tis Телекоммуникации и связь Telecommunications and Communications 3034-4050 ФГБУ «16 ЦНИИИ» 10.21681/3034-4050-2025-5-55-66 629.7.054.07 АЛГОРИТМИЧЕСКИЙ МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ БАЗИСА АСТРОДАТЧИКА В СИСТЕМЕ КООРДИНАТ АСТРОИНЕРЦИАЛЬНОЙ НАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ALGORITHMIC METHOD TO DETERMINE THE STAR SENSOR BASIS IN STELLAR-INERTIAL NAVIGATION SYSTEM BASIS Кондрашкин Георгий Викторович Kondrashkin Georgy V. аспирант, инженер Инновационного технологического центра МГТУ им. Н. Э. Баумана Москва Россия yaegor93@mail.ru Болотнов Альберт Сергеевич Bolotnov Albert S. аспирант, инженер Инновационного технологического центра МГТУ им. Н. Э. Баумана Москва Россия bolotnovalbert@mail.ru Шкатов Михаил Юрьевич Shkatov Mikhail Yu. кандидат технических наук, доцент, научный сотрудник Инновационного технологического центра МГТУ им. Н. Э. Баумана Москва Россия shkatovmikhail@gmail.com 2025 2025 5 55 66 2025 https://telemil.ru/pages/archive/magazine8/ТиС_5_2025-55-66.pdf JATS XML Аннотация

<p class="section-text"><b>Цель исследования:</b> разработка алгоритма, позволяющего определять углы трёх последовательных поворотов, характеризующих рассогласование приборной системы координат солнечного датчика и астроинерциальной навигационной системы, по измерениям солнечного датчика и инерциального измерительного блока.</p><p class="section-text"><b>Метод исследования:</b> математический анализ выражения, используемого для вычисления истинного курса по данным от солнечного датчика, на предмет влияния ошибок задания углов рассогласования приборных систем координат солнечного датчика и астроинерциальной навигационной системы на общую погрешность астроинерциальной навигационной системы в определении истинного курса путём вычисления частных производных, и последующее определение значений углов рассогласования, соответствующих минимуму погрешности определения истинного курса методом наименьших квадратов по выборке измерений.</p><p class="section-text"><b>Результаты исследования:</b> получен и экспериментально проверен математический алгоритм, позволяющий вычислять углы рассогласования приборных систем координат солнечного датчика и астроинерциальной навигационной системы по измерениям солнечного датчика и инерциального измерительного блока, при которых обеспечивается минимальная погрешность определения истинного курса астроинерциальной навигационной системой по данным от солнечного датчика.</p><p class="section-text"><b>Практическая значимость:</b> предлагаемый алгоритм универсален с точки зрения возможности применения для настройки астроинерциальных навигационных систем различной конструкции, что делает его удобным для использования как при использовании на вновь разрабатываемых, так и на имеющихся стендах настройки астроинерциальных навигационных систем.</p>

 Abstract

<p class="section-text"><b>Purpose of work:</b> development of an algorithm, which allows to determine angles of three rotations, characterizing displacements between solar sensor coordinate system and stellar inertial navigation coordinate system, by using stellar sensor and inertial unit measurements.</p><p class="section-text"><b>Research method:</b> mathematical analysis of the expression, which is used for heading determining by using solar sensor data, for solar sensor coordinate system and stellar inertial navigation system displacement angles values mistakes influence on stellar inertial navigation system heading determining full error, executed by calculating partial derivatives, and following determining of the displacement angles values, which corresponds to the minimum of heading determining error, by estimation the measurement selection with using least squares method.</p><p class="section-text"><b>Results of the research:</b> the mathematical algorithm, which allows to determine angular displacement between solar sensor coordinate system and stellar inertial navigation system, which provides minimum of stellar inertial navigation system heading determining error, was developed and verified by experiments.</p><p class="section-text"><b>Practical value:</b> the offered algorithm is universal for using to set stellar inertial navigation systems with different constructions and can be applied for both newly developed and used nowadays stellar inertial navigation system set stands.</p>

