Исследование погрешностей астроинерциальной навигационной системы в задаче определения истинного курса по данным солнечного датчика

Автор(ы): Кондрашкин Г.В., Болотнов А.С., Шкатов М.Ю.

Выпуск: 109

Рубрика: Управление подвижными объектами и навигация

Год: 2024

Библиография: Кондрашкин Г.В., Болотнов А.С., Шкатов М.Ю. Исследование погрешностей астроинерциальной навигационной системы в задаче определения истинного курса по данным солнечного датчика // Управление большими системами. Выпуск 109. М.: ИПУ РАН, 2024. С.198-219. DOI: https://doi.org/10.25728/ubs.2024.109.9

Дата опубликования: 31.05.2024

Ключевые слова: навигационный комплекс, астроинерциальная навигационная система, курс, солнечный датчик, испытания

Аннотация: Обеспечение безопасности движения подвижного объекта обуславливает необходимость применения высокоточного и надёжного навигационного комплекса. В настоящее время актуален вопрос повышения точности систем курсоуказания навигационных комплексов с длительным временем непрерывной работы, в частности предназначенных для эксплуатации на морских объектах. Широко распространены методы определения курса с использованием инерциальных систем, но, ввиду ограниченности технологических возможностей изготовления их датчиков, обеспечение точности навигационного комплекса в течение длительного времени работы требует периодической коррекции инерциальной системы по данным других приборов. Наиболее высокоточными методами коррекции курса инерциальной системы являются астрономические методы. Для наблюдений небесных светил с различными характеристиками используются соответствующие астрономические датчики. В данной статье проанализированы возможности применения современных солнечных датчиков для коррекции истинного курса, определяемого по данным инерциальных датчиков, в составе астроинерциальной навигационной системы. Рассмотрены теоретические положения, составляющие основу метода определения истинного курса объекта по наблюдению Солнца. Приведены математические модели измерений датчиков и выражения, используемые для вычислений истинного курса объекта. Представлены условия и результаты эксперимента по качественной оценке погрешности определения истинного курса по наблюдению Солнца, проведённого с использованием макета астроинерциальной навигационной системы. Приведено краткое описание технического облика макета астроинерциальной навигационной системы.

Author(s): Kondrashkin G., Bolotnov A., Shkatov M.

Article title: Researsh of stellar navigation system errors in the problem of the true course determining by solar sensor data

Issue: 109

Year: 2024

Keywords: navigation complex, astroinertial navigation system, course, solar sensor, tests

Abstract: The necessity of providing secure movement for mobile vehicles requires applying high precision reliable navigation complex. Nowadays one of the actual problem is how to increase the precision of course determining device for navigation complexes works during a long time, in a special case on board of nautical objects. Methods of course determining by using inertial systems are widely spread, but because of restraints cased by technological limits of inertial sensors manufacturing the periodical aiding of inertial system with data from another source is needed to provide high precision of navigation complexes works during a long time. The highest accuracy for course determining inertial system correction provides astronomical methods. There are various astronomical sensors designed for observing the celestial objects with different characteristics. This article is devoted to the problems of using modern solar sensors for correcting course values, determined by inertial sensors, as a parts of astroinertial navigation system. The theoretical conditions which bases the method of object course determining by Sun observing are considered. The mathematical models of astroinertial system sensors measurements and mathematical expressions which used for course calculation are formulated. The conditions and results of the experiment which executed for qualitative estimation of accuracy achieved by using the prototype of astroinertial system for determine the course by Sun observations are presented. The concise information about the construction of the prototype used for experiment execution is noted.