Построение корректируемой автономной бесплатформенной инерциальной гировертикали
https://doi.org/10.17586/0021-3454-2023-66-8-637-645
Аннотация
Исследован вариант построения бесплатформенной инерциальной гировертикали с использованием коррекции по приборной скорости и барометрической высоте. Комплексирование выполняется на базе расширенного фильтра Калмана для летательного аппарата самолетной схемы. В качестве параметров направления местной вертикали использованы углы тангажа и крена. Выполнено математическое моделирование.
Об авторах
И. Л. СуровРоссия
Илья Леонидович Суров —, отдел систем управления; начальник отдела
Санкт-Петербург
К. С. Алексеева
Россия
Ксения Сергеевна Алексеева — канд. техн. наук, доцент; кафедра динамики и управления полетом летательных аппаратов
Санкт-Петербург
А. А. Сизова
Россия
Анастасия Александровна Сизова — канд. техн. наук, доцент; кафедра динамики и управления полетом летательных аппаратов
Санкт-Петербург
Т. Ю. Лемешонок
Россия
Татьяна Юрьевна Лемешонок — канд. техн. наук, доцент; кафедра динамики и управления полетом летательных аппаратов
Санкт-Петербург
Список литературы
1. Матвеев В. В., Распопов В. Я. Основы построения бесплатформенных инерциальных навигационных систем. СПб: Электроприбор, 2009. 278 с. ISBN 978-5-900780-73-3.
2. Savage P. G. Strapdown fixed gain AHRS with GPS horizontal velocity and magnetometer heading aiding. Strapdown Associates, Inc. WBN-14029. 4 September 2021 [Электронный ресурс]: <www.strapdownassociates.com>.
3. Lopes H. J. D. Attitude Determination of Highly Dynamic Fixed-wing UAVs. Lisbon, Portugal: Instituto Superior Tecnico. 19.09.2011.
4. Madgwick S. O. H. An efficient orientation filter for inertial and inertial/magnetic sensor arrays. 30 April 2010. 32 р.
5. Матвеев В. В. Информационно-измерительные системы ориентации, стабилизации и навигации на кориолисовых вибрационных гироскопах: Дис. ... д.т.н. Тула: Тульский государственный университет, 2020. 361 с.
6. Mahony R., Hamel T., Pflimlin J.-M. Non-linear complementary filters on the special orthogonal group // IEEE Transact. on Automatic Control. 2008. Vol. 53, N 5. Р. 1203—1217. DOI: 10.1109/TAC.2008.923738.
7. Yangzhu Wang, Ning Li, Xi Chen, Miao Liu. Design and Implementation of an AHRS Based on MEMS Sensors and Complementary Filtering // Advances in Mechanical Engineering. January 2014. Vol. 6. Р. 214726. DOI:10.1155/2014/214726.
8. Hossam-E-Haider Md., Islam T., Islam Md. S. Comparison of Complementary and Kalman Filter Based Data Fusion for Attitude Heading Reference System // ICMEAS 2017. AIP Conf. Proc. 2017. Vol. 1919(1). DOI:10.1063/1.5018520.
9. Bingtuan Gao, Zhenyu Zhu, Jianguo Zhao, Boran Huang. A Wireless Swing Angle Measurement Scheme Using Attitude Heading Reference System Sensing Units Based on Microelectromechanical Devices // Sensors. 2014. Vol. 14. Р. 22595—22612. DOI:10.3390/s141222595.8.
10. Пат. РФ 2564379C1. Бесплатформенная инерциальная курсовертикаль / В. Ф. Заец, В. С. Кулабухов, Б. О. Качанов. Опубл. 27.09.2015. Бюл. № 27.
11. Islam M. S., Shajid-Ul-Mahmud M., Islam T., Amin M. S., and Hossam-E-Haider Md. A low cost MEMS and complementary filter based attitude heading reference system (AHRS) for low speed aircraft // 3rd Intern. Conf. on Electrical Engineering and Information Communication Technology (ICEEICT). Dhaka, Bangladesh, 2016. P. 1—5. DOI: 10.1109/CEEICT.2016.7873047.
12. Lee S. Ch., Hong S. K. Velocity-Aided Attitude Estimation for Helicopter Aircraft Using Microelectromechanical System Inertial-Measurement Units // Sensors. 2016. Vol. 16, N 12. Р. 2102. DOI:10.3390/s16122102.
13. Xiaoyu Ye, Yifan Zeng, Qinghua Zeng, Yijun Zou. Airspeed-Aided State Estimation Algorithm of Small Fixed-Wing UAVs in GNSS-Denied Environments // Sensors. 2022. Vol. 22. Р. 3156.
14. Савельев Ю. П. Лекции по уравнениям динамики полета и внешней баллистики. СПб, 2003. 350 с. ISBN 5-901954-11-4.
15. Savage P. G. Strapdown analytics. Strapdown Associates, Inc. 2000 [Электронный ресурс]: <www.strapdownassociates.com>.
16. Степанов О. А. Основы теории оценивания с приложениями к задачам обработки навигационной информации. Ч. 2. Введение в теорию фильтрации. СПб: Электроприбор, 2012. 417 с.
Рецензия
Для цитирования:
Суров И.Л., Алексеева К.С., Сизова А.А., Лемешонок Т.Ю. Построение корректируемой автономной бесплатформенной инерциальной гировертикали. Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2023;66(8):637-645. https://doi.org/10.17586/0021-3454-2023-66-8-637-645
For citation:
Surov I.L., Alekseeva K.S., Sizova A.A., Lemeshonok T.Yu. Construction of an Adjustable Autonomous Strapdown Inertial Vertical Gyro. Journal of Instrument Engineering. 2023;66(8):637-645. (In Russ.) https://doi.org/10.17586/0021-3454-2023-66-8-637-645