Проверка характеристик астроинерциальной навигационной системы на морском объекте в режиме непрерывного астроинерциального исчисления

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

Выпуск: 117

Рубрика: Управление подвижными объектами и навигация

Год: 2025

Библиография: Болотнов А.С., Кондрашкин Г.В., Шкатов М.Ю. Проверка характеристик астроинерциальной навигационной системы на морском объекте в режиме непрерывного астроинерциального исчисления // Управление большими системами. - 2025. - Вып. 117. - С.335-350.

Дата опубликования: 30.09.2025

Ключевые слова: астроинерциальная навигационная система, географические координаты, астродатчик, инерциальный блок, испытания

Аннотация: Работа посвящена исследованию функционирования астроинерциальной навигационной системы проекционного типа в режиме определения местоположения морского объекта по наблюдению небесных светил. Показаны преимущества астрономических систем инерциальной навигации для морских и авиационных объектов. Рассмотрены этапы развития астрономических средств навигации. Описаны принципы построения астронавигационных систем проекционного типа, рассмотрены конструктивные особенности системы. Построена математическая модель ошибок астроинерциальной системы проекционного типа. По результатам рассмотрения построенной математической модели проведено ранжирование ошибок астросистемы по степени влияния на ее выходные параметры. Рассмотрена методика алгоритмического сопряжения базисов звездного датчика и инерциального блока на основе использования метода градиентного спуска с постоянным шагом. Указаны условия проведения эксперимента. Приведена схема геодезической привязки астросистемы относительно корабельной системы координат. Выполнена качественная экспериментальная оценка погрешности определения местоположения судна экспериментальным образцом астроинерциальной системы проекционного типа. Сделан вывод о возможности применения АИНС для решения задач морской навигации. Сделан вывод о необходимости применения методики алгоритмического сопряжения базисов звездного датчика и инерциального блока как составной части технологии разработки и производства астроинерциальных систем.

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

Article title: Testing of the characteristics of an stellar inertial navigation system on a ship in continuous stellar calculation mode

Issue: 117

Year: 2025

Keywords: stellar inertial navigation system, geographical coordinates, star sensor, inertial unit, tests

Abstract: This work is devoted to the study of the functioning of an stellar inertial navigation system of the projection type in the mode of determining the location of a marine object by observing celestial bodies. The advantages of astronomical inertial navigation systems for marine and aviation objects are shown. The stages of development of astronomical navigation tools are considered. The principles of building stellar navigation systems of the projection type are described, and the design features of the system are considered. A mathematical model of the errors of a stellar inertial system of the projection type is constructed. Based on the results of the mathematical model, the errors of the stellar system are ranked according to their impact on its output parameters. The article considers the method of algorithmic conjugation of the star sensor and inertial unit bases based on the use of the gradient descent method with a constant step. The conditions for conducting the experiment are specified. The article also provides a diagram of the geodetic reference of the stellar system relative to the ship's coordinate system. A qualitative experimental assessment of the error in determining the vessel's location using an experimental model of a projection-type SINS has been performed. It has been concluded that SINS can be used to solve maritime navigation tasks. It has been concluded that the methodology of algorithmic coupling of the star sensor and inertial unit bases should be used as an integral part of the technology for the development and production of stellar inertial systems.