Eng

Программное обеспечение


Комплекс программ  для исследования автомобильных навигационных систем на базе микромеханической инерциальной системы и спутниковой навигационной системы

Программы для БИНС на базе лазерных, волоконно-оптических, динамически настраиваемых и поплавковых гироскопов

Программы для платформенных инерциальных навигационных систем

Программы для разработки, исследования и отладки систем

Программа для решения задачи ориентации с расширенной полосой частот пропускания сигналов (код SO)

Программа визуализации выходных сигналов датчиков в реальном масштабе времени

Программное обеспечение для системы контроля состояний контактной сети железной дороги

Технические особенности высокоточной калибровки инерциального измерительного блока БИНС с использованием  поворотного стола низкой точности (программы SCLH, SCMH, SCLL, SCLH)

Комплектность поставки программ



Комплекс программ LOTUS для исследования автомобильных навигационных систем на базе микромеханической инерциальной системы и спутниковой навигационной системы
  • LOTUS-Road – моделирование траектории движения объекта
  • LOTUS-Sensor – моделирования сигналов датчиков
  • LOTUS-PC – программное обеспечение автомобильной навигационной системы

Программы для БИНС на базе лазерных, волоконно-оптических и динамически настраиваемых гироскопов
Калибровка

Калибровка инерциального измерительного блока (ИИБ) БИНС на точных немеханических гироскопах с использованием поворотного стола низкой точности (код SCLH)
Программа предназначена для обработки показаний датчиков БИНС, накопленных в результате реализации методики высокоточной калибровки параметров ИИБ (дрейфов гироскопов, смещений нулей акселерометров, масштабных коэффициентов гироскопов и акселерометров, нелинейностей масштабных коэффициентов акселерометров, а также перекосов осей чувствительности датчиков). Для этого ИИБ поворачивается на углы кратные 90 град с погрешностью ±10 относительно вертикали и направления на Север на двухстепенном или трехстепенном поворотном столе. Программа предназначена для определения параметров ИИБ на точных немеханических гироскопах (например, лазерных).

Калибровка ИИБ БИНС на точных механических гироскопах с использованием поворотного стола низкой точности (код SCMH)
То же, что и в SCLH, за исключением того, что программа предназначена для определения параметров ИИБ на точных механических гироскопах (например, точных динамически настраиваемых).

Калибровка ИИБ БИНС на грубых немеханических гироскопах с использованием поворотного стола низкой точности (код SCLL)
Программа предназначена для обработки показаний датчиков БИНС, накопленных в результате реализации методики высокоточной калибровки параметров ИИБ (дрейфов гироскопов, смещений нулей акселерометров, масштабных коэффициентов гироскопов и акселерометров, а также перекосов осей чувствительности датчиков). Для этого ИИБ вначале поворачивается на углы кратные 450 с погрешностью ±10’ относительно вертикали, а затем на углы кратные 90 град с погрешностью ±10 относительно вертикали и направления на Север на двухстепенном или трехстепенном поворотном столе. Программа предназначена для определения параметров ИИБ на грубых немеханических гироскопах (например, волоконных).

Калибровка ИИБ БИНС на грубых механических гироскопах с использованием поворотного стола низкой точности (код SCML)
То же, что и в SCLL, за исключением того, что программа предназначена для определения параметров ИИБ на грубых механических гироскопах (например, грубых динамически-настраиваемых).

Калибровка блока акселерометров на поворотном столе низкой точности (код SCA)
Программа предназначена для обработки показаний акселерометров, накопленных в результате реализации методики высокоточной калибровки блока акселерометров (смещений нулей, масштабных коэффициентов и перекосов осей чувствительности). Для этого ИИБ поворачивается на углы кратные 450 с погрешностью ±10’ относительно вертикали на двухстепенном или трехстепенном поворотном столе.

Выставка

Выставка на неподвижном основании (код SAF)
Программа реализует алгоритмы, предназначенные для определения ориентации ИИБ относительно направления на Север и местной вертикали на неподвижном основании, а также для калибровки части параметров ИИБ.

