Методы повышения эффективности начальной выставки инерциальных навигационных систем

Диссертация посвящена разработке методов повышения эффективности начальной выставки инерциальных навигационных систем. В результате работы получены следующие: Проведен анализ существующих методов калибровки акселерометров, использующихся для задачи горизонтирования; Проведен анализ методов идентификации, моделирования и подавления случайных шумов в сигналах инерциальных датчиков; Разработан метод калибровки акселерометров, состоящий из двух этапов: На первом этапе разработан новый метод позиционирования углового положения триады акселерометров в пространстве относительно вектора гравитационного ускорения для определения смещений нулей акселерометров, инвариантный к угловой ориентации чувствительных осей относительно опорной системы координат; на втором этапе разработан новый алгоритм линеаризации для решения уравнения ошибки показаний триады акселерометров на основе МНК, что позволяет упростить процесс вычисления масштабных коэффициентов и углов неортогональностей осей акселерометров и конструкцию средства испытаний; Проведена апробация метода калибровки триады ММА для подтверждения его эффективности. Получены следующие результаты: погрешности (по отношению к традиционному методу) определения калибровочных параметров равны 0,12%, 0,087% для значений смещений нулей и масштабных коэффициентов, соответственно, а для углов неортогональностей разница составила менее 30 угл.сек. Показано, что данный метод калибровки позволил получить требуемую точность показаний акселерометров для обеспечения приемлемой точности начальной выставки БИНС; Разработан метод шумоподавления, основанный на использовании адаптивного фильтра Калмана с Sage-окном и авторегрессионной моделью, который позволил снизить время гирокомпасирования; Продемонстрирована адекватность математических AR моделей случайных шумов гироскопов и акселерометров, что позволило предложить адаптивный фильтр Калмана типа SWAKF. Корректность и эффективность предложенного метода SWAKF была подтверждена результатами обработки экспериментальных данных инерциальных датчиков БИНС-2М: в результате время гирокомпасирования снизилось с 9 минут (по паспорту) до 3 минут.