of errors of the meters (first of all intrinsic errors of the vector meter of angular
velocity) during the object motion and their compensation at the expense of periodic
short-time stops of the object. Two ZUPT variants are considered. In the first variant,
the intrinsic drifts of the vector angular-velocity meter and the angle of azimuth
are assessed, in the second variant, only intrinsic drifts are estimated. Based on the
developed mathematical models for the main modes of functioning of the strapdown
inertial navigation system (initial alignment and navigation), the mathematical
description of the two ZUPT-mode variants is derived and the appropriate algorithmic
solutions are offered, which allow the errors of the vector angular-velocity meter to
be determined and compensated after the mode is performed.
Keywords
:
strapdown inertial navigation system, vector angular-velocity meter,
ground moving object, measurement error, initial alignment mode, navigation mode,
zero velocity update mode.
При установке бесплатформенной инерциальной навигационной
системы (БИНС) на наземном подвижном объекте (ПО) возникает воз-
можность реализации эффективного режима коррекции, создаваемой
за счет остановки объекта. Для подобного режима коррекции в отече-
ственной и зарубежной литературе принят специальный термин ZUPT
(zero velocity up-date) [1–4].
Режим ZUPT относится к автономным режимам и позволяет оце-
нить текущее состояние БИНС. Для достижения этой цели ПО остана-
вливается и выполняется компенсация накопленной ошибки по линей-
ной скорости, так как в неподвижном положении истинное значение
скорости объекта равно нулю.
В настоящей работе рассмотрены два варианта режима ZUPT [5].
В первом варианте оцениваются собственные дрейфы входящего в со-
став БИНС векторного измерителя угловой скорости (ВИУС) и угол
азимута. Во втором варианте лишь оцениваются собственные дрейфы
ВИУС. Отличительная особенность математического описания двух
вариантов ZUPT заключается в том, что в первом варианте необходи-
мо сформировать уравнения относительно четырех неизвестных па-
раметров, а во втором — записать уравнения относительно трех неиз-
вестных параметров.
После выполнения режима ZUPT как в первом, так и во втором
варианте компенсируются собственные погрешности ВИУС. Кроме
того, в первом варианте выполняется установка рассчитанного значе-
ния угла азимута. Однако для успешного выполнения режима ZUPT в
БИНС необходимо наложить ограничения на уровень угловых колеба-
ний ПО. Значения их амплитуды должны быть незначительными.
Вариант ZUPT–1.
Решение нелинейных уравнений относитель-
но неизвестных собственных дрейфов и угла азимута.
Для опре-
деления оценок собственных дрейфов ВИУС и оценки угла азимута
в настоящей работе по результатам экспериментальных данных были
получены следующие уравнения.
Для режима начальной выставки (РНВ) исходные уравнения имеют
вид
16 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2014. № 6