Выставка на качающемся основании (код SAR)
Программа реализует алгоритмы, предназначенные для определения ориентации ИИБ относительно направления на Север и местной вертикали на основании, которое совершает угловые и линейные колебания вокруг двух или трех осей, а также для калибровки части параметров ИИБ.

Выставка на подвижном основании (код SAM)
Программа реализует алгоритмы, предназначенные для определения ориентации ИИБ относительно направления на Север и местной вертикали при установке на основание, которое перемещается в пространстве, а также для калибровки части параметров ИИБ.

Навигация

Автономная навигация авиационной системы (код SNA)
Программа реализует алгоритмы, предназначенные для автономного определения координат, скорости и ориентации.

Автономная наземная навигация(код SNAL)
Программа реализует алгоритмы, предназначенные для определения координат, скорости и ориентации наземного подвижного объекта с использованием для коррекции системы нулевой скорости на стоянках/остановках и информации одометра.

Наземная навигация для интегрированной системы (код SNIL)
Программа реализует алгоритмы, предназначенные для совместной обработки показаний датчиков БИНС и других источников информации (спутниковой навигационной системы, одометра, нулевой скорости на остановках объекта и т.п.). В результате этого значительно повышается точность определения выходных параметров (координаты, скорость, ориентация) за счет коррекции системы, а также уточнения начальной выставки ИИБ по курсу и вертикали и калибровки его параметров.

Навигация для интегрированной авиационной системы (код SNIA)
Программа реализует алгоритмы, предназначенные для совместной обработки показаний датчиков БИНС и других источников информации (спутниковая навигационная система, доплеровская система измерения скорости, высотомер и т.п.). В результате этого значительно повышается точность определения выходных параметров (координаты, скорость, ориентация) за счет коррекции системы, а также уточнения начальной выставки ИИБ по курсу и вертикали и калибровки его параметров.

Моделирование

Моделирование показаний датчиков БИНС в процессе калибровки (коды SMC-LH, SMC-MH, SMC-LL, SMC-ML)
Программы серии SMC предназначены для отладки программ обработки показаний датчиков SCLH, SCMH, SCLL, SCML и их алгоритмов, а также для оценки точности калибровки параметров ИИБ методом Монте-Карло.

Моделирование показаний датчиков БИНС в процессе выставки (коды SMA-F, SMA-R и SMA-M)
Программы серии SMA предназначены для отладки программ выставки SAF, SAR и SAM и их алгоритмов, а также для оценки точности выставки системы методом Монте-Карло.

Моделирование показаний датчиков системы в процессе движения (коды SMN-AL, SMN-AA, SMN-IL и SMN-IA)
Программы серии SMN предназначены для отладки программ навигации SNAL, SNAA, SNIL, SNIA и их алгоритмов, а также для оценки точности определения выходных параметров системы методом Монте-Карло.

Моделирование импульсов выходных сигналов лазерных гироскопов (код SMO)
Программа предназначена для отладки программы SO, а также для оценки точности определения параметров ориентации алгоритмом программы SO.


Программы для платформенных инерциальных навигационных систем
Калибровка

Калибровка на неподвижном основании (код PCF)
Программа предназначена для обработки показаний датчиков системы, накопленных в результате реализации методики калибровки ее параметров (дрейфов гироскопов, смещений нулей акселерометров, масштабных коэффициентов акселерометров, перекосов осей чувствительности акселерометров, перекосов рамок карданова подвеса) на неподвижном основании (в лаборатории или на объекте) без использования поворотного стола и какой-либо внешней информации.

Калибровка на подвижном основании (код PCM)
Программа предназначена для обработки показаний датчиков системы, накопленных в результате реализации методики калибровки ее параметров (дрейфов гироскопов, смещений нулей акселерометров, масштабных коэффициентов акселерометров) на подвижном основании.

