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 PDF

Info

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
Application number
RU2015151479A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Гиви Ивлианович Джанджгава
Дмитрий Анатольевич Базлев
Геннадий Иванович Герасимов
Сергей Валентинович Лобко
Валерий Михайлович Бражник
Владимир Валентинович Кавинский
Василий Викторович Курдин
Александр Петрович Прядильщиков
Виктор Васильевич Негриков
Михаил Ильич Орехов
Максим Юрьевич Линник
Вячеслав Иванович Манохин
Артем Викторович Требухов
Сает Минсабирович Габбасов
Юрий Юрьевич Коркишко
Алексей Михайлович Кузнецов
Original Assignee
Акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" filed Critical Акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро"
Priority to RU2015151479A priority Critical patent/RU2617565C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2617565C1 publication Critical patent/RU2617565C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C21/00Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
    • G01C21/02Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by astronomical means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C23/00Combined 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

FIELD: aviation.
SUBSTANCE: method of inertial data estimation and its correction according to measurement of satellite navigation system consists in using the traditional Kalman optimum filtering and identification procedure, for which the optimal identifier filter measurement signals generate by comparing the same geographic location coordinates and horizontal components of the absolute linear velocity in the projections on the axis of the gyroplatform (GP) reference triad of the INS formed according to the measurements of the satellite navigation system (SNS), and its structure is synthesized in accordance with the traditional INS error model, the flying mode is systematically organized in such a way that after 270 seconds of rectilinear horizontal flight, which the exact "horizon" of the gyroplatform is realized and the well-observed parameters of the INS horizontal channels are evaluated, bank-to-bank reversal, coordinated or combat turns are performed, after that the active phase of the optimum filtering and identification procedure is suspended and the identifier filter is put into the long-term forecast - until the next correction session, for its implementation the measurement signals are reset, and the values of the estimates at the end of the estimation procedure active phase are used as initial conditions in the forecast procedure, while the forecast itself is performed in accordance with the calculating discrete equations of the a priori error estimates of the INS, and the correction of the INS output parameters - the geographical location coordinates and the components of the absolute linear velocity, is realized in the open INS scheme, using the current predicted values of the INS state parameter estimates. At the same time the INS error model is expanded by including the mathematical description of its location coordinates relative to the SNS antenna unit (AU) and present them in the form of a system of three interrelated first order differential equations in the projections on the INS GP reference triad axle that simultaneously describe the additively included in the measuring speed signals kinematic components of the INS relative velocity, and during the formation of the measurement signals and the observation matrix kinematic relations between the error Δϕ, Δλ, Δχ numeral geographical coordinates of the location and angle of the azimuthal orientation of a INS GP reference triad errors are used to a vertical holding tolerance αx, αy and the angle αz of an INS GP azimuthal departure correct to the second order infinitesimal relative to such parameters as Δϕ, Δλ, αx, αy, αz, provide a definition of the current values of the message matrix elements and observation.
EFFECT: improved accuracy and speed of the optimal evaluation and correction of the measured by inertial navigation system navigation and flight parameters to the provision of the effective solution of navigation, combat and special missions.
2 cl, 4 dwg

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

Figure 00000001
,
Figure 00000002
, составляющие Vx, Vy абсолютной линейной скорости и углы крена
Figure 00000003
и тангажа
Figure 00000004
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
Figure 00000001
,
Figure 00000002
constituting V x , V y absolute linear velocity and roll angles
Figure 00000003
and pitch
Figure 00000004
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

Figure 00000005
, расчетного значения угла
Figure 00000006
азимутальной ориентации опорного трехгранника гироплатформы (ГП) ИНС и истинного курса
Figure 00000007
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
Figure 00000005
calculated angle
Figure 00000006
azimuthal orientation of the supporting trihedral of the gyro platform (GP) of the ANN and the true course
Figure 00000007
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

Figure 00000008
,
Figure 00000009
,
Figure 00000010
,
Figure 00000011
,
Figure 00000012
,
Figure 00000013
,
Figure 00000014
,
Figure 00000015
,
Figure 00000016
,
Figure 00000017
, при этом коррекцию автономно счисленных значений географических координат
Figure 00000018
,
Figure 00000019
текущего местоположения и составляющих
Figure 00000020
,
Figure 00000021
абсолютной линейной скорости осуществляют в соответствии с общепринятыми выражениями, для чего используют текущие спрогнозированные значения оценок
Figure 00000022
,
Figure 00000023
,
Figure 00000010
,
Figure 00000011
и малых углов
Figure 00000012
,
Figure 00000013
,
Figure 00000014
, а для коррекции истинного курса рассчитывают откорректированное значение угла
Figure 00000024
азимутальной ориентации опорного трехгранника ГП в функции оцененных значений
Figure 00000025
и
Figure 00000026
и вычисляют откорректированное значение гироскопического курса
Figure 00000027
в функции оценок
Figure 00000014
и погрешности
Figure 00000028
измерения угла крена
Figure 00000029
, которую определяют расчетным путем в функции текущих, спрогнозированных значений оценок
Figure 00000012
,
Figure 00000013
и измеренных/откорректированных углов гироскопического курса ψг и тангажа υ, после чего рассчитывают истинный курс ψи, как сумму оценок
Figure 00000030
и
Figure 00000031
.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
Figure 00000008
,
Figure 00000009
,
Figure 00000010
,
Figure 00000011
,
Figure 00000012
,
Figure 00000013
,
Figure 00000014
,
Figure 00000015
,
Figure 00000016
,
Figure 00000017
while correcting autonomously calculated values of geographical coordinates
Figure 00000018
,
Figure 00000019
current location and components
Figure 00000020
,
Figure 00000021
absolute linear speed is carried out in accordance with generally accepted expressions, for which use the current predicted values of estimates
Figure 00000022
,
Figure 00000023
,
Figure 00000010
,
Figure 00000011
and small angles
Figure 00000012
,
Figure 00000013
,
Figure 00000014
, and to correct the true course, the corrected angle value is calculated
Figure 00000024
azimuthal orientation of the reference GP trihedron as a function of estimated values
Figure 00000025
and
Figure 00000026
and calculate the corrected value of the gyroscopic course
Figure 00000027
in the rating function
Figure 00000014
and errors
Figure 00000028
roll angle measurements
Figure 00000029
, which is determined by calculation in the function of current, predicted values of estimates
Figure 00000012
,
Figure 00000013
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
Figure 00000030
and
Figure 00000031
.

