устройство для дистанционного определения координат и углового положения объекта (варианты)

Формула изобретения

1. Устройство для дистанционного определения координат и углового положения объекта, содержащее источник переменного магнитного поля, расположенный на объекте, три трехкомпонентных магниточувствительных датчика, генератор переменных напряжений и двенадцать усилительно-преобразовательных блоков, выходы которых являются выходами устройства, первый вход первого усилительно-преобразовательного блока подключен к первому выходу первого датчика, первый вход второго усилительно-преобразовательного блока подключен к второму выходу первого датчика, первый вход третьего усилительно-преобразовательного блока подключен к третьему выходу первого датчика, первый вход четвертого усилительно-преобразовательного блока подключен к первому выходу второго датчика, первый вход пятого усилительно-преобразовательного блока подключен к второму выходу второго датчика, первый вход шестого усилительно-преобразовательного блока подключен к третьему выходу второго датчика, первый вход седьмого усилительно-преобразовательного блока подключен к первому выходу третьего датчика, первый вход восьмого усилительно-преобразовательного блока подключен к второму выходу третьего датчика, первый вход девятого усилительно-преобразовательного блока подключен к третьему выходу третьего датчика, первый выход генератора переменных напряжений подключен к вторым входам первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого и девятого усилительно-преобразовательных блоков, а второй и третий выходы - к источнику переменного магнитного поля, отличающееся тем, что оно снабжено четвертым трехкомпонентным магниточувствительным датчиком, у которого первый выход подключен к первому входу десятого усилительно-преобразовательного блока, второй выход - к первому входу одиннадцатого усилительно-преобразовательного блока, а третий выход - к первому входу двенадцатого усилительно-преобразовательного блока, при этом вторые входы десятого, одиннадцатого и двенадцатого усилительно-преобразовательных блоков подключены к первому выходу генератора переменных напряжений, а все трехкомпонентные магниточувствительные датчики размещены в вершинах тетраэдра.

2. Устройство для дистанционного определения координат и углового положения объекта, содержащее источник магнитного поля, расположенный на объекте, три трехкомпонентных магниточувствительных датчика, генератор переменных напряжений и двенадцать усилительно-преобразовательных блоков, выходы которых являются выходами устройства, первый вход первого усилительно-преобразовательного блока подключен к первому выходу первого датчика, первый вход второго усилительно-преобразовательного блока подключен к второму выходу первого датчика, первый вход третьего усилительно-преобразовательного блока подключен к третьему выходу первого датчика, первый вход четвертого усилительно-преобразовательного блока подключен к первому выходу второго датчика, первый вход пятого усилительно-преобразовательного блока подключен к второму выходу второго датчика, первый вход шестого усилительно-преобразовательного блока подключен к третьему выходу второго датчика, первый вход седьмого усилительно-преобразовательного блока подключен к первому выходу третьего датчика, первый вход восьмого усилительно-преобразовательного блока подключен к второму выходу третьего датчика, первый вход девятого усилительно-преобразовательного блока подключен к третьему выходу третьего датчика, а первый выход генератора переменных напряжений подключен к вторым входам первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого и девятого усилительно-преобразовательных блоков, отличающееся тем, что оно снабжено четвертым трехкомпонентным магниточувствительным датчиком, у которого первый выход подключен к первому входу десятого усилительно-преобразовательного блока, второй выход - к первому входу одиннадцатого усилительно-преобразовательного блока, третий выход - к первому входу двенадцатого усилительно-преобразовательного блока, при этом вторые входы десятого, одиннадцатого и двенадцатого усилительно-преобразовательных блоков подключены к первому выходу генератора переменных напряжений, второй выход которого подключен к входам первого, второго, третьего и четвертого трехкомпонентных магниточувствительных датчиков, размещенных в вершинах тетраэдра.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для создания средств измерения координат и угловых величин объекта в автоматических системах управления, в геомагнитной навигации, в прецизионном машиностроении и приборостроении и т.д.

