АНАЛИЗ ОТНОСИТЕЛЬНОГО РАСПОЛОЖЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ МАСС АКСЕЛЕРОМЕТРОВ В АЛГОРИТМАХ БЕСПЛАТФОРМЕННЫХ ИНЕРЦИАЛЬНЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Аннотация

Представлен способ алгоритмической компенсации смещения центров чувствитель-
ных элементов акселерометров в составе высокоточной инерциальной навигационной сис-
темы. Ранее рассматриваемую компенсацию допускалось не применять, ввиду возможно-
сти минимизации ее влияния за счет конструктивных особенностей – максимально близко-
го расположения акселерометров друг к другу. С модернизацией комплектующих инерци-
альных датчиков влияние погрешности типа «size-effect» могло стать существенным по
сравнению с погрешностями гироскопов и акселерометров. Целью данной работы являет-
ся анализ влияния этой погрешности на решение навигационной задачи в условиях точно-
стей современных инерциальных датчиков. В работе подробно изложена схема компенса-
ции: отдельно рассматривается компенсация к произвольному центру инерциального из-
мерительного блока, учитывающая эффект разнесения триады акселерометров, и к цен-
тру вращения транспортного средства, учитывающая место установки на объект экс-
плуатации. Дополнительно проанализированы конструкции расположения акселерометров
на платформах блока датчиков высокоточной и малогабаритной инерциальных навигаци-
онных систем. С помощью серии вращений на наклонно поворотном столе проведен рас-
чет разнесения акселерометров по методу наименьших квадратов относительно точки
пересечения осей вращения используемого стенда. Получена оценка невязки вычисленных
коэффициентов разнесения чувствительных элементов от их номинальных значений.
На примере калибровочных вращений достигнуто уменьшение всех паразитных явлений в
сигнале акселерометров, проявляемых в результате центростремительного и тангенци-
ального ускорений. Аналитически выведено влияние паразитного сигнала акселерометров
при курсовой качке изделия на исчисление координат и раскрыта зависимость исследуемой
погрешности от времени работы изделия в условиях постоянной качки. С целью верифика-
ции проведены реальные испытаниях на наклонно-поворотном столе и изложены получен-
ные результаты эффективности компенсации. Приведены результаты компенсации при
летных испытаниях на двуместном вертолете вертикального взлета и посадки. Расчет
летных испытаний производился путем натурного моделирования по записанными данным
с учетом синхронизации используемых датчиков. Отдельно рассматривается компенсация
в режиме сведения триады акселерометров к произвольной точке и в режиме сведения
акселерометров к центру вращения транспортного средства