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

Figure 00000032
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
Figure 00000033
рад/с (~3 град/мин), формируют команду «Маневр завершен» и, не прекращая процедуры оптимального оценивания, приводят текущие значения оценок
Figure 00000034
,
Figure 00000035
,
Figure 00000036
координат местоположения ИНС относительно АБ СНС к осям связанной с объектом системы координат, а получаемые при этом текущие значения оценок
Figure 00000037
,
Figure 00000038
,
Figure 00000039
в соответствии с рекуррентной процедурой нахождения среднего, осредняют на 3-секундном интервале времени, после чего осредненные значения оценок
Figure 00000040
,
Figure 00000041
,
Figure 00000042
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
Figure 00000043
,
Figure 00000044
,
Figure 00000045
,
Figure 00000046
,
Figure 00000047
,
Figure 00000048
,
Figure 00000049
,
Figure 00000050
,
Figure 00000051
,
Figure 00000052
.2. In the method for estimating errors of inertial information and its correction according to measurements of the satellite navigation system according to claim 1, additionally after completing the maneuver and reaching the established post-maneuvering course, the fact of which is established by the value of the component averaged over a 5-second time interval
Figure 00000032
the relative angular velocity of the object, 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 correction begins, moreover, if the indicated average value at the exit from the maneuver starts from the 300th second , does not exceed
Figure 00000033
rad / s (~ 3 deg / min), form the command “Maneuver is completed” and, without stopping the optimal estimation procedure, present the current values of the estimates
Figure 00000034
,
Figure 00000035
,
Figure 00000036
coordinates of the location of the ANN relative to the AB SNA to the axes of the coordinate system associated with the object, and the current values of the estimates obtained
Figure 00000037
,
Figure 00000038
,
Figure 00000039
in accordance with the recursive procedure for finding the average, averaged over a 3-second time interval, after which the averaged estimates
Figure 00000040
,
Figure 00000041
,
Figure 00000042
they are compared with the constructive values of the indicated coordinates stored in the digital computer and, with a positive outcome of the comparison, when their difference does not exceed 1-2%, the sign “Score +” is formed, the optimal estimation procedure is stopped and the mode of full-fledged forecast and correction is switched on, otherwise they form 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 valuation values stored at the time the evaluation was stopped
Figure 00000043
,
Figure 00000044
,
Figure 00000045
,
Figure 00000046
,
Figure 00000047
,
Figure 00000048
,
Figure 00000049
,
Figure 00000050
,
Figure 00000051
,
Figure 00000052
.

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

Figure 00000053
,
Figure 00000054
и
Figure 00000055
, 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
Figure 00000053
,
Figure 00000054
and
Figure 00000055
determining 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

Figure 00000056
и
Figure 00000057
, определяющие местоположение ИНС1 и ИНС2 соответственно относительно ДИСС, а также вектор
Figure 00000058
положения ИНС2 относительно ИНС1.The diagram also presents vectors
Figure 00000056
and
Figure 00000057
determining the location of ANN1 and ANN2, respectively, relative to the DISS, as well as the vector
Figure 00000058
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.

Figure 00000059
- вектор путевой скорости объекта.
Figure 00000059
- 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

Figure 00000060
,
Figure 00000061
и
Figure 00000062
.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
Figure 00000060
,
Figure 00000061
and
Figure 00000062
.

Приведенное на фиг. 2 направление отсчета углов ψи, υ и γ и угловых скоростей

Figure 00000063
,
Figure 00000064
и
Figure 00000065
их изменения является положительным.Referring to FIG. 2 reference direction of angles ψ and , υ and γ and angular velocities
Figure 00000063
,
Figure 00000064
and
Figure 00000065
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

Figure 00000066
,
Figure 00000067
и
Figure 00000068
.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
Figure 00000066
,
Figure 00000067
and
Figure 00000068
.

