Forming of Strapdown Inertial Navigation System Algorithms and Main Control Modes for Small-Sized Spacecraft
Abstract
It is considered the forming of Strapdown Inertial Navigation System (SINS) which is the base of spacecraft control system. The main problem is accuracy one so it is necessary to use and implement integrated navigation systems. During outer space flight onboard devices measurements and external navigation aids can be introduced. It is shown how to organize software algorithms for orientation system relying on so called kinematic principle. Different control modes may be easily realized within the scope of suggested structure. Here the kinematic loop mainly kinematic equations is the subject of investigation. So a specific attention is given to integration methods examination for kinematic equations of angular motion and ways of improving it. The results (methods, models, software and algorithmic support) can be used when developing strapdown systems orientation and navigation of a new generation of small-sized spacecraft, as well as the development of new and modifying of existing software of small-sized spacecraft SINS.
Keywords
бесплатформенная инерциальная навигационная система,
малый космический аппарат,
система управления движением и навигации,
схема коррекции,
фильтр Калмана,
onboard sensors,
strapdown inertial navigation system,
a small-sized spacecraft,
navigation and orientation control system,
integration methods,
correction processing scheme,
the Kalman filter
About the Authors
E. S. Lobusov
Bauman Moscow State Technical University
Russian Federation
Russian Federation
A. V. Fomichev
Bauman Moscow State Technical University
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Анучин О. Н., Комарова И. Э., Порфирьев Л. Ф. Бортовые системы навигации и ориентации искусственных спутников Земли. СПб.: Изд. ГНЦ РФ ЦНИИ "Электроприбор", 2004. 326 с.
2. Бабич О. А. Обработка информации в навигационных комплексах. М.: Машиностроение, 1991. 512 с.
3. Бранец В. Н., Шмыглевский И. П. Введение в теорию бесплатформенных инерциальных навигационных систем. М.: Наука, 1991. 280 с.
4. Лебедев Д. В., Ткаченко А. И. Системы инерциального управления. Алгоритмические аспекты. Киев: Наукова думка, 1991. 208 с.
5. Лобусов Е. С., Фомичев А. В. Дискретный фильтр Калмана и его практическое применение в задачах обработки информации и управления // Актуальные проблемы развития отечественной космонавтики. Матер. XXVIII академ. чтений по космонавтике. М.: Комиссия РАН по разработке научного наследия пионеров освоения космического пространства, 2004. С. 381-382.
6. Лобусов Е. С., Фомичев А. В. Моделирование режимов системы управления перспективного малогабаритного космического аппарата для фундаментальных научных исследований // Актуальные проблемы развития отечественной космонавтики: Тр. XXXVI академ. чтений по космонавтике. М.: Комиссия РАН по разработке научного наследия пионеров освоения космического пространства, 2012. С. 471-472.
7. Lobusov E., Fomichev A., Parisi M. Kinematic approach implementation in developing of attitude control system for small-sized spacecraft // Intelligent Systems: Proceed, of the Tenth Internat. Symposium. Moscow: RUSAKI, 2012. P. 361-363.
8. Лобусов Е. С., Фомичев А. В. Разработка и исследование алгоритмического обеспечения БИНС для системы управления движением и навигации перспективного малогабаритного космического аппарата // Актуальные проблемы развития отечественной космонавтики. Тр. XXXVII академ. чтений по космонавтике. М.: Комиссия РАН по разработке научного наследия пионеров освоения космического пространства, 2013. С. 537-538.
9. Современные информационные технологии в задачах навигации и наведения беспилотных маневренных летательных аппаратов / Под ред. М. Н. Красильщикова и Г. Г. Себрякова. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2009. 562 с.
10. Фильтрация и стохастическое управление в динамических системах / Под ред. К. Т. Леондеса. М.: Мир, 1980. 408 с.
11. Hughes P. C. Spacecraft Attitude Dynamics, John Wiley and Sons, New York, 2006.
12. Savage P. G. Strapdown Analytics / Published by: Strapdown Associates, Inc. Maple Plain, Minnesota. 2000. V. 1, 2.
13. Tuthill J. Design and Simulation of a Nano-Satellite Attitude Determination System. M. Sc. Thesis, Naval Postgraduate School, United States, 2009.
14. Titterton D. H., Weston J. L. Strapdown Inertial Navigation Technology. The Institution of Electrical Engineers, 2004.
Review
For citations:
Lobusov E.S., Fomichev A.V. Forming of Strapdown Inertial Navigation System Algorithms and Main Control Modes for Small-Sized Spacecraft. Mekhatronika, Avtomatizatsiya, Upravlenie. 2015;16(1):54-60. (In Russ.)
Views:
719
.png)
Email this article 