Наукова школа «Авіаційна гравіметрична система та гравіметри» (далі НШ) створена д.т.н., професором Безвесільною Оленою Миколаївною з метою організації колективної наукової праці викладачів-вчених, які працюють на кафедрі та проводять дослідження щодо автоматизації вимірювань прискорення сили тяжіння або гравітаційних аномалій Землі інтелектуальною авіаційною гравіметричною системою з використанням нових прецизійних гравіметрів.

Основні наукові результати:

вирішено науко-технічну проблему, що має важливе державне значення, - підвищення точності і швидкодії автоматизованого приладового комплексу АГС з використанням нових прецизійних гравіметрів з цифровою обробкою інформації. У цьому напрямку добуто такі  нові результати:

1. Розвинуто і узагальнено теорію АГС.

• Отримано повне рівняння руху АГС, яке відрізняється від відомих наявністю додаткових поправок похибки від неврахування яких – великі (1 мГал  і  2,67мГал відповідно).
• Запропоновано нову схему АГС (патент на винахід), яка відрізняється від відомих тим, що, з метою підвищення точності визначення ПСТ, на осі внутрішньої рамки гіроскопа, центр ваги якого зміщений уздовж осі власного обертання гіроскопа відносно осі зовнішньої рамки, розміщено додатковий датчик моменту, підключений до виходу додаткового датчика кута на зовнішній рамці, який підключено до ЕОМ, до якої також підключено систему визначення навігаційних параметрів і вимірювач висоти.
• Запропоновано і розглянуто нову схему АГС (патент на винахід). Показано, що завдяки введенню другого гіроскопа і формуванню двох сигналів, використанню стабілізованої платформи з двома двигунами, що керуються по сигналам від двох гіроскопів, схема забезпечує підвищення точності визначення ПСТ (зменшення похибок із-за гіроскопічних моментів перешкод від перехресних кутових швидкостей основи і від кутової швидкості обертання Землі, вимірювання повного вектору ПСТ, підвищення точності виставки).
• На відміну від відомих праць, отримано аналітичні вирази коефіцієнтів чутливості вихідного сигналу АГС до похибок вимірювань параметрів руху ЛА; визначено чисельні значення коефіцієнтів чутливості для різних режимів льоту ЛА: розраховано допустимі значення похибок визначення параметрів льоту ЛА компонентами АГС; визначено вимоги до умов проведення льоту ЛА, що забезпечують вимірювання ПСТ із заданою точністю.
• Розроблено математичну модель АГС, що відрізняється від відомих тим, що: отримано рівняння руху, визначено блок-схеми всіх основних компонентів АГС, розроблено алгоритми визначення ПСТ за допомогою ЕОМ.

2. Розвинуто і узагальнено теорію і принципи побудови  нових типів прецизійних гравіметрів.

Розвинуто і узагальнено теорію похибок оцінювання стану гравіметра АГС з цифровою обробкою інформації.

3. Вирішено проблему фільтрації вихідного сигналу гравіметра АГС.

Запропоновано методику вибору частоти власних коливань гравіметра, рівну частоті перетину спектральних густин корисного сигналу ПСТ та сигналу основної завади вертикального прискорення літака, що дозволяє вилучити найбільш значні похибки від вертикального прискорення.

4. Уперше розроблено та досліджено нові п'єзоелектричний, струнний, двоканальний ємнісний МЕМС гравіметри автоматизованої АГС більшої точності (0,5 мГал) від відомих гравіметрів (2 – 8 мГал) (патенти України).

• Показано, що, завдяки використанню двоканальної схеми, вилучено найбільш значні похибки, притаманні відомим одноканальним гравіметрам від впливу вертикального прискорення ЛА (які у 1000 разів більше від корисного сигналу) та інструментальні похибки (відносна похибка становить 0,00037).
• Вперше запропоновано математичні моделі нових гравіметрів (п'єзоелектричний, струнний двоканальний ємнісний МЕМС ДЄГ, які доповнено поправками від впливу обертання кутової швидкості Землі (584 мГал).

