Математическое моделирование бесплатформенной инерциальной навигационной системы для бортовых радиолокационных станций


DOI: 10.34759/trd-2023-131-20

Авторы

Сенцов А. А.1*, Коротков В. А.2**, Иванов С. А.3, Турнецкая Е. Л.1

1. Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, ул. Большая Морская, 67, Санкт-Петербург, 190000, Россия
2. ПАО «ЦНПО «Ленинец», Санкт-Петербург, Россия
3. Санкт-Петербургский государственный экономический университет, СПбГЭУ, ул. Садовая, 21, Санкт-Петербург, 191023, Россия

*e-mail: toxx@list.ru
**e-mail: korotkovva@npo-lininetz.ru

Аннотация

Современная тенденция разработки радиолокационных станций с высокой разрешающей способностью включает в себя размещение инерциальных измерительных датчиков IMU (Inertial Measurement Unit) на антенне или в непосредственной близости от фазового центра антенны. Одной из основных задач, решаемых с использованием инерциального датчика, является компенсация траекторных флуктуаций в режиме решения задачи синтезирования радиолокационного изображения. Представлена программная модель бесплатформенной инерциальной навигационной системы, применяемой для радиолокационных станций, располагаемых на объектах-носителях. Рассмотрена задача разработки математической модели входных воздействий бесплатформенной инерциальной навигационной системы, связанная с решением обратной навигационной задачи. В результате решения навигационной задачи получены математические зависимости для вычисления на текущем шаге координат вектора скорости (его соответствующих проекций) и углов ориентации носителя. Для отработки приведённого метода калибровки была разработана математическая модель, имитирующая установку ортогонального корпуса в любое из 24-х положений с последующим формированием выходных сигналов датчика. Представлены результаты работы с инерциальным измерительным блоком в составе отладочного комплекса, которые позволяют сделать вывод о том, что точность решения задачи выставки БИНС чувствительна к выбору параметров инерциального измерительного блока. Полученные результаты по калибровке датчика показали высокую повторяемость для разных условий экспериментов в лабораторных условиях, особенно в оценке параметров акселерометров.

Ключевые слова:

радиолокационная станция, инерциальный датчик, спутниковая навигационная система, инерциальный измерительный блок

Библиографический список

  1. Доросинский Л.Г., Трухин М.П. Теория и практика обработки сигналов от пространственно-распределенных целей. — М.: Зебра, 2015. — 244 с.
  2. Petrov I. D., Sentsov A. A., Ivanov S. A. Feature Extraction and Recognition of Aerial Objects using Echo Signals Received by Radar // 2021 Wave Electronics and its Application in Information and Telecommunication Systems (WECONF), 2021, pp. 1–4. DOI: 1109/WECONF51603.2021.9470565
  3. Братков В.А., Сенцов А.А., Поляков В.Б. Использование алгоритмов обработки информации, учитывающих эффект вторичной модуляции радиолокационных сигналов // Радиопромышленность. 2020. № 30 (2). С. 42-48. DOI: 21778/2413-9599-2020-30-2-42-48
  4. Проскурин В.И., Ягольников С.В., Шевчук В.И. Радиолокационное наблюдение. Методы, модели, алгоритмы. — М.: Радиотехника, 2017. — 368 с.
  5. Сенцов А.А. Программно-аппаратные средства обеспечения стендовой отработки бортовых радиоэлектронных комплексов // Вопросы радиоэлектроники: серия РЛТ. 2010. Т. 2. № 1. С. 145-153.
  6. Сенцов А.А. Имитатор бортового оборудования и тактической обстановки для стендовой отработки РЭК // Вопросы радиоэлектроники: серия РЛТ. 2011. Т. 1. № 5. С. 137-146.
  7. Ананьев А.В., Иванников К.С., Филатов С.В. Основные принципы построения систем связи на базе беспилотных летательных аппаратов // Труды МАИ. 2022. № URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=168188. DOI: 10.34759/trd-2022-125-16
  8. Джиган В.И. Адаптивная фильтрация сигналов: теория и алгоритмы. — М.: Техносфера, 2013. — 528 с.
  9. Аполлонов Д.В., Бибикова К.И., Шибаев В.М., Ефимова И.Е. Формирование алгоритмов системы автоматического управления преобразуемого беспилотного летательного аппарата // Труды МАИ. 2022. № 122. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=164299. DOI: 34759/trd-2022-122-23
  10. Бабич О.А. Обработка информации в навигационных комплексах. — М.: Машиностроение, 1991. — 511 с.
  11. Дмитриев В.И., Звонарев В.В., Лисицын Ю.Е. Методика обоснования рациональных способов управления беспилотным летательным аппаратом // Труды МАИ. 2020. № 112. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=116566. DOI: 34759/trd-2020-112-16
  12. Старовойтов Е.И., Юрчик И.А. Оптимизация характеристик авиационного радиолокатора с синтезированной апертурой и его системы микронавигации // Труды МАИ. 2019. № URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=109500. DOI: 10.34759/trd-2019-108-10
  13. Харин Е.Г. Комплексная обработка информации навигационных систем летательных аппаратов. — М.: МАИ, 2002. — 259 с.
  14. Мусатова А.В., Сенцов А.А., Иванов С.А. Модель интеграционной многофункциональной системы для отладки алгоритмов комплексной обработки информации // IV Международный форум «Метрологическое обеспечение инновационных технологий» (Санкт-Петербург, 04 марта 2022): сборник статей. — СПб.: ГУАП, 2022. — С. 97-100.
  15. Соловьева И.А., Соловьев Д.С., Литовка Ю.В., Коробова И.Л. Модификация метода анализа иерархий для повышения объективности принимаемых решений // Труды МАИ. 2018. № 98. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=90475
  16. Сенцов А.А. К проектированию программно-аппаратного имитатора бортового оборудования для обеспечения стендовой отработки радиоэлектронных комплексов // Вопросы радиоэлектроники: серия РЛТ. 2011. Т. 2. № 2. С. 126-136.
  17. Тепликова В.И., Сенцов А.А., Ненашев В.А., Поляков В.Б. Анализ диаграммы направленности плоской многоэлементной активной фазированной антенной решетки // Труды МАИ. 2022. № 125. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=168189. DOI: 34759/trd-2022-125-17
  18. Ронжин А.Л., Нгуен В.В., Соленая О.Я. Анализ проблем разработки беспилотных летательных манипуляторов и физического взаимодействия БЛА с наземными объектами // Труды МАИ. 2018. № 98. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=90439
  19. Верба B.C. Авиационные комплексы радиолокационного дозора и наведения. Принципы построения, проблемы разработки и особенности функционирования. — М.: Радиотехника, 2014. — 525 с.
  20. Коровин А.В., Савин Д.И. Способ определения координат наземных объектов беспилотным летательным аппаратом с использованием лазерного дальномера // Труды МАИ. 2023. № URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=171398. DOI: 10.34759/trd-2023-128-14

Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход