Интегрированные системы ориентации и навигации для морских подвижных объектов - Анучин О.Н.
ISBN 5-90780-22-8
Скачать (прямая ссылка):
При этом начальная выставка и калибровка системы осуществлялась по данным СНС. Для демпфирования шулеровских ко-
291
лебаний погрешностей БИИМ использовался относительный лаг, погрешности которого определялись в основном изменчивостью морских течений, северная и восточная составляющие которых задавались моделью вида (2.3.1) — (2.3.3).
0.6 г і 0.4
<: 0.2 f О
, 0.4 0.6
;av?
^ 'AVf1
2000 4000 6000 8000 Ш* К
Рис.4.5. Графики изменения погрешности и выработке состашіяющих линейной скорости без учета влияния погрешностей СУ ЭСГ
На рис.4.5. о, б и 4.6, а, б приведены для сравнения графики изменения погрешностей рассматриваемой ИСОН в выработке составляющих линейной скорости на интервалах времени T = IUOOOc = 2,8 ч и T = 10 с соответственно без учета (рис.4.5) и с учетом (рис.4.6) погрешностей списывающих устройств ЭСГ, математическая модель которых задавалась ранее в виде трех составляющих (2.1.47).
а) б)
Рис 4.6. Графики изменения погрешностей в выработке составляющих линейной скорости с учетом влияния погрешностей СУ ЭСГ
Анализ результатов исследований позволяет отметить, что погрешности списывающих устройств (СУ) бескарданного ЭСГ оказывают существенное влияние на точность выработки ИСОН
292
навигационных (составляющих вектора линейной скорости) ц динамических (приращений векторов линейной скорости или плановых координат, угловых скоростей качки и рыскания) па раметров движения объекта. Так, при погрешностях калибровки СУ ЭСГ на уровне 20 - 25 угл.с (1ст) погрешности выработки составляющих вектора линейной скорости (значения коэффициентов аппроксимирующего полинома) будут составлять порядка А^Ог = 0,5-0,6 м/с; щ = 0,15-0,20см/с2 (/ =E,N). При этом наибольшее влияние оказывают низкочастотные составляющие погрешностей СУ ЭСГ, спектральный состав которых обусловлен шагом калибровки СУ и переносными угловыми скоростями вращения объекта (угловыми скоростями вращения горизонтного географического трехгранника).
Разработка прецизионной системы списывания информации об угловом положении ротора ЭСГ представляет собой одну из основных проблем в создании БИИМ на ЭСГ. В современных ИСОН на их базе из-за значительного уровня погрешностей системы списывания углового положения роторов ЭСГ значения погрешностей в выработке динамических параметров могут быть весьма существенными как в автономном, так и обсервационном (при квазинепрерывном использовании данных CHC) режиме работы системы.
Одним из возможных путей в решении данной проблемы является комплекс и рование данных ЭСГ и ВОГ, т.е. включение в состав БИИМ на ЭСГ блока малогабаритных дешевых ДУС типа ВОГ (рис.4.7). При этом НП будут вырабатываться в основном по данным измерительного блока на ЭСГ, а динамические — по данным ВОГ.
По сравнению с рассмотренным раннее БИИМ на ЭСГ в состав измерительного модуля 3 (ИМ) БИИМ 1 (рис.4.8) дополнительно включен блок из трех малогабаритных датчиков угловых скоростей 11 (БДУС) типа ВОГ, а в состав вычислителя дополнительно включены блок выработки параметров угловой ориентации по информации ДУС 12 (БО ДУС) и блок совместной обработки информации 13 (БСОИ). Существенным отличием предлагаемой схемы БИИМ является то, что для обеспечения высоких точностей в выработке НП и ДП, т.е. параметров поступательного движения (ППД) и параметров ориентации (ПО) объекта, коррелированные составляющие как погрешностей списывающих устройств ЭСГ, так и дрейфов ВОГ непрерывно калибруются при совместной обработке данных ЭСГ и ВОГ.
293
Рис.4.7. Структурная схема ИСОН с БИИМ на ЭСГ и ВОГ
1(БИИМ] 3 (ИМ)
11
(Б ДУС)
4 [SUT)
5(БА)
12
(БО ДУС)
10 (БО ПГ)
—-
13
(БСОИ)
9 (БВППД)
2(ВУ)
Е(БПКУ)
(ПО)
7
|ППД)
Рис.4.8. Блок-схема БИИМ на ЭСГ и ВОГг БИИМ — бескарданный инерциальный измерительный модуль; ИМ — измерительный модуль; ВУ - вычислительное устройство; БПГ — блок позиционных гироскопов; БДУС - блок ДУС; БО ДУС - блок выработки параметров ориентации на ДУС; БО ПГ - блок выработки параметров ориентации на ПГ; БСОИ - блок совместной обработки информации; БПКУ - блок преобразования кажущихся ускорений; БВППД - блок выработки параметров поступательного движения; ПО — параметры ориентации; ППД - параметры поступательного движения 294
В блоке БСОИ путем сравнения параметров ориентации объекта относительно инерциальной системы координат, полученных по данным ЭСГ и ДУС, формируются измерения, которые обрабатываются с использованием алгоритма фильтра Калмана в целях нахождения оценок погрешностей списывающих устройств ЭСГ и дрейфов ВОГ. Эти оценки затем в обратной связи используются для коррекции выходных данных ЭСГ и ДУС, т.е. выходных данных БО ПГ и БО ДУС. Кроме того, следует подчеркнуть, что при таком построении БИИМ для выработки угловых скоростей изменения параметров ориентации используются данные ВОГ.
Алгоритмы, реализуемые в блоке совместной обработки информации, строятся следующим образом.
Исходные измерения 2ИСК формируются как разности значений элементов матриц направляющих косинусов, характеризующих положение объекта относительно инерциальной системы
