Комплекс средств подтверждения характеристик сложных комплексированных навигационных систем

С. Г. Серко, А. А. Мусин

ФГБУ «ГНМЦ» Минобороны России, г. Мытищи, Россия

Проведена оценка характеристик комплексированной навигационной системы с применением комплекса средств подтверждения характеристик сложных комплексированных навигационных систем

Потребность определять собственные координаты объекта (потребителя) имеет тысячелетнюю историю, а методы ее реализации постоянно совершенствуются. Наиболее распространенными из них являются применение навигационной аппаратуры потребителя (НАП) и инерциальных навигационных систем (ИНС).

У НАП при большой динамике движения потребителя снижается точность навигационного решения и помехоустойчивость, параметры ориентации потребителя также не обеспечиваются надлежащим образом.

ИНС, напротив, лишены этих недостатков (точно определяют параметры ориентации потребителя), но при определении координат и скорости потребителя постоянно накапливают ошибку. НАП в подавляющем большинстве случаев являются средствами измерений утвержденного типа. Оценка соответствия их характеристик проводится по утвержденным методикам поверки с применением имитаторов сигналов ГНСС и (или) с применением аттестованных геодезических пунктов. ИНС не являются средствами измерений, оценка их точностных характеристик проводится с применением механических стендов по методикам производителей.

Для компенсации недостатков НАП и ИНС разрабатывают комплексированные навигационные системы с целью получения совместного навигационного решения. Комплексирование объединяет достоинство двух систем, в результате чего повышается точность и помехоустойчивость системы в целом. Такие комплексированные навигационные системы обычно называют инерциально-спутниковыми навигационными системами (ИСНС). ИСНС широко применяются в различных областях авиации, морском флоте, различных наземных системах и т. п. В связи с этим существует большое количество разновидностей ИСНС, отличающихся габаритами и технической реализацией.

Подтверждение характеристик ИСНС на этапах разработки, выпуска из производства, а также при эксплуатации является важной, нужной и в тоже время непростой задачей. Для подтверждения характеристик ИСНС применяются комплексы, сочетающие в себе прецизионные механические и радиотехнические устройства. Механическими устройствами являются стенды (стенд наклонно-поворотных перемещений, центростремительных ускорений, линейных перемещений) позволяющие имитировать физическую траекторию движения, скорость ее изменения с нормированными метрологическими характеристиками и оценивать характеристики инерциальной части ИСНС. Радиотехническими устройствами являются имитаторы сигналов ГНСС, позволяющие создавать искусственное навигационное поле с нормированными метрологическими характеристиками, воспринимаемое спутниковой частью ИСНС как реальное навигационное поле ГНСС. В данных комплексах необходимо очень точно синхронизировать траектории движения, воспроизводимые имитатором сигналов ГНСС и механическими стендами.

Также могут проводиться натурные испытания с применением мобильных лабораторий и специализированных трасс.

На территории Главного центра расположен комплекс, включающий в себя: стенд испытаний на воздействие вертикальных и горизонтальных перемещений, стенд испытаний на воздействие наклонно-поворотных перемещений и температуры, стенд испытаний на воздействие центростремительных ускорений и температуры, мобильная лаборатория испытаний сложных комплексированных навигационных систем. Данный комплекс предназначен для измерений точностных характеристик: ИСНС, НАП (аппаратуры спутниковой навигации), ИНС, используемых в современных и перспективных образцах. Комплекс имеет возможность формирования и выдачи сигналов ГНСС ГЛОНАСС, GPS, Galileo, Beidou, QZSS и средств функциональных дополнений. Кроме того, стенд испытаний на воздействие наклонно-поворотных перемещений и температуры и стенд испытаний на воздействие центростремительных ускорений и температуры оснащены термокамерой для проведения испытаний в различных температурных режимах.

Для оценки возможности применения комплекса был проведен эксперимент по оценке характеристик ИСНС для наземных транспортных средств LANDINS 6005216 производства компании IXSEA.

В ходе испытаний были получены результаты эксперимента горизонтальных перемещений ИСНС в плоскости широта-долгота на стенде испытаний на воздействие вертикальных и горизонтальных перемещений и углового перемещения ИСНС в плоскости широта-долгота без изменения высоты на стенде испытаний на воздействие наклонно-поворотных перемещений и температуры. Оценка характеристик ИСНС проводилась в двух режимах работы: комплексированное решение (с коррекцией по сигналам ГНСС), решение только по ИНС (без коррекции по сигналам ГНСС).

Эксперимент показал, что комплекс позволяет подтверждать характеристики ИСНС типа LANDINS.

Литература

1) Перов А. И. ГЛОНАСС. Модернизация и перспективы развития. М.: Радиотехника, 2020. 1072 с.

2) Анучин О. Н., Емельянцев Г. И. Интегрированные системы ориентации и навигации для морских подвижных объектов. СПб.: Государственный Научный Центр Российской Федерации, 1999. 357 с.

3) Шатилов А. Ю., Нагин И. А. Тесносвязанный алгоритм комплексирования НАП СРНС многоцелевого ИНС. М.: Радиотехника, 2012. 420 с.