Калибровка корпусного и курсового уходов платформы (код PCD)
Программа предназначена для определения величины дрейфов горизонтальных гироскопов в зависимости от положения корпуса системы относительно направления на Север (курсовой уход) и от положения внутренней рамки относительно корпуса (корпусной дрейф) с целью их дальнейшей компенсации в процессе работы системы.

Выставка

Выставка на неподвижном основании (код PAF)
Программа реализует алгоритмы, предназначенные для определения ориентации платформы относительно направления на Север и местной вертикали на неподвижном основании, а также для калибровки части параметров системы.

Выставка на качающемся основании (код PAR)
Программа реализует алгоритмы, предназначенные для определения ориентации платформы относительно направления на Север и местной вертикали на основании, которое совершает угловые и линейные колебания вокруг двух или трех осей, а также для калибровки части параметров системы.

Выставка на подвижном основании (код PAM)
Программа реализует алгоритмы, предназначенные для определения ориентации платформы относительно направления на Север и местной вертикали при установке на основание, которое перемещается в пространстве, а также для калибровки части параметров системы.

Навигация

Автономная навигация (код PNAА)
Программа реализует алгоритмы, предназначенные для автономного определения координат, скорости и ориентации.

Автономная наземная навигация (код PNAL)
Программа реализует алгоритмы, предназначенные для определения координат, скорости и ориентации наземного подвижного объекта.

Наземная навигация для интегрированной системы (код PNIL)
Программа реализует алгоритмы, предназначенные для совместной обработки показаний датчиков инерциальной системы и других источников информации (спутниковой навигационной системы, одометра, нулевой скорости на остановках объекта и т.п.). В результате этого значительно повышается точность определения выходных параметров (координаты, скорость, ориентация) за счет коррекции системы, а также уточнения начальной выставки платформы по курсу и вертикали и калибровки параметров системы.

Навигация для интегрированной авиационной системы (код PNIA)
Программа реализует алгоритмы, предназначенные для совместной обработки показаний датчиков инерциальной системы и других источников информации (спутниковая навигационная система, доплеровская система измерения скорости, высотомер и т.п.). В результате этого значительно повышается точность определения выходных параметров (координаты, скорость, ориентация) за счет коррекции системы, а также уточнения начальной выставки платформы по курсу и вертикали и калибровки параметров системы.

Моделирование

Моделирование показаний датчиков системы в процессе калибровки (коды PMC-F, PMC-M и PMC-D)
Программы серии PMC предназначены для отладки программ обработки показаний датчиков PCF, PCM и PCD и их алгоритмов, а также для оценки точности калибровки параметров системы методом Монте-Карло.

Моделирование показаний датчиков системы в процессе выставки платформы (коды PMA-F, PMA-R и PMA-M)
Программы серии PMA предназначены для отладки программ выставки платформы PAF, PAR и PAM и их алгоритмов, а также для оценки точности выставки системы методом Монте-Карло.

Моделирование показаний датчиков системы в процессе движения (коды PMN-AL, PMN-AA, PMN-IL и PMN-IA)
Программы серии PMN предназначены для отладки программ навигации PNAL, PNAA, PNIL, PNIA и их алгоритмов, а также для оценки точности определения выходных параметров системы методом Монте-Карло.

Программы для разработки, исследования и отладки систем
Оценка точности определения выходных параметров инерциальной системы по заданной точности гироскопов и акселерометров и заданной траектории движения (код COV)
Программа предназначена для определения СКО погрешностей определения выходных параметров инерциальной системы (координаты, скорость ориентация) по заданной точности гироскопов и акселерометров и заданной траектории движения объекта. Программа предназначена для исследования свойств навигационных систем и обоснования принятия решений при их проектировании.