 Ключевые слова астронавигация модель погрешности привязка осей астродатчик Keywords astronavigation stellar navigation system error model axis binding stellar sensor Источники финансирования не указаны. Список литературы / References Борсоев В. А., Кацура А. В., Степанов А. В. Использование модели инерциальной навигационной системы при проведении испытаний летательных аппаратов Implementation of inertial navigation system model during aircraft testing Научный вестник МГТУ ГА Civil Aviation High TECHNOLOGIES 2016 19 05 144 150 Пешехонов В. Г. Высокоточная навигация без использования информации глобальных навигационных спутниковых систем High-Precision Navigation Independently of Global Navigation Satellite Systems Data Гироскопия и навигация Giroscopiya i Navigatsiya 2022 30 1 3 11 Аванесов Г. А., Зарецкая Е. В., Зиман Я. Л., Куделин М. И., Никитин А. В., Форш А. А. Оптический солнечный датчик. Особенности конструкции прибора и испытательного оборудования Optical Sun sensor. The features of construction and equipment for tests Механика, управление и информатика Mechanics, Control and Informatics 2009 1 78 89 Дятлов С. А., Бессонов Р. В. Обзор звёздных датчиков ориентации космических аппаратов Space aircraft star sensors review Механика, управление и информатика Mechanics, Control and Informatics 2009 1 11 31 Болотнов С. А., Герасимчук Ю. Н., Шкатов М. Ю., Болотнов А. С., Кондрашкин Г. В. Астрономические инерциальные системы для применения в морских навигационных комплексах Astronomical inertial systems for use in marine navigation complexes Прикладная фотоника Applied photonics 2023 10 4 89 101 Лукин К. Г., Павлов Д. В., Петров М. Н. Разработка алгоритма коррекции показаний БИНС при помощи астронавигационной системы The development of correction algorithm for the readings of platformless INS using astronavigation system Вестник Новгородского государственного университета Vestnic NovSU 2013 2 75 31 34 Кондрашкин Г. В., Болотнов А. С., Шкатов М. Ю. Исследование погрешностей астроинерциальной навигационной системы в задаче определения истинного курса по данным солнечного датчика Research of stellar navigation system errors in the problem of the true course determining by solar sensor data Управление большими системами Large-scale system control 2024 109 198 219 Брумберг В. А. Небесная механика: прошлое, настоящее, будущее Celestial mechanics: past, present, future Астрономический вестник Solar system research 2013 47 5 376 389 Нахман А. Д. Содержательно-прикладные аспекты изучения понятия «Дифференциал» в курсе математики Content-applied aspects of studying the concept of differential in the course of mathematics Вопросы современной науки и практики. Университет им. В. И. Вернадского Problems of Contemporary Sciense and Practice. Vernadsky University 2019 3 116 127 Воронков С. В., Дроздова Т. Ю. Испытания оптического солнечного датчика на протонном ускорителе Tests of optical Sun sensor in proton accelerator Механика, управление и информатика Mechanics, Control and Informatics 2009 1 471 478 Емельянцев Г. И., Степанов А. П., Блажнов Б. А. О начальной выставке и оценке погрешностей измерительного модуля БИНС с использованием спутниковых фазовых измерений Initial Alignment of SINS Measuring Unit and Estimation of Its Errors Using Satelitte Phase Measurements Гироскопия и навигация Giroscopiya i Navigatsiya 2019 27 1 47 60 Степанов М. Е. Некоторые вопросы методики преподавания высшей математики Some problems of higher mathematic teaching methodic Моделирование и анализ данных Modeling and Data Analysis 2017 1 54 94 Козик С. В., Денисова А. А., Алцыбеев Г. О. Математическая модель движения навигационных светил на небесной сфере Mathematical model of the navigational celestial bodies motion on the celestial sphere Вестник государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова Vestnic gosudarstvennogo universiteta morskogo I rechnogo flota imeni admirala S. O. Makarova 2020 12 1 35 45 Питьева Е. В. ЕРМ2011 – Обновленные планетные эфимериды ИПА РАН и их использование для научных исследований Updated IAA RAS planetary ephemerides-EPM2011 and their use in scientific research Астрономический вестник Solar system research 2013 47 5 419 435 Железнов Н. Б., Лукашова М. В., Космодамианский Г. А., Глебова Н. И. Астрономические ежегодники института прикладной астрономии РАН Astronomical yearbooks of Institute of applied astronomy of RAS Физика космоса The space physics 2023 29 36 Аванесов Г. А., Бессонов Р. В., Куркина А. Н., Людомирский М. Б., Каютин И. С., Ямщиков Н. Е. Принципы построения астроинерциальной навигационной системы авиационного применения The principles of creating airborne stellar-inertial system Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса Sovremennye problemy distansionnogo zondirovaniya zemli iz kosmosa 2013 10 2 9 29 Герасимчук Ю. Н., Брайткрайтс С. Г., Болотнов С. А., Людомирский М. Б., Каютин И. С., Ямщиков Н. Е., Бессонов Р. В. Основы определения корректирующих поправок в бесплатформенной астроинерциальной навигации The basics of the strapdown astro-inertial navigation system correction determination Новости навигации Navigation news 2011 4 33 39 Нгуен В. В., Попов С. С. Применение метода наименьших квадратов и метода Лагранжа при обработке результатов эксперимента Application of the least squares method and the Lagrange method in processing of experimental data Сборник избранных статей по материалам научных конференций ГНИИ «Нацразвитие» Themed collection of papers from international conferences by HNRI «National development» 2020 51 53 Андреев А. Г., Ермаков В. С., Струк В. К., Мафтер М. Б., Смирнов М. Ю., Левит Г. А. Бесплатформенная модификация морской интегрированной малогабаритной системы навигации и стабилизации «Кама-НС-В» Strap down modification of the marine integrated small-size navigation and stabilization system «Kama-NS» Навигация и гидрография Navigation and hydrography 2012 34 22 27 Сафина Э. Ф., Гринберг А. А., Нурлыгаянова Е. Ф. Астровизирующее устройство для бесплатформенной инерциальной системы Star observing device for strap-down inertial nnavigation system Актуальные проблемы науки и техники Current problems and technology 2023 25 32