RU2784859C1 - Method for platform-free orientation of moving objects - Google Patents
Method for platform-free orientation of moving objects Download PDFInfo
- Publication number
- RU2784859C1 RU2784859C1 RU2022116057A RU2022116057A RU2784859C1 RU 2784859 C1 RU2784859 C1 RU 2784859C1 RU 2022116057 A RU2022116057 A RU 2022116057A RU 2022116057 A RU2022116057 A RU 2022116057A RU 2784859 C1 RU2784859 C1 RU 2784859C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- information
- orientation
- vector
- vectors
- signals
- Prior art date
Links
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000010606 normalization Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000007374 clinical diagnostic method Methods 0.000 claims description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 3
- 238000004092 self-diagnosis Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 23
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N t-BuOH Chemical compound CC(C)(C)O DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 5
- 229920000333 poly(propyleneimine) Polymers 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000000368 destabilizing Effects 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 1
- 235000019395 ammonium persulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000000892 gravimetry Methods 0.000 description 1
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 1
- 230000004301 light adaptation Effects 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области бортового приборостроения и автоматики, может быть использовано для решения задач ориентации и управления подвижными объектами.The invention relates to the field of on-board instrumentation and automation, can be used to solve problems of orientation and control of moving objects.
При управлении подвижными объектами (ПО) в околоземном пространстве (наземными и подземными, плавающими и подводными, летательными и баллистическими, внутритрубными и космическими) наряду с задачей навигации необходимо решать задачу пространственной ориентации. При этом к системам ориентации ПО предъявляют наряду с требованиями высокой точности требования по обеспечению высокой надежности работы в эксплуатации, а также требование обеспечения отказоустойчивости с целью реализации условия работоспособности систем ориентации в резервно-аварийных режимах (РАР).When controlling mobile objects (MO) in near-Earth space (ground and underground, floating and underwater, flying and ballistic, in-line and space), along with the task of navigation, it is necessary to solve the problem of spatial orientation. At the same time, along with the requirements of high accuracy, the software orientation systems are subject to requirements for ensuring high reliability in operation, as well as the requirement to ensure fault tolerance in order to implement the condition for the orientation systems to work in standby emergency modes (RAR).
Анализ существующих способов решения задач бесплатформенной ориентации ПО в околоземном пространстве показывает, что большинство существующих способов ориентировано на достижение в первую очередь высоких показателей точности определения параметров ориентации и почти не предполагает обеспечение условий отказоустойчивости и работоспособности систем в РАР [1-3].An analysis of the existing methods for solving the tasks of strapdown software orientation in near-Earth space shows that most of the existing methods are focused on achieving, first of all, high accuracy in determining the orientation parameters and almost does not imply ensuring fault-tolerance and operability of systems in PAP [1-3].
Известен бесплатформенный способ инерциальной ориентации ПО, заключающийся в определении параметров ориентации объектов путем интегрирования по времени сигналов трехосных блоков гироскопов (ТБГ) с учетом предварительно определенных параметров начальной ориентации ПО в предстартовых условиях [1, 2]. Способ является автономным, помехоустойчивым, высоконадежным. Недостатки способа:Known strapdown method of inertial orientation software, which consists in determining the parameters of the orientation of objects by integrating the signals of triaxial units of gyroscopes (TBG) over time, taking into account predetermined parameters of the initial orientation software in prelaunch conditions [1, 2]. The method is autonomous, noise-resistant, highly reliable. The disadvantages of the method:
- низкая точность решения задачи ориентации из-за проявления дрейфа сигналов гироскопов,- low accuracy of solving the orientation problem due to the drift of gyroscope signals,
- ограничение времени активной работы системы инерциальной ориентации и необходимость выполнения операций коррекции системы,- limiting the time of active operation of the inertial orientation system and the need to perform system correction operations,
отсутствие свойства отказоустойчивости системы инерциальной ориентации и невозможность ее работы в РАР при отказах гироскопов в трехосных блоках. Таким образом, способ инерциальной ориентации ПО при трехосных схемах построения блоков гироскопов не обеспечивает свойство аварийноспособности системе ориентации.the absence of the fail-safe property of the inertial orientation system and the impossibility of its operation in the PAP in case of failures of gyroscopes in triaxial blocks. Thus, the method of inertial orientation of software with triaxial schemes for constructing blocks of gyroscopes does not provide the failsafe property of the orientation system.
Известен способ автономной бесплатформенной ориентации ПО по геофизическим полям (ГФП), который свободен от основного недостатка способа инерциальной ориентации [3]. Этот способ основан на вычислении параметров ориентации ПО по показаниями трехосных блоков акселерометров (ТБА) и магнитометров (ТБМ). Сущность способа заключается в том, что на основе показаний ТБА вычисляют параметры, характеризующие отклонения ПО от плоскости горизонта (углы крена (γ) и тангажа ϑ по показаниям ТБМ вычисляют угол магнитного курса ϕ.There is a known method of offline strapdown orientation software on geophysical fields (HFP), which is free from the main drawback of the method of inertial orientation [3]. This method is based on the calculation of the PO orientation parameters from the readings of triaxial accelerometer units (TBA) and magnetometers (TBM). The essence of the method lies in the fact that, based on the readings of the TBA, parameters are calculated that characterize the deviations of the software from the horizon plane (roll angles (γ) and pitch angle ϑ according to the readings of the TBA, the angle of the magnetic heading ϕ is calculated.
Способ ориентации ПО по ГФП получил название способа аналитического горизонт-компасирования (АГК). Причем вычислительные операции аналитического компасирования (АК) проводят с учетом результатов предварительно выполненных операций аналитического горизонтирования (АГ). В этом проявляется свойство связанности операций АГ и АК в способе АГК. При этом погрешности, характеризующие неточность выполнения операций АГ (Δγ; Δϑ) оказывают существенное влияние на точность определения магнитного курса ϕ на этапе АК.The method of PO orientation by HFP is called the method of analytical horizon-compassing (AHK). Moreover, the computational operations of analytical compassing (AC) are carried out taking into account the results of previously performed operations of analytical leveling (AG). This shows the property of the connectedness of the operations AG and AK in the AGK method. At the same time, the errors characterizing the inaccuracy of the AG operations (Δγ; Δϑ) have a significant impact on the accuracy of determining the magnetic course ϕ at the AK stage.
