Задача навигации наземного объекта на основе данных БИНС и одометра

21 октября 2015 года
Никитин Илья Вячеславович
(материалы кандидатской диссертации, научный руководитель: д.ф.-м.н. А.А. Голован)

Работа посвящена исследованию и решению актуальной задачи определения местоположения наземного объекта при помощи данных бескарданной инерциальной навигационной системы (БИНС) и одометра. Актуальность обусловлена востребованными практическими приложениями – задача навигации внутритрубных инспеционных снарядов, задача навигации и топопривязки для объектов автомобильного, гусеничного и железнодорожного транспорта.

В диссертации получены следующие результаты:

1. Разработаны, обоснованы, проанализированы функциональные схемы интеграции данных БИНС и одометра, новые для этой задачи;
2. Выведены и обоснованы новые уравнения ошибок для возможных схем комплексирования на основе базовых понятий механики корректируемых инерциальных навигационных систем. Уравнения дополняют известные модели уравнения ошибок БИНС;
3. Разработаны и обоснованы новые коррекционные модели задачи интеграции БИНС и одометра, соответствующие дополненной системе уравнений ошибок;
4. Разработан полноразмерный алгоритм введения обратных связей в модельные уравнения для рассматриваемых схем интеграции, учитывающий параметры инструментальных погрешностей датчиков БИНС, погрешность масштабного коэффициента одометра и геометрические погрешности установки БИНС на объекте;
5. Разработан имитатор как инструмент численного исследования задачи и отладки алгоритмов.

Тестирование разработанных решений проводилось при помощи разработанного имитатора движения и при помощи экспериментальных данных, полученных в результате испытаний двух типов:

1. Заезды дорожно-транспортного средства с установленными на нем БИНС и одометром;
2. Прогоны внутритрубного диагностического снаряда в магистральном газопроводе.