ and γ and angular velocities , and their change is positive.
На фиг. 3 приведена взаимная ориентация опорного трехгранника гироплатформы (ОТГП) ОξηζИНС и ССК Oxyz.In FIG. Figure 3 shows the mutual orientation of the support gyro platform trihedron (OGP) OξηζINS and SSK Oxyz.
Их рассогласование определяется углами гироскопического курса ψг, тангажа и υ крена γ объекта.Their mismatch is determined by the angles of the gyroscopic course ψ g , pitch and υ roll γ of the object.
Переход от осей ОТГП Оξηζ ИНС к осям ССК Oxyz осуществляется посредством трех последовательных поворотов на углы ψг, υ и γ с угловыми скоростями , и .The transition from the axes of the OGP Oξηζ ANS to the axes of the SSK Oxyz is carried out by means of three successive turns at the angles ψ g , υ and γ with angular velocities , and .
Приведенное на фиг. 3 направление отсчета углов ψг, υ и γ и угловых скоростей , и является положительным.Referring to FIG. 3 reference direction of the angles ψ g , υ and γ and angular velocities , and is positive.
На фиг. 4 приведена взаимная ориентация гринвичской системы координат (ГСК) OX'Y'Z', ОТГП ОξηζИНС и ГСТ ONHE.In FIG. Figure 4 shows the relative orientation of the Greenwich coordinate system (HSC) OX'Y'Z ', OGP OξηζINS and GTS ONHE.
Их рассогласование определяется углами географической долготы λ, широты ϕ и углом χ азимутальной ориентации ОТГП ОξηζИНС.Their mismatch is determined by the angles of geographic longitude λ, latitude ϕ and angle χ of the azimuthal orientation of the OTGP OξηζINS.
Переход от осей ГСК О X'Y'Z' к осям ГСТ ONHE и далее к осям ОТГП Оξηζ осуществляется посредством последовательных поворотов на углы λ и ϕ и далее на угол χ (см. Фиг. 4) с угловыми скоростями , , и .The transition from the axes of the HSC О X'Y'Z 'to the axes of the GTS ONHE and further to the axes of the OGP Оξηζ is carried out by successive rotations by the angles λ and ϕ and then by the angle χ (see Fig. 4) with angular velocities , , and .
Приведенное на фиг. 4 направление отсчета углов λ, ϕ и χ и угловых скоростей , , и их изменения следует считать положительным.Referring to FIG. 4 reference direction of angles λ, ϕ and χ and angular velocities , , and their changes should be considered positive.
С целью раскрытия физической сути и математического содержания предлагаемых алгоритмических и математических решений приведем их подробное описание.In order to disclose the physical essence and mathematical content of the proposed algorithmic and mathematical solutions, we present their detailed description.
Но прежде - обоснование необходимости алгоритмического учета относительного размещения задействованных в инерциально-спутниковой коррекции информационных систем ИНС и СНС.But before - justification of the need for algorithmic accounting for the relative placement of the ANS and SNA information systems involved in inertial-satellite correction.
При разработке алгоритма оптимальной коррекции ИНС по измерениям СНС исключительно важное значение имеет вопрос методического обеспечения раздельного наблюдения и оценивания всех, без исключения, параметров состояния ИНС и, в первую очередь, слабоонаблюдаемых, таких, как угол αz азимутального рассогласования реального и опорного трехгранников в гироплатформы ГП ИНС и нескомпенсированного ухода - дрейфа εy гироскопа продольного канала. В лабораторных условиях и для случая неподвижного объекта указанные параметры ненаблюдаемы и, как следствие, раздельно не оцениваются.When developing an algorithm for optimal ANN correction by SNA measurements, the issue of methodological support for separate observation and estimation of all, without exception, state parameters of ANN and, first of all, weakly observable, such as the angle α z of azimuthal mismatch between the real and the reference trihedra in the gyro platform, is extremely important. GP ANN and uncompensated departure - drift ε y of the longitudinal channel gyroscope. In laboratory conditions and for the case of a stationary object, these parameters are unobservable and, as a result, are not separately evaluated.
В условиях же движущегося объекта для обеспечения их наблюдаемости нет никакой необходимости в реализации каких-то дополнительных методических решений. И это связано, исключительно, с тем, что само движение объекта является достаточно эффективным инструментом, позволяющим управлять динамикой изменения ошибок выходных параметров ИНС от всех, без исключения, параметров состояния и, как следствие, их наблюдаемостью.Under the conditions of a moving object, to ensure their observability, there is no need to implement any additional methodological solutions. And this is due solely to the fact that the object’s movement itself is a rather effective tool that allows controlling the dynamics of changes in the errors of the ANN output parameters from all, without exception, state parameters and, as a consequence, their observability.
При этом, чтобы обеспечить максимальную эффективность связей всех параметров состояния с выходными сигналами ИНС, такими, как географическая широта ϕ и долгота λ, и горизонтальные составляющие Vx, Vy абсолютной скорости, необходимо выполнение маневров, типа координированного разворота, «змейки» или боевого разворота.At the same time, in order to ensure the maximum efficiency of the connections of all state parameters with the ANN output signals, such as the geographical latitude ϕ and longitude λ, and the horizontal components V x , V y of absolute speed, it is necessary to perform maneuvers such as a coordinated turn, “snake” or combat U-turn.
Выполнение упомянутых выше маневров, сопровождающихся достаточно интенсивным изменением угловой и пространственной ориентации объекта и, как следствие, высокодинамичным изменением составляющих его угловой и путевой скорости, при различном конструктивном размещении задействованных в рассматриваемых режимах коррекции информационных систем, приводят к появлению в сигналах измерения так называемых кинематических составляющих скорости.Performing the above-mentioned maneuvers, accompanied by a fairly intense change in the angular and spatial orientation of the object and, as a result, a highly dynamic change in its angular and ground speed components, with different structural arrangements of the information systems involved in the correction modes under consideration, lead to the appearance of so-called kinematic components in the measurement signals speed.
Указанные составляющие скорости, будучи математически не описанными, и, как следствие, алгоритмически неучтенными, а это действительно так, вместо методически обоснованного и ожидаемого оценивания слабонаблюдаемых параметров приводят к совершенно обратному результату, а именно, к расходимости процедуры их оценивания.The indicated components of the velocity, being mathematically not described, and, as a result, algorithmically unaccounted for, and this is true, instead of the methodologically justified and expected estimation of weakly observed parameters lead to a completely opposite result, namely, the divergence of the procedure for their estimation.
Игнорирование спецификой этого явления приводит к таким выводам, типа: «курсовые ошибки хорошо оцениваются при наличии двух участков коррекции по 5…10 мин каждый, разделенных маневром по скорости и/или курсу» (см. Научно-технический журнал «Инженерная физика» №12/2012, стр. 49, 16 строка сверху).Ignoring the specifics of this phenomenon leads to such conclusions, such as: “exchange rate errors are well evaluated when there are two correction sections of 5 ... 10 min each, separated by a speed and / or course maneuver” (see Scientific and Technical Journal Engineering Physics No. 12 / 2012, p. 49, 16 line above).
В действительности курсовая ошибка оценивается хорошо, если она оценивается за 0,5-1 мин одного из упомянутых выше маневров.In fact, the exchange rate error is estimated well if it is estimated in 0.5-1 minutes of one of the maneuvers mentioned above.
При этом «наличие двух участков коррекции по 5…10 мин каждый» не имеет никакого физического объяснения.Moreover, “the presence of two correction sections of 5 ... 10 min each” has no physical explanation.
Для качественного оценивания параметров горизонтальных каналов ИНС необходим участок коррекции длительностью, не более 4-4,5 минут, после чего осуществляется маневр, обеспечивающий оценивание азимутальной ошибки и не ухудшающий, что особенно важно, результаты проведенного «горизонтирования».For a qualitative assessment of the parameters of the ANN horizontal channels, a correction section is required, lasting no more than 4-4.5 minutes, after which a maneuver is carried out, which ensures the estimation of the azimuthal error and does not worsen, which is especially important, the results of the "leveling".
В представленном выше случае из «Инженерной физики» маневр не только не обеспечивает оценивание азимутальной ошибки, но даже ухудшает результаты «горизонтирования», проведенного на первом 5…10-минутном участке коррекции.In the case presented above from Engineering Physics, the maneuver not only does not provide an estimate of the azimuthal error, but even worsens the results of the “leveling” carried out in the first 5 ... 10-minute correction section.
И, чтобы как-то сгладить последствия проведенного маневра, очевидно, и потребовался второй 5…10-минутный участок коррекции.And, in order to somehow smooth out the consequences of the maneuver, it was obvious that a second 5 ... 10-minute correction section was required.
А теперь из общих физических представлений получим математическую модель, описывающую геометрию относительного размещения основных информационных систем на объекте, типа самолета или вертолета, и покажем, что указанная модель одновременно описывает и упоминавшиеся выше кинематические составляющие скорости.Now, from the general physical concepts, we obtain a mathematical model that describes the geometry of the relative placement of the main information systems on the object, such as an airplane or a helicopter, and show that this model also describes the kinematic components of speed mentioned above.
Для раскрытия физической сути указанных составляющих скорости приведем вывод дифференциальных уравнений, описывающих характер изменения их относительных координат в проекциях на оси географического сопровождающего трехгранника ГСТ ONHE и опорного трехгранника гироплатформы ОТГП ИНС Оξηζ.To reveal the physical essence of the indicated velocity components, we present the derivation of differential equations that describe the nature of the change in their relative coordinates in the projections on the axis of the geographic accompanying GST ONHE trihedron and the reference trihedron of the OTGP ANN Оξηζ gyro platform.
Для этого воспользуемся приведенной схемой относительного размещения на объекте ИНС1, ИНС2 и СНС (фиг. 1).To do this, we use the above scheme of relative placement on the object ANN1, ANN2 and SNS (Fig. 1).