Связанность каналов АГ и АК в способе АГК приводит к тому, что при любом отказе в канале АГ канал АК также становится неработоспособным. Этот факт усугубляет недостаток способа АГК, связанный с отсутствием у него свойства адаптации к отказам.The connection of the AG and AK channels in the AGK method leads to the fact that with any failure in the AG channel, the AK channel also becomes inoperable. This fact exacerbates the shortcoming of the AGK method associated with its lack of ability to adapt to failures.
К основному недостатку способа АГК относят то, что способ может быть реализован только в режиме остановок ПО (режим ZUPT) [3]. В режиме движения ПО проявляются динамические погрешности инерциального канала из-за возмущаемости ТБА со стороны ускорений движения ПО.The main disadvantage of the AGK method is that the method can only be implemented in the software shutdown mode (ZUPT mode) [3]. In the motion mode of the software, dynamic errors of the inertial channel appear due to the perturbation of the TBA from the side of accelerations software movement.
При трехосной схеме построения блоков (ТБА, ТБМ) способ АГК не обеспечивает условия адаптации к отказам бесплатформенной системы ориентации (БСО).With a three-axis block construction scheme (TBA, TBM), the AGK method does not provide conditions for adapting to failures of a strapdown orientation system (BSO).
Известен способ аналитической пространственной ориентации (АПО) ПО в околоземном пространстве, который свободен от недостатка способа АГК, обусловленного связанностью каналов горизонтирования и компасирования [4].There is a known method of analytical spatial orientation (APO) software in near-Earth space, which is free from the disadvantage of the AGC method, due to the connectivity of the channels of leveling and compassing [4].
Сущность способа АПО заключается в том, что на основе двухвекторной магнито-инерциальной информации о векторах кажущегося ускорения ПО и напряженности результирующего магнитного поля, получаемой с помощью ТБА и ТБМ, соответственно, одновременно (непоэтапно) вычисляют параметры ориентации ПО в условиях функциональной избыточности информации. Следовательно, в способе АПО каналы АГ и АК не обособлены друг от друга, а объединены в один общий канал-канал АПО. К недостаткам способа АПО следует отнести следующее:The essence of the APO method lies in the fact that, based on two-vector magneto-inertial information about the apparent acceleration vectors PO and tension of the resulting magnetic field obtained with the help of TBA and TBM, respectively, at the same time (non-stage) calculate the orientation parameters of the software under conditions of functional redundancy of information. Therefore, in the APO method, the AG and AK channels are not isolated from each other, but are combined into one common channel, the APO channel. The disadvantages of the APO method include the following:
- работоспособность системы АПО обеспечивается только в режимах остановок ПО или на маломаневренных объектах (как и для способа АГК),- the operability of the APS system is ensured only in the modes of AP stops or on low-maneuverable objects (as for the AGK method),
- на аппаратном уровне не обеспечиваются условия для реализации свойства отказоустойчивости системы АПО в РАР,- at the hardware level, conditions are not provided for the implementation of the fault-tolerance property of the AFS system in PAP,
- повышенная сложность алгоритмов обработки информации предъявляет повышенные требования к вычислительным характеристикам вычислителя (длине разрядной сетки, быстродействию, информационной производительности).- the increased complexity of information processing algorithms imposes increased requirements on the computational characteristics of the calculator (the length of the bit grid, speed, information performance).
Таким образом, способ АПО устраняет многие недостатки способов-аналогов бесплатформенной ориентации ПО, но не устраняет основной общий недостаток - отсутствие свойства отказоустойчивости системы ориентации.Thus, the AFS method eliminates many of the shortcomings of methods-analogues of platformless software orientation, but does not eliminate the main common drawback - the lack of a fail-safe property of the orientation system.
Свойство функциональной отказоустойчивости (инструментальной (аппаратной) и информационной) может быть реализовано в условиях обеспечения структурно или функционально избыточной информации [5, 6].The property of functional fault tolerance (instrumental (hardware) and informational) can be implemented in terms of providing structurally or functionally redundant information [5, 6].
Известен способ бесплатформенной ориентации и навигации ПО, основанный на обработке многомерной информации, получаемой с помощью блоков векторных датчиков с неортогонально установленными осями чувствительности [7, с. 253]; [8, с. 216]. Неортогональная установка векторных датчиков в блоке позволяет реализовать условия для структурной (за счет резервирования) и функциональной избыточности информации, что в свою очередь способствует повышению показателей точности, надежности системы, а также придания им свойства аппаратной (инструментальной) отказоустойчивости и работоспособности в РАР.There is a method of strapdown orientation and software navigation based on the processing of multidimensional information obtained using blocks of vector sensors with non-orthogonally set sensitivity axes [7, p. 253]; [8, p. 216]. The non-orthogonal installation of vector sensors in the unit makes it possible to implement the conditions for structural (due to redundancy) and functional redundancy of information, which in turn contributes to an increase in the accuracy and reliability of the system, as well as giving them the properties of hardware (instrumental) fault tolerance and operability in the PAP.
К недостаткам способа бесплатформенной автономной ориентации ПО на основе использования информации от блоков с неортогонально установленными векторными датчиками (акселерометрами, магнитометрами) следует отнести отсутствие свойства функциональной избыточности информации на этапе обработки полученной первичной приборной информации (ППИ)The disadvantages of the method of strapdown autonomous software orientation based on the use of information from blocks with non-orthogonally installed vector sensors (accelerometers, magnetometers) include the lack of functional redundancy of information at the stage of processing the received primary instrument information (PIR)
Известен способ бесплатформенной ориентации ПО, основанный на комплексной обработке магнито-инерциально-спутниковой информации, получаемой от блоков автономной информации (ТБА, ТБМ) и спутниковой навигационной системы (СНС) [9]. Этот способ наиболее близок к предлагаемому изобретению и поэтому принят за прототип.There is a method of strapdown software orientation, based on the complex processing of magnetic-inertial-satellite information received from blocks of autonomous information (TBA, TBM) and satellite navigation system (SNS) [9]. This method is closest to the present invention and therefore taken as a prototype.
Сущность способа заключается в том, что на основе показаний автономных блоков формируют информацию о векторах кажущегося ускорения ПО и напряженности магнитного поля в осях базиса m, связанного с ПО, а на основе показаний СНС вычисляют проекции этих же векторов на оси географического базиса q=NHE.The essence of the method lies in the fact that, based on the readings of autonomous blocks, information about the apparent acceleration vectors of the software is formed and magnetic field strength in the axes of the basis m associated with the software, and based on the readings of the SNS, the projections of the same vectors are calculated on the axis of the geographical basis q=NHE.
Затем на основе магнито-инерциальной информации о векторах составляют матричное уравнение, решение которого дает информацию о матрице ориентации А базиса m относительно базиса q.Then, based on the magneto-inertial information about the vectors form a matrix equation, the solution of which gives information about the orientation matrix A of the basis m with respect to the basis q.
К недостаткам этого способа ориентации ПО следует отнести следующее:The disadvantages of this method of software orientation include the following:
- невысокая точность решения задачи ориентации из-за возмущаемости магнитометрического канала, обусловленной влиянием магнитного поля самого ПО, не учитываемого в способе обработки информации,- low accuracy of solving the orientation problem due to the perturbation of the magnetometric channel, due to the influence of the magnetic field of the software itself, which is not taken into account in the information processing method,
- низкие показатели надежности системы ориентации, реализующей этот способ, т.к. отказ любого датчика приводит к неработоспособному состоянию всю систему,- low reliability of the orientation system that implements this method, because the failure of any sensor leads to an inoperable state of the entire system,
- отсутствие свойства отказоустойчивости и работоспособности системы ориентации в РАР из-за отсутствия аппаратной и функциональной избыточности информации.- lack of fault-tolerance and operability of the orientation system in PAP due to the lack of hardware and functional redundancy of information.
Для устранения указанных недостатков необходимо усовершенствовать магнитометрический канал и создать условия для аппаратной и функциональной избыточности информации по всем каналам от процесса измерений до вычислений.To eliminate these shortcomings, it is necessary to improve the magnetometric channel and create conditions for hardware and functional redundancy of information in all channels from the measurement process to calculations.
Задача настоящего изобретения заключается в устранении недостатков способа ориентации, основанного на обработке магнито-инерциально-спутниковой информации.The objective of the present invention is to eliminate the shortcomings of the orientation method based on the processing of magnetic-inertial-satellite information.
Поставленная задача решается за счет совершенствования магнитометрического канала в направлении учета технологических дестабилизирующих факторов, связанных с влиянием магнитного поля объекта (МПО), погрешностей сборки и монтажа блоков, а также за счет реализации условий для обеспечения структурной и функциональной избыточности информации, достигаемых путем использования неортогональной схемы установки в блоках векторных датчиков и разработки многовариантных алгоритмов обработки комбинированной информации.The problem is solved by improving the magnetometric channel in the direction of taking into account technological destabilizing factors associated with the influence of the magnetic field of the object (MFO), errors in the assembly and installation of blocks, as well as by implementing the conditions for ensuring the structural and functional redundancy of information, achieved by using a non-orthogonal scheme installation in blocks of vector sensors and development of multivariant algorithms for processing combined information.
Предлагаемое изобретение поясняется чертежами (Фиг. 1, 2). На Фиг. 1 представлена схема установки векторных датчиков первичной информации (ДЛИ) в неортогональных блоках: блоке акселерометров (НБА) и блоке магнитометров (НБМ). На Фиг. 1 приняты следующие обозначения:The present invention is illustrated by drawings (Fig. 1, 2). On FIG. Figure 1 shows a diagram of the installation of primary information vector sensors (PLI) in non-orthogonal blocks: an accelerometer block (NBA) and a magnetometer block (NBM). On FIG. 1 adopted the following designations:
XYZ- система координат (базис m), связанная с ПО,XYZ - coordinate system (basis m) associated with the software,
- оси чувствительности одномерных ДПИ, - sensitivity axes of one-dimensional DPI,
Xt; βt - углы ориентации осей чувствительности ДПИ относительно продольной оси ОХ связанного базиса m,X t ; βt - angles of orientation of the DPI sensitivity axes relative to the longitudinal axis OX of the associated basis m,
v - число ДПИ в блоке (НБА или НБМ).v - number of DPI in the block (NBA or NBM).
На Фиг. 2 представлена функциональная схема способа магнито-инерциальной неортогональной ориентации расширенной (МИНОР). На Фиг. 2 приняты следующие обозначения:On FIG. 2 shows a functional diagram of the extended magnetic-inertial non-orthogonal orientation (MINOR) method. On FIG. 2, the following designations are adopted:
1 - позиция, соответствующая выполнению операций метрологической тарировки, аналитической юстировки и технологической калибровки ДПИ и блоков (НБА, НБМ),1 - position corresponding to the performance of operations of metrological calibration, analytical adjustment and technological calibration of DPI and blocks (NBA, NBM),
2 - позиция, соответствующая процессу измерений с помощью НБА и НБМ проекций вектора кажущегося ускорения и вектора напряженности результирующего магнитного поля на оси чувствительностей датчиков, а также формированию многомерных векторов в приборных базисах 2 - position corresponding to the process of measuring projections of the apparent acceleration vector with the help of NBA and NBM and tension vector the resulting magnetic field on the sensitivity axis of the sensors, as well as the formation of multidimensional vectors in instrument bases
3 - позиция, соответствующая процессу обработки первичной приборной информации (ППИ) и формирования многовариантных скорректированных векторов и приведенных к осям связанного с объектом базиса m=XYZ,3 - position corresponding to the process of processing primary instrument information (PDI) and the formation of multivariate corrected vectors and reduced to the axes of the basis m=XYZ associated with the object,
4 - позиция, соответствующая процессу обработки магнито-инерциально-спутниковой информации по алгоритмам МИНОР,4 - position corresponding to the process of processing magnetic-inertial-satellite information according to MINOR algorithms,
5 - позиция, соответствующая процессу автономного контроля и нормировки (АКН) по алгоритмам контроля автономного, самотестирования, коррекции и аналитической диагностики (КАСКАД).5 - position corresponding to the process of autonomous control and normalization (ACN) according to the algorithms of autonomous control, self-testing, correction and analytical diagnostics (CASCADE).
6 - спутниковая навигационная система (СНС), формирующая навигационную информацию о географической широте ϕ, долготе λ, высоте h и модуле радиуса-вектора 6 - satellite navigation system (SNS), which generates navigation information about the geographic latitude ϕ, longitude λ, height h and radius vector modulus
Тонкими линиями на схеме (Фиг. 2) обозначены потоки информации об одних векторах или информации о скалярных величинах (ϕ,λ,r). Двойными линиями обозначены потоки многомерной и многовекторной информации.Thin lines in the diagram (Fig. 2) indicate the flows of information about some vectors or information about scalar quantities (ϕ,λ,r). Double lines indicate the flows of multidimensional and multivector information.
