ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОРИЕНТАЦИИ НАЗЕМНОГО ПРИБОРА НА ОСНОВЕ ДИНАМИЧЕСКИ НАСТРАИВАЕМОГО ГИРОСКОПА

Наумов Максим Александрович; Волуева Ольга Сергеевна

doi:10.5281/zenodo.19201919

Авторы

Наумов Максим Александрович ГБУ «Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизации горных машин «Автоматгормаш имени В.А. Антипова», ФГБОУ ВО «Донецкий национальный технический университет» Автор https://orcid.org/0009-0001-4592-5328
Волуева Ольга Сергеевна ФГБОУ ВО «Донецкий национальный технический университет» Автор https://orcid.org/0000-0002-0289-3047

DOI:

https://doi.org/10.5281/zenodo.19201919

Ключевые слова:

гироскоп, датчик угловой скорости, акселерометр, ориентация, азимут, углы Эйлера–Крылова, измерительная платформа, погрешность измерений, навигационные системы

Лицензия

Метаданные этой статьи распространяются под лицензией CC BY 4.0

Аннотация

В статье представлены методы и результаты экспериментальной оценки точности определения пространственной ориентации наземного измерительного прибора на основе динамически настраиваемого гироскопа и акселерометров. Рассмотрены алгоритмы вычисления углов ориентации Эйлера–Крылова, включая азимутальный угол и углы наклона. Выполнен анализ основных источников погрешностей, связанных с фазовым сдвигом датчика угловой скорости, задержками считывания энкодера и шумовой составляющей выходного сигнала. Предложен метод компенсации фазовой погрешности, основанный на вращении платформы в противоположных направлениях и усреднении результатов. Экспериментально подтверждена эффективность предложенного подхода и повышение точности определения ориентации.

Скачивания

Данные по скачиваниям пока не доступны.

Библиографические ссылки

1. Тан, С. Специализированное устройство контрольно-измерительного стенда для аттестации прецизионных гироприборов / С. Тан, В. П. Подчезерцев // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия Приборостроение. – 2016. – № 6(111). – С. 15-30.

2. Подчезерцев, В. П. Компоненты модели погрешностей динамически настраиваемого гироскопа / В. П. Подчезерцев, С. Тан, Ц. Цинь // Авиакосмическое приборостроение. – 2015. – № 1. – С. 8-18.

3. Матвеев, В. А. Гироскопические стабилизаторы на динамически настраеваемых вибрационных гироскопах : учебное пособие по курсу "Теория гироскопов и гиростабилизаторов" / В. А. Матвеев, В. П. Подчезерцев, В. В. Фатеев ; В. А. Матвеев, В. П. Подчезерцев, В. В. Фатеев ; Моск. гос. техн. ун-т им. Н.Э. Баумана. – Москва: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2005. – 103 с.

4. Подчезерцев, В. П. Повышение динамической точности гироскопа с внутренним упругим карданным подвесом в режиме датчика угловой скорости / В. П. Подчезерцев, Д. З. Нгуен // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия Приборостроение. – 2021. – № 4(137). – С. 188-207. – DOI 10.18698/0236-3933-2021-4-188-207.

5. Подчезерцев, В. П. Моделирование калибровки динамически настраиваемых гироскопов на одноосном гиростабилизаторе / В. П. Подчезерцев, Ц. Цинь // Инженерный журнал: наука и инновации. – 2017. – № 10(70). – С. 8. – DOI 10.18698/2308-6033-2017-10-1682.

6. Климашов, Б. М. Радиолокационный измеритель малых высот для посадки летательных аппаратов / Б. М. Климашов // Авиакосмическое приборостроение. – 2010. – № 11. – С. 27-32.

7. Лесных, И. В. Импульсный лазерный дальномер сверхвысокой точности / И. В. Лесных // Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. – 2004. – № 3. – С. 127-130.

8. Михляев, С. В. Погрешности измерения лазерного триангуляционного дальномера при зондировании наклонной зеркальной поверхности / С. В. Михляев // Датчики и системы. – 2007. – № 4. – С. 11-14.

9. Наумов, М. А. Методы и результаты экспериментальной оценки точности ориентации наземного прибора с использованием динамически настраиваемого гироскопа / М. А. Наумов, О. С. Волуева // Вестник Донецкого национального университета. Серия Г: Технические науки. – 2025. – № 4. – С. 66-80. – DOI 10.5281/zenodo.18229754. – EDN CDWOXG.

10. Урядов, Д. А. Разработка устройств поддержания угловой скорости повышенной точности / Д. А. Урядов, В. В. Скотников // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. – 2015. – № 3(15). – С. 159-165.

11. Седышев, В. В. Управление угловым движением одноосного испытательного стенда гироскопических систем / В. В. Седышев, П. Е. Белочкин // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника. – 2014. – Т. 14, № 4. – С. 42-50.