На указанной схеме начало связанной с объектом системы координат Oxyz совмещено с центром его тяжести ЦТ, а местоположение ИНС1, ИНС2 и антенного блока СНС определяется соответственно векторами , и . Это означает, что при векторе угловой скорости вращения объекта вокруг его ЦТ будут иметь место линейные перемещения ИНС1, ИНС2 и СНС со скоростями вида:In this diagram, the origin of the Oxyz coordinate system associated with the object is aligned with the center of gravity of the CT, and the location of ANN1, ANN2, and the SNS antenna unit is determined by the vectors, respectively , and . This means that with the angular velocity vector the rotation of the object around its central point will be linear displacements ANN1, ANN2 and SNS with velocities of the form:
где - вектор предписанной заданием путевой скорости объекта.Where is the vector of the prescribed target speed of the object.
В соответствии с представленными на фиг. 1 векторными треугольниками О-ИНС1-СНС и O-ИНС2-СНС, запишем следующие полезные матричные равенства:In accordance with FIG. 1 by vector triangles O-INS1-SNA and O-INS2-SNA, we write the following useful matrix equalities:
где , - вектора местоположения ИНС1 и ИHC2 соответственно относительно антенного блока (АБ) СНС.Where , - the location vector of ANN1 and INC2, respectively, relative to the antenna unit (AB) of the SNS.
Очевидно, что сравнение скоростей , перемещения ИНС1 и ИНС2 со скоростью АБ СНС приведет к выражениям вида:Obviously speed comparison , displacement of ANN1 and ANN2 with speed AB SNA will lead to expressions of the form:
Из приведенных выражений следует, что скорости и движения ИНС1 и ИНС2 относительно АБ СНС однозначно определяются угловой скоростью вращения Ω' объекта вокруг его ЦТ и местоположением ИНС1 и ИНС2 относительно АБ СНС Δr1, Δr2 (2).It follows from the above expressions that and the movements of ANN1 and ANN2 relative to the ABS of the SNA are uniquely determined by the angular velocity of rotation Ω 'of the object around its central heating center and the location of ANN1 and ANN2 relative to the ABS of the SNS Δr 1 , Δr 2 (2).
Выше представлена, как угловая скорость вращения объекта вокруг ЦТ. Но этого абсолютно недостаточно для полной характеристики рассматриваемой скорости, поскольку, не ясно, относительно какой системы координат следует рассматривать вращение объекта, а посему непонятна процедура ее расчета.Above presented as the angular velocity of rotation of an object around a central heating system. But this is absolutely not enough to fully characterize the speed in question, since it is not clear with respect to which coordinate system the rotation of the object should be considered, and therefore the procedure for its calculation is not clear.
Для ответа на эти вопросы введем в рассмотрение абсолютную угловую скорость вращения объекта и абсолютную угловую скорость вращения географического сопровождающего трехгранника ГСТ ONHE.To answer these questions, we introduce the absolute angular velocity object rotation and absolute angular velocity rotation of the geographic accompanying trihedron of the GTS ONHE.
Понятие абсолютной угловой скорости вращения означает вращение чего-то относительно инерциальной системы координат. В рассматриваемом случае и - это угловые скорости вращения объекта и ГСТ ONHE относительно инерциальной системы отсчета.The concept of absolute angular velocity of rotation means the rotation of something relative to an inertial coordinate system. In the case under consideration and are the angular velocities of the rotation of the object and the ONHE GTS relative to the inertial reference system.
Очевидно, что угловая скорость вращения объекта относительно ГСТ ONHE будет равна разности угловых скоростей и :Obviously, the angular velocity of rotation of the object relative to the GTS ONHE will be equal to the difference in angular velocities and :
Учитывая, что векторы , , , жестко связанные с объектом, изменяют свои проекции на оси ГСТ ONHE, исключительно только за счет вращения связанной с объектом системы координат oxyz, относительно ГСТ ONHE, угловая скорость которого определяется выражением (4), то, очевидно, справедливы следующие выражения для их производных:Given that the vectors , , , rigidly connected with the object, change their projections on the axis of the ONHE GTS, solely due to the rotation of the oxyz coordinate system associated with the object relative to the ONHE GTS, the angular velocity of which is determined by expression (4), then the following expressions are true for their derivatives:
Сравнивая 1-ую и 2-ую производные с 3-ей (5), получим выражения:Comparing the 1st and 2nd derivatives with the 3rd (5), we obtain the expressions:
которые, с учетом (2), можно записать в следующем виде:which, taking into account (2), can be written in the following form:
Сравнивая полученные векторные выражения (7) с полученными ранее (3), и объединяя их можно записать следующие обобщенные выражения вида:Comparing the obtained vector expressions (7) with those obtained earlier (3), and combining them, we can write the following generalized expressions of the form:
Если представить полученные выражения в скалярном виде, в проекциях на оси географического сопровождающего трехгранника ГСТ ONHE, то они приобретут вид, вполне приемлемый для их алгоритмического использования.If we present the obtained expressions in a scalar form, in projections on the axis of the geographic accompanying trihedron of the GTS ONHE, then they will acquire a form that is quite acceptable for their algorithmic use.
Приведем его:We give it:
где , , и , , - проекции векторов и (2) на оси ГСТ ONHE.Where , , and , , - projections of vectors and (2) on the axis of the GTS ONHE.
Полученные выражения имеют вид дифференциальных уравнений первого порядка, представленные в нормальной форме Коши, что, кстати, и необходимо для описания исходной системы - модели сообщения в традиционной процедуре оптимального оценивания. Это, если смотреть слева.The resulting expressions have the form of first-order differential equations presented in the normal Cauchy form, which, by the way, is necessary to describe the original system — the message model in the traditional optimal estimation procedure. This is when viewed from the left.
С другой стороны, если на (9) и (10) смотреть справа, то это выражения для расчета составляющих скорости перемещения ИНС1 (9) и ИНС2 (10) относительно АБСНС.On the other hand, if we look at (9) and (10) from the right, then these are expressions for calculating the components of the speed of movement of ANN1 (9) and ANN2 (10) relative to the ABSNS.
В некоторых случаях, вместо уравнений/выражений (9), (10), представленных в проекциях на оси ГСТ ONHE, целесообразно использовать аналогичные уравнения/выражения, но в проекциях на оси опорного трехгранника гироплатформы ОТГП ИНС Oξηζ.In some cases, instead of equations / expressions (9), (10) presented in the projections on the ONHE GTS axis, it is advisable to use similar equations / expressions, but in the projections on the axis of the supporting trihedron of the OTGP ANS gyro platform Oξηζ.
Очевидно, что указанные уравнения/выражения, по аналогии с (9), (10) будут иметь следующий вид:Obviously, these equations / expressions, by analogy with (9), (10), will have the following form:
где Δξ1, Δη1, Δζ1 и Δξ2, Δη2, Δζ2 - текущие значения координат местоположения ИНС1/БИНС1 и ИНС2/БИНС2 относительно АБ СНС в проекциях на оси ОТГП ИНС Оξηζ, a ΔV1ξ, ΔVlη, ΔV1ζ и ΔV2ξ, ΔV2η, ΔV2ζ - кинематические составляющие скорости движения ИНС1/БИНС1 и ИНС2/БИНС2 в проекциях на оси ОТГП ИНС Oξηζ.where Δξ 1 , Δη 1 , Δζ 1 and Δξ 2 , Δη 2 , Δζ 2 are the current values of the coordinates of the location of ANN1 / BINS1 and ANN2 / BINS2 relative to AB SNA in the projections on the OTGP axis ANN Оξηζ, a ΔV 1ξ , ΔV lη , ΔV 1ζ and ΔV 2ξ , ΔV 2η , ΔV 2ζ are the kinematic components of the speed of the ANN1 / BINS1 and ANN2 / BINS2 in the projections on the OTGP axis of the ANN Oξηζ.
В процедуре оптимальной фильтрации и идентификации ошибок ИНС по измерениям СНС приведенные выше дифференциальные уравнения (11), (12) используются, как составная часть традиционных моделей ошибок ИНС или БИНС, разработанных на основе строгого математического описания их функционирования и в полном соответствии с основополагающим принципом невозмущенного измерения ускорений.In the procedure for optimal filtering and identification of ANN errors by SNA measurements, the above differential equations (11), (12) are used as an integral part of traditional models of ANN or SINS errors, developed on the basis of a rigorous mathematical description of their functioning and in full accordance with the fundamental principle of the unperturbed acceleration measurements.
Полученная таким образом расширенная модель ошибок ИНС описывает не только традиционные для ИНС параметры и их связи, но и те кинематические составляющие сигналов измерения, которые ранее не учитывались.The extended ANN error model obtained in this way describes not only the parameters traditional for the ANN and their relationships, but also those kinematic components of the measurement signals that were not previously taken into account.
Расширение модели ошибок ИНС позволяет устранить основную причину алгоритмической несостоятельности всех известных алгоритмов коррекции, заключающуюся в некорректном математическом описании исходной системы, и обеспечить тем самым быструю и устойчивую сходимость всех и, в первую очередь, слабонаблюдаемых параметров состояния, таких, как αz, εy, Δni(Δξi), Δni(Δζi), Δei(Δηi).The extension of the ANN error model allows us to eliminate the main cause of the algorithmic inconsistency of all known correction algorithms, which consists in an incorrect mathematical description of the original system, and thereby ensure fast and stable convergence of all and, first of all, weakly observable state parameters, such as α z , ε y , Δn i (Δξ i ), Δn i (Δζ i ), Δe i (Δη i ).