Способ МИНОР заключается в последовательном выполнении операций технологических калибровок, измерений, формирования ППИ и ее комбинированной обработки (Фиг. 1, 2):The MINOR method consists in the sequential execution of operations of technological calibrations, measurements, formation of PPI and its combined processing (Fig. 1, 2):
1. Заранее (до старта ПО) выполняют операции метрологических тарировок, аналитических юстировок и технологических калибровок магнитометрического и инерциального каналов измерений (поз. 1 на Фиг. 2). Технологические операции выполняют по методике, описанной в научно-технической литературе [10].1. In advance (before the start of the software), the operations of metrological calibration, analytical adjustments and technological calibrations of the magnetometric and inertial measurement channels (pos. 1 in Fig. 2) are performed. Technological operations are performed according to the methodology described in the scientific and technical literature [10].
Обработку полученной информации выполняют по алгоритмам технологического обеспечения модуля (АТОМ). На выходе блока (поз. 1 на Фиг. 2) формируют технологическую информацию (ТИ) об индивидуальных параметрах ДПИ, НБА, НБМ и модуля.Processing of the received information is carried out according to the algorithms of technological support of the module (ATOM). At the output of the block (pos. 1 in Fig. 2), technological information (TI) is formed about the individual parameters of the DPI, NBA, NBM and the module.
2. В процессе измерений вектора кажущегося ускорения с помощью НБА и вектора напряженности результирующего магнитного поля с помощью НБМ формируют многомерные (v-мерные) векторы и в виде проекций и векторов (Фиг. 1) на оси чувствительностей акселерометров и магнитометров (поз. 2, Фиг. 2).2. In the process of measuring the apparent acceleration vector using the NBA and the vector of the resulting magnetic field using NBM form multidimensional (v-dimensional) vectors and in the form of projections and vectors (Fig. 1) on the sensitivity axis of accelerometers and magnetometers (pos. 2, Fig. 2).
где - векторы кажущегося ускорения ПО и напряженности магнитного поля Земли (МПЗ), отнесенные к географическому базису q=NHE,where - apparent acceleration vectors SO and strength of the Earth's magnetic field (EMF), referred to the geographical basis q=NHE,
- векторы отнесенные к базису m=XYZ, связанному с ПО, - vectors referred to the m=XYZ basis associated with the software,
- многомерные приборные векторы (v х 1), компонентами которых являются показания блоков НБА и НБМ, - multidimensional instrumental vectors (v x 1), whose components are the readings of the NBA and NBM units,
- абсолютное ускорение ПО и ускорение свободно падающего тела, отнесенные к связанному базису m=XYZ, - absolute acceleration of the software and the acceleration of a freely falling body, referred to the associated basis m=XYZ,
- векторы напряженностей магнитных полей ПО (МПО) и электромагнитных помех (ЭМП) в связанном базисе m, - vectors of strengths of magnetic fields PO (MPO) and electromagnetic interference (EMI) in the associated basis m,
А - матрица ориентации ПО,.A is the software orientation matrix.
S - матрица коэффициентов Пуассона,S - matrix of Poisson's ratios,
Е - единичная матрица (3×3),E - identity matrix (3×3),
В, D - прямоугольные матрицы (v × 3), характеризующие ориентацию осей приборного базиса относительно осей связанного базиса m,B, D - rectangular matrices (v × 3) characterizing the orientation of the axes instrumental basis with respect to the axes of the associated basis m,
Причем:And:
Путем использования неортогональных схем измерений в НБА и НБМ обеспечивают выполнение требований инструментального (аппаратного) расширения ППИ за счет условия функционально избыточной информации о векторах By using non-orthogonal measurement schemes in the NBA and NBM, the requirements of the instrumental (hardware) extension of the PPI are met due to the condition of functionally redundant information about the vectors
Параметры векторов и матриц S, В, D находят при выполнении операций технологических калибровок (поз. 1, Фиг. 2)Vector Options and matrices S, B, D are found during process calibration operations (pos. 1, Fig. 2)
Из выражений (1) и (2) видно, что в показаниях НБМ и НБА содержится комплексная информация: геофизическая (ГФИ), приборная, технологическая, эксплуатационная, (в том числе и информация о матрице ориентации А ПО).It can be seen from expressions (1) and (2) that the NBM and NBA readings contain complex information: geophysical (GFI), instrumental, technological, operational, (including information about the orientation matrix A PO).
3. На основе результатов формирования многомерной ППИ выполняют операцию декомпозиции векторов (поз. 3 на Фиг. 2). При этом формируют совокупность 8 пар оценок трехкомпонентных векторов приведенных к осям связанного базиса m = XYZ:3. Based on the results of the formation of a multidimensional PPI perform the operation of vector decomposition (pos. 3 in Fig. 2). At the same time, a set of 8 pairs of estimates of three-component vectors is formed reduced to the axes of the associated basis m = XYZ:
где Ti; Tj; Tk - показания тройки выбранных магнитометров (i-ого, j-ого, k-ого), входящих в состав НБМ,where T i ; T j ; T k - readings of the three selected magnetometers (i-th, j-th, k-th), which are part of the NBM,
ni; nj; nk - показания тройки выбранных акселерометров (i-ого, j-ого, k-ого), входящих в состав НБА,n i ; n j ; n k - readings of the three selected accelerometers (i-th, j-th, k-th), which are part of the NBA,
- союзные матрицы (3×3), присоединенные к матрицам и Bμ и Dμ, - union matrices (3×3) attached to the matrices and B μ and D μ ,
- обратные матрицы (33) для ц-ого варианта - inverse matrices (33) for the i-th variant
detBμ; detDμ - детерминанты матриц и Bμ и Dμ detB μ ; detD μ - determinants of matrices and B μ and D μ
Причем:And:
Алгоритмы (8)-(10) позволяют получить устойчивые, невырождаемые решения, если матрицы Bμ и Dμ являются неособенными:Algorithms (8)-(10) make it possible to obtain stable, non-degenerate solutions if the matrices B μ and D μ are non-singular:
Известно, что условия (11) выполняются, если строки или столбцы этих матриц линейно независимы, что практически реализовать достаточно просто, т.к. углы неортогональной установки ДПИ в блоках aτ; βτ; στ; не повторяются.It is known that conditions (11) are satisfied if the rows or columns of these matrices are linearly independent, which is quite simple to implement in practice, since angles of non-orthogonal installation of DPI in blocks a τ ; β τ ; σ τ ; are not repeated.
Для получения развернутых конечных алгоритмов обработки информации вместо формул (8)-(10) могут быть использованы соответствующие формулы Крамера.To obtain detailed finite information processing algorithms, instead of formulas (8)-(10), the corresponding Cramer formulas can be used.
С учетом результатов выполненных ранее операций технологической подготовки (поз. 1 на Фиг. 2) проводят операцию коррекции оценок векторов в условиях функциональной избыточности информации:Taking into account the results of the previously performed operations of technological preparation (
После коррекции векторы оказываются свободными от влияния дестабилизирующих факторов со стороны МПО, ЭМП и технологических погрешностей монтажа модуля на ПО (М).After correction vectors turn out to be free from the influence of destabilizing factors from the side of MPO, EMF and technological errors of mounting the module on software (M).
В блоке (поз. 3 на Фиг. 2) одновременно выполняют операцию идентификации отказов ДПИ и определение отказавшего векторного датчика. Эту операцию выполняют на основе сравнения и оценок компонент векторов с использованием таблиц идентификации [6, с. 110].In the block (pos. 3 in Fig. 2), the operation of identifying failures of the DPI and determining the failed vector sensor are simultaneously performed. This operation is performed based on the comparison and estimates of the components of the vectors using identification tables [6, p. 110].
Число 6 вариантов построения измерительно-вычислительных трехконтурных каналов (магнитометрических и акселерометрических) зависит от числа v векторных ДЛИ, входящих в состав неортогональных блоков НБМ, НБА:The
Для значения числа 6 вариантов представлены в табл. 1.For the values of the number of 6 options are presented in table. one.
С технологической, схемо-технической, экономической и эксплуатационной точек зрения наиболее целесообразным и эффективным является вариант v=5 (для которого δ=10), т.к. обычно реализуют на практике число каналов δ, не превышающее десяти (δ≤10).From the technological, circuit-technical, economic and operational points of view, the most appropriate and efficient option is v=5 (for which δ=10), because usually implement in practice the number of channels δ, not exceeding ten (δ≤10).
За счет получения функционально избыточной магнито-инерциальной информации с помощью 6 измерительно-вычислительных каналов обеспечивают условия адаптации БСО к отказам, свойства ее отказоустойчивости и работоспособности системы ориентации МИНОР в резервно-аварийных режимах (РАР) на аппаратном (инструментальном) уровне. При v=5 (табл. 1) допускаются отказы до четырех ДПИ (2 магнитометра + 2 акселерометра).By obtaining functionally redundant magneto-inertial information using 6 measuring and computing channels provide the conditions for adapting the BSO to failures, the properties of its fault tolerance and the operability of the MINOR attitude control system in standby emergency modes (RAR) at the hardware (instrumental) level. With v=5 (Table 1), failures of up to four DPIs (2 magnetometers + 2 accelerometers) are allowed.
После идентификации отказа программным путем отключают отказавшие ДПИ от потока информации в соответствующий u-ый измерительно-вычислительный канал При этом одновременно программным путем производят в блоке (поз. 3 на Фиг. 2) операцию реконфигурации алгоритмов формирования измерительно-вычислительных каналов обработки комбинированной магнито-инерциальной информации.After the failure is identified, the failed DPI is programmatically disconnected from the information flow to the corresponding u-th measuring and computing channel At the same time, the operation of reconfiguration of the algorithms for the formation of measuring and computing channels for processing the combined magnetic-inertial information is performed in the block (pos. 3 in Fig. 2) at the same time by software.
Работоспособность БСО после реконфигурации аппаратной измерительной части системы и соответствующих алгоритмов обработки информации сохраняется на прежнем уровне [5, 6].The operability of the BSO after the reconfiguration of the hardware measuring part of the system and the corresponding information processing algorithms remains at the same level [5, 6].
4. Выполняют основные операции обработки МИС-информации в блоке (поз. 4 на Фиг. 2) по алгоритмам МИНОР.4. Perform the basic operations of processing MIS information in the block (pos. 4 in Fig. 2) according to the MINOR algorithms.
С учетом технологической информации (ТИ) и навигационной информации (ϕ, λ, r), получаемых от блоков 1 и 6 (поз. 1 и 6 на Фиг. 2), вычисляют компоненты векторов и в географическом базисе q=NHE [11]:Taking into account the technological information (TI) and navigation information (ϕ, λ, r) obtained from
Геомагнитный потенциал U:Geomagnetic potential U:
Модуль радиуса-вектора относительно поверхности референц-эллипсоида с большой полуосью а равен:Radius-vector modulus relative to the surface of the reference ellipsoid with the semi-major axis a is:
Компоненты вектора находят на основе основного уравнения гравиметрии [12]:Vector components are found on the basis of the basic equation of gravimetry [12]:
Приводят выражение (15) к скалярному виду:The expression (15) is reduced to a scalar form:
Причем: And:
В формулах (14)-(20) приняты следующие обозначения:In formulas (14)-(20), the following designations are accepted:
gradU; - градиент геомагнитного потенциала,gradU; - geomagnetic potential gradient,
ϕ, λ; r, h - географические координаты точки наблюдения (широта ϕ, долгота λ, радиус r и высота h),ϕ, λ; r, h - geographical coordinates of the observation point (latitude ϕ, longitude λ, radius r and height h),
- векторы абсолютного, относительного и кориолисова ускорений в географическом базисе q, - vectors of absolute, relative and Coriolis accelerations in geographical basis q,
- коэффициенты Гаусса-Шмидта, [11], - Gauss-Schmidt coefficients, [11],
- присоединенный полином Лежандра степени n порядка m, - associated Legendre polynomial of degree n of order m,
α - эксцентриситет фигуры Земли,α - eccentricity of the figure of the Earth,
q - отношение центростремительного ускорения на экваторе к ускорению свободно падающего тела на экваторе gв q is the ratio of the centripetal acceleration at the equator to the acceleration of a freely falling body at the equator g in
gв=9,7803267715 м/с2;g in \u003d 9.7803267715 m / s 2 ;
Ω=7,292116557 * 10-5 с-1,Ω=7.292116557 * 10 -5 s -1 ,
R - средний радиус Земли, R=6378211 м,R - average radius of the Earth, R=6378211 m,
rϕ; rλ - радиусы кривизны меридиана и параллели фигуры Земли в точке наблюдения,r ϕ ; r λ - radii of curvature of the meridian and the parallel of the figure of the Earth at the point of observation,
а=6378245 м;a=6378245 m;
b=6356863 м;b=6356863 m;
h = r - Rh = r - R
- северная, вертикальная, восточная составляющие скорости движения ПО относительно Земли и соответствующие производные по времени. - northern, vertical, eastern components of the speed of motion relative to the Earth and the corresponding time derivatives.
