Researsh of stellar navigation system errors in the problem of the true course determining by solar sensor data

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The necessity of providing secure movement for mobile vehicles requires applying high precision reliable navigation complex. Nowadays one of the actual problem is how to increase the precision of course determining device for navigation complexes works during a long time, in a special case on board of nautical objects. Methods of course determining by using inertial systems are widely spread, but because of restraints cased by technological limits of inertial sensors manufacturing the periodical aiding of inertial system with data from another source is needed to provide high precision of navigation complexes works during a long time. The highest accuracy for course determining inertial system correction provides astronomical methods. There are various astronomical sensors designed for observing the celestial objects with different characteristics. This article is devoted to the problems of using modern solar sensors for correcting course values, determined by inertial sensors, as a parts of astroinertial navigation system. The theoretical conditions which bases the method of object course determining by Sun observing are considered. The mathematical models of astroinertial system sensors measurements and mathematical expressions which used for course calculation are formulated. The conditions and results of the experiment which executed for qualitative estimation of accuracy achieved by using the prototype of astroinertial system for determine the course by Sun observations are presented. The concise information about the construction of the prototype used for experiment execution is noted.

About the authors

Georgii Viktorovich Kondrashkin

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “Bauman Moscow State Technical University”

Email: yaegor93@mail.ru
Moscow

Albert Sergeevich Bolotnov

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “Bauman Moscow State Technical University”

Email: bolotnovalbert@mail.ru
Moscow

Michail Yur'evich Shkatov

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education “Bauman Moscow State Technical University”