Для алгоритмического использования полученных выше дифференциальных уравнений (11), (12) необходимо знать текущие значения входных для указанных уравнений параметров, а именно, составляющих , , относительной угловой скорости вращения объекта. Приведем возможные математические процедуры расчета рассматриваемых угловых скоростей.For the algorithmic use of the above differential equations (11), (12), it is necessary to know the current values of the input parameters for the specified equations, namely, the components , , relative angular velocity of rotation of the object. We give possible mathematical procedures for calculating the angular velocities under consideration.
Очевидно, что угловые скорости вращения ССК Oxyz относительно ГСТ ONHE определяются угловыми скоростями , , изменения углов эволюции объекта. При этом угловые скорости , , и , , вращения объекта относительно ГСТ ONHE и ОТГП Oξηζ могут быть определены путем приведения компонент , , , и , , к осям ГСТ и ОТГП соответственно. Очевидно, они будут равны (см. фиг. 2, 3):Obviously, the angular velocities of rotation of the SSK Oxyz relative to the ONHE GTS are determined by the angular velocities , , changes in the angles of evolution of the object. In this case, the angular velocity , , and , , the rotation of the object relative to the ONHE GTS and the OTG Oξηζ can be determined by bringing the components , , , and , , to the axes of the GTS and OTGP, respectively. Obviously, they will be equal (see Fig. 2, 3):
В выражениях (13), (14) и далее под «s» следует понимать синус угла, а под «с» - косинус.In expressions (13), (14) and below, “s” should be understood as the sine of the angle, and by “c” - the cosine.
Приведенные выражения могут быть использованы для расчета искомых составляющих угловой скорости.The above expressions can be used to calculate the required components of the angular velocity.
При этом производные , , , целесообразно определять методом численного дифференцирования с дискретом 0,1 сек.Moreover, derivatives , , , it is advisable to determine by numerical differentiation with a discrete of 0.1 sec.
Выражения (13), (14) могут быть использованы по их назначению как по измерениям ИНС, так и по измерениям БИНС.Expressions (13), (14) can be used for their purpose both in measurements of ANNs and in measurements of SINS.
На практике может быть использован и другой подход расчета рассматриваемых составляющих угловой скорости объекта, но он может быть реализован исключительно только по измерениям БИНС. Он представляется несколько более сложным, но его достоинством является отсутствие необходимости выполнения операций численного дифференцирования, что немаловажно.In practice, another approach to calculating the considered components of the angular velocity of the object can be used, but it can be implemented only by measuring SINS. It seems to be somewhat more complicated, but its advantage is the absence of the need to perform operations of numerical differentiation, which is important.
Указанный вариант расчета рассматриваемых составляющих угловой скорости объекта основан на определении относительной угловой скорости и предполагает знание, как абсолютной угловой скорости вращения объекта, так и абсолютных угловых скоростей вращения ГСТ и ОТГП. При этом искомые угловые скорости находятся, как разности абсолютной угловой скорости объекта и соответственно двух вторых. По причине того, что абсолютная угловая скорость объекта измеряется исключительно только системами, типа БИНС, указанный подход может быть использован только при их коррекции.The indicated option for calculating the considered components of the angular velocity of the object is based on the determination of the relative angular velocity and requires knowledge of both the absolute angular velocity of rotation of the object and the absolute angular velocity of rotation of the GTS and TGP. In this case, the desired angular velocities are found as the differences in the absolute angular velocity of the object and, accordingly, the second two. Due to the fact that the absolute angular velocity of an object is measured exclusively by systems, such as SINS, this approach can only be used for their correction.
Учитывая, что составляющие абсолютной угловой скорости объекта, измеряемые БИНС, выдаются в проекциях на оси связанной системы координат, необходимо их предварительное преобразование по осям ГСТ ONHE и ОТГП Оξηζ.Considering that the components of the absolute angular velocity of the object, measured by SINS, are output in projections on the axis of the connected coordinate system, their preliminary transformation along the axes of the GTS ONHE and OGP Oξηζ is necessary.
Для этого запишем прямые и обратные матричные преобразования для систем координат, приведенных на фиг. 2 и фиг. 3:To this end, we write forward and inverse matrix transformations for the coordinate systems shown in FIG. 2 and FIG. 3:
В соответствии с фиг. 2 и фиг. 3, приведем транспонированные матрицы и для реализации указанных процедур. Они, очевидно, имеют следующий вид:In accordance with FIG. 2 and FIG. 3, we present the transposed matrices and to implement these procedures. They obviously have the following form:
В соответствии с матрицей (16) выражения для составляющих абсолютной угловой скорости объекта в проекциях на оси ГСТ ONHE будут иметь следующий вид:In accordance with the matrix (16), the expressions for the components of the absolute angular velocity of the object in the projections on the axis of the GTS ONHE will have the following form:
Аналогичные выражения в проекциях на оси ОТГП Oξηζ будут равны:Similar expressions in the projections on the OTGP axis Oξηζ will be equal to:
Для определения составляющих абсолютной угловой скорости ГСТ ONHE и ОТГП Оξηζ, воспользуемся взаимной ориентацией ГСК OX'Y'Z', ГСТ ONHE и ОТГП Оξηζ, приведенной на фиг. 4.To determine the absolute angular velocity components of the GTS ONHE and OGP Oξηζ, we use the mutual orientation of the GSC OX'Y'Z ', GTS ONHE and OGP Oξηζ shown in FIG. four.
Для нахождения абсолютной угловой скорости вращения ГСТ ONHE запишем сначала выражения для его угловой скорости относительно ГСК OX'Y'Z', связанной с Землей, в проекциях на оси ГСТ ONHE. В соответствии с фиг. 4, они, очевидно, будут равны:To find the absolute angular velocity of rotation of the GTS ONHE, we first write down the expressions for its angular velocity relative to the GSC OX'Y'Z 'associated with the Earth in the projections on the axis of the GTS ONHE. In accordance with FIG. 4, they will obviously be equal:
где приняты следующие очевидные обозначения:where the following obvious notation is accepted:
где , - северная и восточная составляющие путевой скорости объекта,Where , - the northern and eastern components of the ground speed of the object,
RN,RE - главные радиусы кривизны земного эллипсоида вращения.R N , R E - the main radii of curvature of the earth's ellipsoid of revolution.
Очевидно, что искомые абсолютные составляющие угловой скорости вращения ГСТ будут равны сумме составляющих (19) и соответствующих проекций, обусловленных суточным вращением Земли, а именно:Obviously, the sought absolute components of the angular velocity of the GTS rotation will be equal to the sum of the components (19) and the corresponding projections due to the daily rotation of the Earth, namely:
где составляющие uN и uH равныwhere the components u N and u H are equal
a u - скорость суточного вращения Земли.a u is the Earth's daily rotation speed.
Следовательно, искомые составляющие угловой скорости объекта относительно ГСТ ONHE будут равны:Therefore, the required components of the angular velocity of the object relative to the ONHE GTS will be equal to:
где ΩN, ΩН, ΩE определяются выражениями (17), а ωN, ωH, ωЕ выражениями (21).where Ω N , Ω H , Ω E are defined by expressions (17), and ω N , ω H , ω E are expressed by expressions (21).
Для определения составляющих относительной угловой скорости ОТГП Оξηζ, в соответствии с фиг. 3, приведем все три угловые скорости , , произведенных поворотов на углы λ, ϕ, χ к осям ОТГП Oξηζ. В результате получим:In order to determine the components of the relative angular velocity of the OGP Oξηζ, in accordance with FIG. 3, we present all three angular velocities , , rotations by angles λ, ϕ, χ to the axes of the OGP Oξηζ. As a result, we get:
Выражения для и представлены выше (20).Expressions for and presented above (20).
Очевидно, что выражения для составляющих абсолютной угловой скорости ОТГП будут равны сумме составляющих (24) и соответствующих составляющих угловой скорости суточного вращения Земли:Obviously, the expressions for the components of the absolute angular velocity of the GTP will be equal to the sum of the components (24) and the corresponding components of the angular velocity of the daily rotation of the Earth:
где uN,uH определяются выражениями (23).where u N , u H are determined by expressions (23).
Выражения для искомых составляющих угловой скорости вращения объекта относительно ОТГП Оξηζ будут равны:The expressions for the desired components of the angular velocity of rotation of the object relative to the OGP Oξηζ will be equal to:
где Ωξ, Ωn, Ωζ определяются выражениями (18), a ωξ, ωη, ωζ - выражениями (25).where Ω ξ , Ω n , Ω ζ are determined by expressions (18), and ω ξ , ω η , ω ζ are determined by expressions (25).
Таким образом показано, что корректное описание исходной системы достигается расширением традиционной модели ошибок ИНС путем включения в нее нетрадиционных для нее дифференциальных уравнений, описывающих характер изменения координат ее установки на объекте относительно той информационной системы, которая выполняет функции измерителя, или корректора ИНС. В качестве последней рассматривается СНС.Thus, it is shown that a correct description of the initial system is achieved by expanding the traditional ANN error model by including in it non-traditional differential equations describing the nature of the change in the coordinates of its installation on the object relative to the information system that performs the functions of a meter or ANN corrector. The latter is considered the SNA.
Необходимость указанного расширения обусловлена тем, что только в этом случае достаточно просто и эффективно может быть обеспечен алгоритмический учет и устранение всех нежелательных последствий, к которым приводят кинематические составляющие скорости, имеющие место при маневре объекта и обусловленные геометрией относительного размещения задействованных в рассматриваемых режимах информационных систем.The necessity of this extension is due to the fact that only in this case, algorithmic accounting and elimination of all undesirable consequences that lead to the kinematic velocity components that occur during the maneuver of the object and due to the geometry of the relative placement of the information systems involved in the considered modes can be provided simply and effectively.
Далее рассмотрим важнейшие для разрабатываемого алгоритма операции, которые определяют физическую суть предлагаемого инженерного решения.Next, we consider the most important operations for the developed algorithm, which determine the physical essence of the proposed engineering solution.
