способ определения параметров ориентации и навигации подвижных объектов
Классы МПК: | G01C21/00 Навигация; навигационные приборы, не отнесенные к группам 1/00 |
Патентообладатель(и): | Бабиченко Андрей Викторович |
Приоритеты: |
подача заявки:
1992-05-15 публикация патента:
27.04.1996 |
Изобретение касается ориентации и навигации подвижных объектов и может быть использовано преимущественно в авиации. С целью исключения влияния расходящейся погрешности вычисления проекций угловой скорости собственного вращения Земли на точность определения параметров ориентации подвижного объекта бесплатформенной системой ориентации (БСО) в составе бесплатформенной инерциальной навигационной системы (БИНС) относительную угловую скорость объекта находят путем решения векторного уравнения угловых ускорений объекта, из которого исключена угловая скорость собственного вращения Земли. После определения относительной угловой скорости объекта вычисляют проекции угловой скорости собственного вращения Земли на оси заранее выбранной системы координат, затем путем решения уравнений, связывающих эти проекции с координатами объекта, определяют координаты объекта. Этим из структурной схемы БИНС устраняется второй интегратор, с помощью которого в БИНСе вычисляются координаты объекта и который является причиной расходящегося характера погрешности счисления в БИНСе координат объекта и проекций угловой скорости собственного вращения Земли.
Формула изобретения
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ОРИЕНТАЦИИ И НАВИГАЦИИ ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ, включающий в себя измерение линейных и угловых параметров абсолютного движения объекта, определение относительных линейных и угловых скоростей объекта, определение угловых скоростей и ускорений опорной системы координат, определение параметров ориентации объекта относительно опорной системы координат, определение координат объекта, отличающийся тем, что после измерения абсолютных угловых скоростей и ускорений объекта и определения угловых скоростей и ускорений опорной системы координат определяют относительные угловые ускорения объекта путем решения уравнения угловых ускорений, связывающего ускорения объекта и опорной системы координат, после определения относительных угловых ускорений объекта путем их интегрирования определяют относительные угловые скорости объекта, после определения относительных угловых скоростей объекта находят путем решения уравнения угловых скоростей проекции угловой скорости Земли на оси опорной системы координат, определяют координаты объекта либо путем решения алгебраических уравнений, связывающих координаты и проекции угловой скорости Земли, либо путем интегрирования относительных линейных скоростей.Описание изобретения к патенту
Изобретение касается ориентации и навигации подвижных объектов и может быть использовано преимущественно в воздухоплавании. Системы ориентации (СО) служат для определения углового положения подвижного объекта, например самолета, относительно некоторой опорной системы координат. Известны два метода представления на борту летательного аппарата (ЛА) опорной системы координатпутем физического ее моделирования с помощью, например, гироплатформы;
путем аналитического ее вычисления на основе измерений каких-либо отдельных параметров ориентации (углов, угловых скоростей). В первом случае применяются гироскопические стабилизированные платформы (ГСП), которым сообщаются три угловые степени свободы относительно корпуса объекта с помощью подвеса того или иного типа. В зависимости от типа подвижного объекта и его назначения платформа может стабилизироваться относительно инерциального пространства либо корректироваться относительно плоскости местного горизонта и в азимуте (курсовертикали самолетов). Во втором случае реализуется бесплатформенная схема построения СО на основе датчиков, устанавливаемых непосредственно на корпусе ЛА. Опорная система координат при этом вычислительной машины (БЦВМ) путем интегрирования и преобразования сигналов датчиков. При этом БЦВМ как бы моделирует карданов подвес гироплатформы. Системы ориентации, построенные по такой схеме, называются бесплатформенными или бескарданными (БСО). Основными достоинством БСО по сравнению с платформенными СО являются
меньшие размеры системы и ее элементов;
меньшая масса системы и ее элементов;
более высокая надежность системы;
меньшее потребление энергии;
меньшая стоимость;
простота эксплуатации и ремонта. В качестве измерительных устройств в современных БСО применяют датчики угловых скоростей (ДУС), датчики угловых ускорений (ДУУ), датчики угловых перемещений (ДУП), причем абсолютных, т. е. относительно инерциального пространства. Для абсолютной угловой скорости объекта справедливо выражение




















Общий алгоритм решения этих уравнений современными БСО следующий. Составляющие скорости



















Здесь и далее символом (







Преобразуем правую часть уравнения (6). Применяя формулу Бура, получим





Здесь и далее символ (







Алгоритм решения задачи ориентации подвижного объекта в подвижной опорной системе координат без определения скорости

















Класс G01C21/00 Навигация; навигационные приборы, не отнесенные к группам 1/00