" Н а у к а м о л о д ы х " , 2 6 н о я б р я 2 0 1 9 г . , А р з а м а с
П о с в я щ а е т с я 8 5 - л е т и ю в ы с ш е г о п е д а г о г и ч е с к о г о о б р а з о в а н и я в А р з а м а с е и
8 0 - л е т и ю п р о ф е с с о р а В я ч е с л а в а П а в л о в и ч а П у ч к о в а
350
спутниковой навигации. Для моделирования условий работы и оценки
точностных характеристик инерциального измерительного блока предложено
использовать специальный комплекс имитационного моделирования.
Представлены результаты моделирования при различных условиях движения
летательного аппарата.
Ключевые слова:
инерциальный измерительный блок, комплекс
имитационного
моделирования,
бесплатформенные
инерциальные
навигационные системы.
Бесплатформенные инерциальные навигационные системы (БИНС) стали
основой навигационных комплексов современных подвижных объектов. Это
обусловлено тем, что они дают полную информацию о параметрах движения –
углах курса, тангажа (дифферента), крена, ускорения, скорости движения и
координатах объекта (долгота, широта, высота). Благодаря своей автономности,
а также возможности определения углового положения объекта с высокой
точностью в любом диапазоне углов и с высокой частотой выдачи информации,
БИНС к настоящему времени не имеют альтернативы.
Основой БИНС является инерциальный измерительный блок (ИИБ),
который, как правило, содержит три одноосных акселерометра и три
одноосных датчика угловых скоростей с взаимноортогональными
измерительными осями. Они установлены по осям летательного аппарата (ЛА)
X, Y, Z и жестко закрепленных непосредственно на ЛА вблизи центра масс.
Начальное положение датчиков фиксируется в вычислителе ИИБ. Для этого
вводятся начальные географические координаты, и определяется начальный
истинный курс с помощью гирокомпасирования.
Угловое положение ЛА определяется путем измерения проекций
ускорения (с помощью акселерометров) и угловой скорости (по информации от
гироскопов). В качестве акселерометров чаще всего используют датчики с
кремниевым чувствительным элементом. В качестве датчиков угловых
скоростей используют различные типы гироскопов, чаще всего лазерные или
волоконно-оптические.
Таким образом, достоинствами БИНС являются непрерывная динамичная
выдача пользователю полного навигационного решения (координаты, скорость,
ускорения, угловая ориентация), а также возможность выдачи информации с
высокой частотой, независимость от внешних источников информации, т.е. их
автономность.
БИНС обладают недостатком – ошибка в определении параметров
движения ЛА накапливается с течением времени, а точность выходной
информации зависит от точности первичных преобразователей. В составе ИИБ
в настоящее время могут применяться датчики различного класса точности (от
тактического до навигационного). Поэтому еще на этапе разработки ИИБ
необходимо проанализировать и оценить технические характеристики, которые
будут получены в результате применения датчиков того или иного класса
