Материал: GqnnD90jyV

16

Точность определения (1σ) смещений нулей, масштабных коэффициентов и углов отклонения измерительных осей находится на уровне соответственно 0,001 °/ч, 5 10 5 %, 0,1 угл. с – для ВОГ и 5 10 6 м/с², 3 10 5 %, 0,3 угл.с – для акселерометров. Данный уровень погрешностей калибровки подтверждается как анализом работы ковариационного канала, так и сходимостью результатов обработки данных в разных запусках системы.

Оценки временных запаздываний i (i x, y, z) гироскопов данного образца ИМ БИНС

относительно входных воздействий для рассматриваемого случая вращения платформы стенда представлены на рис.11. При этом точность их оценивания лежит в пределах 1 мкс (1 ). После оценки временных запаздываний ВОГ относительно входных воздействий по этой же реализации уточняются временные запаздывания yx , zx относительно гироскопа

Gxb , который принимается в качестве опорного. Результаты калибровки относительных временных запаздываний гироскопов yx , zx представлены на рис.12. Как следует из рис.

12 точность оценивания относительных временных запаздываний в этом случае лучше и находится на уровне 0.2 мкс (1 ). Это обусловлено тем, что вклад относительных задержек в погрешности определения координат и составляющих вектора линейной скорости, при выбранном методе калибровки, выше, чем вклад задержек относительно входных воздействий. Правильность определения временных задержек подтверждается испытаниями при других параметрах углового движения.

17

Оценка эффективности предложенного метода калибровки осуществлялась с помощью камеральной обработки в пакете прикладных программ MATLAB (Simulink) реальных данных стендовых испытаний различных образцов ИМ, с учетом найденных коэффициентов моделей погрешностей ЧЭ. При этом оценивались погрешности вырабатываемых БИНС навигационных параметров в автономном режиме.

Остаточная погрешность калибровки акселерометров a определялась по амплитуде шулеровских колебаний в погрешности определения скорости V после наклона ИМ в соответствии с формулой V a / g Rg sin vшt , где R – радиус Земли, g – ускорение силы тяжести, vш – частота Шулера. По графикам погрешности определения составляющих

линейной скорости, приведенным на рис. 14а, видно, что амплитуда шулеровских колебаний снижается с 1,8 до 0,4 м/с, и остаточная погрешность калибровки акселерометров составляет 2 10 4 м/с². На графиках кругами выделены резкие скачки в погрешности определения составляющих линейной скорости, вызванные временными запаздываниями между поступлением данных акселерометров и ВОГ.

Остаточная погрешность калибровки ВОГ определялась по амплитуде шулеровских колебаний в погрешности определения скорости V во время конического движения (гармоническая качка по двум осям с одинаковой частотой и сдвинутой на 90° фазой) в соответствии с формулой V R(1 cosvшt) . По графику погрешности

определения северной составляющей линейной скорости, приведенному на рис. 14б, видно, что амплитуда шулеровских колебаний снижается с 4,3 до 0,3 м/с, а остаточная погрешность калибровки ВОГ находится на уровне 0,005°/ч.

а б

Рис.14 Погрешность определения северной составляющей линейной скорости а – при наклонах, б – при конусном движении

(1 – традиционная калибровка, 2 – с учетом size-эффекта, 3 – калибровка по навигационному решению)

По графикам видно, что предложенная калибровка по навигационному решению дает значительный выигрыш в выработке навигационных параметров по сравнению с традиционной при динамических воздействиях. Амплитуда шулеровских колебаний в погрешности выработки составляющих линейной скорости снижается в 5 – 15 раз в зависимости от вида динамического воздействия. Незначительное превышение остаточных погрешностей калибровки ЧЭ над предъявленными требованиями объясняется избыточной нестабильностью смещений нулей ЧЭ испытываемого ИМ, которая превышает допустимые значения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ

1. Предложен алгоритм формирования связанной с измерительным модулем ортогональной системы координат, построенной на измерительных осях блока акселерометров. Предложена методика оценки положения центров масс чувствительных элементов акселерометров с точностью 0,1 мм (1 ) в связанной с измерительным модулем системе координат и приведения сигналов акселерометров к ее началу, что позволяет снизить погрешности выработки навигационных параметров в динамических условиях движения объекта.