СПРОЩЕННЯ МОДЕЛІ ВИМІРЮВАННЯ В АЛГОРИТМІ КВАТЕРНІОННОГО ФІЛЬТРА КАЛМАНА БЕЗПЛАТФОРМНОЇ КУРСОВЕРТИКАЛІ

Abstract

Проблематика. Одним із найпоширеніших варіантів корекції безплатформної курсовертикалі (БКВ) є застосування алгоритмів із використанням оптимального фільтра Калмана (ОФК). Такий алгоритм дає змогу оцінювати і компенсувати похибки визначення кутів орієнтації, зміщення нулів гіроскопів та зменшує вплив шумів датчиків. Проте основною проблемою відомих аналогів є надлишковість інформації в моделі вимірювання, що призводить до підвищення обчислювальних затрат алгоритму. Своєю чергою це змушує використовувати для побудови таких систем більш потужні і, отже, дорогі процесори. В роботі розглядається варіант спрощення моделі вимірювання ОФК. Мета дослідження. Метою роботи є зниження обчислювальних затрат алгоритму БКВ із використанням ОФК. Методика реалізації. Для зниження обчислювальних затрат алгоритму БКВ пропонується спрощення вектора вимірювання ОФК. Для цього розроблено модель вимірювання БКВ і показано перехід від кутів похибок до кватерніона похибки. Завдяки виключенню надлишкової інформації з моделі вимірювання спрощено вектор вимірювання з шести компонентів до трьох. Доведено спостережуваність усіх похибок БКВ, що входять до вектора стану, при використанні спрощеного вектора вимірювання. Ефективність спрощення підтверджено оцінкою обчислювальних затрат алгоритму. Результати дослідження. Результатом дослідження є математична модель вимірювання ОФК для БКВ зниженого порядку (з шести компонентів до трьох), яка дає можливість оцінювати всі компоненти вектора стану похибок БКВ. Висновки. Запропоновано варіант спрощення моделі вимірювання ОФК, який використовується в алгоритмі роботи БКВ, за рахунок чого значно зменшується обсяг обчислень алгоритму порівняно з відомими аналогами.

Keywords

• Система орієнтації
• Курсовертикаль
• Кватерніон
• Фільтр Калмана
• Модель вимірювання