Адрес e-mail:

Основы теории инерциальных навигационных систем

Программа курса основы теории инерциальных навигационных систем


Лектор: Фомичев Александр Владимирович


Курс посвящен изложению основных понятий и моделей теории инерциальных, корректируемых навигационных систем и курсовертикалей. Курс условно может быть разделен на три части.


В первой части излагаются теоретико-механические основы построения инерциальных навигационных систем и курсовертикалей при использовании различных опорных систем координат, приводятся уравнения идеальной работы ИНС, соответствующие отсутствию погрешностей датчиков и задания начальных условий. Обсуждается вопрос дискретизации уравнений.


Во второй части курса рассмотрены стандартные модели (уравнения) инструментальных погрешностей датчиков и инерциальных измерительных блоков. Перечислены основные типы и принципы работы современных инерциальных датчиков, их ориентировочные классы точности. Приведены возмущенные уравнения и схематично дан вывод  уравнений ошибок ИНС – ключевых соотношений, позволяющих анализировать погрешности навигационных систем на основе прямого моделирования или ковариационного анализа. Уравнения ошибок позволяют исследовать влияние определенной группы инструментальных погрешностей на точность вычисления навигационных параметров и решать обратную задачу выработки требований к точностным характеристикам датчиков для обеспечения заданной навигационной точности. На основе уравнений ошибок строятся различные алгоритмы коррекции, начальной выставки и калибровки.


В связи с последними задачами в третьей части курса изложены понятие наблюдаемости и оцениваемости, рассмотрен метод наименьших квадратов и даны основы теории калмановской фильтрации. Рассмотрена специфика применения калмановской фильтрации к навигационным системам.


1. Основные модели и понятия теории навигационных систем

2. Уравнения идеальной работы ИНС и курсовертикали

3. Возмущенные уравнения

4. Краткий обзор датчиков первичной информации (акселерометры и гироскопы) различных типов: принципы работы, основные характеристики, погрешности

5. Уравнения ошибок блока датчиков первичной информации

6. Обработка сигналов датчиков первичной информации

7. Уравнения ошибок навигационных систем. Дисперсионное уравнение

8. Расчёт погрешностей основных навигационных параметров ИНС исходя из погрешностей датчиков исходя из уравнений ошибок и дисперсионного уравнения

9. Расчёт требуемой точности датчиков из требований точности ИНС. Специфика бесплатформенных инерциальных навигационных систем (БИНС)

10. Дискретизация дифференциальных  уравнений идеальной работы (определения ориентации, скорости и местоположения ) и уравнений ошибок БИНС

11. Режимы работы БИНС: выставка, навигация, курсовертикаль

12. Метод наименьших квадратов

13. Понятие наблюдаемости и оцениваемости и способы их проверки

14. Оптимальный фильтр Калмана

15. Использование оптимального фильтра Калмана для решения задач коррекции и различных способов начальной выставки

16. Обзор способов калибровки инерциальных измерительных блоков.


Литература

1. Голован А.А., Парусников Н.А. Математические основы навигационных систем. Часть I. Математические модели инерциальной навигации. 3-е изд., испр. и доп. М.: МАКС Пресс, 2011. – 136 с.

2. Paul G. Savage. Improved Strapdown Inertial SystemCalibration Procedures. Part 1 -- Procedures and  Accuracy Analisis. 3. Strapdown Associates, Inc. Maple Plain, MN 55359 USA WBN-14020-1 October 20, 2017.

3. Paul G. Savage Improved Strapdown Inertial SystemCalibration Procedures.Part 2 -- Analytical Derivations. Strapdown Associates, Inc. Maple Plain, MN 55359 USA WBN-14020-October 20, 2017.




Если вы заметили в тексте ошибку, выделите её и нажмите Ctrl+Enter.

МФТИ в социальных сетях

soc-vk soc-ig soc-fb soc-tw soc-li soc-li soc-yt
Яндекс.Метрика