При разработке (выводе) модели ошибок ИНС важное значение имеет форма представления ее выходных сигналов по скорости. Указанная форма не только определяет вид матрицы наблюдения, но от нее существенным образом зависит и сама модель ошибок ИНС.When developing (deriving) an ANN error model, the form of representing its output signals by speed is important. The indicated form not only determines the form of the observation matrix, but the ANS error model itself also substantially depends on it.
Не приводя и не анализируя всевозможные формы указанного представления, следует отметить, что наиболее аналитически проработанным и приемлемым для решения рассматриваемой задачи является представление вида:Without citing or analyzing all possible forms of this representation, it should be noted that the most analytically developed and acceptable for solving the problem under consideration is a representation of the form:
, ,
где: Vξ, Vη, Vζ - составляющие абсолютной линейной скорости ИНС в проекциях на оси ОТГП Оξηζ, αх, αy, αz - углы рассогласования реального и опорного трехгранников ГП; ΔVx, ΔVy - погрешности измерения/расчета горизонтальных составляющих абсолютной скорости, входящие, наряду с малыми углами αх, αy, αz рассогласования, в перечень параметров состояния ИНС.where: V ξ , V η , V ζ are the components of the absolute linear velocity of the ANN in the projections on the OTGP axis. Oξηζ, α x , α y , α z are the mismatch angles of the real and reference GP trihedra; ΔV x , ΔV y - measurement / calculation errors of the horizontal components of the absolute speed, which are included, along with the mismatch angles α x , α y , α z , in the list of parameters of the ANN state.
Составляющие (27) по своей физической сути являются чисто инерциальными и в явном виде не включают в себя компоненты скорости кинематического характера. Хотя в неявном виде они присутствуют, как в составляющих (27), так и в составляющих скорости, сформированных по измерениям СНС.Components (27) in their physical essence are purely inertial and do not explicitly include kinematic velocity components. Although they are implicitly present, both in components (27) and in the velocity components formed by measurements of the SNA.
В явном виде указанные составляющие скорости будут представлены при сравнении горизонтальных составляющих абсолютной скорости (27) и аналогичных составляющих, сформированных по текущим измерениям СНС. Как будет показано ниже, в результате указанного сравнения будут получены так называемые уравнения связи, из которых достаточно просто могут быть сформированы искомые сигналы измерения и определены все элементы матрицы наблюдения для рассматриваемой процедуры оценивания и коррекции.In explicit form, these speed components will be presented when comparing the horizontal components of the absolute speed (27) and similar components formed from the current measurements of the SNA. As will be shown below, as a result of this comparison, the so-called communication equations will be obtained from which the desired measurement signals can be formed quite simply and all elements of the observation matrix for the considered estimation and correction procedure can be determined.
Прежде, чем переходить к рассмотрению указанных вопросов, следует отметить, что при этом будут использованы известные кинематические соотношения, связывающие погрешности Δϕ, Δλ, Δχ автономного инерциального счисления основных навигационных параметров с ошибками αх, αy выдерживания вертикали ИНС и углом αz азимутального ухода ее ГП и аналогичные соотношения для погрешностей Δυ, Δγ, Δψг измерения углов эволюции объекта.Before proceeding to the consideration of these issues, it should be noted that in this case we will use the known kinematic relations connecting the errors Δϕ, Δλ, Δχ of the autonomous inertial numbering of the main navigation parameters with errors α x , α y keeping the vertical ANN and the angle α z of azimuthal departure its GP and similar relations for the errors Δυ, Δγ, Δψ g of measuring the angles of evolution of the object.
Указанные соотношения имеют следующий вид:The indicated ratios have the following form:
Следует отметить, что приведенные соотношения правомочны исключительно для режима автономного инерциального счисления и никоим образом не могут быть распространены на такие автономные режимы, как курсодоплеровский КДР, или курсовоздушный КВР режимы счисления.It should be noted that the above ratios are valid only for the autonomous inertial numbering mode and in no way can be extended to such autonomous modes as the Kurodoppler KDR or the airborne CWR numeration modes.
Выходные сигналы ИНС для горизонтальных составляющих абсолютной линейной скорости в проекциях на оси опорного трехгранника ГП Оξηζ представлены выражениями (27).The ANN output signals for the horizontal components of the absolute linear velocity in the projections on the axis of the reference trihedral of the GP Оξηζ are represented by expressions (27).
Сформируем аналогичные выражения по измерениям СНС с использованием счисленного ИНС текущего значения угла χ азимутальной ориентации ГП ИНС.We form similar expressions for the SNA measurements using the calculated ANN of the current value of the angle χ of the azimuthal orientation of the GP ANN.
Здесь и далее будем использовать следующие обозначения для счисленных ИНС параметров , , и их идеальных значений ϕ, λ, χ - Очевидно, что связывающие их соотношения имеют вид:Hereinafter, we will use the following notation for the calculated ANN parameters , , and their ideal values ϕ, λ, χ - Obviously, the relations connecting them have the form:
Следует заметить, что для входящих в (29) ошибок счисления Δϕ, Δλ, Δχ правомочны приведенные выше соотношения (28).It should be noted that for the numbering errors Δϕ, Δλ, Δχ included in (29), the above relations (28) are valid.
Будем также полагать, что все навигационные параметры, сформированные по измерениям СНС, равны их идеальным значениям, аддитивно замешанным на нормальных некоррелированных шумах соответствующей интенсивности.We will also assume that all navigation parameters formed from the SNA measurements are equal to their ideal values, additively mixed with normal uncorrelated noise of the corresponding intensity.
Очевидно, что зная текущие значения географической широты ϕс с СНС, а также горизонтальные составляющие , путевой скорости достаточно просто могут быть сформированы соответствующие составляющие абсолютной линейной скорости , :Obviously, knowing the current values of the geographical latitude ϕ s with the SNA, as well as the horizontal components , ground speed quite simply can be formed corresponding components of the absolute linear velocity , :
где: u - угловая скорость суточного вращения Земли; RE - один из главных радиусов земного эллипсоида вращения.where: u is the angular velocity of the Earth's daily rotation; R E is one of the main radii of the earth's ellipsoid of revolution.
Проектируя составляющие (30) на оси опорного трехгранника ГП ИНС, получим следующие выражения для расчета составляющих , :Designing the components (30) on the axis of the supporting trihedron of the GP INS, we obtain the following expressions for calculating the components , :
Достаточно просто можно показать, что подстановка в (31) значения приводит к следующим выражениям для составляющих , :It is quite simple to show that the substitution in (31) of the value leads to the following expressions for the constituents , :
где для составляющих , абсолютной линейной скорости приняты следующие обозначения:where for the constituents , absolute linear velocity the following notation:
, ,
Очевидно, что, с точностью до случайных шумов измерения, составляющие , (31) равны соответствующим составляющим Vξ Vη выражений (27).Obviously, up to random noise, the measurements that make up , (31) are equal to the corresponding components V ξ V η of expressions (27).
Подставляя в (32) вместо Δχ его значение, определяемое соотношением (28), получим следующее выражение для , :Substituting in (32) instead of Δχ its value determined by relation (28), we obtain the following expression for , :
Вычитая из составляющих скорости (27) соответствующие составляющие (33) и помня об отмеченной выше близости компонент , , и Vξ, Vη получим следующие уравнения связи:Subtracting the corresponding components (33) from the velocity components (27) and remembering the proximity of the components noted above , , and V ξ , V η we obtain the following communication equations:
где: W3, W4 - упомянутые выше шумы измерения; - составляющие ΔVξ, ΔVη кинематической скорости (12).where: W 3 , W 4 - measurement noise mentioned above; - components ΔV ξ , ΔV η of the kinematic velocity (12).
Обозначим левые части уравнений (34) через Z3 и Z4:Denote the left sides of equations (34) by Z 3 and Z 4 :
где Z3, Z4 - традиционно принятые в процедуре оптимальной фильтрации обозначения для сигналов измерения, которые находятся путем сравнения составляющих скорости Vx, Vy, измеряемых ИНС (27), и составляющих , , сформированным по измерениям СНС (33).where Z 3 , Z 4 are the designations traditionally accepted in the optimal filtering procedure for measurement signals, which are found by comparing the components of the velocity V x , V y , measured by the ANN (27), and the components , formed by measurements of the SNA (33).
По правой части уравнений связи (34), которые в матричном представлении, как правило, записываются в виде:On the right side of the communication equations (34), which in the matrix representation, as a rule, are written in the form:
определяются элементы матриц-строк H3 и Н4 наблюдения.the elements of the row matrices H 3 and H 4 of the observation are determined.
Для их определения приведем вид вектора параметров состояния расширенной системы для случая коррекции по измерениям СНС.To determine them, we present the form of the state parameter vector of the extended system for the case of correction according to the SNA measurements.
В соответствии с проведенной проработкой рассматриваемый вектор x имеет размерность [13×1] и должен включать в себя следующие параметры состояния:In accordance with the study, the vector x under consideration has the dimension [13 × 1] and should include the following state parameters:
где все параметры состояния выше были уже представлены, за исключением нескомпенсированных составляющих εx, εy, εz ухода соответствующих гироскопов.where all the state parameters above have already been presented, with the exception of the uncompensated components ε x , ε y , ε z of the departure of the corresponding gyroscopes.
Сигналы измерения, сформированные по измерениям координат текущего местоположения объекта, могут быть получены сравнением географических координат, счисленных инерциальной системой и измеренных СНС.Measurement signals generated from measurements of the coordinates of the current location of the object can be obtained by comparing the geographical coordinates calculated by the inertial system and the measured SNA.
Если вторые из них записать в виде:If the second of them is written as:
то первые - инерциальные координаты, очевидно, будут равны:then the first - inertial coordinates, obviously, will be equal:
гдеWhere
суть координаты местоположения ИНС относительно АБ СНС. Точность их представления определяется величинами второго порядка малости относительно таких параметров состояния (37), как Δξ, Δη, Δλ, αz.the location coordinates of the ANN relative to the AB SNA. The accuracy of their representation is determined by second-order smallness values with respect to such state parameters (37) as Δξ, Δη, Δλ, α z .
Сравнение координат местоположения, счисленных инерциальной системой (39) и измеренных СНС (38) приведет к следующим уравнениям связи:A comparison of the location coordinates calculated by the inertial system (39) and the measured SNA (38) will lead to the following communication equations:
где W1, W2 - нормальные шумы измерения известной интенсивности.where W 1 , W 2 - normal noise measurements of known intensity.
Принимая левые части уравнений (41) в качестве сигналов измерения Z1 и Z2:Taking the left sides of equations (41) as measurement signals Z 1 and Z 2 :
по правым частям, в соответствии с (41), могут быть получены соответствующие элементы матрицы наблюдения.on the right-hand sides, in accordance with (41), the corresponding elements of the observation matrix can be obtained.
Указанная матрица, в соответствии с (34), (41) и (37), будет иметь следующий вид:The indicated matrix, in accordance with (34), (41) and (37), will have the following form:
Учитывая, что процедура оптимальной коррекции всех параметров состояния ИНС в классическом варианте ее исполнения с оцениванием и управлением в соответствии с представленной в монографии А.А. Красовского «Аналитическое конструирование контуров управления летательными аппаратами», «Машиностроение», Москва, 1969 [3] теоремой разделения, для современных ИНС является невозможной, вследствие их закрытости и отсутствия доступа к основным управленческим точкам измерительных каналов рассматриваемых систем, поэтому не остается ничего более приемлемого, как ее программная реализация в разомкнутой схеме, или в БЦВМ комплекса.Given that the procedure for optimal correction of all parameters of the ANN state in the classical version of its execution with evaluation and control in accordance with the one presented in the monograph by A.A. Krasovsky "Analytical design of control circuits of aircraft", "Engineering", Moscow, 1969 [3] a separation theorem, for modern ANNs is impossible, due to their closeness and lack of access to the main control points of the measuring channels of the systems in question, therefore, nothing more acceptable remains as its software implementation in an open circuit, or in a computer complex.
Прежде, чем переходить к ее математическому описанию, представим предшествующую ей процедуру оптимального оценивания и циклограмму ее реализации.Before proceeding to its mathematical description, we will present the optimal estimation procedure preceding it and the cyclogram of its implementation.
Для оценивания всех ошибок ИНС, математическое описание которых представлено в виде расширенной системы взаимосвязанных дифференциальных уравнений первого порядка, необходимо предусмотреть два участка полета.To evaluate all errors of the ANN, the mathematical description of which is presented in the form of an extended system of interconnected differential equations of the first order, it is necessary to provide two sections of the flight.
На первом горизонтальном участке прямолинейного полета без ускорений осуществляется так называемое «горизонтирование» гироплатформы с оцениванием хорошо наблюдаемых параметров горизонтальных каналов ИНС, таких как ΔVx, ΔVy, αх, αy, εх и согласованное (нераздельное) оценивание слабонаблюдаемых паараметров, типа αz, εy. Длительность этого участка коррекции составляет не более 4-4,5 минут, по окончании которого, с целью точного оценивания слабонаблюдаемых параметров, выполняется маневр, типа «змейки», координированного или боевого разворотов.In the first horizontal section of a straight flight without accelerations, the so-called “horizontalization” of the gyro platform is carried out with the evaluation of well-observed parameters of the ANN horizontal channels, such as ΔV x , ΔV y , α x , α y , ε x and a coordinated (inseparable) estimation of poorly observed parameters, such as α z , ε y . The duration of this correction section is no more than 4-4.5 minutes, at the end of which, for the purpose of accurately assessing poorly observed parameters, a maneuver is performed, such as a “snake”, coordinated or combat turns.
Длительность маневра, как правило, не превышает 30-40 сек.The duration of the maneuver, as a rule, does not exceed 30-40 seconds.
В результате его выполнения осуществляется точное оценивание таких параметров состояния, как αz, εy, Δξ, Δη, Δζ, а также доуточнение оценки дрейфа εz азимутального гироскопа. Точное оценивание координат Δξ, Δη, Δζ местоположения ИНС относительно АБ СНС является показателем качества оценивания и необходимо для алгоритмического учета кинематических составляющих скорости.As a result of its implementation, an accurate assessment of state parameters such as α z , ε y , Δξ, Δη, Δζ, as well as the refinement of the estimate of the drift ε z of the azimuthal gyroscope is carried out. Accurate estimation of the coordinates Δξ, Δη, Δζ of the location of the ANN relative to the AB SNA is an indicator of the quality of the assessment and is necessary for the algorithmic accounting of the kinematic components of speed.
По окончании маневра завершается активная фаза оптимального оценивания ошибок автономного инерциального счисления, основанная на рекуррентной процедуре обработки, фильтрации и идентификации постоянно обновляющейся входной последовательности сигналов, формируемых по измерениям ИНС и СНС.At the end of the maneuver, the active phase of the optimal error estimation of autonomous inertial numbering is completed, based on a recurrent procedure for processing, filtering, and identifying a constantly updated input sequence of signals generated by measurements of ANN and SNS.
После чего фильтр-идентификатор переводят в режим долгосрочного - до следующего сеанса коррекции, прогноза полученных оценок.After that, the filter-identifier is transferred to the long-term mode - until the next correction session, the forecast of the received estimates.
Особенностью его работы в режиме прогноза является обнуление входных сигналов фильтра и приостановка математической процедуры расчета оптимальных коэффициентов усиления, которые на все время прогноза также принимаются равными нулю.A feature of its operation in the prediction mode is the zeroing of the filter input signals and the suspension of the mathematical procedure for calculating the optimal amplification factors, which for the whole time of the forecast are also taken equal to zero.
При этом в качестве начальных значений оценок в процедуре прогноза используют их значения, полученные по завершении маневра, а все значения коэффициентов, взвешивающих рассматриваемые оценки, рассчитываются в соответствии с их аналитическим представлением в расширенной модели ошибок ИНС. При этом для их расчета используются текущие значения автономно счисленных / откорректированных параметров.Moreover, as the initial values of the estimates in the forecast procedure, their values obtained at the end of the maneuver are used, and all values of the coefficients that weight the considered estimates are calculated in accordance with their analytical representation in the extended ANN error model. In this case, for their calculation, the current values of autonomously calculated / adjusted parameters are used.
Далее полученные в результате прогноза значения оценок будем обозначать так же, как и оптимальные оценки, а именно, , , , , …, а счисленные значения инерциальных параметров, как , , , Vx, Vy ….Further, the values of the estimates obtained as a result of the forecast will be denoted in the same way as the optimal estimates, namely, , , , , ... and the calculated values of inertial parameters, as , , , V x , V y ...
Приведем процедуру коррекции основных навигационных параметров.Here is the procedure for correcting the basic navigation parameters.
При коррекции географических координат местоположения и истинного курса будем считать, что счисленные значения , , определяются выражениями (29). Тогда, располагая значениями оценок и , выражения для расчета откорректированных географических координат местоположения будут иметь вид:When correcting the geographical coordinates of the location and the true course, we assume that the calculated values , , are determined by expressions (29). Then, having the values of the estimates and , expressions for calculating the corrected geographical coordinates of the location will look like:
Для коррекции истинного курса воспользуемся выражением, в соответствии с которым осуществляется его расчет:To correct the true course, we use the expression in accordance with which it is calculated:
где - счисленное значение угла азимутальной ориентации опорного трехгранника ГП ИНС, а - измеренный гироскопический курс.Where - the calculated value of the azimuthal orientation angle of the supporting trihedron of the GP INS, and - measured gyroscopic course.
Из выражения (45) следует, что для того, чтобы откорректировать истинный курс необходимо, очевидно, предварительно списать ошибки счисления угла и ошибки измерения гироскопического курса .From the expression (45) it follows that in order to correct the true course, it is obviously necessary to first write off the errors of the reckoning angle and gyroscopic heading measurement errors .
Процедура коррекции счисленного значения угла осуществляется в соответствии с соотношениями:Corrected Corrected Angle Value Procedure carried out in accordance with the ratios:
где , - оцененные/спрогнозированные значения оценок угла αz азимутального ухода ГП ИНС и ошибки счисления географической долготы, а - откорректированное значение географической широты (44).Where , - estimated / forecasted values of the estimates of the angle α z of the azimuthal drift of the GP INS and the errors of calculating geographic longitude, and - adjusted value of geographical latitude (44).
При этом коррекцию угла гироскопического курса осуществляют в соответствии со следующей цепочкой соотношений:In this case, the correction of the angle of the gyroscopic course carried out in accordance with the following chain of ratios:
где , , оцененные/спрогнозированные значения малых углов рассогласования реального и опорного трехгранников ГП ИНС.Where , , estimated / predicted values of small mismatch angles of the real and reference trihedra of the INS GP.
Следовательно, откорректированное значение истинного курса , в соответствии с (45) будет равно:Therefore, the corrected true rate value , in accordance with (45) will be equal to:
Для коррекции составляющих Vx, Vy абсолютной линейной скорости воспользуемся выражениями (27).To correct the components V x , V y of the absolute linear velocity, we use expressions (27).
Зная текущие спрогнозированные значения оценок , , , , , в соответствии с упомянутыми выше выражениями (27), достаточно просто могут быть рассчитаны текущие откорректированные значения составляющих , абсолютной линейной скорости.Knowing the current forecasted valuation values , , , , , in accordance with the above expressions (27), the current corrected values of the components can be calculated quite simply , absolute linear speed.