5. Отримав подальший розвиток метод нейромережевого підходу у задачах розробки алгоритмів функціонування АГС із новими гравіметрами.

Встановлено, що функціонування комплексної системи АГС з нейронними мережами, можливе у трьох режимах: під час підготовчого етапу, під час руху та під час зникнення сигналу супутникових навігаційних систем.

Новизну отриманих результатів підтверджено патентами №82763, 89816,88473, 79874, 95042,66782,98058, 86005, 83478,90621,90627, 99084, 107637Ю 108943, 113026, 113033, 105122,111918, 113038, 132179, 109746,111876.

Практичне значення одержаних результатів:

• Розроблено і апробовано нову (патент на винахід) уточнену математичну модель АГС, алгоритми, пакет  комп'ютерних програм, рішення  рівняння руху АГС за допомогою ЕОМ для різних маршрутів ЛА.
•  Підтверджено теоретично і експериментально доцільність використання в АГС нових типів гравіметрів: розроблено алгоритми, програми по дослідженню нових типів гравіметрів за допомогою ЕОМ у різних динамічних режимах; створено лабораторний комплекс для автоматизованих досліджень гравіметрів АГС на ЕОМ; отримано графіки, таблиці і номограми по аналізу точності гравіметрів.
• Створено методики і розроблено алгоритми оцінювання стану стійкої і нестійкої рівноваги гравіметра на основі методу найменших квадратів і фільтра Калмана. Запропоновано уточнені алгоритми оцінювання.
• Розроблено методику проведення авіаційних гравіметричних вимірювань для різних маршрутів руху ЛА.
• На основі розроблених теорії і принципів побудови АГС з прецизійними гравіметрами з цифровою обробкою інформації, вирішено проблему підвищення точності і швидкодії АГС більше ніж у 2 рази, порівняно із відомими.
• Обґрунтовано доцільність використання нових п’єзоелектричного, струнного,  двоканального ємнісного МЕМС гравіметрів автоматизованої АГС більшої точності (0,5 мГал) від відомих гравіметрів (2 – 8 мГал).
• Розроблено нові двоканальні п’єзоелектричний, струнний, ємнісний МЕМС гравіметр, в яких точність підвищується за рахунок використання двох каналів.
• Уперше проведено експериментальні наукові дослідження впливу найбільш небезпечних резонансних режимів роботи нових одноканальних та двоканальних гравіметрів п’єзоелектричного, струнного,  ємнісного МЕМС: ω = ω0, ω = 2ω0, ω = 3ω0, ω=ω0/2, ω=ω0/3 у тому числі на створеному лабораторному стенді. Встановлено, що резонанс виникає тільки при ω=ω0=0,1 рад/с, однак при збільшенні коефіцієнта демпфування до 0,705 резонанс зникає.
• На підставі розробленої теорії і принципів побудови автоматизованого приладового комплексу АГС з новими прецизійними типами гравіметрів з цифровою обробкою інформації вирішено проблему підвищення точності вимірювання g більш ніж у 2 рази (0,5 мГал) порівняно з відомими авіаційними гравіметрами (2 – 8) мГал і швидкодію більш ніж у 10 разів за допомогою: розробки уточненої математичної моделі АГС, що відрізняється додатковими поправками  і дає змогу здійснювати автоматичну компенсацію відцентрових, коріолісових та інших прискорень безпосередньо під час льоту літака;  додержання розроблених методики і вимог до умов  льоту;  використання запропонованих і досліджених нових типів гравіметрів (одно- і двоканальних) більшої точності, ніж відомі;  відсутності потреби фільтрації вертикального прискорення літака на відміну від відомих гравіметрів інших типів, коли  фільтрацію треба здійснювати після польоту на Землі за результатами запису всіх параметрів.

З більш детальною інформацією про НШ можна ознайомитись у кваліфікаційній картці - заватажити