Оптимизация параметров конструкции ИИБ на лазерных гироскопах (код INF)

БЧЭ на ЛГ

    Программа позволяет:
  • Оценить эффект взаимного влияния гироскопов для готовой конструкции.
  • Оптимизировать конструкцию блока.
  • Исследовать конические движения блока.
  • Исследовать резонансные явления в блоке.
  • Оценить дрейфы гироскопов и акселерометров в системе из-за конического движения.
  • Изучить влияние внешних линейных и угловых вибраций на блок и его погрешности.
  • Оптимизировать систему амортизации.
  • Оценить влияние старения амортизаторов на точность БИНС.
  • Сократить затраты на разработку БИНС, уменьшив объем образцов блока и экспериментов.

Системы координат БЧЭ

    Входные данные:
  • Сборочный чертеж блока.
  • Масса, координаты центров масс, матрицы моментов инерции всех элементов блока.
  • Координаты установки амортизаторов, коэффициенты их жесткости и демпфирования.
  • Коэффициенты жесткости и демпфирования виброподвесов гироскопов.
  • Коэффициенты жесткости и демпфирования узлов крепления, рамы блока и других элементов (при наличии таких данных).

Интерфейс программы анализа взаимного влияния

    Выходные параметры:
  • Отношение амплитуд угловых колебаний элементов блока ("пассивных" гироскопов, рамы блока, любой точки блока к амплитуде "активного" гироскопа.
  • Сдвиг фаз между колебаниями элементов блока и колебаниями "активного" гироскопа (для анализа конических движений).
  • Отношение амплитуд линейных колебаний любой точки блока к амплитуде колебаний "активного" гироскопа (для анализа влияния виброподвесов на акселерометры).
  • Сдвиг фаз между колебаниями любой точки блока и колебаниями "активного" гироскопа.
  • Анализ влияния внешних возмущений (линейных и угловых колебаний точки установки блока).

Программа для решения задачи ориентации с расширенной полосой частот пропускания сигналов (код SO)
Программа реализует алгоритм, который обеспечивает максимально возможную точность решения задачи ориентации при предельно возможной полосе частот угловых колебаний объекта. Часть программы может быть реализована в простом цифровом автомате, что позволяет существенно уменьшить загрузку центрального вычислителя БИНС.
Программа визуализации выходных сигналов датчиков в реальном масштабе времени
Интерфес программы визуализации Программа позволяет принимать данные от датчиков с цифровым выходом (через COM или USB), графически визуализировать их на диплее стандартного компьютера (в виде цифровых индикаторов и зависимостей от времени), а также производить их запись в файл (в формате *.txt). Выбор параметров порта и имени файла производится производится пользователем перед началом сеанса измерений. Программа также позволяет определять и автоматически компенсировать смещения нулевых сигналов датчиков.

Программное обеспечение для системы контроля состояний контактной сети железной дороги

Программное обеспечение является составной частью  системы контроля состояния контактной сети железной дороги и после инициализации входного порта компьютера (COM или USB) и приемника GPS позволяет:
  • принимать (через COM или USB) и обрабатывать предложения, поступающие от интерфейсного модуля системы; эти предложения формируются в интерфейсном модуле при поступлении очередного импульса от датчика пройденного пути и содержат числовую информацию от пройденном пути (с момента подачи питания на датчик пройденного пути), долготе и широте точки установки антенны приемника GPS, высоте контактного провода и его горизонтальном смещении относительно пантографа (от датчиков высоты и смещения), а также состояние кнопок визуального контроля за контактной сетью (наприме, "Анкеровка" или "Обрыв провода").
  • автоматически идентифицировать и отображать на индикаторах номера опор и перегонов;
  • наблюдать текущее значение высоты и горизонтального смещения контактного провода при движении вагона-лаборатории;
  • документировать (в файл текстового формата)все принятые данные для последующего просмотра и анализа;
  • просматривать в режиме послемарщрутной обработки графики изменения высоты, смещения и состояний кнопок визуального контроля в зависимости от номеров опор и перегонов;
  • формировать протокол обследования состояния контактной сети на каждом перегоне.

