Ученые кафедры лазерных измерительных и навигационных систем (ЛИНС) СПбГЭТУ «ЛЭТИ» предложили уникальный метод, который позволит создать отечественные испытательные стенды для калибровки бесплатформенных инерциальных навигационных систем, превышающие по характеристикам мировой уровень. Результаты экспериментальных исследований, подтвердивших снижение стандартного отклонения в 15 раз, опубликованы в журнале Sensors.
Эффективная работа бесплатформенных инерциальных навигационных систем (БИНС), являющихся основой высокоточных систем управления любых подвижных объектов оборонного и ракетно-космического класса, невозможна без проведения их калибровки. Наземную калибровку БИНС необходимо проводить с помощью моделирующих стендов – с их помощью определяют систематические погрешности инерциальных измерителей (гироскопов и акселерометров) и оценивают вектор ошибок по измерениям выходных сигналов инерциальной системы и по данным моделирующего стенда.
Главная задача такого оборудования – обеспечение высокой точности измерений, необходимых для получения достоверного результата. Поэтому все современные промышленные предприятия, занимающиеся разработкой навигационных систем, оборудованы подобными испытательными стендами.
Эффективность работы моделирующих стендов в значительной степени зависит от средств угловых измерений, которые используются для управления движением поворотных платформ стенда. Обычно угловые измерения в них предполагают наличие круговой шкалы – чем она больше, тем точнее результат измерений. Однако известные на сегодняшний день измерительные технологии на основе радиальных шкал достигли технологического предела, и дальнейшее повышение их точности ограничено реальными размерами таких шкал. Ученые ЛЭТИ предложили использовать в работе испытательных стендов новый подход к угловым измерениям.
«Принципиально новая концепция основана на использовании шкал, представляющих собой двумерное множество элементов с известным расположением. Измерение угла в таком методе производится с помощью регистрации 2D-марки светочувствительной матрицей цифровой камеры с соответствующей обработкой изображения. Это позволяет сформировать угловую шкалу на значительно меньшей площади и повысить точность измерений», – рассказывает научный руководитель проекта, заведующий кафедрой ЛИНС СПбГЭТУ «ЛЭТИ» Юрий Филатов.
Предложенные учеными ЛЭТИ технологии угловых измерений лягут в основу разработки многофункционального ряда динамических моделирующих стендов для калибровки и полунатурного моделирования инерциальных навигационных систем и бортовой аппаратуры управления.
«Создание стендов для калибровки и испытаний навигационных систем – направление сложное и дорогостоящее. Поэтому результаты нашей работы будут востребованы российскими промышленными предприятиями, которые занимаются разработкой навигационных систем. Также мы надеемся на активное сотрудничество в этой сфере с зарубежными компаниями», – полагает Юрий Филатов.
Источник информации и фото: СПбГЭТУ «ЛЭТИ»