12. Солодовников, В. В. Теория автоматического управления техническими системами / В. В. Солодовников, В. Н. Плотников, А. В. Яковлев. – Москва: Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)", 1993. – 492 с. – ISBN 5-7038-0331-4.

REFERENCES LIST

1. Tan, S. Spetsializirovannoe ustroistvo kontrolno-izmeritelnogo stenda dlia attestatsii pretsizionnykh giropriborov / S. Tan, V. P. Podchezertsev // Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta im. N.E. Baumana. Seriia Priborostroenie. – 2016. – № 6(111). – S. 15-30.

2. Podchezertsev, V. P. Komponenty modeli pogreshnostei dinamicheski nastraivaemogo giroskopa / V. P. Podchezertsev, S. Tan, Ts. Tsin // Aviakosmicheskoe priborostroenie. – 2015. – № 1. – S. 8-18.

3. Matveev, V. A. Giroskopicheskie stabilizatory na dinamicheski nastraevaemykh vibratsionnykh giroskopakh : uchebnoe posobie po kursu Teoriia giroskopov i girostabilizatorov / V. A. Matveev, V. P. Podchezertsev, V. V. Fateev ; V. A. Matveev, V. P. Podchezertsev, V. V. Fateev ; Mosk. gos. tekhn. un-t im. N.E. Baumana. – Moskva: Izd-vo MGTU im. N.E. Baumana, 2005. – 103 s.

4. Podchezertsev, V. P. Povyshenie dinamicheskoi tochnosti giroskopa s vnutrennim uprugim kardannym podvesom v rezhime datchika uglovoi skorosti / V. P. Podchezertsev, D. Z. Nguen // Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta im. N.E. Baumana. Seriia Priborostroenie. – 2021. – № 4(137). – S. 188-207. – DOI 10.18698/0236-3933-2021-4-188-207.

5. Podchezertsev, V. P. Modelirovanie kalibrovki dinamicheski nastraivaemykh giroskopov na odnoosnom girostabilizatore / V. P. Podchezertsev, Ts. Tsin // Inzhenernyi zhurnal: nauka i innovatsii. – 2017. – № 10(70). – S. 8. – DOI 10.18698/2308-6033-2017-10-1682.

6. Klimashov, B. M. Radiolokatsionnyi izmeritel malykh vysot dlia posadki letatelnykh apparatov / B. M. Klimashov // Aviakosmicheskoe priborostroenie. – 2010. – № 11. – S. 27-32.

7. Lesnykh, I. V. Impulsnyi lazernyi dalnomer sverkhvysokoi tochnosti / I. V. Lesnykh // Izvestiia vysshikh uchebnykh zavedenii. Geodeziia i aerofotosieemka. – 2004. – № 3. – S. 127-130.

8. Mikhliaev, S. V. Pogreshnosti izmereniia lazernogo trianguliatsionnogo dalnomera pri zondirovanii naklonnoi zerkalnoi poverkhnosti / S. V. Mikhliaev // Datchiki i sistemy. – 2007. – № 4. – S. 11-14.

9. Naumov, M. A. Metody i rezultaty eksperimentalnoi otsenki tochnosti orientatsii nazemnogo pribora s ispolzovaniem dinamicheski nastraivaemogo giroskopa / M. A. Naumov, O. S. Volueva // Vestnik Donetskogo natsionalnogo universiteta. Seriia G: Tekhnicheskie nauki. – 2025. – № 4. – S. 66-80. – DOI 10.5281/zenodo.18229754. – EDN CDWOXG.

10. Uriadov, D. A. Razrabotka ustroistv podderzhaniia uglovoi skorosti povyshennoi tochnosti / D. A. Uriadov, V. V. Skotnikov // Modeli, sistemy, seti v ekonomike, tekhnike, prirode i obshchestve. – 2015. – № 3(15). – S. 159-165.

11. Sedyshev, V. V. Upravlenie uglovym dvizheniem odnoosnogo ispytatelnogo stenda giroskopicheskikh sistem / V. V. Sedyshev, P. E. Belochkin // Vestnik Iuzhno-Uralskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriia: Kompiuternye tekhnologii, upravlenie, radioelektronika. – 2014. – T. 14, № 4. – S. 42-50.

12. Solodovnikov, V. V. Teoriia avtomaticheskogo upravleniia tekhnicheskimi sistemami / V. V. Solodovnikov, V. N. Plotnikov, A. V. Iakovlev. – Moskva: Moskovskii gosudarstvennyi tekhnicheskii universitet imeni N.E. Baumana (natsionalnyi issledovatelskii universitet), 1993. – 492 s. – ISBN 5-7038-0331-4.