Численные значения скорости и производных получают на основе обработки навигационной информации от СНС (ϕ, λ, r).Numerical values of speed and derivatives are obtained based on the processing of navigation information from the SNS (ϕ, λ, r).
На основе информации о векторах геофизическая информация (ГФИ) может быть расширена за счет вычисления на основе способа восстановления векторной информации [13] компонент вектора в связанном базисе m=XYZ.Based on vector information geophysical information (GPI) can be extended by calculating, based on the vector information recovery method [13], the vector components in the associated basis m=XYZ.
Дальнейшее расширение векторной информации может быть достигнуто путем вычисления дополнительных векторов в связанным m=XYZ и географическом q=NHE базисах [4]:Further expansion of vector information can be achieved by calculating additional vectors in the related m=XYZ and geographic q=NHE bases [4]:
На основе вычисленных основных и дополнительных векторов составляют матричное уравнение АПО в условиях функциональной избыточности информации [4]:Based on the calculated basic and additional vectors make up the APO matrix equation under conditions of functional redundancy of information [4]:
Или в компактной форме:Or in compact form:
На основе принципа декомпозиции разбивают матричное уравнение (26) на частные матричные уравнения идентификации с квадратными матрицами вида:Based on the principle of decomposition, the matrix equation (26) is divided into particular matrix identification equations with square matrices of the form:
где Pk - приборная матрица (3×3) для k-ого варианта,where P k - instrument matrix (3×3) for the k-th option,
Nk - матрица идентификации (3×3) для k-ого вариантаN k - identification matrix (3×3) for the k-th option
Причем матрицы Pk и Nk (3×3) формируют на основе набора любых трех строк матрицы Р (6×3) и соответствующих столбцов матрицы N (3×6).Moreover, the matrices P k and N k (3×3) are formed on the basis of a set of any three rows of the matrix P (6×3) and the corresponding columns of the matrix N (3×6).
Максимально возможное число (kmax) вариантов построения матричных уравнений идентификации (28) составляет:The maximum possible number (k max ) of options for constructing matrix identification equations (28) is:
При δ=10 (для v=5, табл.1) получаем:With δ=10 (for v=5, Table 1) we get:
Для практических целей достаточно использовать не более 10 вариантов построения уравнений идентификаций For practical purposes, it is sufficient to use no more than 10 options for constructing identification equations
Алгоритмы АПО получают путем обращения матричных уравнений идентификации (28) [4]:APO algorithms are obtained by inverting matrix identification equations (28) [4]:
где: Pk - матрица приборной информации, (3×3),where: P k - instrument information matrix, (3×3),
- оценка матрицы ориентации ПО, (3×3), - evaluation of the software orientation matrix, (3×3),
- союзная матрица (3×3), - allied matrix (3×3),
detNk - детерминат матрицы Nk (3×3).detN k - determinate of matrix N k (3×3).
Матрицу ориентации ПО А определяют с помощью направляющих косинусов aij углов между ортами связанного m и географического q базисов:The orientation matrix of software A is determined using the direction cosines a ij angles between the unit vectors of the associated m and geographical q bases:
Проверяют условие невырожденности матрицы идентификации Nk:The condition of non-degeneracy of the identification matrix N k is checked:
Например, для варианта матрицы идентификации:For example, for the identification matrix option:
условие (34) конкретизируем:condition (34) we specify:
Используют операцию вычисления средней оценки матрицы ориентации ПО Use the operation of calculating the average score of the software orientation matrix
Вычисляют оценки эйлеровых углов по формулам [4]:Estimates of Euler angles are calculated using the formulas [4]:
Знаки оценок эйлеровых углов определяют с помощью табл. 2-4.Euler angle estimates determined using the table. 2-4.
Алгоритмы вычисления оценок эйлеровых углов могут быть получены на основе использования формул Крамера [4].Algorithms for calculating estimates of Euler angles can be obtained based on the use of Cramer's formulas [4].
5. Выполняют контрольные и нормирующие операции по комплексным алгоритмам самотестирования и комбинированной автономной диагностики (КАСКАД) (поз. 5 на Фиг. 2):5. Control and normalizing operations are performed using complex algorithms for self-testing and combined autonomous diagnostics (CASKAD) (pos. 5 in Fig. 2):
Аналогичным образом выполняют контрольные операции над дополнительными векторами (23)-(25).Similarly perform control operations on additional vectors (23)-(25).
Проверку правильности вычисления оценок параметров ориентации ПО выполняют по следующим алгоритмам [4]:The verification of the correctness of the calculation of estimates of the orientation parameters of the SW is performed according to the following algorithms [4]:
По итогам проверок выполняют операции коррекции и нормировки промежуточных и конечных результатов вычислений (Фиг. 2).Based on the results of the checks, operations are performed to correct and normalize the intermediate and final results of calculations (Fig. 2).
Практическая реализация предлагаемого способа бесплатформенной ориентации ПО в околоземном пространстве может быть выполнена на основе использования импортной или отечественной элементной базы (табл. 5, 6).The practical implementation of the proposed method of strapdown software orientation in the near-Earth space can be performed based on the use of imported or domestic element base (Tables 5, 6).
Численный анализ показывает, что для выполнения вычислений оценок эйлеровых углов с допустимыми погрешностями, не превышающими 1II, необходимо обеспечитьNumerical analysis shows that in order to perform calculations of Euler angle estimates with permissible errors not exceeding 1 II , it is necessary to ensure
- измерения компонент вектора с помощью НБМ с точностью до 2 знака после запятой - vector component measurements using NBM with an accuracy of 2 decimal places
- измерения компонент вектора с помощью НБА с точностью до 4…5 знака после запятой (Δnдоп=5 ⋅ 10-5g);- vector component measurements using NBA with an accuracy of 4 ... 5 decimal places (Δn add =5 ⋅ 10 -5 g);
- вычисления эйлеровых углов и их тригонометрических функций до 6…7 знака после запятой.- calculation of Euler angles and their trigonometric functions up to 6...7 decimal places.
