Государственный научный центр Российской Федерации
АО «КОНЦЕРН «ЦНИИ «ЭЛЕКТРОПРИБОР»

О предприятии
Продукция
Испытательный центр
Метрологическая служба
Конференции
Публикации
Новости сайта
Веб-ресурсы



В.В.Матвеев, В.Я.Распопов.
Основы построения бесплатформенных инерциальных навигационных систем

СПб.: ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор», 2009. -114 с.

© ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор», 2009
© В.В.Матвеев, В.Я.Распопов , 2009

ISBN 978-5-900780-73-3


В настоящем учебном пособии изложены принципы построения бесплатформенных инерциальных навигационных систем (БИНС) с использованием различных кинематических параметров: углов Эйлера-Крылова, направляющих косинусов, параметров Родрига-Гамильтона (кватернионов).
Рассмотрены принципы работы акселерометров и гироскопических приборов, используемых в БИНС. Уделено внимание анализу погрешностей БИНС, приведены формулы для оценки точности БИНС.
Излагаются вопросы комплексирования БИНС с другими системами навигационной информации. Приведены примеры использования фильтра Калмана в интегрированных навигационных системах.
Уделяется внимание моделированию БИНС в среде Simulink - пакете расширения системы MATLAB. Приведены схемы моделирования элементов БИНС с использованием различных кинематических параметров. Каждая глава заканчивается вопросами для самоконтроля, позволяющими читателю оценить степень усвоения материала. Учебное пособие снабжено многочисленными примерами.
Пособие предназначено для студентов вузов, обучающихся по специальности «Приборы и системы ориентации, стабилизации и навигации» и по направлениям подготовки «Приборостроение» и «Автоматизация и управление». Учебное пособие может быть полезно аспирантам и инженерам, начинающим работать в области автономной навигации.

Библиогр.:114. Ил. 172. Табл. 22.

Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ 08- 08- 00082

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие 8
Введение 12
ГЛАВА 1. Принципы построения БИНС 18
1.1. БИНС с акселерометрами и ДУС 18
1.2. Акселерометрические БИНС 23
1.3. БИНС на неуправляемых гироскопах 26
ГЛАВА 2. Инерциальные чувствительные элементы 29
2.1. Акселерометры 29
2.1.1. Общая характеристика 29
2.1.2. Осевые и маятниковые акселерометры 32
2.1.3. Струнные акселерометры 48
2.1.4. Конструкции и технические характеристики 53
2.2. Гироскопы 70
2.2.1. Общая характеристика 70
2.2.2. Лазерные и волоконно- оптические гироскопы 71
2.2.3. Волновые твердотельные гироскопы 86
2.2.4. Динамически настраиваемые гироскопы 103
2.2.5. Микромеханические гироскопы 116
ГЛАВА 3 БИНС на акселерометрах и ДУС 140
3.1. БИНС с углами Эйлера- Крылова 140
3.2. БИНС с направляющими косинусами 153
3.2.1. Уравнение Пуассона 153
3.2.2. БИНС с двумя уравнениями Пуассона 157
3.2.3. БИНС с одним уравнением Пуассона 160
3.3. БИНС с параметрами Родрига-Гамильтона 162
3.3.1. Ось конечного поворота 162
3.3.2. Параметры Родрига-Гамильтона 166
3.3.3. Кватернионы 167
3.3.4. Кватернионные матрицы 177
3.3.5. Кинематическое уравнение для кватерниона 180
3.3.6. БИНС с параметрами Родрига-Гамильтона 182
3.4. Анализ алгоритмов БИНС 186
3.5. Начальная выставка БИНС 188
ГЛАВА 4. Модель ошибок БИНС 195
4.1. Элементарный анализ ошибок БИНС 195
4.2. Векторная модель ошибок БИНС 207
4.3. Скалярная модель ошибок БИНС217
4.4. Уравнения ошибок БИНС в определении параметров ориентации 176
ГЛАВА 5. Комплексные навигационные системы 227
5.1. Элементы теории случайных процессов 227
5.2. Принципы построения комплексных систем навигации 239
5.3.Непрерывный фильтр Калмана в комплексных навигационных системах 251
5.4. Дискретный фильтр Калмана в комплексных навигационных системах 263
5.5. Инерциально- спутниковые навигационные комплексы 278
ГЛАВА 6. Моделирование алгоритмов БИНС в среде MATLAB\Simulink 291
6.1. Алгоритмы ориентации 291
6.1.1. Алгоритм ориентации с углами Эйлера- Крылова 291
6.1.2. Алгоритм ориентации с направляющими косинусами 297
6.1.3. Алгоритм ориентации с кватернионами 303
6.2. Калибровка инерциальных ЧЭ с помощью фильтра Калмана 306
6.2.1. Блоки моделирования случайных воздействий в пакете Simulink 306
6.2.2. Реализация фильтра Калмана для калибровки инерциальных ЧЭ 309
Заключение 313
Наверх
• Вчера и сегодня ЦНИИ
• Музей
• Учредительные документы
• Банковские реквизиты
• Аффилированные лица
• Структура концерна
• Иная информация
• Положение о закупках
• План закупок
• Извещения о закупках
• Закупки у субъектов малого и среднего предпринимательства
• Отчеты о закупках
• Общественный совет по развитию закупок
• Нормативы закупок
• Адреса для направления жалоб и обращений в сфере закупок
• Архив
• Объявления о защите диссертаций
• Дата и место защиты
• Авторефераты
• Конкурс на замещение должностей научных работников
• Конкурс на замещение профессорско-преподавательских должностей
• Аттестация научных работников
• Подписные издания на 2014 г.
• Подписные издания на 2013 г.
• Подписные издания на 2012 г.
• Подписные издания на 2011 г.
• Подписные издания на 2010 г.
• Подписные издания на 2009 г.
• Подписные издания на 2008 г.
• Бланк-заказ
• 2013-2015
• Электронные издания
• Как купить
• Информация для связи
Информация о журнале
Редакционная коллегия
Правила оформления статей
• на основе волоконно-оптических гироскопов
• на основе микромеханических гироскопов
• Судовые измерители скорости и глубины
• Магнитные компасы
• Комплекс связи Дистанция-Э
• Интегрированный комплекс внутрикорабельной связи и трансляции П-409
• Всплывающее (выпускное) буксируемое антенное устройство К-697Э
• Аппаратура безбатарейной связи БТС
• Корабельная автоматическая цифровая телефонная станция П-443Э
• Всплывающие информационные устройства для подводных лодок
• Мобильный гравиметр "Чекан-АМ"
• Универсальная забойная телеметрическая система УЗТС-90
• Микромеханический гироскоп ММГ-2
• Микромеханический гироскоп ММГ-ЭПТРОН
• Многоканальные системы измерения микроускорений "Синус"
• Автономная система определения ориентации низкоорбитальных КА