В.В. Матвеев1, А.В. Каликанов2, Д.С. Стрельцов3, А.Н. Хомячкова4, С.В. Телухин5, И.А. Бехлер6

1,2,3,4,5,6 ФГБОУ ВО «Тульский государственный университет» (г. Тула, Россия)

1 matweew.valery@yandex.ru, 2 kalikanov.aleksei@mail.ru, 3 waydaytk@yandex.ru, 4 khoma05_19@mail.ru, 5 teluhinserg@yandex.ru, 6 behler21@bk.ru

Постановка проблемы. На практике в качестве алгоритма автономного счисления координат бесплатформенной инерциальной навигационной системы (БИНС) используют различные опорные трехгранники − географический (с фиксированной или свободной азимутальной ориентацией), земной (гринвичский) и инерциальный. Вопросы одометрической коррекции БИНС с географическим опорным трехгранником достаточно хорошо изучены. Однако вопросы коррекции БИНС, работающей в инерциальном базисе в автономном режиме, по данным внешних датчиков (например, одометра) до сих пор остаются недостаточно проработанными, что и определяет проблему настоящего исследования.

Цель. Представить алгоритм коррекции БИНС, счисляющей прямоугольные инерциальные координаты по показаниям позиционного одометра, позволяющий уменьшить погрешности счисления координат при сохранении структуры основного навигационного алгоритма.

Результаты. Предложен алгоритм коррекции БИНС по сигналу одометра позиционного типа, который за счет выполнения алгоритма коррекции непосредственно в инерциальной системе координат, может быть интегрирован в существующие алгоритмы счисления прямоугольных инерциальных координат без модификации последних. Приведены математическая модель и структура БИНС. Получены количественные оценки точности автономного и корректируемого режимов работы БИНС при движении объекта по траектории типа «коробочка».

Практическая значимость. Представленный алгоритм ориентирован на применение в навигационных системах наземных (пилотируемых и беспилотных) транспортных средств при коррекции БИНС по данным одометра. Полученные результаты могут быть использованы в авиационных приложениях для повышения точности пилотажно-навигационного оборудования за счет использования оптических одометров.

Матвеев В.В., Каликанов А.В., Стрельцов Д.С., Хомячкова А.Н., Телухин С.В., Бехлер И.А. Алгоритм коррекции бесплатформенной инерциальной навигационной системы по данным позиционного одометра // Радиотехника. 2026. Т. 90. № 9. С. 167−177. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202609-18

1. Ориентация и навигация подвижных объектов: современные информационные технологии. Ммонография / Под общ. ред. Б.С. Алешина, К.К. Веремеенко, А.И. Черноморского. М.: Физматлит. 2006. 422 с.
2. Голован А.А. Интеграционное решение «БИНС-одометр»: позиционный вариант // Гироскопия и навигация. 2021. Т. 29. № 2. С. 110−125. https://doi.org/10.17285/0869-7035.0066.
3. Никитин И.В. Задача навигации наземного объекта на основе данных БИНС и одометра: Автореф. дис.... канд. физ.-мат. наук. М.: МГУ им. М.В. Ломоносова. 2016. 33 с.
4. Боронахин А.М. Интегрированные инерциальные технологии динамического мониторинга рельсового пути: Автореф. дис.... докт. техн. наук. СПб: ЛЭТИ. 2013. 32 с.
5. Aqel M., Marhaban M.H., Saripan M.I., Ismail N. Review of visual odometry: types, approaches, challenges, and applications // SpringerPlus. 2016. V. 5. DOI: 10.1186/s40064-016-3573-7.
6. Емельянцев Г.И., Степанов А.П. Интегрированные инерциально-спутниковые системы ориентации и навигации / Под общ. ред. акад. РАН В.Г. Пешехонова. СПб: ГНЦ РФ АО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор». 2016. 394 с.
7. Noureldin A. Fundamentals of inertial navigation, satellite-based positioning and their integration. 2013. DOI: 10.1007/978-3-642-30466-8.
8. Groves P.D. Principles of GNSS, inertial, and multisensor integrated navigation systems. Artech Hous. 2008. 505 p.
9. Bortz J.E. A New mathematical formulation for strapdown inertial navigation // IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine. 1971. V. AES-7. № 1. Р. 61–66.
10. Savege P.G. Strapdown analytics. Strapdown Association. Pt. 1. Inc. Maple Plain. Minnesota. 2000. 817 p.
11. Специализированный справочник. Параметры Земли 1990 года. М.: Изд-во ВТУ ГШ ВС РФ. 2020. 64 с.
12. ГОСТ Р 51794-2001. Аппаратура радионавигационной глобальной навигационной спутниковой системы и глобальной сис-темы позиционирования. Системы координат. Методы преобразований координат определяемых точек. М.: Стандарт-информ. 2015. 8 с.
13. Матвеев В.В., Распопов В.Я. Основы построения бесплатформенных инерциальных навигационных систем: Учебное по-собие. СПб: ГНЦ РФ ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор». 2009. 280 с.
14. Savage P.G. Strapdown inertial navigation: lecture notes. 7th printing. Maple Plain. Minn.: Strapdown Associates, Inc. 2010.
15. Матвеев В.В., Погорелов М.Г., Хомячкова А.Н. Модифицированный метод TRIAD для решения задачи ориентации под-вижного объекта // Приборы и методы измерений. 2024. Т. 15. № 3. С. 195−204.