Меню

5 книг о том, что такое инерциальная навигация

5 книг о том, что такое инерциальная навигация

Инерциальная навигация — комплексная техническая дисциплина, объединяющая различные области знания и посвященная методам счисления пути как одному из возможных способов (наряду с астрономической и спутниковой навигацией) определения положения объекта в пространстве. Суть счисления пути заключается в вычислении изменения координат относительно начального положения объекта за счет знания ускорения (скорости) и ее направления.

Инерциальные навигационные системы нашли свое применение в авиации, подводных и надводных кораблях, космических аппаратах и прочих движущихся объектах, которым нужно с высокой точностью знать свое местоположение.

Ранее навигационные системы строились на основе гиростабилизированной платформы. Сейчас такие системы остались только в объектах, требующих особой точности навигации в условиях, когда коррекция координат невозможна (например, на подводных аппаратах, до которых не достают сигналы спутниковых навигационнных систем). Для массовых применений (например, в авиации) в настоящий момент используются бесплатформенные системы (БИНС).

Для полноценного освоения материала, представленного в книгах, читателю стоит вспомнить или освоить основы современной физики, теоретической механики, линейной алгебры, теории вероятности и математической статистики.

Александр Юльевич Ишлинский — знаменитый ученый-механик, внесший большой вклад в развитие теории инерциальной навигации. Эта книга — лучший способ познакомиться с классическими основами инерциальной навигации и связанными с ними задачами гироскопии и определения ориентации. В монографии подробно, «по существу» излагаются собственно теоретические основы инерциальной навигации и поведения чувствительных элементов навигационных систем (гироскопов, гиромаятников, гиростабилизаторов, гирокомапсов, гироскопических и других измерителей кажущегося ускорения).
В качестве альтернативы этой основополагающей книге можно порекомендовать не менее основательные работы П. В. Бромберга и В. Д. Андреева.

Инерциальные навигационные системы строятся на основе специфических чувствительных элементов, позволяющих измерять параметры движения объекта относительно инерциального пространства. В этом учебнике для ВУЗов авторы из Тульского государственного университета и Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» приводят теорию и особенности функционирования большинства типов современных гироскопических датчиков: классических гироскопов с вращающимся ротором, волновых твердотельных гироскопов, микромеханических вибрационных гироскопов, лазерных и волоконно-оптических гироскопах. Эта информация, безусловно, будет очень полезна для более глубокого понимания функционирования инерциальных навигационных систем различного назначения.

Алгоритмы современных инерциальных навигационных систем представляют собой набор математических методов, примененных к проблеме счисления пути. В книге авторов из Московского государственного университета приводятся математические основы, необходимые для построения актуальных навигационных систем — как полностью автономных, так и корректируемых с помощью внешних источников информации (например, спутниковой навигационной системы GPS).

Пол Сэвэдж является одним из крупнейших мировых специалистов в области инерциальной навигации. Его книга содержит обширную теоретическую и практическую информацию по всем вопросам построения бесплатформенных инерциальных навигационных систем. Единственным минусом является отсутствие перевода на русский язык. Однако людям, владеющим английским, книга позволит разобраться в мельчайших особенностях алгоритмов и станет незаменимым подспорьем в деле. Как правило, специалисты в области навигации обращаются к ней как к надежному справочнику, в котором обязательно найдется нужная информация. Например, понадобилось вам учесть в вашем алгоритме коническое движение — смотрите у Сэвэджа, а там есть и физика возникновения эффекта, и вывод формул, и численные примеры.

Олег Степанович Салычев, профессор российского МГТУ им. Баумана и канадского Университета в Калгари, выпустил книгу, которая без лишнего углубления в теорию позволяет освоить знания, необходимые для построения полностью функционирующей современной навигационной системы. Особенность данной книги заключается в её прикладной направленности, более характерной для зарубежной литературы. В целом издание можно охарактеризовать фразой «бери и делай», т. е. она буквально позволяет начинающему навигатору взять недорогой микромеханический датчик и написать для него алгоритмы обработки, которые реализуют инерциальную навигацию. Даже если все получится сразу, все равно будет весело.

Подпишитесь на рассылку «Пятничный Горький»
Мы будем присылать подборку лучших материалов за неделю