Технические особенности высокоточной калибровки инерциального измерительного блока БИНС с использованием поворотного стола низкой точности (программы SCLH, SCMH, SCLL, SCLH)

Назначение: калибровка дрейфов гироскопов, смещений нулей акселерометров, масштабных коэффициентов и перекосов осей чувствительности гироскопов и акселерометров

Наименование калибруемого параметра Погрешность калибровки параметра
(1 СКО)
Смещения нулей акселерометров <1·10-5 g
Масштабные коэффициенты акселерометров <7·10-4 %
Перекосы осей чувствительности акселерометров < <2...3 угл.сек
Дрейфы гироскопов
(в зависимости от интенсивности шума гироскопов)
<0.003...0.01 град/час
Масштабные коэффициенты гироскопов <1·10-3 %
Перекосы осей чувствительности гироскопов <3...3.5 угл.сек

Тип поворотного стола : двухосный поворотный стол с горизонтальными осями поворота наружной и внутренней рамок либо трехосный поворотный стол.
Тип гироскопов :лазерные, динамически-настраиваемые, волоконно-оптические, поплавковые.

Особенности калибровки

  • Блок на точных гироскопах (лазерных, точных динамически-настраиваемых) (программы SCLH, SCMH):
    • время проведения калибровки: 60...70 мин;
    • погрешность задания углов поворота рамок: ±10 (относительно вертикали и направления на север).
  • Блок на грубых гироскопах (грубых динамически-настраиваемых, волоконно-оптических) (программы SCLL, SCML):
    • время проведения калибровки:
           1 этап - 40...50 мин;
           2 этап - 60...70 мин;
    • погрешность задания углов поворота рамок:
           1 этап - ±10 угл.мин (относительно вертикали);
           2 этап - ±10 (относительно вертикали и направления на север).

Комплектность поставки программ
  • Язык программирования - С++ (за исключением моделирующих программ серий PM и SM).
  • Программы поставляются для работы на персональном компьютере в операционных системах  Windows или DOS по желанию Заказчика.
  • Программы (за исключением PM, SM, COV, INF) поставляться в трех комплектациях:
    -  Комплект №1: Исполняемый файл программы и инструкция пользователя.
    - Комплект №2: Комплект №1, исходный текст программы и описание формул, используемых в алгоритмах.
    - Комплект №3: Комплект №2, отчет с выводом всех формул.
  • Моделирующие программы серий PM, SM, COV, INF поставляются в комплектации: исполняемый файл и исходный текст программы, описание принципа работы.
  • Интерфейс пользователя программ, комментарии в программах выполняются на английском языке. Техническая документация поставляется по желанию Заказчика на русском или/и на английском языках. 
  • При желании Заказчика программы адаптируются к особенностям конкретных систем.
  • Высокое качество программ обеспечивается специальной технологией разработки, отладки и сдачи программ Заказчику, состоящей из шести этапов:
    1. Оценка точности выходных параметров программы при помощи программы ковариационного анализа COV для заданных Заказчиком параметров системы и условий ее применения.
    2. Разработка программы, реализующей алгоритмы, и ее отладка при помощи моделирующей программы для заданных Заказчиком условий.
    3. Оценка точности разработанной программы методом Монте-Карло путем последовательного многократного запуска моделирующей программы и программы, реализующей алгоритмы. При каждом запуске датчиком случайных чисел генерируется новая реализация погрешностей датчиков и возмущающих факторов. Оценки СКО погрешностей выходных параметров программы вычисляются по множеству реализаций.
    4. Проведение натурных экспериментов по согласованной с Заказчиком методике, обработка программой полученных данных и оценка СКО погрешностей выходных параметров программы.
    5. Сравнение оценок точности программы, полученных на этапах 1, 3, 4, между собой. В случае их существенных отличий, выясняются причины и, при необходимости, программа дорабатывается, а этапы 1-5 циклически повторяются до получения максимально возможного результата для заданных Заказчиком условий.
    6. Обучение специалистов Заказчика правилам работы с программой.