Калібрування інерціально-вимірювального модуля в критичних умовах

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorАврутов, В. В.
dc.contributor.authorПозняк, Д. О.
dc.date.accessioned2024-03-08T10:17:45Z
dc.date.available2024-03-08T10:17:45Z
dc.date.issued2023
dc.description.abstractКалібрування інерціально-вимірювального модуля (ІВМ) є важливою самостійною задачею та є найважливішим етапом підготовки до роботи платформних і безплатформних інерціальних навігаційних систем (БІНС). Традиційне калібрування ІВМ, що містить принаймні три гіроскопи й три акселерометри, проводиться в спеціалізованих випробувальних лабораторіях, вивчено досить детально. Однак, широке використання ІВМ, що використовують МЕМС датчики, які мають характерну нестабільність параметрів, призводить до необхідності проведення докалібрування ІВМ безпосередньо перед роботою БІНС у критичних або польових умовах. У таких умовах, по-перше, відсутнє необхідне для повноцінного проведення традиційного калібрування випробувальне обладнання, а по-друге, процес докалібрування обмежений за часом. У статті було проведено дослідження щодо можливості використання методу послідовних поворотів для докалібрування ІВМ у польових умовах. За такого підходу на відміну від методу тестових поворотів немає необхідності здійснювати поворот ІВМ на 180 градусів, а досить повернути ІВМ на незначні кути. Отримано розрахункові співвідношення для визначення масштабних коєфіцієнтів та нульових сигналів блоку акселерометрів для двох положень ІВМ. Проведений експеримент підтвердив справедливість отриманих розрахункових співвідношень. Крім того, описаний метод докалібрування, який дозволяє оцінити, крім масштабних коєфіцієнтів і нульових сигналів, блоку акселерометрів також кути нахилу основи, на якій встановлено ІВМ. Для цього необхідно мати щонайменше п'ять різних положень ІВМ. Крім того, розглянуто калібрування блоку гіроскопів, коли використовуються гіроскопи тактичного та навігаційного класу точності. Для гіроскопів тактичного класу точності, що виготовляються за МЕМС технологією, в польових умовах визначаються нульові сигнали, які не стабільні від пуску до пуску. Для калібрування блоку гіроскопів навігаційного класу точності отримано алгоритми визначення нульових сигналів та масштабних коєфіцієнтів, для чого використовуються ті самі два положення, в яких відбувалося калібрування блоку акселерометрів. Тобто, під час калібрування ІВМ у критичних умовах можна одночасно проводити калібрування блоку гіроскопів та блоку акселерометрів, що економить загальний час калібрування.
dc.description.abstractotherCalibration of the inertial measuring unit (IMU) is an independent task and is the most important stage in preparing for operation both platform and strapdown inertial navigation systems (INS). The traditional calibration of IMU, containing at least three gyroscopes and three accelerometers, carried out in specialized testing laboratories, has been studied in sufficient detail. However, the widespread use of IMUs using MEMS sensors with characteristic instability of parameters leads to the need for additional calibration of IMUs IMUediately before INS operation in critical or field conditions. Under such conditions, firstly, there is no testing equipment necessary for the full implementation of traditional calibration, and secondly, the recalibration process itself is limited in time. In the article, studies were carried out on the possibility of using the method of successive rotations for the recalibration of IMU in the field. With this approach, in contrast to the test rotation method, there is no need to rotate the IMU by 180 degrees, but it is enough to rotate the IMU by small angles. Calculation ratios are obtained for determining the scale factors and zero signals of the accelerometer unit for two positions of the IMU. The experiment carried out confirmed the validity of the calculated ratios obtained. In addition, a recalibration method is described, which makes it possible to estimate, in addition to scale factors and zero signals of the accelerometer unit, also the tilt angles of the base on which the IMU is installed. To do this, you must have at least five different IMU positions. In addition, the calibration of the gyroscope unit when tactical and navigational accuracy class gyroscopes are used is considered. For gyroscopes of the tactical accuracy class and which are manufactured using MEMS technology, biases are determined in the critical conditions, which are not stable from start to start. Algorithms for determining biases and scale factors were obtained for the calibration of the gyroscope unit of the navigation accuracy class, for which the same two positions in which the accelerometer unit was calibrated were used. That is, during the calibration of the IMU in critical conditions, it is possible to simultaneously calibrate the gyroscope unit and the accelerometer unit, which saves the overall calibration time.
dc.format.pagerangeС. 5-14
dc.identifier.citationАврутов, В. В. Калібрування інерціально-вимірювального модуля в критичних умовах / Аврутов В. В., Позняк Д. О // Вісник КПІ. Серія Приладобудування : збірник наукових праць. – 2023. – Вип. 66(2). – С. 5-14. – Бібліогр.: 17 назв.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/65347
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.relation.ispartofВісник КПІ. Серія Приладобудування : збірник наукових праць, 2023, Вип. 66(2)
dc.subjectгіроскопи
dc.subjectакселерометри
dc.subjectінерціально-вимірювальний модуль
dc.subjectкалібрування
dc.subjectgyroscopes
dc.subjectaccelerometers
dc.subjectIMU
dc.subjectcalibration
dc.subject.udc531.383
dc.titleКалібрування інерціально-вимірювального модуля в критичних умовах
dc.title.alternativeCalibration of the inertial measurement unit in critical conditions
dc.typeArticle

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
P.5-14.pdf
Розмір:
557.03 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Вісник КПІ. Серія Приладобудування: збірник наукових праць, Вип. 66(2)