Выражения для их расчета имеют вид:The expressions for their calculation are:
Указанные значения горизонтальных составляющих , абсолютной линейной скорости могут быть использованы в качестве входных параметров при реализации алгоритма автономного инерциального счисления. При этом в качестве начальных значений координат ϕ, λ, χ используются их откорректированные значения (44), (46).The indicated values of the horizontal components , absolute linear velocity can be used as input parameters when implementing the algorithm of autonomous inertial numbering. In this case, their adjusted values (44), (46) are used as the initial values of the coordinates ϕ, λ, χ.
Дополнительно, с целью реализации эффективной процедуры контроля качества оценивания параметров состояния ИНС, после завершения маневра и выходе на установившийся послеманевренный курс, что устанавливают по осредненному на 5-секундном временном интервале значению составляющей (14), (26), вычисляемой в соответствии с рекуррентным выражением вида:Additionally, in order to implement an effective quality control procedure for assessing the parameters of the ANN state, after completing the maneuver and reaching the established post-maneuvering course, this is determined by the value of the component averaged over a 5-second time interval (14), (26), calculated in accordance with a recurrence expression of the form:
где - предыдущее и последующее значения осредненной скорости; - текущее входное значение осредняемой величины после выхода на установившийся послеманевренный курс - спустя 30 сек после начала маневра и при выполнении неравенства вида:Where - previous and subsequent values of the averaged speed; - the current input value of the averaged value after reaching the steady post-maneuvering course - 30 seconds after the start of the maneuver and when inequalities of the form are fulfilled:
При выполнении указанного неравенства формируют команду «Маневр завершен» и, не прекращая процедуры оптимального оценивания, приводят текущие значения оценок , , координат местоположения ИНС относительно АБ СНС к осям связанной с объектом системы координат.When this inequality is fulfilled, the command “Maneuver is completed” is formed and, without stopping the optimal estimation procedure, the current values of the estimates are given , , coordinates of the location of the ANN relative to the AB SNA to the axes associated with the object coordinate system.
Получаемые при этом текущие значения оценок , , осредняют на 3-секундном интервале времени, в соответствии с приведенной выше рекуррентной процедурой нахождения среднего (50), и сравнивая полученные осредненные значения оценок , , с хранящимися в БЦВМ конструктивными значениями указанных координат, при положительном исходе сравнения, когда их разница не превышает 1-2%, формируют признак «Оценка+», останавливают процедуру оценивания и переходят к режиму полноценного прогноза и коррекции.The resulting current valuation values , , averaged over a 3-second time interval, in accordance with the above recursive procedure for finding the average (50), and comparing the obtained averaged estimates , , with the constructive values of the indicated coordinates stored in the digital computer, with a positive outcome of the comparison, when their difference does not exceed 1-2%, the sign “Score +” is formed, the evaluation procedure is stopped and the mode of full-fledged forecasting and correction is switched on.
В противном случае формируют признак «Оценка-» и после остановки оценивания прогноз не реализуется, а коррекция текущих значений счисленных/измеренных параметров осуществляют с использованием запомненных на момент остановки оценивания значений оценок , , , , , , , , , .Otherwise, the sign “Evaluation-” is formed and after the evaluation is stopped, the forecast is not realized, and the correction of the current values of the calculated / measured parameters is carried out using the valuation values stored at the time of the evaluation stop. , , , , , , , , , .
Целесообразность использования апосредованного контроля качества оптимального оценивания всех параметров состояния ИНС, включая и слабонаблюдаемые, такие, как угол αz азимутального ухода ГП ИНС и дрейф εy гироскопа продольного канала, по характеру оценивания координат местоположения ИНС относительно антенного блока АБ СНС может быть подтверждена теоретическими и экспериментальными исследованиями, а также результатами стендовых и натурных испытаний, при проведении которых получено основное из того, что в настоящем изобретении предлагается в качестве технического результата.The feasibility of using indirect quality control of optimal estimation of all parameters of the ANN state, including the slightly observable, such as the angle α z of the azimuthal drift of the GP ANN and the drift ε y of the longitudinal channel gyroscope, can be confirmed by theoretical and experimental studies, as well as the results of bench and field tests, during which the main of the fact that in the present invention agaetsya as technical result.
В ходе упомянутых работ дополнительно были проведены всесторонние исследования по оценке:In the course of the aforementioned works, additional comprehensive studies were conducted to assess:
- влияния интенсивности выполняемого маневра на точность и быстродействие оценивания параметров ИНС;- the effect of the intensity of the performed maneuver on the accuracy and speed of the ANN parameter estimation;
- зависимости указанных показателей качества оценивания от точности опорной информации, частоты ее обновления и времени запаздывания.- the dependence of the specified indicators of the quality of assessment on the accuracy of the reference information, the frequency of its updating and the time delay.
Основной вывод проведенных исследований и натурных испытаний заключается в том, что без точного оценивания координат относительного размещения задействованных в комплексной обработке информации навигационных измерительных систем невозможно качественное решение таких задач, как начальная выставка и коррекция ИНС в специфических условиях возмущенного и маневренного полета ЛА.The main conclusion of the conducted research and full-scale tests is that without accurate estimation of the coordinates of the relative location of the navigation measuring systems involved in the integrated processing of information, it is impossible to qualitatively solve problems such as the initial exhibition and correction of the ANN under the specific conditions of a disturbed and maneuverable aircraft flight.
Точное оценивание относительных координат местоположения задействованных в совместной обработке информации навигационных систем - это необходимое и достаточное условие точного оценивания всех параметров состояния ИНС, включая и слабонаблюдаемые.Accurate estimation of the relative coordinates of the location of the navigation systems involved in the joint processing of information is a necessary and sufficient condition for the accurate estimation of all parameters of the ANN state, including the weakly observed ones.
Заявляемый способ оценивания ошибок инерциальной информации и ее коррекции по измерениям спутниковой навигационной системы реализуется следующим образом.The inventive method of estimating errors of inertial information and its correction by measuring the satellite navigation system is implemented as follows.
1. Оптимальное оценивание ошибок инерциальной информации осуществляют на основе классической процедуры оптимальной фильтрации и идентификации Калмана и в точном соответствии с традиционной для рассматриваемого режима оценивания математической моделью ошибок ИНС.1. The optimal estimation of inertial information errors is carried out on the basis of the classical procedure of optimal filtering and Kalman identification and in exact accordance with the mathematical model of ANN errors traditional for the considered estimation mode.
2. Входные сигналы оптимального фильтра-идентификатора формируют посредством сравнения одноименных географических координат местоположения и горизонтальных составляющих абсолютной линейной скорости объекта в проекциях на оси ОТГП ИНС, измеренных ИНС и сформированных по измерениям СНС, а сам фильтр-идентификатор синтезируют в полном соответствии с математическим описанием ИНС.2. The input signals of the optimal filter identifier are formed by comparing the geographical coordinates of the same location and the horizontal components of the absolute linear velocity of the object in the projections on the OTGP axis of the ANN, measured by the ANN and formed from the SNS measurements, and the filter identifier is synthesized in full accordance with the mathematical description of the ANN .
3. Оценивание ошибок инерциальной информации методически организуют таким образом, что после 270-ти секунд прямолинейного горизонтального полета, на котором реализуют точное «горизонтирование» с оцениванием хорошо наблюдаемых параметров горизонтальных каналов ИНС, осуществляют высокодинамичный маневр, типа «змейки», координированного или боевого разворотов, на котором оценивают слабонаблюдаемые параметры ИНС, типа азимутального ухода αz ее ГП и нескомпенсированного дрейфа εу гироскопа продольного канала.3. The estimation of inertial information errors is methodically organized in such a way that after 270 seconds of a straight horizontal flight, on which exact “leveling” is realized with the well-observable parameters of ANN horizontal channels being evaluated, a highly dynamic maneuver, such as a “snake”, of coordinated or combat turns, is carried out , which assesses the observable parameters of the ANN, such as the azimuthal drift α z of its GP and uncompensated drift ε at the longitudinal channel gyroscope.
4. По окончании маневра активную фазу оптимальной фильтрации параметров ИНС приостанавливают и фильтр-идентификатор переводят в режим долгосрочного - до следующего сеанса оптимального оценивания ошибок ИНС, прогноза полученных оценок.4. At the end of the maneuver, the active phase of the optimal filtering of the ANN parameters is stopped and the filter identifier is transferred to the long-term mode until the next session of the optimal estimation of ANN errors and the forecast of the obtained estimates.
5. Для его реализации сигналы измерения и оптимальные коэффициенты усиления фильтра-идентификатора обнуляют, предварительно останавливая процедуру их рекуррентного расчета, а значения оценок на момент завершения активной фазы оптимального оценивания используют в качестве начальных условий в процедуре их прогноза.5. For its implementation, the measurement signals and the optimal gain of the filter-identifier are reset, previously stopping the procedure of their recursive calculation, and the values of the estimates at the time of completion of the active phase of the optimal estimation are used as initial conditions in the procedure for their prediction.
6. При этом прогноз оптимальных оценок осуществляют в соответствии с дискретными уравнениями, используемыми в процедуре оптимального оценивания для расчета априорных оценок.6. In this case, the forecast of optimal estimates is carried out in accordance with the discrete equations used in the optimal estimation procedure for calculating a priori estimates.
7. Коррекцию выходных параметров ИНС - географических координат местоположения и горизонтальных составляющих абсолютной линейной скорости реализуют в разомкнутом контуре, для чего используют текущие спрогнозированные значения оценок , , , и счисленные значения навигационных параметров , , , .7. Correction of the output parameters of the ANN - the geographical coordinates of the location and the horizontal components of the absolute linear velocity is implemented in an open loop, for which the current predicted estimates are used , , , and calculated values of navigation parameters , , , .
