ВВЕДЕНИЕ 4
1 СРАВНЕНИЕ ОСНОВНЫХ МЕТОДОВ НАВИГАЦИИ 5
1.1 Методы навигации 5
1.2 Обзор существующих систем 9
Выводы по первой главе 13
2 БЕСПЛАТФОРМЕННЫЕ ИНС 14
2.1 Анализ технического задания 14
2.2 Принцип работы БИНС 18
2.3 Бесплатформенные ИНС на основе МЭМС 23
Выводы по второй главе 28
3 РЕАЛИЗАЦИЯ СТЕНДА 29
3.1 Информационно-измерительный блок 29
3.2 Погрешности и фильтрация данных навигационных элементов 30
3.3 Разработка алгоритма управления ИИБ стенда 39
Выводы по третьей главе 51
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 53
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 544
Работа по дипломному проекту направлена на разработку ПО, организующего сбор и обработку данных с системы инерциальной навигации. Инерциальная навигация — это метод навигации объектов и управления их движением, основанный исключительно на свойствах инерции тел, являющийся автономным.
В состав такой инерциальной навигационной системы входят вычислитель, в
котором реализуется навигационный алгоритм, и блок ЧЭ (акселерометров и гироскопов).
Развитие бортового оборудования ЛА полностью зависит от внедрения в его систему управления бесплатформенной инерциальной навигационной системы (БИНС). Технология микроэлектромеханических гироскопов (ММГ) стала одной из ключевых для таких систем. Актуальной также является и задача повышения точностных характеристик бесплатформенных ИНС - микроэлектромеханических систем (МЭМС) [14].
В данной работе рассмотрена проблема разработки аппаратно-программного комплекса для выполнения учебно-исследовательских и научно-исследовательских работ по исследованию микромеханических датчиков и преобразователей, используемых для навигации и измерения различных физических величин.
Формирование навигационных параметров полета летательного аппарата происходит в модели бесплатформенной ИНС, включающих в себя, с учетом погрешностей реальной инерциальной системы, координаты местоположения и путевую скорость.
Данный аппаратно-программный комплекс-лаборатория подразумевает опору на лабораторный практикум МГТУ. Лаборатория позволяет провести изучение принципа работы бесплатформенных микромеханических инерциальных систем навигации.
Практикум охватывает базовые вопросы исследования и разработки навигационных систем на микромеханических инерциальных датчиках: исследование параметров и калибровка датчиков, исследование параметров и калибровка инерциального измерительного блока (ИИБ), измерение параметров движения, создание бескарданной инерциальной навигационной системы (БИНС) на базе ИИБ.
В результате, на нашем стенде вектор относительной погрешности акселерометра по каждой оси чувствительности имеет следующие значения: 2.9%, 0.5%, 5.1%.
Благодаря применению комплементарного фильтра удалось существенно снизить колебания. А при помощи всех трех датчиков (гироскопа, акселерометра и гиро-акселерометра) возможно сравнивать их показания и повышать точность измерений.
В ПО реализованы трёхмерные модели условного летательного аппарата, а также изучаемых микромеханических датчиков, а также трёхмерное представление траектории движения датчика в пространстве. С помощью данного ПО реализован прием и обработка показаний датчиков с ИИБ в реальном времени посредством проводного и беспроводного канала передачи информации.
