L1a_Mag

51

Рис. 5.3б. ССН со скоростной поддержкой от БИИМ:

Выводы

1.Создание ИСОН с глубокой интеграцией данных малогабаритных БИИМ и ПА GPS/ГЛОНАСС – перспектива развития информационного обеспечения высокоманевренных объектов управления, движущихся на начальном этапе полета по баллистической траектории.

2.Одна из основных проблем информационного обеспечения ОУ

рассматриваемого класса – решение задачи ориентации на баллистической траектории с точностью 10…20 в течение продолжительного времени (около 10…20 мин). Для ее традиционного автономного решения с помощью БИИМ систематические дрейфы

52

гироскопов в условиях движения высокоманевренных ОУ должны быть на уровне 1 0/ч. Это может быть обеспечено разработкой ИБ БИИМ на современных волоконнооптических гироскопах (ВОГ), что приведет к существенным массогабаритным характеристикам и энергопотреблению.

Другой возможный путь решения задачи для ОУ с вращением вокруг продольной оси - интеграция с помощью алгоритма фильтра Калмана данных миниатюрного ИБ БИИМ на микромеханических гироскопах и акселерометрах и ПА СНС при соблюдении следующих условий:

размещении блока акселерометров БИИМ и приемной антенны СНС на некотором отстоянии (в основном по поперечной оси – не менее 0.1 м) от ц.м. объекта;

решении задач ориентации и навигации в БИИМ в точке размещения блока акселерометров на высокой частоте с полосой пропускания примерно на порядок больше частоты вращения объекта (из-за необходимости выработки без искажений динамических составляющих в навигационных параметрах);

формирование измеренных значений первичных навигационных параметров (дальностей и радиальных скоростей для наблюдаемых НСi ) в ПА СНС в точке размещения приемной антенны с полосой пропускания примерно на порядок больше частоты вращения объекта.

При этом обеспечивается не только коррекция погрешностей БИИМ по параметрам ориентации, но и сглаживание шумов ПА СНС, а также формирование расчетных (прогнозируемых) значений первичных навигационных параметров для наблюдаемых навигационных спутников ( НСi ) с целью повышения помехоустойчивости ПА СНС.

3. Построение ИСОН на основе БИИМ на микромеханических инерциальных датчиках и миниатюрной ПА СНС с формированием разностных измерений на уровне откорректированных значений дальностей и приращений дальностей на шаге измерений для каждого из наблюдаемых НСi и отбраковкой недостоверных измерений с

использованием безынерционного алгоритма контроля, основанного на использовании данных ковариационного канала фильтра Калмана, обеспечивают устойчивую работу ИСОН в условиях высокоманевренного объекта при наличии частых срывов слежения за навигационными спутниками и «сбоев» в первичных измерениях ПА СНС.

При этом за счет информационной поддержки ПА СНС от БИИМ на ММД по скорости может быть достигнуто сужение полосы системы слежения за несущей ПА СНС в 8 раз (с 16 до 2 Гц), что обеспечивает повышение помехоустойчивости ПА СНС на 9 дБ.

Литература

1.Анучин О.Н., Емельянцев Г.И. Интегрированные системы ориентации и навигации для морских подвижных объектов/под общ. редакц. акад. РАН В.Г. Пешехонова/. – СПб.: ЦНИИ «Электроприбор», 2003. – 389 с.

2.Анучин О.Н., Комарова И.Э., Порфирьев Л.Ф. Бортовые системы навигации и ориентации искусственных спутников Земли. СПб.: ЦНИИ «Электроприбор», 2004.

– 325 с.

3.Бромберг П.В. Теория инерциальных систем навигации. – М.: Наука, 1979. – 294 с.

4.Пешехонов В.Г. Микромеханические гироскопические приборы и задачи навигации// Гироскопия и навигация. -1996. - № 3.

5.Пешехонов В.Г. Гироскопы начала XXI века// Гироскопия и навигация. -2003. - № 4(43).

53

6.Порфирьев Л.Ф., Смирнов В.В., Кузнецов В.И. Аналитические оценки точности автономных методов определения орбит. - М.: Машиностроение, 1987. – 280 с.

7.Шебшаевич Б.В. и др. Бортовое синхронизирующее координатно-временное

устройство для космических аппаратов. Результаты испытаний и моделирования. //12th Saint-Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems/. -

СПб.: ЦНИИ «Электроприбор». – 2005, p. 103-108.

8.Эльясберг П.Е. Введение в теорию полета ИСЗ. - М.: Наука, 1965. – 540 с.

9.Дмитриев С.П., Осипов А.В. Фильтрационный подход в задаче контроля целостности спутниковой навигационной системы. Марковская теория оценивания в радиотехнике. – М. Радиотехника, 2004. – с.425…439.

10.Емельянцев Г.И., Блажнов Б.А., Коротков А.Н., Несенюк Л.П., Степанов А.П. Об особенностях построения интегрированной инерциально-спутниковой системы для объектов управления, двигающихся в начальный период по баллистической траектории// Гироскопия и навигация.-2009.-№1(64). -С. 9-21.

11.Гай Э. Наводящиеся снаряды с инерциальной навигационной системой на микромеханических датчиках, интегрированной с GPS. – Материалы V СанктПетербургской международной конференции по интегрированным навигационным системам //Гироскопия и навигация.-1998.-№3(22), с.72…81.

12. Шебшаевич В.С., Дмитриев П.П., Иванцевич Н.В. и др. Сетевые спутниковые радионавигационные системы / Под ред. В.С.Шебшаевича. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1993.

13. Стиффлер Дж. Теория синхронной связи. Пер. англ.- М.: Связь, 1975.

54

Приложение ИСОН разработки ЦНИИ «Электроприбор» (экспериментальный образец)

Рис.П.1. Экспериментальный образец ИСОН

Состав ИСОН: ИИМ на базе ММГ и ММА (ф.Analog Devices) со встроенными датчиками температуры; плата вычислителя на базе сигнального процессора TMS320F2810 (плата НС); разъем для стыковки с ПА GPS по интерфейсу RS-232; разъем для стыковки c потребителем по интерфейсу RS-232 либо CAN.

56

57

Рис.П.4 – Плата электроники

*в полосе пропускания

**СКО ошибки в полосе пропускания.

***коэффициенты аппроксимирующего полинома 4 степени.

59