Дополнительно для достижения заявленного технического результата осуществляют:Additionally, to achieve the claimed technical result is carried out:
8. Традиционную, разработанную для решения подобных задач модель ошибок ИНС расширяют за счет включения в нее математического описания координат ее местоположения относительно антенного блока СНС, которое представляют в виде системы трех взаимосвязанных дифференциальных уравнений первого порядка в проекциях на оси опорного трехгранника ГП ИНС, которые одновременно описывают и аддитивно входящие в сигналы измерения оптимального фильтра-идентификатора составляющие кинематической скорости ИНС.8. The traditional ANN error model developed for solving such problems is expanded by including a mathematical description of the coordinates of its location relative to the antenna unit of the SNA, which is represented as a system of three interconnected differential equations of the first order in the projections on the axis of the reference trihedron of the GP ANN, which are simultaneously they also describe the components of the kinematic velocity of the ANN that are additively included in the measurement signals of the optimal filter-identifier.
Обоснование необходимости расширения модели ошибок ИНС и вывод дифференциальных уравнений ее движения относительно АБ СНС приведен в разделе осуществления изобретения и представлен выражениями (1)÷(12), где сами уравнения, и одновременно, выражения для составляющих кинематической скорости движения ИНС относительно АБ СНС, имеют вид (11), (12).The rationale for expanding the ANN error model and deriving the differential equations of its motion relative to the ABS of the SNA is given in the section of the invention and is represented by expressions (1) ÷ (12), where the equations themselves, and at the same time, the expressions for the components of the kinematic speed of the ANN relative to the ABS of the SNA, have view (11), (12).
При этом вывод расчетных выражений для составляющих , , относительной угловой скорости объекта, которые являются входными параметрами дифференциальных уравнений (11), (12), представлен выражениями (13)÷(26).In this case, the derivation of the calculated expressions for the components , , the relative angular velocity of the object, which are the input parameters of the differential equations (11), (12), is represented by the expressions (13) ÷ (26).
9. При формировании входных сигналов оптимального фильтра-идентификатора и матрицы наблюдения используют кинематические соотношения (28), связывающие ошибки Δϕ, Δλ, Δχ, счисления географических координат местоположения и угла азимутальной ориентации опорного трехгранника ГП ИНС с погрешностями выдерживания вертикали αх, αy и углом αz азимутального ухода ГП ИНС, чем, с точностью до величин второго порядка малости относительно таких параметров, как Δϕ, Δλ, αх, αy, αz, обеспечивают определение значений элементов матриц сообщения и наблюдения, чем обеспечивают эффективное по точности и быстродействию оценивание и последующий долгосрочный прогноз таких ошибок автономного инерциального счисления, как , , , , , , , , , .9. When generating the input signals of the optimal filter identifier and the observation matrix, kinematic relations (28) are used, connecting errors Δϕ, Δλ, Δχ, calculating the geographical coordinates of the location and the azimuthal orientation angle of the reference AN IN trihedral with vertical errors α x , α y and the angle α z of the azimuthal drift of the INS GP, which, up to the second order of smallness with respect to such parameters as Δϕ, Δλ, α x , α y , α z , provide the determination of the values of the elements of the message matrix and ning, which provides an efficient in accuracy and speed of estimation and subsequent long-term forecast of such errors of autonomous inertial reckoning as , , , , , , , , , .
Подробное описание процедуры формирования позиционных (41) и скоростных (34) уравнений связи и получения на их основе выражений для расчета сигналов измерения по координатам (42) и скорости (35) и матрицы наблюдения (43), представлено в соответствующем подразделе осуществления изобретения, в котором представлен вывод упомянутых сигналов и матрицы наблюдения (28)÷(43).A detailed description of the procedure for generating positional (41) and high-speed (34) communication equations and deriving expressions based on them for calculating measurement signals by coordinates (42) and speed (35) and observation matrix (43) is presented in the corresponding section of the invention, in which presents the output of the mentioned signals and the observation matrix (28) ÷ (43).
10. Коррекцию счисленных инерциальной системой географических координат местоположения , , осуществляют в соответствии с общепринятыми выражениями (44), в которых используют текущие спрогнозированные значения оценок , , а коррекцию горизонтальных составляющих Vx, Vy абсолютной линейной скорости реализуют в соответствии с выражениями (49). Для чего используют текущие значения спрогнозированных оценок , , , , и расчетные значения составляющих Vx и Vy (27).10. Correction of geographic coordinates of location calculated by inertial system , are carried out in accordance with generally accepted expressions (44), in which the current predicted values of estimates are used , and the correction of the horizontal components V x , V y of the absolute linear velocity is realized in accordance with expressions (49). Why use the current values of the predicted estimates , , , , and the calculated values of the components V x and V y (27).
11. Коррекцию истинного курса объекта реализуют в соответствии с физическим определением углов ψг и χ, его определяющих (45), (48).11. True course correction the object is implemented in accordance with the physical definition of the angles ψ r and χ, which determine it (45), (48).
Для этого рассчитывают откорректированное значение угла азимутальной ориентации опорного трехгранника ГП ИНС (46), используя текущие спрогнозированные значения оценок , и откорректированное значение широты (44).To do this, calculate the corrected angle azimuthal orientation of the reference trihedron of the GP INS (46), using the current predicted estimates , and adjusted latitude (44).
При этом для расчета оценки погрешности счисления угла используют соответствующее кинематическое соотношение связи Δχ с αz и Δλ (28).In this case, to calculate the estimate margin error using the corresponding kinematic relationship of the relationship Δχ with α z and Δλ (28).
Текущее откорректированное значение гироскопического курса рассчитывают в соответствии с цепочкой соотношений, представленной выражениями (47). Для этого используют текущие спрогнозированные значения оценок , , и измеренные/откорректированные значения текущих углов тангажа , крена и гироскопического курса . При этом сама процедура расчета (47) основана на кинематических соотношениях связи ошибок Δυ, Δγ, Δψг измерения углов эволюции объекта с малыми углами αх, αy, αz рассогласования реального и опорного трехгранников ГП ИНС (28).Current adjusted gyro rate value calculated in accordance with the chain of ratios represented by expressions (47). To do this, use the current forecasted valuation values , , and measured / corrected values of the current pitch angles roll and gyroscopic course . In this case, the calculation procedure (47) is based on the kinematic relations of the error relation Δυ, Δγ, Δψ g of measuring the evolution angles of the object with small angles α x , α y , α z of the mismatch between the real and the reference trihedra of the INS GP (28).
Откорректированное значение истинного курса рассчитывают, как сумму откорректированных значений (46) и (47).Corrected true course value calculated as the sum of the adjusted values (46) and (47).
Дополнительно для контроля качества оценивания и реализации полезной схемы принятия решения осуществляют:Additionally, to control the quality of assessment and implementation of a useful decision-making scheme, the following is carried out:
12. После завершения маневра и выходе на установившийся послеманевренный курс, факт чего устанавливают по осредненному на 5-секундном временном интервале значению составляющей относительной угловой скорости объекта (5), которое постоянно вычисляют с момента начала маневра, отсчет которого, в соответствии с циклограммой коррекции, начинают с 270-ой секунды после начала коррекции.12. After completing the maneuver and reaching the established post-maneuverable course, the fact of which is established by the value of the component averaged over a 5-second time interval the relative angular velocity of the object (5), which is constantly calculated from the moment the maneuver begins, the countdown of which, in accordance with the correction sequence diagram, begins from the 270th second after the start of correction.
При этом, если указанное среднее значение на выходе из маневра - начиная с 300-ой секунды не превышает рад/с (~3 град/мин) (51), формируют команду «Маневр завершен» и, не прекращая процедуры оптимального оценивания, приводят текущие значения оценок , , координат местоположения ИНС относительно АБ СНС к осям связанной с объектом системы координат, а получаемые при этом значения оценок , , , в соответствии с рекуррентной процедурой нахождения среднего (50), осредняют на 3-секундном интервале времени, после чего осредненные значения оценок , , сравнивают с хранящимися в БЦВМ конструктивными значениями указанных координат и при его положительном исходе, когда их разница не превышает 1-2%, формируют признак «Оценка +», останавливают процедуру оптимального оценивания и переходят к режиму прогноза и коррекции, в противном случае формируют признак «Оценка -» и после остановки оценивания прогноз не реализуют, а коррекцию текущих значений счисленных параметров осуществляют с использованием запомненных, на момент остановки оценивания, значений оценок , , , , , , , , ,.Moreover, if the indicated average value at the exit from the maneuver - starting from the 300th second it does not exceed rad / s (~ 3 deg / min) (51), form the “Maneuver is completed” command and, without stopping the optimal estimation procedure, present the current values of the estimates , , coordinates of the location of the ANN relative to the AB of the SNA to the axes of the coordinate system associated with the object, and the resulting evaluation values , , , in accordance with the recursive procedure for finding the average (50), averaged over a 3-second time interval, after which the averaged estimates , , they are compared with the constructive values of the indicated coordinates stored in the digital computer and, with a positive outcome, when their difference does not exceed 1-2%, the sign “Score +” is formed, the optimal estimation procedure is stopped and the prognosis and correction mode are switched on, otherwise the sign “ Evaluation - ”and after the evaluation is stopped, the forecast is not realized, and the correction of the current values of the calculated parameters is carried out using the estimated values at the time the evaluation was stopped , , , , , , , , , .
Обоснование возможности и целесообразности реализации указанной схемы контроля оценивания приведено в заключительной части раздела осуществления изобретения.The rationale for the feasibility and feasibility of implementing the specified evaluation control scheme is given in the final part of the section of the invention.