Известно магнитометрическое устройство для определения координат и углового положения объекта, реализующее способ определения координат и магнитного момента дипольного источника поля по измеренным параметрам магнитного поля в каждой из трех выбранных точек пространства (а.с. N 1064251, БИ N 48, 1983). Известное устройство состоит из трех трехкомпонентных магниточувствительных датчиков, трех усилительно-преобразовательных блоков, первые входы которых подключены к выходам соответствующих датчиков, а первые выходы подключены к соответствующим первым входам этих датчиков, трех генераторов переменной ЭДС, первые выходы которых подключены к соответствующим вторым входам усилительно-преобразовательных блоков, вычислительного блока, вход которого подключен к вторым выходам усилительно-преобразовательных блоков, а выход подключен к третьим входам датчиков, и дипольного источника поля в виде намагниченного объекта. При этом каждый усилительно-преобразовательный блок, подключенный к соответствующему трехкомпонентному датчику, состоит из трех каналов, каждый из которых содержит избирательный усилитель и синхронный детектор. Электрически связанные между собой трехкомпонентный датчик, усилительно-преобразовательный блок и генератор переменной ЭДС образуют электронный блок, поэтому известное устройство содержит три электронных блока.

Известное устройство работает следующим образом. На вторые входы датчиков подаются с первых выходов соответствующих генераторов переменные ЭДС, возбуждающие эти датчики. В результате этого на выходе каждого из датчиков появляются три ЭДС второй гармоники, каждая из которых пропорциональна одной из трех компонент магнитного поля, созданного дипольным источником и внешним однородным магнитным полем, в частности, геомагнитным полем. Выходные сигналы с датчиков усиливаются и детектируются в соответствующих усилительно-преобразовательных блоках, поэтому выходные сигналы с каждого усилительно-преобразовательного блока пропорциональны трем компонентам вектора магнитной индукции. Для детектирования сигналов на вторые входы каждого усилительно-преобразовательного блока подается переменное напряжение с вторых выходов соответствующих генераторов переменной ЭДС. Выходные сигналы с первых выходов усилительно-преобразовательных блоков подаются на первые входы соответствующих трехкомпонентных датчиков, обеспечивая отрицательную обратную связь по измеренным составляющим векторов магнитной индукции. Выходные сигналы с усилительно-преобразовательных блоков подаются на входы вычислительного блока. В вычислительном блоке осуществляется определение компонент однородного магнитного поля, координат и магнитного момента дипольного источника, а также определение направляющих косинусов вектора магнитного момента этого источника. Направление вектора магнитного момента дипольного источника поля жестко связано с намагниченностью объекта (Чернышев Е.Т., Чернышева Н. Г. , Студенцов Н.В., Чечурина Е.Н. М.: Изд-во Комитета стандартов и измерительных приборов, 1969, с. 41-42), поэтому направляющие косинусы вектора магнитного момента дипольного источника поля определяют и угловое положение этого источника и жестко связанного с ним объекта. Сигналы, пропорциональные компонентам вектора однородного магнитного поля, поступают с выходов вычислительного блока на соответствующий датчик, осуществляя компенсацию однородного магнитного поля в объеме каждого датчика.

Известное техническое решение обеспечивает порой определение координат и углового положения объекта в течение длительного времени, которое не соответствует требованиям для решения частных задач. Это обусловлено тем, что при отсутствии каких-либо сведений о местоположении объекта определение его координат осуществляется численным методом путем задания случайных значений координат объекта, которые могут существенно отличаться от действительных.

Известно устройство для дистанционного определения координат и углового положения объекта (пат. 2103664 РФ, 1998, БИ N 3), которое по совокупности существенных признаков наиболее близко предлагаемому и принято за прототип. Известное устройство состоит из трех источников магнитного поля, выполненных в виде трех катушек индуктивности, размещенных на объекте, трех трехкомпонентных датчиков, генератора переменных напряжений, двадцати семи усилительно-преобразовательных блоков, выходы которых являются выходами устройства, первые входы первого, десятого и девятнадцатого усилительно-преобразовательных блоков подключены к первому выходу первого датчика, первые входы второго, одиннадцатого и двадцатого усилительно-преобразовательных блоков подключены к второму выходу первого датчика, первые входы третьего, двенадцатого и двадцать первого усилительно-преобразовательных блоков подключены к третьему выходу первого датчика, первые входы четвертого, тринадцатого и двадцать второго усилительно-преобразовательных блоков подключены к первому выходу второго датчика, первые входы пятого, четырнадцатого и двадцать третьего усилительно-преобразовательных блоков подключены к второму выходу второго датчика, первые входы шестого, пятнадцатого и двадцать чертвертого усилительно-преобразовательных блоков подключены к третьему выходу второго датчика, первые входы седьмого, шестнадцатого и двадцать пятого усилительно-преобразовательных блоков подключены к первому выходу третьего датчика, первые входы восьмого, семнадцатого и двадцать шестого усилительно-преобразовательных блоков подключены к второму выходу третьего датчика, первые входы девятого, восемнадцатого и двадцать седьмого усилительно-преобразовательных блоков подключены к третьему выходу третьего датчика, вторые входы первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого и девятого усилительно-преобразовательных блоков подключены к первому выходу генератора переменных напряжений, вторые входы десятого, одиннадцатого, двенадцатого, четырнадцатого, пятнадцатого, шестнадцатого, семнадцатого и восемнадцатого усилительно-преобразовательных блоков подключены к второму выходу генератора переменных напряжений, вторые входы девятнадцатого, двадцатого, двадцать первого, двадцать второго, двадцать третьего, двадцать четвертого, двадцать пятого, двадцать шестого и двадцать седьмого усилительно-преобразовательных блоков подключены к третьему выходу генератора переменных напряжений, четвертый и пятый выходы которого подключены к выводам первой катушки индуктивности, шестой и седьмой выходы - к выводам второй катушки индуктивности, а восьмой и девятый выходы - к выводам третьей катушки индуктивности.

Известное устройство (пат. 2103664 РФ, 1998, БИ N 3) работает следующим образом. В катушках индуктивности, подключенных к генератору переменных напряжений, протекает переменные токи разных частот. В результате этого катушки индуктивности воспроизводят переменные магнитные поля разных частот. В трехкомпонентных датчиках по каждой компоненте индуктируются переменные ЭДС, каждая из которых пропорциональна составляющей вектора магнитной индукции, созданной катушками индуктивности. Эти ЭДС усиливаются и детектируются усилительно-преобразовательными блоками, каждый из которых состоит из избирательного усилителя и синхронного детектора. Для этого на вторые входы усилительно-преобразовательных блоков подаются опорные напряжения с соответствующими частотами с генератора переменных напряжений, а на первые входы этих блоков подаются с соответствующих выходов датчиков переменные ЭДС. В результате этого на выходах усилительно-преобразовательных блоков будут сигналы, пропорциональные составляющим векторов магнитной индукции, созданной катушками индуктивности. По выходным сигналам с усилительно-преобразовательных блоков и взаимному расположению датчиков определяют координаты и угловое положение объекта по алгоритму, изложенному в работах (Смирнов Б. М. Определение координат и углового положения объекта при наличии и отсутствии контакта с ним // Измерительная техника, 1998, N 2, с. 30); пат. 2103664 РФ, 1998, БИ N 3).

Известное устройство отличается сложностью конструкции. Действительно, в его приемную часть входят двадцать семь усилительно-преобразовательных блоков, а в передающую часть - три катушки индуктивности (три источника магнитного поля). Кроме того, в известном устройстве осуществлена контактная (проводная) связь между источниками магнитного поля, являющимися передающей частью устройства, и генератором переменных напряжений, который входит в приемную часть устройства. Наличие проводной связи не обеспечивает определение координат и углового положения объекта на удаленных расстояниях, например, при посадке самолета или на небольших расстояниях, когда невозможно осуществить проводную связь между источниками магнитного поля, усилительно-преобразовательными блоками и генератором переменных напряжений, в частности, при стыковке летательных и подводных аппаратов.

Задачей предлагаемого изобретения является создание устройства для дистанционного определения координат и углового положения объекта, отличающегося от прототипа более простой конструкцией и отсутствием контактной, в частности, проводной связи между приемными и передающими составными частями этого устройства. Поставленная задача создания устройства для дистанционного определения координат и углового положения объекта решается за счет измерения составляющих вектора магнитной индукции, созданной источником магнитного поля, размещенного на объекте, в четырех точках пространства, размещенных в вершинах тетраэдра.

