Ошибки вертикального канала бинс.

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 14Следующая ⇒

Рассмотрим погрешности вертикального канала, вызванные ошибкой компенсации ускорения силы тяжести g

Положим, гироскоп и акселерометры работают без ошибок, а начальные данные введены точно. В соответствии с принципом работы вертикального канала найдем ошибку в определении вертикальной скорости БЛА, как разность между вычисленной и истинной вертикальной скоростью

  (2.21)

Из [31] находим:

  (2.22)

где  - ошибка компенсации ускорения силы тяжести

Очевидно, что ошибка в определении высоты выглядит так

 (2.23)

Из формул можно заключить, что ошибки в определении вертикальной скорости и высоты с помощью БИНС растут неограниченно. Беспредельный рост ошибок вертикального канала БИНС называется неустойчивостью этого канала.

Ошибки определение вертикали, скорости, широты и пройденного пути:

β(t)=- -

   (2.25)

Δ S =  (2.26)

Из соотношений видно, что при отсутствии вектора ускорения силы тяжести ошибка построения вертикали, а также ошибки в определении скорости и координаты, вызванные смещением нуля акселерометра, неограниченно возрастает.

Оценка погрешностей БИНС.

С помощью стенда полунатурного моделирования был произведен эксперимент, описанный в [33], который иллюстрирует накопление погрешности бесплатформенной инерциальной навигационной системой при автономной работе.

P и c. 2.7 Траектория модели и расчетная без СНС

Как видно из рисунка 2.7, на котором приведены модельная и расчетная траектории, характерные для 120 секунд полета планирующего объекта. Ошибка определения координат объекта через 120 секунд превышает 100 метров. Такая ошибка неприемлема для задач ориентации и навигации большинства беспилотных объектов. Из выше сказанного следует, что при длительной работе автономной режиме накопление погрешностей приводит к тому, что вырабатываемая ИНС навигационная информация утрачивает необходимую адекватность  и тогда целесообразно корректировать БИНС с помощью внешних или внутренних источников навигационной информации.

Рис 2.8. Траектория модели и расчетная с СНС

На рисунке 2.8 представлена модельная и расчетная траектория длительностью около 120 секунд, характерная для планирующего объекта. Из рисунка видно, что составляющие вектора координат не расходятся с модельными более чем на 5 метров через 120 секунд полета, без улучшения процедуры калибровки.

Для повышения точности определения вектора скорости необходимо корректировать его значение, рассчитанное в БИНС, используя сигнал от СНС, а также совершенствовать калибровку датчиков угловых скоростей и линейных ускорений, чтобы уменьшить влияние возмущенного режима работы БИНС.

Таблица 2.2 Характеристки современных БИНС:

Система

Инерциальный датчик

Страна

Точность (без СНС / с СНС)

БИНС-1000МЛ

ЛГ/ВОГ

Россия

1 nm / 20 m

iNAV-FJI

ВОГ

Германия

3 nm / 0,3 m

НСИ-2000

ЛГ

Россия (МО, Долгопрудный)

2,7 nm / 100 m

НСИ-2000МТ

ЛГ

Россия (МО, Долгопрудный)

2,7 nm / 100 m

ЛИНС-100РС

ЛГ

Россия-Франция

1 nm / 20 m

ВЕКТОР-100

?

Россия-Франция

2 nm / -

БИНС-2015

ЛГ

Россия (Москва)

1 nm / 44 m

БИМС-Т

Россия (Москва)

2 nm / 30 m

БИНС-501

ВОГ

Россия (Зеленоград)

2,15 nm / 20 m

ИНС-2000

ЛГ

Россия (Москва)

2 nm / 40 m

TOTEM 3000

ЛГ

Канада

н/д