Приведенное на фиг. 3 направление отсчета углов ψг, υ и γ и угловых скоростей

Figure 00000066
,
Figure 00000067
и
Figure 00000068
является положительным.Referring to FIG. 3 reference direction of the angles ψ g , υ and γ and angular velocities
Figure 00000066
,
Figure 00000067
and
Figure 00000068
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

Figure 00000069
,
Figure 00000070
, и
Figure 00000071
.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
Figure 00000069
,
Figure 00000070
, and
Figure 00000071
.

Приведенное на фиг. 4 направление отсчета углов λ, ϕ и χ и угловых скоростей

Figure 00000069
,
Figure 00000070
, и
Figure 00000071
их изменения следует считать положительным.Referring to FIG. 4 reference direction of angles λ, ϕ and χ and angular velocities
Figure 00000069
,
Figure 00000070
, and
Figure 00000071
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

Figure 00000072
,
Figure 00000073
и
Figure 00000074
. Это означает, что при векторе угловой скорости
Figure 00000075
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
Figure 00000072
,
Figure 00000073
and
Figure 00000074
. This means that with the angular velocity vector
Figure 00000075
the rotation of the object around its central point will be linear displacements ANN1, ANN2 and SNS with velocities of the form:

Figure 00000076
Figure 00000076

Figure 00000077
Figure 00000077

где

Figure 00000078
- вектор предписанной заданием путевой скорости объекта.Where
Figure 00000078
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:

Figure 00000079
Figure 00000079

где

Figure 00000080
,
Figure 00000081
- вектора местоположения ИНС1 и ИHC2 соответственно относительно антенного блока (АБ) СНС.Where
Figure 00000080
,
Figure 00000081
- the location vector of ANN1 and INC2, respectively, relative to the antenna unit (AB) of the SNS.

Очевидно, что сравнение скоростей

Figure 00000082
,
Figure 00000083
перемещения ИНС1 и ИНС2 со скоростью
Figure 00000084
АБ СНС приведет к выражениям вида:Obviously speed comparison
Figure 00000082
,
Figure 00000083
displacement of ANN1 and ANN2 with speed
Figure 00000084
AB SNA will lead to expressions of the form:

Figure 00000085
Figure 00000085

Figure 00000086
Figure 00000086

Figure 00000087
Figure 00000087

Из приведенных выражений следует, что скорости

Figure 00000088
и
Figure 00000089
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
Figure 00000088
and
Figure 00000089
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

Figure 00000090
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
Figure 00000090
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

Figure 00000091
вращения объекта и абсолютную угловую скорость
Figure 00000092
вращения географического сопровождающего трехгранника ГСТ ONHE.To answer these questions, we introduce the absolute angular velocity
Figure 00000091
object rotation and absolute angular velocity
Figure 00000092
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

Figure 00000091
и
Figure 00000092
- 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
Figure 00000091
and
Figure 00000092
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

Figure 00000091
и
Figure 00000092
:Obviously, the angular velocity of rotation of the object relative to the GTS ONHE will be equal to the difference in angular velocities
Figure 00000091
and
Figure 00000092
:

Figure 00000093
Figure 00000093

Учитывая, что векторы

Figure 00000094
,
Figure 00000095
,
Figure 00000096
, 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
Figure 00000094
,
Figure 00000095
,
Figure 00000096
, 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:

Figure 00000097
Figure 00000097

Figure 00000098
Figure 00000098

Figure 00000099
Figure 00000099

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:

Figure 00000100
Figure 00000100

которые, с учетом (2), можно записать в следующем виде:which, taking into account (2), can be written in the following form:

Figure 00000101
Figure 00000101

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:

Figure 00000102
Figure 00000102

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:

Figure 00000103
Figure 00000103

Figure 00000104
Figure 00000104

где

Figure 00000105
,
Figure 00000106
,
Figure 00000107
и
Figure 00000108
,
Figure 00000109
,
Figure 00000110
- проекции векторов
Figure 00000111
и
Figure 00000112
(2) на оси ГСТ ONHE.Where
Figure 00000105
,
Figure 00000106
,
Figure 00000107
and
Figure 00000108
,
Figure 00000109
,
Figure 00000110
- projections of vectors
Figure 00000111
and
Figure 00000112
(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:

Figure 00000113
Figure 00000113

Figure 00000114
Figure 00000114

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 ΔV, ΔV, ΔV и ΔV, ΔV, ΔV - 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 , ΔV , ΔV and ΔV , ΔV , ΔV 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

Figure 00000115
,
Figure 00000116
,
Figure 00000117
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
Figure 00000115
,
Figure 00000116
,
Figure 00000117
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

Figure 00000118
,
Figure 00000119
,
Figure 00000120
изменения углов эволюции объекта. При этом угловые скорости
Figure 00000121
,
Figure 00000122
,
Figure 00000123
и
Figure 00000124
,
Figure 00000125
,
Figure 00000126
вращения объекта относительно ГСТ ONHE и ОТГП Oξηζ могут быть определены путем приведения компонент
Figure 00000118
,
Figure 00000119
,
Figure 00000120
, и
Figure 00000127
,
Figure 00000119
,
Figure 00000120
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
Figure 00000118
,
Figure 00000119
,
Figure 00000120
changes in the angles of evolution of the object. In this case, the angular velocity
Figure 00000121
,
Figure 00000122
,
Figure 00000123
and
Figure 00000124
,
Figure 00000125
,
Figure 00000126
the rotation of the object relative to the ONHE GTS and the OTG Oξηζ can be determined by bringing the components
Figure 00000118
,
Figure 00000119
,
Figure 00000120
, and
Figure 00000127
,
Figure 00000119
,
Figure 00000120
to the axes of the GTS and OTGP, respectively. Obviously, they will be equal (see Fig. 2, 3):

