Оптико-визирная коррекция инерциальных навигационных систем дистанционно пилотируемых летательных аппаратов


Авторы

Старостин Н. П.1*, Чернодаров А. В.2**

1. АО «Раменское приборостроительное конструкторское бюро», ул. Гурьева,2, Раменское, Московская область, 140103, Россия
2. Экспериментальная мастерская НаукаСофт, ул. Годовикова, 9, стр.1, Москва, 129085, Россия

*e-mail: stark201288@gmail.com
**e-mail: chernod@mail.ru

Аннотация

Рассматривается задача оптико-визирной коррекции бесплатформенных инерциальных навигационных систем (БИНС) при отсутствии или ухудшении спутниковой информации. Оценивается возможность применения для этой цели оптико-электронных средств, входящих в состав систем дистанционного управления летательными аппаратами. Такое управление реализуется человеком-оператором по каналу передачи видео изображения земной поверхности без использования радиолокационных средств. Представлены алгоритмы формирования оптико-инерциальных наблюдений при визировании наземных ориентиров с известными и неизвестными координатами. Результаты математического моделирования подтвердили достаточно высокую потенциальную точность оптико-инерциального позиционирования с обобщенным фильтром Калмана в контуре оценивания ошибок БИНС.
Ключевые слова: дистанционно пилотируемый летательный аппарат, инерциальная навигационная система, глобальная навигационная спутниковая система, оптико-электронная система, обобщенный фильтр Калмана.

Ключевые слова:

дистанционно пилотируемый летательный аппарат, инерциальная навигационная система, глобальная навигационная спутниковая система, оптико-электронная система, обобщенный фильтр Калмана

