Интегрированные системы ориентации и навигации для морских подвижных объектов - Анучин О.Н.
ISBN 5-90780-22-8
Скачать (прямая ссылка):
Блок ДУС
Дфл,
Задача учета отстояния фазового центра антенны CHC
Vа
ПА CHC
фс,Ос
Задача выработки параметров ориентации
C0
Задача преобразования прирашений кажушейсн скорости
л л
Задача комплексной
обработки информации
у
Задача выработки параметров поступательного движении
SK.,
Блок акселеро\гетров
Рис.4.16. Б-іок-схема взаимодействия основных .вдач, решаемых в вычислителе ИСОН
Итак, в рассматриваемой ИСОН дополніпельно к скоростным (2.4.4) и позиционным (2.4.11) измерениям, где необходимо учесть для неводоизмещаюидих МПО еще и измерения по вертикальному каналу Z^1 и Zj1, формируется по данным БИИМ
(Ки) и CHC (Кс) соответствующее измерение по курсу
=К"-КС
--a + vK,
(4.5.1)
где — флюктуационная погрешность CHC в выработке курса, аппроксимируемая процессом типа «белый* шум с ок = 5 угл. мин на частоте 1 Гц.
Проверка работоспособности численных алгоритмов БИИМ на ИУУ в выработке ДП объекта, которая осуществлялась в соответствии с блок-схемой, изображенной на рис.4.17, показала, что при наличии практически непрерывной внешней информации о составляющих вектора линейной скорости и курсе объекта, вырабатываемых ПА СНС, динамические параметры движения МПО устойчиво оцениваются в условиях реально возможных начальных неопределенностей в системе и при интенсивном угловом движении основания.
Алгоритмы
имитации
намеряемых
параметров
E пх
Алгоритмы
предварительи
обработки ДШ1
g»,y,z.to,.y.,.^,),.K.M/.9 tQ ^ ?с (йс Vе
ьх,у,г>шх,у,2>у E,N,ti>
Кс,ч/С,вс
5га
дкя.л^,дк,д\у,дё
ннформаині
ve.n,h'^ If.
(I = Asw,Acow,AFw,AK ,Дш.ДО;
Рис 4.17. Блок-схема моделирования алгоритмов ИСОН --
320
Программа проверки позволила имитировать измеряемые параметры в условиях произвольного углового движения объекта и задавать произвольные начальные рассогласования в рассматриваемой системе. Погреигности БИИМ оценивались в условиях конического движения объекта с амплитудой ^6° и периодом ~6 с при следующих начальных неопределенностях:
A^(O) = ОД рад; Дшя(0) = Дм v(0) = Дюг (0) = 0.002 с"1;
(4.5.2)
Ae0x(0) = Дс0у(0) = Ac02(O) = 0,001 с -
В качестве алгоритма комплексной обработки информации использовался стандартный алгоритм «скользящего» метода наименьших квадратов с интервалом осреднения 45 с и тактом выработки и учета поправок 0,25 с. Погрешности «внешней» информации не рассматривались. Результаты численного моделирования «идеальных» алгоритмов показывают, что при наличии непрерывной внешней информации о составляющих вектора линейной скорости и курсе объекта ДП и неопределенности инст-рументальньгх погрешностей угловых акселерометров устойчиво оцениваются в условиях реально возможных начальных неопределенностей в системе и при интенсивном угловом движении основания.
Для оценки точности рассматриваемой системы осуществлялось численное моделирование ковариационного канала фильтра Калмана. Вектор состояния расчетной модели погрешностей рассматриваемой ИСОН в выработке динамических параметров МПО по сравнению с (4.4.3) «расширен» и имеет вид;
X(I)JfL ? у AVE AVn Щ Abx A^1 Ь\ At0x A^ A^ Aix Ay
(4.5.3)
При моделировании задавались следующие численные значения инструментальных погрешностей и параметров движения:
параметров модаїи (2.1.70) погрешностей ИУУ:
Дгаю(<0) = 12 град/ч; Oe10(I0) = ЮОугл с/с2; ц.е,-= 0,1 еГ1; оы =5-10-4C"2. Op=IO2C"1. погрешностей линейных акселерометров:
смещение нуля 0,02 м/с2, ' ¦'" нестабильность масштабного коэффициента 0,1 %;
321
нестабильность смещения нуля — марковский ггроцесс первого порядка: оа = 0,002 м/с2,ид = O5Ol с-1.
«шумовая» составляющая (1 о ) на частоте 50 Гц — 0,04 м/с2; '
погрешностей (1 и) IJA СНС:
по составляющим линейной скорости 0,1 м/с; по курсу 0,2-0,3°;
начальных неопределенностей: по углам качки 2°; по курсу 5°;
по координатам места 30 м;
по составляющим линейной скорости 0,1 м/с; _ _
параметров движения: , v
рыскание <рПр = 3,0°,7ф =20 с; ;
килевая качка ц/" = 2,5°, 7"^ =5 с; |
> бортовая качка qm = 12,0",Tq =9 с; линейная скорость V- 10 м/с.
Результаты моделирования подтверждают, что БИИМ на ИУУ как автономный измеритель является неустойчивой системой и обладает «короткой памятью» с сохранением приемлемых точностных характеристик до 10 с. Привлечение информации CHC о составляющих вектора линейной скорости и курсе объекта обеспечивает устойчивость по всем вырабатываемым ИСОН динамическим параметрам, а также начальную выставку и калибровку низкочастотных составляющих погрешностей ЧЭ ИСОН. При этом установившиеся погрешности (1а) выработки ДП не превышают: по углам качки — 0,2°; по углу курса — 0,5° с учетом низкочастотной составляющей погрешности СНС; по угловым скоростям качки и рыскания — 0,01 град/с, а время переходного процесса составляет 10-15 мин.
322
ПРИЛОЖЕНИЯ
П1, Бесплатформенные ннерцнальные навигационные системы кораблей стран НАТО
П1.1, Бесплатформенная инерциальная навигационная система на электростатических гироскопах N2000
Отделение Marine System Division американской фирмы Rockwell Autortetics разработало корабельную БИНС, получившую название «N2000». Основой системы является инерциальный измерительный блок (ИИ Б), содержащий два ЭСГ и три акселерометра. Каждый піроскоп предсташгяет собой бериллиевьш шар диаметром 10 мм, вращающийся со скоростью -150000 об/мин. Ниже приводятся итоги выполнения, программы создания опытного образца системы N2000, которые изложены в работе [71].