Figure 00000128
Figure 00000128

Figure 00000129
Figure 00000129

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

Figure 00000118
,
Figure 00000127
,
Figure 00000119
,
Figure 00000120
целесообразно определять методом численного дифференцирования с дискретом 0,1 сек.Moreover, derivatives
Figure 00000118
,
Figure 00000127
,
Figure 00000119
,
Figure 00000120
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:

Figure 00000130
Figure 00000130

Figure 00000131
Figure 00000131

В соответствии с фиг. 2 и фиг. 3, приведем транспонированные матрицы

Figure 00000132
и
Figure 00000133
для реализации указанных процедур. Они, очевидно, имеют следующий вид:In accordance with FIG. 2 and FIG. 3, we present the transposed matrices
Figure 00000132
and
Figure 00000133
to implement these procedures. They obviously have the following form:

Figure 00000134
Figure 00000134

Figure 00000135
Figure 00000135

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:

Figure 00000136
Figure 00000136

Аналогичные выражения в проекциях на оси ОТГП Oξηζ будут равны:Similar expressions in the projections on the OTGP axis Oξηζ will be equal to:

Figure 00000137
Figure 00000137

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:

Figure 00000138
Figure 00000138

где приняты следующие очевидные обозначения:where the following obvious notation is accepted:

Figure 00000139
Figure 00000139

где

Figure 00000140
,
Figure 00000141
- северная и восточная составляющие путевой скорости объекта,Where
Figure 00000140
,
Figure 00000141
- 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:

Figure 00000142
Figure 00000142

где составляющие uN и uH равныwhere the components u N and u H are equal

Figure 00000143
Figure 00000143

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:

Figure 00000144
Figure 00000144

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

Figure 00000145
,
Figure 00000146
,
Figure 00000147
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
Figure 00000145
,
Figure 00000146
,
Figure 00000147
rotations by angles λ, ϕ, χ to the axes of the OGP Oξηζ. As a result, we get:

Figure 00000148
Figure 00000148

Выражения для

Figure 00000149
и
Figure 00000150
представлены выше (20).Expressions for
Figure 00000149
and
Figure 00000150
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:

Figure 00000151
Figure 00000151

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:

Figure 00000152
Figure 00000152

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:

Figure 00000153
,
Figure 00000153
,

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:

Figure 00000154
Figure 00000154

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

Figure 00000155
,
Figure 00000156
,
Figure 00000157
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
Figure 00000155
,
Figure 00000156
,
Figure 00000157
and their ideal values ϕ, λ, χ - Obviously, the relations connecting them have the form:

Figure 00000158
Figure 00000158

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

Figure 00000159
,
Figure 00000160
путевой скорости достаточно просто могут быть сформированы соответствующие составляющие абсолютной линейной скорости
Figure 00000161
,
Figure 00000162
:Obviously, knowing the current values of the geographical latitude ϕ s with the SNA, as well as the horizontal components
Figure 00000159
,
Figure 00000160
ground speed quite simply can be formed corresponding components of the absolute linear velocity
Figure 00000161
,
Figure 00000162
:

Figure 00000163
Figure 00000163

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

Figure 00000164
,
Figure 00000165
:Designing the components (30) on the axis of the supporting trihedron of the GP INS, we obtain the following expressions for calculating the components
Figure 00000164
,
Figure 00000165
:

Figure 00000166
Figure 00000166

Достаточно просто можно показать, что подстановка в (31) значения

Figure 00000167
приводит к следующим выражениям для составляющих
Figure 00000164
,
Figure 00000165
:It is quite simple to show that the substitution in (31) of the value
Figure 00000167
leads to the following expressions for the constituents
Figure 00000164
,
Figure 00000165
:

Figure 00000168
Figure 00000168

где для составляющих

Figure 00000169
,
Figure 00000170
абсолютной линейной скорости приняты следующие обозначения:where for the constituents
Figure 00000169
,
Figure 00000170
absolute linear velocity the following notation:

Figure 00000171
Figure 00000171

Figure 00000172
,
Figure 00000172
,

Очевидно, что, с точностью до случайных шумов измерения, составляющие

Figure 00000169
,
Figure 00000170
(31) равны соответствующим составляющим Vξ Vη выражений (27).Obviously, up to random noise, the measurements that make up
Figure 00000169
,
Figure 00000170
(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

Figure 00000169
,
Figure 00000170
:Substituting in (32) instead of Δχ its value determined by relation (28), we obtain the following expression for
Figure 00000169
,
Figure 00000170
:

Figure 00000173
Figure 00000173

Вычитая из составляющих скорости (27) соответствующие составляющие (33) и помня об отмеченной выше близости компонент

Figure 00000169
,
Figure 00000170
, 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
Figure 00000169
,
Figure 00000170
, and V ξ , V η we obtain the following communication equations:

Figure 00000174
Figure 00000174

где: W3, W4 - упомянутые выше шумы измерения;

Figure 00000175
- составляющие ΔVξ, ΔVη кинематической скорости (12).where: W 3 , W 4 - measurement noise mentioned above;
Figure 00000175
- 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 :

Figure 00000176
Figure 00000176

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

Figure 00000177
,
Figure 00000178
, 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
Figure 00000177
,
Figure 00000178
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:

Figure 00000179
Figure 00000179

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:

Figure 00000180
Figure 00000180

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:

Figure 00000181
Figure 00000181

то первые - инерциальные координаты, очевидно, будут равны:then the first - inertial coordinates, obviously, will be equal:

Figure 00000182
Figure 00000182

гдеWhere

Figure 00000183
Figure 00000183

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:

Figure 00000184
Figure 00000184

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 :

Figure 00000185
Figure 00000185

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:

Figure 00000186
Figure 00000186

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,

Figure 00000187
,
Figure 00000188
,
Figure 00000189
,
Figure 00000190
,
Figure 00000191
…, а счисленные значения инерциальных параметров, как
Figure 00000192
,
Figure 00000193
,
Figure 00000194
, 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,
Figure 00000187
,
Figure 00000188
,
Figure 00000189
,
Figure 00000190
,
Figure 00000191
... and the calculated values of inertial parameters, as
Figure 00000192
,
Figure 00000193
,
Figure 00000194
, 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

Figure 00000192
,
Figure 00000193
,
Figure 00000194
определяются выражениями (29). Тогда, располагая значениями оценок
Figure 00000195
и
Figure 00000196
, 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
Figure 00000192
,
Figure 00000193
,
Figure 00000194
are determined by expressions (29). Then, having the values of the estimates
Figure 00000195
and
Figure 00000196
, expressions for calculating the corrected geographical coordinates of the location will look like:

Figure 00000197
Figure 00000197

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:

Figure 00000198
Figure 00000198

где

Figure 00000199
- счисленное значение угла азимутальной ориентации опорного трехгранника ГП ИНС, а
Figure 00000200
- измеренный гироскопический курс.Where
Figure 00000199
- the calculated value of the azimuthal orientation angle of the supporting trihedron of the GP INS, and
Figure 00000200
- measured gyroscopic course.

Из выражения (45) следует, что для того, чтобы откорректировать истинный курс необходимо, очевидно, предварительно списать ошибки счисления угла

Figure 00000199
и ошибки измерения гироскопического курса
Figure 00000200
.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
Figure 00000199
and gyroscopic heading measurement errors
Figure 00000200
.

Процедура коррекции счисленного значения угла

Figure 00000199
осуществляется в соответствии с соотношениями:Corrected Corrected Angle Value Procedure
Figure 00000199
carried out in accordance with the ratios:

Figure 00000201
Figure 00000201

где

Figure 00000202
,
Figure 00000203
- оцененные/спрогнозированные значения оценок угла αz азимутального ухода ГП ИНС и ошибки счисления географической долготы, а
Figure 00000204
- откорректированное значение географической широты (44).Where
Figure 00000202
,
Figure 00000203
- 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
Figure 00000204
- adjusted value of geographical latitude (44).

При этом коррекцию угла гироскопического курса

Figure 00000200
осуществляют в соответствии со следующей цепочкой соотношений:In this case, the correction of the angle of the gyroscopic course
Figure 00000200
carried out in accordance with the following chain of ratios:

Figure 00000205
Figure 00000205

где

Figure 00000206
,
Figure 00000207
,
Figure 00000208
оцененные/спрогнозированные значения малых углов рассогласования реального и опорного трехгранников ГП ИНС.Where
Figure 00000206
,
Figure 00000207
,
Figure 00000208
estimated / predicted values of small mismatch angles of the real and reference trihedra of the INS GP.

Следовательно, откорректированное значение истинного курса

Figure 00000209
, в соответствии с (45) будет равно:Therefore, the corrected true rate value
Figure 00000209
, in accordance with (45) will be equal to:

Figure 00000210
Figure 00000210

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

Figure 00000211
,
Figure 00000212
,
Figure 00000213
,
Figure 00000214
,
Figure 00000215
, в соответствии с упомянутыми выше выражениями (27), достаточно просто могут быть рассчитаны текущие откорректированные значения составляющих
Figure 00000216
,
Figure 00000217
абсолютной линейной скорости.Knowing the current forecasted valuation values
Figure 00000211
,
Figure 00000212
,
Figure 00000213
,
Figure 00000214
,
Figure 00000215
, in accordance with the above expressions (27), the current corrected values of the components can be calculated quite simply
Figure 00000216
,
Figure 00000217
absolute linear speed.

Выражения для их расчета имеют вид:The expressions for their calculation are:

Figure 00000218
Figure 00000218

Указанные значения горизонтальных составляющих

Figure 00000219
,
Figure 00000220
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
Figure 00000219
,
Figure 00000220
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

Figure 00000221
(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
Figure 00000221
(14), (26), calculated in accordance with a recurrence expression of the form:

Figure 00000222
Figure 00000222

где

Figure 00000223
- предыдущее и последующее значения осредненной скорости;
Figure 00000224
- текущее входное значение осредняемой величины после выхода на установившийся послеманевренный курс - спустя 30 сек после начала маневра и при выполнении неравенства вида:Where
Figure 00000223
- previous and subsequent values of the averaged speed;
Figure 00000224
- 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:

Figure 00000225
Figure 00000225

При выполнении указанного неравенства формируют команду «Маневр завершен» и, не прекращая процедуры оптимального оценивания, приводят текущие значения оценок

Figure 00000226
,
Figure 00000227
,
Figure 00000228
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
Figure 00000226
,
Figure 00000227
,
Figure 00000228
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

Figure 00000229
,
Figure 00000230
,
Figure 00000231
осредняют на 3-секундном интервале времени, в соответствии с приведенной выше рекуррентной процедурой нахождения среднего (50), и сравнивая полученные осредненные значения оценок
Figure 00000232
,
Figure 00000233
,
Figure 00000234
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
Figure 00000229
,
Figure 00000230
,
Figure 00000231
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
Figure 00000232
,
Figure 00000233
,
Figure 00000234
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

Figure 00000235
,
Figure 00000236
,
Figure 00000237
,
Figure 00000238
,
Figure 00000239
,
Figure 00000240
,
Figure 00000241
,
Figure 00000242
,
Figure 00000243
,
Figure 00000244
.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.
Figure 00000235
,
Figure 00000236
,
Figure 00000237
,
Figure 00000238
,
Figure 00000239
,
Figure 00000240
,
Figure 00000241
,
Figure 00000242
,
Figure 00000243
,
Figure 00000244
.

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

Figure 00000245
,
Figure 00000246
,
Figure 00000247
,
Figure 00000248
и счисленные значения навигационных параметров
Figure 00000249
,
Figure 00000250
,
Figure 00000251
,
Figure 00000252
.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
Figure 00000245
,
Figure 00000246
,
Figure 00000247
,
Figure 00000248
and calculated values of navigation parameters
Figure 00000249
,
Figure 00000250
,
Figure 00000251
,
Figure 00000252
.

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

Figure 00000253
,
Figure 00000254
,
Figure 00000255
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
Figure 00000253
,
Figure 00000254
,
Figure 00000255
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

Figure 00000256
,
Figure 00000257
,
Figure 00000258
,
Figure 00000259
,
Figure 00000260
,
Figure 00000261
,
Figure 00000262
,
Figure 00000263
,
Figure 00000264
,
Figure 00000265
.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
Figure 00000256
,
Figure 00000257
,
Figure 00000258
,
Figure 00000259
,
Figure 00000260
,
Figure 00000261
,
Figure 00000262
,
Figure 00000263
,
Figure 00000264
,
Figure 00000265
.

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

Figure 00000266
,
Figure 00000267
, осуществляют в соответствии с общепринятыми выражениями (44), в которых используют текущие спрогнозированные значения оценок
Figure 00000268
,
Figure 00000269
, а коррекцию горизонтальных составляющих Vx, Vy абсолютной линейной скорости реализуют в соответствии с выражениями (49). Для чего используют текущие значения спрогнозированных оценок
Figure 00000270
,
Figure 00000271
,
Figure 00000272
,
Figure 00000273
,
Figure 00000274
и расчетные значения составляющих Vx и Vy (27).10. Correction of geographic coordinates of location calculated by inertial system
Figure 00000266
,
Figure 00000267
are carried out in accordance with generally accepted expressions (44), in which the current predicted values of estimates are used
Figure 00000268
,
Figure 00000269
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
Figure 00000270
,
Figure 00000271
,
Figure 00000272
,
Figure 00000273
,
Figure 00000274
and the calculated values of the components V x and V y (27).

11. Коррекцию истинного курса

Figure 00000209
объекта реализуют в соответствии с физическим определением углов ψг и χ, его определяющих (45), (48).11. True course correction
Figure 00000209
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

Figure 00000275
азимутальной ориентации опорного трехгранника ГП ИНС (46), используя текущие спрогнозированные значения оценок
Figure 00000276
,
Figure 00000277
и откорректированное значение широты
Figure 00000278
(44).To do this, calculate the corrected angle
Figure 00000275
azimuthal orientation of the reference trihedron of the GP INS (46), using the current predicted estimates
Figure 00000276
,
Figure 00000277
and adjusted latitude
Figure 00000278
(44).

При этом для расчета оценки

Figure 00000279
погрешности счисления угла
Figure 00000280
используют соответствующее кинематическое соотношение связи Δχ с αz и Δλ (28).In this case, to calculate the estimate
Figure 00000279
margin error
Figure 00000280
using the corresponding kinematic relationship of the relationship Δχ with α z and Δλ (28).

Текущее откорректированное значение гироскопического курса

Figure 00000281
рассчитывают в соответствии с цепочкой соотношений, представленной выражениями (47). Для этого используют текущие спрогнозированные значения оценок
Figure 00000282
,
Figure 00000283
,
Figure 00000284
и измеренные/откорректированные значения текущих углов тангажа
Figure 00000285
, крена
Figure 00000286
и гироскопического курса
Figure 00000287
. 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
Figure 00000281
calculated in accordance with the chain of ratios represented by expressions (47). To do this, use the current forecasted valuation values
Figure 00000282
,
Figure 00000283
,
Figure 00000284
and measured / corrected values of the current pitch angles
Figure 00000285
roll
Figure 00000286
and gyroscopic course
Figure 00000287
. 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

Figure 00000288
рассчитывают, как сумму откорректированных значений
Figure 00000289
(46) и
Figure 00000290
(47).Corrected true course value
Figure 00000288
 calculated as the sum of the adjusted values
Figure 00000289
(46) and
Figure 00000290
 (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

Figure 00000291
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
Figure 00000291
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

Figure 00000291
на выходе из маневра - начиная с 300-ой секунды не превышает
Figure 00000292
рад/с (~3 град/мин) (51), формируют команду «Маневр завершен» и, не прекращая процедуры оптимального оценивания, приводят текущие значения оценок
Figure 00000293
,
Figure 00000294
,
Figure 00000295
координат местоположения ИНС относительно АБ СНС к осям связанной с объектом системы координат, а получаемые при этом значения оценок
Figure 00000296
,
Figure 00000297
,
Figure 00000298
, в соответствии с рекуррентной процедурой нахождения среднего (50), осредняют на 3-секундном интервале времени, после чего осредненные значения оценок
Figure 00000299
,
Figure 00000300
,
Figure 00000301
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
Figure 00000302
,
Figure 00000303
,
Figure 00000304
,
Figure 00000305
,
Figure 00000306
,
Figure 00000307
,
Figure 00000308
,
Figure 00000309
,
Figure 00000310
,
Figure 00000311
.Moreover, if the indicated average value
Figure 00000291
at the exit from the maneuver - starting from the 300th second it does not exceed
Figure 00000292
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
Figure 00000293
,
Figure 00000294
,
Figure 00000295
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
Figure 00000296
,
Figure 00000297
,
Figure 00000298
, in accordance with the recursive procedure for finding the average (50), averaged over a 3-second time interval, after which the averaged estimates
Figure 00000299
,
Figure 00000300
,
Figure 00000301
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
Figure 00000302
,
Figure 00000303
,
Figure 00000304
,
Figure 00000305
,
Figure 00000306
,
Figure 00000307
,
Figure 00000308
,
Figure 00000309
,
Figure 00000310
,
Figure 00000311
.

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)

1. Способ оценивания ошибок инерциальной информации и ее коррекции по измерениям спутниковой навигационной системы, включающий 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 гироплатформы (ГП) инерциальной навигационной системы (ИНС) счисленных ИНС и сформированных по измерениям спутниковой навигационной системы (СНС), а его структуру синтезируют в соответствии с традиционной для ИНС моделью ошибок, при этом характер полета методически организуют таким образом, что после 270 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, отличающийся тем, что используемую при решении подобных задач модель ошибок ИНС расширяют за счет включения в нее математического описания координат ее местоположения относительно антенного блока (АБ) 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 αx, 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 тем самым точное и эффективное оценивание и последующий прогноз таких ошибок автономного инерциального счисления, как
Figure 00000312
,
Figure 00000313
,
Figure 00000314
,
Figure 00000315
,
Figure 00000316
,
Figure 00000317
,
Figure 00000318
,
Figure 00000319
,
Figure 00000320
,
Figure 00000321
, при этом коррекцию автономно счисленных географических координат
Figure 00000322
,
Figure 00000323
текущего местоположения и составляющих Vx, Vy абсолютной линейной скорости осуществляют в соответствии с общепринятыми выражениями, для чего используют текущие спрогнозированные значения оценок
Figure 00000312
,
Figure 00000313
,
Figure 00000314
,
Figure 00000315
и малых углов
Figure 00000316
,
Figure 00000317
,
Figure 00000318
, а для коррекции истинного курса рассчитывают откорректированное значение угла
Figure 00000324
азимутальной ориентации опорного трехгранника ГП в функции оцененных значений
Figure 00000318
и
Figure 00000313
и вычисляют откорректированное значение гироскопического курса
Figure 00000325
в функции оценок
Figure 00000326
и погрешности
Figure 00000327
измерения угла крена
Figure 00000328
, которую определяют расчетным путем в функции текущих, спрогнозированных значений оценок
Figure 00000316
,
Figure 00000317
и измеренных/откорректированных углов гироскопического курса ψг и тангажа υ, после чего рассчитывают истинный курс ψи как сумму оценок
Figure 00000324
и
Figure 00000325
.
1. A method for estimating errors of inertial information and its correction from measurements of a 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 projections on the axis of the reference trihedral of the gyro platform (GP) of the inertial navigation system (ANN) of the calculated ID C and formed by measurements of the satellite navigation system (SNA), and its structure is 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 “horizontized” and evaluate the well-observed parameters of the ANN horizontal channels, carry out a maneuver, such as a “snake”, of coordinated or combat turns, after which the active phase of the optimal filter procedure radios and identifications are suspended and the filter identifier is transferred to the long-term mode - until the next correction session, the forecast, for which the measurement signals are reset, and the valuation values at the time the active phase of the estimation procedure is completed are used as initial conditions in the forecast procedure, while the forecast itself 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 linear velocity, they are implemented in an open-circuit ANN, for which they use the current predicted estimates of the state parameters of the ANN, characterized in that the ANS error model used in solving such problems is expanded by including a mathematical description of the coordinates of its location relative to the antenna unit (AB) SNA and represent them in the form of a system of three interconnected differential equations of the first order in the projections on the axis of the supporting trihedron of the GP INS, which are simultaneously described additively in odyaschie in speed measurement signals kinematic components of the relative velocity of the INS motion, 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 the angle α z of the azimuthal drift of the INS GP, than, up to the second order of smallness with respect to such parameters as Δϕ, Δλ, α x , α y , α z , provide They determine the current values of the elements of the message and observation matrices and thereby realize an accurate and effective estimation and subsequent forecast of such errors of autonomous inertial numbering as
Figure 00000312
,
Figure 00000313
,
Figure 00000314
,
Figure 00000315
,
Figure 00000316
,
Figure 00000317
,
Figure 00000318
,
Figure 00000319
,
Figure 00000320
,
Figure 00000321
while correcting autonomously calculated geographic coordinates
Figure 00000322
,
Figure 00000323
the current location and the components V x , V y of the absolute linear velocity are carried out in accordance with generally accepted expressions, for which the current predicted estimates are used
Figure 00000312
,
Figure 00000313
,
Figure 00000314
,
Figure 00000315
and small angles
Figure 00000316
,
Figure 00000317
,
Figure 00000318
, and to correct the true course, the corrected angle value is calculated
Figure 00000324
azimuthal orientation of the reference GP trihedron as a function of estimated values
Figure 00000318
and
Figure 00000313
and calculate the corrected value of the gyroscopic course
Figure 00000325
in the rating function
Figure 00000326
and errors
Figure 00000327
roll angle measurements
Figure 00000328
, which is determined by calculation in the function of current, predicted values of estimates
Figure 00000316
,
Figure 00000317
and the measured / corrected angles of the gyroscopic heading ψ g and pitch υ, after which the true heading ψ is calculated and as the sum of the estimates
Figure 00000324
and
Figure 00000325
.
2. Способ оценивания ошибок инерциальной информации и ее коррекции по измерениям спутниковой навигационной системы по п. 1, отличающийся тем, что после завершения маневра и выхода на установившийся послеманевренный курс, факт чего устанавливают по осредненному на 5-секундном временном интервале значению составляющей
Figure 00000329
относительной угловой скорости объекта, которое постоянно вычисляют с момента начала маневра, отсчет которого, в соответствии с циклограммой коррекции, начинают с 270-й секунды после начала коррекции, при этом, если указанное среднее значение на выходе из маневра, начиная с 300-й секунды, не превышает
Figure 00000330
рад/с (~3 град/мин), формируют команду «Маневр завершен» и, не прекращая процедуры оптимального оценивания, приводят текущие значения оценок
Figure 00000331
,
Figure 00000332
,
Figure 00000333
координат местоположения ИНС относительно АБ СНС к осям связанной с объектом системы координат, а получаемые при этом текущие значения оценок
Figure 00000334
,
Figure 00000335
,
Figure 00000336
, в соответствии с рекуррентной процедурой нахождения среднего, осредняют на 3-секундном интервале времени, после чего осредненные значения оценок
Figure 00000337
,
Figure 00000338
,
Figure 00000339
сравнивают с хранящимися в бортовой цифровой вычислительной машине (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
Figure 00000312
,
Figure 00000313
,
Figure 00000314
,
Figure 00000315
,
Figure 00000316
,
Figure 00000317
,
Figure 00000318
,
Figure 00000340
,
Figure 00000341
,
Figure 00000342
.
2. The method for estimating errors of inertial information and its correction by measuring the satellite navigation system according to claim 1, characterized in that after completing the maneuver and reaching the established post-maneuvering course, the fact of which is established by the value of the component averaged over a 5-second time interval
Figure 00000329
the relative angular velocity of the object, 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 correction begins, moreover, if the indicated average value at the exit from the maneuver starts from the 300th second , does not exceed
Figure 00000330
rad / s (~ 3 deg / min), form the command “Maneuver is completed” and, without stopping the optimal estimation procedure, present the current values of the estimates
Figure 00000331
,
Figure 00000332
,
Figure 00000333
coordinates of the location of the ANN relative to the AB SNA to the axes of the coordinate system associated with the object, and the current values of the estimates obtained
Figure 00000334
,
Figure 00000335
,
Figure 00000336
, in accordance with the recursive procedure for finding the average, averaged over a 3-second time interval, after which the averaged estimates
Figure 00000337
,
Figure 00000338
,
Figure 00000339
they are compared with the constructive values of the indicated coordinates stored in the on-board digital computer (BCM) and, with a positive outcome of the comparison, when their difference does not exceed 1-2%, the sign “Score +” is formed, the optimal estimation procedure is stopped and the regime of full-fledged forecast and correction is stopped otherwise, the “Evaluation -” sign is formed, 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 time of stopping estimating the values of the estimates
Figure 00000312
,
Figure 00000313
,
Figure 00000314
,
Figure 00000315
,
Figure 00000316
,
Figure 00000317
,
Figure 00000318
,
Figure 00000340
,
Figure 00000341
,
Figure 00000342
.
RU2015151479A 2015-12-02 2015-12-02 Method of inertial data estimation and its correction according to measurement of satellite navigation system RU2617565C1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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