Библиографический список

  1. Биард Р.У., МакЛэйн Т.У. Малые беспилотные летательные аппараты: теория и практика. - М.: Техносфера, 2015. – 312 с.
  2. Верба В.С., Татарский Б.Г. Комплексы с беспилотными летательными аппаратами. В 2-х кн. Принципы построения и особенности применения комплексов с БПЛА: монография. – М.: Радиотехника, 2016. Кн. 1. – 512 с.
  3. Фетисов В.С., Неугодникова Л.М. Беспилотные авиационные системы: терминология, классификация, структура. - М.: Лань, 2024. – 132 с.
  4. Красильщиков М.Н., Себряков Г.Г. Современные информационные технологии в задачах навигации и наведения беспилотных маневренных летательных аппаратов. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2009. – 556 с.
  5. Емельянцев Г.И., Степанов А.П. Интегрированные инерциально-спутниковые системы ориентации и навигации. –  СПб.: ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор», 2016. – 394 с.
  6. Noureldin A., Karamat T., Georgy J. Fundamentals of Inertial Navigation, Satellite-based Positioning and their Integration, Heidelberg: Springer-Verlag, 2013.
  7. Ермаков П.Г., Гоголев А.А. Сравнительный анализ схем комплексирования информации бесплатформенных инерциальных навигационных систем беспилотных летательных аппаратов бесплатформенных инерциальных навигационных систем беспилотных летательных аппаратов // Труды МАИ. 2021. № 117. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=156253. DOI: 10.34759/trd-2021-117-11
  8. Харисов В.Н., Перов А.И. ГЛОНАСС. Принципы построения и функционирования. – М.: Радиотехника, 2010. – 800 с.
  9. Челноков Ю.Н. Кватернионные и бикватернионные модели и методы механики твердого тела и их приложения. Геометрия и кинематика движения. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. – 512 с.
  10. Titterton D.H., Weston J.L. Strapdown Inertial Navigation Technology, Reston, AIAA, 2004. DOI: 10.1049/pbra017e
  11. Макаренко С.И. Противодействие беспилотным летательным аппаратам: монография. – СПб.: Наукоемкие технологии, 2020. – 204 с.
  12. Пешехонов В.Г. Высокоточная навигация без использования информации глобальных навигационных спутниковых систем // Гироскопия и навигация. 2022. № 1 (116). C. 3-11. DOI: 10.17285/0869-7035.0084
  13. Schmidt G.T. GPS Based Navigation Systems in Difficult Environments // Gyrosсopy and Navigation, 2019, vol. 10, no 2, pp. 41 - 53. DOI: 10.1134/S207510871902007X
  14. Chernodarov A.V. Monitoring and Adaptive Robust Protection of the Integrity of GNSS/SINS Observations in Urban Environments // 11th IFAC Symposium on Fault Detection, Supervision and Safety for Technical Processes (SAFERPROCESS 2022), IFAC-PapersOnLine, 2022, vol. 55 (6), pp. 378–383.  DOI: 10.1016/j.ifacol.2022.07.158
  15. Моисеев В.С. Комплексы бортового оборудования перспективных беспилотных вертолетов. – Казань: Редакционно-издательский центр «Школа», 2021. – 248 с.
  16. Стрелец М.Ю., Бибиков С.Ю. Грибов Д.И. и др. Интегрированный комплекс бортового оборудования беспилотного летательного аппарата. Патент 2767938 РФ, МПК G01С 23/00, 22.03.2022. Бюл. № 9.
  17. Гель В.Э., Евдокимов Е.В., Сенин О.Г. Обоснование принципов построения канала управления, телеметрии и информационных каналов малогабаритного БПЛА // Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. Серия: Естественные и технические науки. 2021. № 1. С. 69-73.
  18. Maybeck P.S. Stochastic Models, Estimation and Control. N.Y., Academic Press, 1982, vol. 2.
  19. Иванов С.А. Контроль инерциально-спутниковых наблюдений по комбинированным критериям согласия // Труды МАИ. 2020. № 115. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=119922. DOI: 10.34759/trd-2020-115-08
  20. Шипко В.В. Помехоустойчивое комплексирование мульти- и гиперспектральных изображений в оптико-электронных комплексах информационного обеспечения современных и перспективных вертолетов // Труды МАИ. 2020. № 110. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=112863. DOI: 10.34759/trd-2020-110-12
  21. Chernodarov A.V., Gorshkov P.S., Patrikeev A.P., Polyakova A.A. Flight Development of an Integrated Navigation System Based on MEMS Sensors, Resistant to Unstable Satellite Information // 31st Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, ICINS 2024, St. Petersburg, CSRI Electropribor, 2024.
  22. Бромберг П.В. Теория инерциальных систем навигации. – М.: Наука, ГРФМЛ, 1979. – 296 с.
  23. ГОСТ 20058-80. Динамика летательных аппаратов в атмосфере. – М.: Издательство стандартов, 1981. – 52 с.
  24. Ривкин С.С. Стабилизация измерительных устройств на качающемся основании. – М.: Наука, ГРФМЛ, 1978. – 320 с.
  25. Кринецкий Е.И., Александровская Л.Н., Шаронов А.В., Голубков А.С. Летные испытания ракет. – М.: Машиностроение, 1979. – 464 с.
  26. Gorshkov P.S., Patrikeev A.P., Kharkov V.P., Chernodarov A.V. Inertial Satellite Compensation of Trajectory Instabilities of Optoelectronic Positioning Systems on a Swinging Base // 27th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, ICINS 2020, Saint Petersburg, CSRI Electropribor, 2020, IEEE, 9133859. DOI: 10.23919/ICINS43215.2020.9133859
  27. Chernodarov A.V., Gorshkov P.S., Patrikeev A.P., Starostin N.P. Investigation of the Emergency Mode of the SINS-500NS Strapdown Inertial-Satellite Navigation System Based on Flight Data // 30th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, ICINS 2023, St. Petersburg, CSRI Electropribor, 2023, IEEE Xplore: 06 July 2023. DOI: 10.23919/ICINS51816.2023.10168464


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход