ВВЕДЕНИЕ 6
ГЛАВА 1: ТЕОРИТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ 8
1.1 Постановка задачи 8
1.2 Существующие подходы 9
1.2.1 Метод дисперсии Аллана 10
1.2.2 Спектральная плотность мощности 11
1.3 Недостатки подходов 12
1.4 Преимущества предлагаемого подхода 14
ГЛАВА 2: СОДЕРЖАНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ 16
2.1 Типы шумовых воздействий, влияющих на выходной сигнал датчика 16
2.1.1 Шум квантования 16
2.1.2 Случайное блуждание (дрейф) угла 17
2.1.3 Фликер-шум (Нестабильность смещения нуля) 19
2.1.4 Случайное блуждание (дрейф скорости) 20
2.1.5 Мультипликативная систематическая ошибка 21
2.1.6 Синусоидальный шум 21
2.2 Математический аппарат 22
2.2.1 Методы получения СПМ из автокорреляционной функции сигнала 22
2.2.2 Периодаграммные методы получения СПМ 23
2.2.3 Дисперсия Аллана 24
2.2.4 Алгоритм вычисления функции дисперсии Аллана 26
2.2.5 Взаимосвязь между дисперсией Аллана и СПМ 27
2.2.6 Аппроксимация графика полиномом 28
2.2.7 Значения коэффициентов для обоих методов 29
2.3 Архитектура системы 30
2.4 Детали реализации, обеспечивающие научную новизну 32
ГЛАВА 3: РЕАЛИЗАЦИЯ 35
3.1 Особенности реализации 35
3.1.1 Язык программирования, среда разработки 35
3.1.2 Модели инерциальных сборок 35
3.2 Текущая реализация и ее характеристики 36
3.2.1 Анализ результатов 36
3.2.2 Программное обеспечение 37
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 40
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 43
СПИСОК ИЛЛЮСТРАЦИЙ 44
СПИСОК ТАБЛИЦ 46
ПРИЛОЖЕНИЕ
Цель работы — разработка программного обеспечения сбора данных инерциальных сборок (совокупности инерциальных датчиков-акселерометров, гироскопов, магнетометров, альтиметров) и их обработки в статистической, временной и частотной областях для формирования классификации (и основных характеристик) типов ошибок инерциальных датчиков при различных сценариях эксплуатации.
Объектом исследования является система инерциальных датчиков.
Предметом исследования является различные типы шумовых составляющих выходного сигнала инерциальных датчиков.
Научная новизна заключается в комплексном полуавтоматическом анализе разнородных шумовых составляющих датчиков на базе взвешенной оценки модифицированного метода анализа по отклонению Аллана и оценки спектральной плотности мощности шумовых процессов. Так же новизной является практическое подтверждение возможности получения дисперсии Аллана из спектральной плотности мощности для данных выборок, что позволяет верифицировать полученные результаты по обоим методам.
Практическая ценность работы состоит в получении численно-статистических характеристик ошибок датчиков, используемых в алгоритмах получения интегральных навигационных оценок высокой степени достоверности для инерциальных навигационных систем платформ с сложной кинематикой движения.
Основные тезисы работы:
- Постановка задачи
- Существующие подходы
- Недостатки подходов
- Преимущества предлагаемого подхода
- Типы шумовых воздействий, влияющих на выходной сигнал
датчика
- Математический аппарат
- Архитектура системы
- Детали реализации, обеспечивающие научную новизну
- Особенности реализации
- Текущая реализация и ее характеристики
- Полученные результаты
- Проекты, в которые шло внедрение
В настоящей работе была приведена классификация типов погрешностей датчиков инерциальных навигационных систем, при которой параметры ошибок датчиков определяются двумя способами, с помощью дисперсии Аллана и спектральной плотности мощности. Также в ходе выполнения исследовательской работы, было разработано программное обеспечение численной оценки параметров разнородных типов ошибок инерциальных датчиков. Особенностью ПО является возможность оценки параметров в автоматическом режиме. Получено практическое подтверждение возможности получения
последовательности дисперсии Аллана из СПМ (рисунок 11). Данные результаты можно использовать как механизм проверки корректности работы алгоритмов оценки ошибок.