Email: shkatovmikhail@gmail.com
Moscow

References

  1. АВАНЕСОВ Г.А., ЗАРЕЦКАЯ Е.В., ЗИМАН Я.Л. и др. Оптический солнечный датчик. Особенности конструк-ции прибора и испытательного оборудования // Всерос-сийская научно-техническая конференция «Современные проблемы определения ориентации и навигации косми-ческих аппаратов». – 2008. – С. 22.
  2. АНДРЕЕВ А.Г., ЕРМАКОВ В.С., СТРУК В.К. и др. Бес-платформенная модификация морской интегрированной малогабаритной системы навигации и стабилизации «Кама-НС-В» // Навигация и гидрография. – 2012. – №34. – С. 22–27.
  3. АФАНАСЬЕВ В.Б., МАМАЕВ В.А., МЕДВЕДЕВ В.М. и др. К вопросам качества и надежности лазерных инер-циальных систем // Известия Российской академии ра-кетных и артиллерийских наук. – 2023. – №1(126). – С. 87–95.
  4. БОЛОТНОВ А.С., КОНДРАШКИН Г.В. Моделирование работы астроинерциальной навигационной системы на авиационном объекте. Сборник тезисов докладов V Все-российской научно-технической конференции «Модели-рование авиационных систем». – 2023, С. 138 – 140.
  5. БОЛОТНОВ С.А., ГЕРАСИМЧУК Ю.Н., ШКАТОВ М.Ю. и др. Астрономические инерциальные навигационные си-стемы для применения в морских навигационных ком-плексах // «Прикладная фотоника». – 2023. – Т. 10, №4. – C. 89–101.
  6. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО УПРАВ-ЛЕНИЮ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ И СТАНДАРТАМ. РД 50-25645.325-89. Спутники Земли искусственные. основные системы координат для баллистического обеспечения полётов и методика расчёта звездного времени. – 1990.
  7. ИНСТИТУТ ПРИКЛАДНОЙ АСТРОНОМИИ РАН. Мор-ской астрономический ежегодник на 2023 г. – 2022.
  8. КОЗЛОВ В.В., ПОЛЫНКОВ А.В., ШАХОВ И.А. Гиро-скопический стабилизатор астроинерциальной навига-ционной системы// «XLVII Академические чтения по космонавтике». – 2023. – Т.4. C. 190–192.
  9. КОНДРАШКИН Г.В., БОЛОТНОВ А.С. Исследование погрешностей астроинерциальной навигационной си-стемы с демпфированием шулеровских колебаний углов ориентации от внешнего источника линейной скорости // «XLVII Академические чтения по космонавтике». – 2023. – Т. 4. – С. 178–179.
  10. МАТВЕЕВ В.В., РАСПОПОВ В.Я. Основы построения бесплатформенных инерциальных навигационных си-стем: учеб. пособие. – СПб.: Электроприбор, 2009. – C. 168–175.
  11. ПЕШЕХОНОВ В.Г. Перспективы развития гироскопии // Гироскопия и навигация. – 2020. – Т. 28, №2(109). – С. 3–10. – doi: 10.17285/0869-7035.0028.
  12. СИНЕЛЬНИКОВ А.О., МЕДВЕДЕВ А.А., ГОЛЯЕВ Ю.Д. и др. Роль тепловых дрейфов нуля в магнитооптических зеемановских лазерных гироскопах // Гироскопия и нави-гация. – 2021. – Т. 29, №4(115). – С. 46–55. – doi: 10.17285/0869-7035.0079.
  13. ТИТОВ Р.Ю., ФАЙН Г.И. Мореходная астрономия. – М.: Транспорт, 1984.
  14. ТИХМЕНЕВ Н.В., СИНЕЛЬНИКОВ А.О., УШАНОВ А.А. и др. Взаимодействие виброподвеса кольцевого ла-зерного гироскопа с внешним механическим возмущени-ем // В сб.: ХХХ Юбилейная Санкт-Петербургская меж-дународная конференция по интегрированным навигаци-онным системам. Сборник материалов конференции. – СПб, 2023. – С. 221–224.
  15. ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ. ГОСТ РВ 52339-2005 Системы бесплатформенные инерциально-навиигационные на лазерных гироскопах. Основные тре-бования. – 2005 г.
  16. ADNASTARONTSAU A.A., ADNASTARONTSAVA D.D., FIODORTSEV R.V. et al. Algorithm for control of un-manned aerial vehicles in the process of visual tracking of objects with a variable movement's trajectory // Devices and methods of measurements. – 2021. – Vol. 12, No. 1. – P. 46–57.
  17. BOSE A., BHAT K.N, KURIAN T. Fundamentals of Navi-gation and Inertial Sensors. – Delhi, 2014. – P. 10.
  18. DAMIANOS D., GIRARDIN G. High-end Inertial sensors for Defense, Aerospace & Industrial Applications // Market and Technology Report by Yole development, 2020.
  19. EL-SHEIMY N., YOUSSEF A. Inertial sensors technologies for navigation applications: state of the art and future trends // Satellite navigation. – 2020. – Vol. 1, No. 1. – P. 1–21.
  20. FAN YU. Flight control system simulation for quadcopter unmanned aerial vehicle (uav) based on matlab Simulink // Journal of Physics: Conference Series – 2022. – Vol. 2283, No. 1. –P. 012011.
  21. MEEUS J. Astronomical algorithms. – Willmann-Bell Inc., 1998. – P. 183.
  22. RAHIMI H., NIKKHAH A.A. Improving the speed of initial alignment for marine strapdown inertial navigation systems using heading control signal feedback in extended kalman filter // International journal of advanced robotic systems. – 2020. – Vol. 17, No. 1. – P. 1–11.
  23. WANG L., WU W., LI G. et al. Ring laser gyro g-sensitive misalignment calibration in linear vibration environments // Sensors. – 2018. – Vol. 18, No. 2. – P. 601.
  24. YUAN YU., GAO J., WU ZH. et al. Performance estimate of some prototypes of inertial platform and strapdown marine gravimeters. // Earth, planets and space. – 2020. – Vol. 72, No. 1. – P. 1–11.
  25. http://www.elektropribor.spb.ru/katalog/besplatformennye-inertsialnye-navigatsionnye-sistemy/bemol-e/ (дата обраще-ния: 19.01.2024).
  26. http://www.elektropribor.spb.ru/katalog/besplatformennye-inertsialnye-navigatsionnye-sistemy/bemol-m/ (дата обра-щения: 19.01.2024).
  27. http://www.elektropribor.spb.ru/katalog/sistemy-inertsialnoy-navigatsii-i-stabilizatsii/ladoga-me/ (дата обращения: 19.01.2024).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).