Такие требования к точности измерений и вычислений обеспечивают при длине разрядной сетки в вычислителе в 24 бит. Указанные в табл. 6 вычислители позволяют оперировать с числами с длиной разрядной сетки 32 бит.Such requirements for the accuracy of measurements and calculations are provided when the length of the bit grid in the calculator is 24 bits. Specified in table. 6 calculators allow you to operate with numbers with a bit grid length of 32 bits.
Частота обновления информации БСО, реализующей способ МИНОР, определяется маневренными свойствами ПО и допустимыми погрешностями вычисления углов.The frequency of updating information of the BSO that implements the MINOR method is determined by the maneuverability of the software and the permissible errors in the calculation of angles.
Например, по самому динамичному каналу ориентации ПО (каналу крена у) для шаговой частоты обновления информации имеем:For example, for the most dynamic software orientation channel (roll channel y), for the step frequency of information update, we have:
Циклическая частота обновления информации в навигационном канале СНС составляет vц=1…5 Гц. Следовательно, выполняется необходимое условие согласования частот обновления информации в каналах ориентации (vm) и навигации (vц):The cyclic update rate of information in the navigation channel SNS is v c =1...5 Hz. Therefore, the necessary condition for matching the information update rates in the orientation (v m ) and navigation (v c ) channels is met:
Для маломаневренных ПО шаговая частота vm может быть снижена до величины vm =100 Гц.For low-maneuverable software, the step frequency v m can be reduced to v m =100 Hz.
Тактовую частоту vT выполнения вычислительных операций обеспечивают исходя из условия:The clock frequency v T for performing computational operations is provided based on the condition:
Для вычислителей, указанных в табл. 6, тактовая частота МГц.For calculators listed in Table. 6, clock frequency MHz.
Конструктивное исполнение БСО на основе реализации способа МИНОР может быть выполнено в виде моноблока, поблочной схемы или комбинированной схемы. Режимы работы БСО МИНОР:The design of the BSO based on the implementation of the MINOR method can be made in the form of a monoblock, a block diagram, or a combined diagram. BSO MINOR operating modes:
- режим технологической подготовки,- technological preparation mode,
- штатный режим,- regular mode,
- режим самоконтроля и автономной самодиагностики,- self-monitoring and autonomous self-diagnosis mode,
- резервно-аварийные режимы (режимы адаптации к отказам).- backup emergency modes (modes of adaptation to failures).
Благодаря реализации такого набора режимов работы БСО обеспечивают условия как для повышения показателей точности и надежности системы, так и для придания ей нового свойства - живучести в эксплуатации.Thanks to the implementation of such a set of operating modes, the BSO provide conditions both for improving the accuracy and reliability of the system, and for giving it a new property - survivability in operation.
Источники информацииSources of information
1. Ориентация и навигация подвижных объектов. Современные информационные технологии / Под общ. ред. Б.С. Алешина, К.К. Веремешко, А.И. Черноморского. - М.: Физматлит, 2006. - 424 с.1. Orientation and navigation of moving objects. Modern information technologies / Ed. ed. B.S. Aleshina, K.K. Veremeshko, A.I. Chernomorsky. - M.: Fizmatlit, 2006. - 424 p.
2. Матвеев В.В., Распопов В.Я. Основы построения бесплатформенных инерциальных навигационных систем. - СПб.: ГНЦ РФ ОАО «Концерн ЦНИИ «Электроприбор», 2009. - 280 с.2. Matveev V.V., Raspopov V.Ya. Fundamentals of construction of strapdown inertial navigation systems. - St. Petersburg: State Scientific Center of the Russian Federation JSC Concern TsNII Elektropribor, 2009. - 280 p.
3. Белянин Л.Н. Скважинная гироскопическая система ориентации трехкомпонентного сейсмического зонда / Гироскопия и навигация, №1, 2003, - с. 19-30.3. Belyanin L.N. Downhole gyroscopic orientation system for a three-component seismic probe / Gyroscopy and navigation, No. 1, 2003, - p. 19-30.
4. Патент RU №2653967 С1 МПК G01 21/00. Способ автономной ориентации подвижных объектов / авторы: Проскуряков Г.М. и др: патентообладатель -ФГБОУ ВО Сарат. госуд. техн. ун-т им. Гагарина Ю.А., от 20.06.2017, опубл. 15.05.2018, Бюлл.№14.4. Patent RU No. 2653967 C1 IPC G01 21/00. A method for autonomous orientation of moving objects / authors: Proskuryakov G.M. and others: the patent holder is FGBOU VO Sarat. state tech. un-t im. Gagarina Yu.A., dated 06/20/2017, publ. 05/15/2018, Bull. No. 14.
5. Епифанов А.Д. Надежность систем управления: Справочная библиотека инженера-конструктора.- М.: Машиностроение, 1975. - 180 с.5. Epifanov A.D. Reliability of control systems: Reference library of a design engineer. - M.: Mashinostroenie, 1975. - 180 p.
6. Епифанов А.Д. Избыточные системы управления летательными аппаратами. - М.: Машиностроение, 1978. - 144 с.6. Epifanov A.D. Redundant aircraft control systems. - M.: Mashinostroenie, 1978. - 144 p.
7. Блок измерителей линейных ускорений с прецизионными кварцевыми акселерометрами в качестве чувствительных элементов / IX Санкт-Петербургская МНК по интегрированным навигационным системам.- СПб.: ГНЦ РФ ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2002. - с. 216-220.7. Block of linear acceleration meters with precision quartz accelerometers as sensitive elements / IX St. Petersburg MNC for integrated navigation systems. - St. Petersburg: State Scientific Center of the Russian Federation OJSC Concern Central Research Institute Elektropribor, 2002. - p. 216-220.
8. Калихман Д.М., Калихман Л.Я., Полушкин А.В. и др. Измеритель вектора кажущегося линейного ускорения - прибор БИЛУ КХ69-042 для системы управления спускаемого аппарата корабля «Союз-ТМА» // XIII Санкт-Петербургская международная конференция по интегрированным навигационным системам. - СПб.: Изд-во ЦНИИ «Электроприбор», 2006 - с. 253-263.8. Kalikhman D.M., Kalikhman L.Ya., Polushkin A.V. et al. Apparent linear acceleration vector meter - BILU KX69-042 device for the Soyuz-TMA descent vehicle control system // XIII St. Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems. - St. Petersburg: Publishing House of the Central Research Institute "Elektropribor", 2006 - p. 253-263.
9. Корюкин М.С. Построение алгоритмов функционирования интегрированной с СНС безгироскопной системы ориентации летательного аппарата / Материалы VII конференции молодых ученых «Навигация и управление движением». - СПб.: ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор», 2006. - С. 282-287.9. Koryukin M.S. Construction of algorithms for the operation of a non-gyroscope-free aircraft orientation system integrated with SNS / Proceedings of the VII Conference of Young Scientists "Navigation and Motion Control". - St. Petersburg: State Scientific Center of the Russian Federation Central Research Institute "Elektropribor", 2006. - S. 282-287.
10. Игнатьев А.А., Проскуряков Г.М. Гетеромагнитометрия: алгоритмы, методики, калибровки блоков магнитометров. - Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 2014. - 152 с.10. Ignatiev A.A., Proskuryakov G.M. Heteromagnetometry: algorithms, techniques, calibration of magnetometer blocks. - Saratov: Sarat Publishing House. un-ta, 2014. - 152 p.
11. International Geomagnetic Reference Field IGRF WMM-20, URL: http//www.ngdc.noaa.gov.com (дата обращения: 20.01.22).11. International Geomagnetic Reference Field IGRF WMM-20, URL: http//www.ngdc.noaa.gov.com (Accessed 20.01.22).
12. Руководство по Всемирной геодезической системе - 1984 (WGS-84).-Международная организация гражданской авиации IKAO, изд. 2ое, 2002, DOC9674.12. Manual of the World Geodetic System - 1984 (WGS-84). - International Civil Aviation Organization IKAO, ed. 2nd, 2002, DOC9674.
13. Патент RU №2757828.С1 МПК: G05D 1/00, G05B 23/00; G06F 11/00. Способ восстановления векторной информации в измерительно-информационных системах / авторы: Проскуряков Г.М. и др, патентообладатель: ФГБОУ ВО Сарат.госуд. техн. ун-т им. Гагарина Ю.А., от 15.12.2020, опубл. 21.10.2021, Бюлл. №30.13. Patent RU No. 2757828.С1 IPC:
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2784859C1 true RU2784859C1 (en) | 2022-11-30 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2386107C1 (en) * | 2008-12-19 | 2010-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (ФГУ "НПЦ АП") | Independent method of determining initial orientation of instrument coordinate system of gimballess inertial unit of controlled object relative base coordinate system |
EP3087348B1 (en) * | 2013-12-27 | 2019-03-13 | Intel Corporation | Apparatus, system and method of estimating an orientation of a mobile device |
CN105928519B (en) * | 2016-04-19 | 2019-03-29 | 成都翼比特自动化设备有限公司 | Navigation algorithm based on INS inertial navigation and GPS navigation and magnetometer |
RU2754396C1 (en) * | 2020-06-19 | 2021-09-01 | Акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" имени О.В. Успенского (АО МНПК "Авионика") | Adaptive method for correcting orientation angles of strapdown ins |
RU2767648C1 (en) * | 2020-11-23 | 2022-03-18 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт электромеханики" (АО "НИИЭМ") | Method of controlling movement of spacecraft with controlled orientation |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2386107C1 (en) * | 2008-12-19 | 2010-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (ФГУ "НПЦ АП") | Independent method of determining initial orientation of instrument coordinate system of gimballess inertial unit of controlled object relative base coordinate system |
EP3087348B1 (en) * | 2013-12-27 | 2019-03-13 | Intel Corporation | Apparatus, system and method of estimating an orientation of a mobile device |
CN105928519B (en) * | 2016-04-19 | 2019-03-29 | 成都翼比特自动化设备有限公司 | Navigation algorithm based on INS inertial navigation and GPS navigation and magnetometer |
RU2754396C1 (en) * | 2020-06-19 | 2021-09-01 | Акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" имени О.В. Успенского (АО МНПК "Авионика") | Adaptive method for correcting orientation angles of strapdown ins |
RU2767648C1 (en) * | 2020-11-23 | 2022-03-18 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт электромеханики" (АО "НИИЭМ") | Method of controlling movement of spacecraft with controlled orientation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109556632B (en) | INS/GNSS/polarization/geomagnetic integrated navigation alignment method based on Kalman filtering | |
CN110095800B (en) | Multi-source fusion self-adaptive fault-tolerant federal filtering integrated navigation method | |
Groves | Navigation using inertial sensors [Tutorial] | |
Jekeli | A review of gravity gradiometer survey system data analyses | |
CN106767787A (en) | A kind of close coupling GNSS/INS combined navigation devices | |
CN106949889A (en) | For the inexpensive MEMS/GPS integrated navigation systems and method of pedestrian navigation | |
CN110849360B (en) | Distributed relative navigation method for multi-machine collaborative formation flight | |
CN105371844A (en) | Initialization method for inertial navigation system based on inertial / celestial navigation interdependence | |
CN110426032A (en) | A kind of fault-tolerant navigation estimation method of the aircraft of analytic expression redundancy | |
Liang et al. | A solution to the attitude problem using two rotation units of micromechanical gyroscopes | |
Al-Jlailaty et al. | Efficient attitude estimators: A tutorial and survey | |
CN112525188B (en) | Combined navigation method based on federal filtering | |
Emel’yantsev et al. | Calibration of a precision SINS IMU and construction of IMU-bound orthogonal frame | |
Gnadt et al. | Signal enhancement for magnetic navigation challenge problem | |
RU2784859C1 (en) | Method for platform-free orientation of moving objects | |
CN112683265B (en) | MIMU/GPS integrated navigation method based on rapid ISS collective filtering | |
Binder | Construction of a geographically oriented horizon trihedron in gyroscopic orientation systems intended to aid navigation dead reckoning part 1. Gyroscopic orientation with a correctable pendulum. Implementation in a free gyroscope | |
Zhao et al. | A Study on Alignment of analytic Space Stable Inertial Navigation System | |
Nikolaev et al. | Strapdown inertial navigation system calibration | |
RU2806707C1 (en) | Method of strapdown inertial navigation | |
Gleason | Gravity vector estimation from integrated GPS/strapdown IMU data | |
RU2800846C1 (en) | Method of autonomous inertial orientation of moving objects | |
Bo et al. | Accurate integrated navigation method based on medium precision strapdown inertial navigation system | |
Ebrahim et al. | Initial alignment of strap-down inertial navigation system on stationary base for high-speed flying vehicle | |
RU2787971C1 (en) | Method for autonomous orientation of objects in near-earth space |