Из представленного описания заявляемого способа оценивания ошибок инерциальной информации и ее коррекции по измерениям спутниковой навигационной системы следует, что технический результат изобретения достигнут.From the presented description of the proposed method for estimating errors of inertial information and its correction by measuring the satellite navigation system, it follows that the technical result of the invention is achieved.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015151479A RU2617565C1 (en) | 2015-12-02 | 2015-12-02 | Method of inertial data estimation and its correction according to measurement of satellite navigation system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015151479A RU2617565C1 (en) | 2015-12-02 | 2015-12-02 | Method of inertial data estimation and its correction according to measurement of satellite navigation system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2617565C1 true RU2617565C1 (en) | 2017-04-25 |
Family
ID=58643360
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015151479A RU2617565C1 (en) | 2015-12-02 | 2015-12-02 | Method of inertial data estimation and its correction according to measurement of satellite navigation system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2617565C1 (en) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109507706A (en) * | 2018-11-27 | 2019-03-22 | 南京长峰航天电子科技有限公司 | A kind of prediction localization method that GPS signal is lost |
RU2692702C1 (en) * | 2018-11-06 | 2019-06-26 | Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Method of primary identification of position measurements and location of targets in a ground-based spatially distributed radio navigation system in conditions of multi-purpose environment |
RU2692698C1 (en) * | 2018-09-06 | 2019-06-26 | Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Method of primary identification of position measurements and location of targets in a ground-based spatially distributed radio navigation system in conditions of multi-purpose environment |
CN110133695A (en) * | 2019-04-18 | 2019-08-16 | 同济大学 | A kind of double antenna GNSS location delay time dynamic estimation system and method |
CN111141281A (en) * | 2020-01-03 | 2020-05-12 | 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 | SINS/DVL combined navigation data post-processing error estimation method |
CN111491368A (en) * | 2020-04-20 | 2020-08-04 | 上海磐启微电子有限公司 | Correction method and correction device suitable for AOA algorithm positioning base station |
CN111780758A (en) * | 2020-07-08 | 2020-10-16 | 中国人民解放军海军工程大学 | Gravity stabilization platform attitude determination method based on dual-mode calculation and application |
CN111815806A (en) * | 2020-07-10 | 2020-10-23 | 中国人民解放军空军工程大学 | Method for preprocessing flight parameter data based on wild value elimination and feature extraction |
CN112068173A (en) * | 2020-08-09 | 2020-12-11 | 河南工业大学 | Collaborative navigation method based on loop and product data association algorithm |
CN112945227A (en) * | 2021-02-01 | 2021-06-11 | 北京嘀嘀无限科技发展有限公司 | Positioning method and device |
CN113091746A (en) * | 2021-04-08 | 2021-07-09 | 中琪华安(北京)科技有限公司 | Course turning analysis method and great circle course generation method |
RU2779274C1 (en) * | 2021-09-23 | 2022-09-05 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" | Method for measuring errors of the initial alignment of an inertial navigation system without reference to external landmarks |
CN115638808A (en) * | 2022-12-23 | 2023-01-24 | 中国人民解放军火箭军工程大学 | Inertial navigation system quality state determination method and system integrating time-space domain information |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2156959C1 (en) * | 1999-06-01 | 2000-09-27 | Лебеденко Олег Станиславович | Process of calibration of gyroscopic measuring devices of angular velocity |
RU2300081C1 (en) * | 2005-11-07 | 2007-05-27 | Александр Викторович Захарин | Method of determination of instrument error of inertial navigation system meters at initial alignment stage |
RU2411538C2 (en) * | 2008-10-02 | 2011-02-10 | Открытое Акционерное Общество "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" | Method of determining error in measuring aircraft velocity with inertial navigation system and onboard navigation system for realising said method |
RU2428659C2 (en) * | 2008-05-27 | 2011-09-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный Научно-Исследовательский Навигационно-Гидрографический Институт Министерства Обороны Российской Федерации" (Гнинги Мо Рф) | Method for satellite correction of gyroscopic navigation systems of naval objects |
-
2015
- 2015-12-02 RU RU2015151479A patent/RU2617565C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2156959C1 (en) * | 1999-06-01 | 2000-09-27 | Лебеденко Олег Станиславович | Process of calibration of gyroscopic measuring devices of angular velocity |
RU2300081C1 (en) * | 2005-11-07 | 2007-05-27 | Александр Викторович Захарин | Method of determination of instrument error of inertial navigation system meters at initial alignment stage |
RU2428659C2 (en) * | 2008-05-27 | 2011-09-10 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Государственный Научно-Исследовательский Навигационно-Гидрографический Институт Министерства Обороны Российской Федерации" (Гнинги Мо Рф) | Method for satellite correction of gyroscopic navigation systems of naval objects |
RU2411538C2 (en) * | 2008-10-02 | 2011-02-10 | Открытое Акционерное Общество "Уральское проектно-конструкторское бюро "Деталь" | Method of determining error in measuring aircraft velocity with inertial navigation system and onboard navigation system for realising said method |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2692698C1 (en) * | 2018-09-06 | 2019-06-26 | Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Method of primary identification of position measurements and location of targets in a ground-based spatially distributed radio navigation system in conditions of multi-purpose environment |
RU2692702C1 (en) * | 2018-11-06 | 2019-06-26 | Акционерное общество научно-внедренческое предприятие "ПРОТЕК" | Method of primary identification of position measurements and location of targets in a ground-based spatially distributed radio navigation system in conditions of multi-purpose environment |
CN109507706A (en) * | 2018-11-27 | 2019-03-22 | 南京长峰航天电子科技有限公司 | A kind of prediction localization method that GPS signal is lost |
CN109507706B (en) * | 2018-11-27 | 2023-01-24 | 南京长峰航天电子科技有限公司 | GPS signal loss prediction positioning method |
CN110133695A (en) * | 2019-04-18 | 2019-08-16 | 同济大学 | A kind of double antenna GNSS location delay time dynamic estimation system and method |
CN111141281A (en) * | 2020-01-03 | 2020-05-12 | 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 | SINS/DVL combined navigation data post-processing error estimation method |
CN111491368A (en) * | 2020-04-20 | 2020-08-04 | 上海磐启微电子有限公司 | Correction method and correction device suitable for AOA algorithm positioning base station |
CN111780758A (en) * | 2020-07-08 | 2020-10-16 | 中国人民解放军海军工程大学 | Gravity stabilization platform attitude determination method based on dual-mode calculation and application |
CN111815806B (en) * | 2020-07-10 | 2021-11-16 | 中国人民解放军空军工程大学 | Method for preprocessing flight parameter data based on wild value elimination and feature extraction |
CN111815806A (en) * | 2020-07-10 | 2020-10-23 | 中国人民解放军空军工程大学 | Method for preprocessing flight parameter data based on wild value elimination and feature extraction |
CN112068173A (en) * | 2020-08-09 | 2020-12-11 | 河南工业大学 | Collaborative navigation method based on loop and product data association algorithm |
CN112068173B (en) * | 2020-08-09 | 2024-03-22 | 河南工业大学 | Collaborative navigation method based on loop and product data association algorithm |
CN112945227A (en) * | 2021-02-01 | 2021-06-11 | 北京嘀嘀无限科技发展有限公司 | Positioning method and device |
CN113091746A (en) * | 2021-04-08 | 2021-07-09 | 中琪华安(北京)科技有限公司 | Course turning analysis method and great circle course generation method |
CN113091746B (en) * | 2021-04-08 | 2023-10-27 | 中琪华安(北京)科技有限公司 | Course turning analysis method and great circle course generation method |
RU2779274C1 (en) * | 2021-09-23 | 2022-09-05 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" | Method for measuring errors of the initial alignment of an inertial navigation system without reference to external landmarks |
CN115638808A (en) * | 2022-12-23 | 2023-01-24 | 中国人民解放军火箭军工程大学 | Inertial navigation system quality state determination method and system integrating time-space domain information |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2617565C1 (en) | Method of inertial data estimation and its correction according to measurement of satellite navigation system | |
CN109211276B (en) | SINS initial alignment method based on GPR and improved SRCKF | |
RU2614192C1 (en) | Method of inertial data estimation and its correction according to measurement of doppler velocity sensor | |
CN108387227B (en) | Multi-node information fusion method and system of airborne distributed POS | |
He et al. | An innovative high-precision SINS/CNS deep integrated navigation scheme for the Mars rover | |
Xue et al. | In-motion alignment algorithm for vehicle carried SINS based on odometer aiding | |
Sharma et al. | Reduced-dynamics pose estimation for non-cooperative spacecraft rendezvous using monocular vision | |
Cho | IM-filter for INS/GPS-integrated navigation system containing low-cost gyros | |
Qin et al. | An innovative navigation scheme of powered descent phase for Mars pinpoint landing | |
Yoo et al. | Improvement of TERCOM aided inertial navigation system by velocity correction | |
Pei et al. | In-motion initial alignment using state-dependent extended Kalman filter for strapdown inertial navigation system | |
Ercan et al. | Multi-sensor data fusion of DCM based orientation estimation for land vehicles | |
CN107764268B (en) | Method and device for transfer alignment of airborne distributed POS (point of sale) | |
CN104154914A (en) | Initial attitude measurement method of space stabilization type strapdown inertial navigation system | |
RU2617147C1 (en) | Method for initial orienting gyroscopic navigation system for land mobiles | |
Klein et al. | Squeezing position updates for enhanced estimation of land vehicles aided INS | |
Park et al. | Relative navigation for autonomous formation flying satellites using the state-dependent Riccati equation filter | |
Blankinship | A general theory for inertial navigator error modeling | |
RU2654964C1 (en) | Method for determining of adjustment corrections in the strap down inertial navigation system | |
Liu et al. | A simplified kalman filter for integrated navigation system with low-dynamic movement | |
Chen et al. | Research on the multi-sensor information fusion method based on factor graph | |
Sahu et al. | Centralized kalman filter for fusion of multiple on-board auxiliary sensors with ins for underwater navigation | |
Mohamed et al. | Performance characteristic MEMS-based IMUs for UAVs navigation | |
Zemer et al. | Feasibility study of a partial gyro-free inertial navigation system mounted on a ground robot | |
Kang et al. | Analysis of factors affecting performance of integrated INS/SPR positioning during GPS signal Blockage |