Предлагаемое изобретение представляет два устройства для дистанционного определения координат и углового положения объекта, связанных между собой настолько, что они образуют единый изобретательский замысел.

Предлагаемое устройство для дистанционного определения координат и углового положения объекта (по первому варианту), содержащее источник переменного магнитного поля, расположенный на объекте, три трехкомпонентных магниточувствительных датчика, генератор переменных напряжений и двенадцать усилительно-преобразовательных блоков, выходы которых являются выходами устройства, первый вход первого усилительно-преобразовательного блока подключен к первому выходу первого датчика, первый вход второго усилительно-преобразовательного блока подключен к второму выходу первого датчика, первый вход третьего усилительно-преобразовательного блока подключен к третьему выходу первого датчика, первый вход четвертого усилительно-преобразовательного блока подключен к первому выходу второго датчика, первый вход пятого усилительно-преобразовательного блока подключен к второму выходу второго датчика, первый вход шестого усилительно-преобразовательного блока подключен к третьему выходу второго датчика, первый вход седьмого усилительно-преобразовательного блока подключен к первому выходу третьего датчика, первый вход восьмого усилительно-преобразовательного блока подключен к второму выходу третьего датчика, первый вход девятого усилительно-преобразовательного блока подключен к третьему выходу третьего датчика, первый выход генератора переменных напряжений подключен к вторым входам первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого и девятого усилительно-преобразовательных блоков, а второй и третий выходы - к источнику переменного магнитного поля, снабжено четвертым трехкомпонентным магниточувствительным датчиком, у которого первый выход подключен к первому входу десятого усилительно-преобразовательного блока, второй выход - к первому входу одиннадцатого усилительно-преобразовательного блока, а третий выход - к первому входу двенадцатого усилительно-преобразовательного блока, при этом вторые входы десятого, одиннадцатого и двенадцатого усилительно-преобразовательных блоков подключены к первому выходу генератора переменных напряжений, а все трехкомпонентные магниточувствительные датчики размещены в вершинах тетраэдра.

Предлагаемое устройство для дистанционного определения координат и углового положения объекта (по второму варианту), содержащее источник магнитного поля, расположенный на объекте, три трехкомпонентных магниточувствительных датчика, генератор переменных напряжений и двенадцать усилительно-преобразовательных блоков, выходы которых являются выходами устройства, первый вход первого усилительно-преобразовательного блока подключен к первому выходу первого датчика, первый вход второго усилительно-преобразовательного блока подключен к второму выходу первого датчика, первый вход третьего усилительно-преобразовательного блока подключен к третьему выходу первого датчика, первый вход четвертого усилительно-преобразовательного блока подключен к первому выходу второго датчика, первый вход пятого усилительно-преобразовательного блока подключен к второму выходу второго датчика, первый вход шестого усилительно-преобразовательного блока подключен к третьему выходу второго датчика, первый вход седьмого усилительно-преобразовательного блока подключен к первому выходу третьего датчика, первый вход восьмого усилительно-преобразовательного блока подключен к второму выходу третьего датчика, первый вход девятого усилительно-преобразовательного блока подключен к третьему выходу третьего датчика, а первый выход генератора переменных напряжений подключен к вторым входам первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого, седьмого, восьмого и девятого усилительно-преобразовательных блоков, снабжено четвертым трехкомпонентным магниточувстительным датчиком, у которого первый выход подключен к первому входу десятого усилительно-преобразовательного блока, второй выход - к первому входу одиннадцатого усилительно-преобразовательного блока, третий выход - к первому входу двенадцатого усилительно-преобразовательного блока, при этом вторые входы десятого, одиннадцатого и двенадцатого усилительно-преобразовательных блоков подключены к первому выходу генератора переменных напряжений, второй выход которого подключен к входам первого, второго, третьего и четвертого трехкомопнентных магниточувствительных датчиков, размещенных в вершинах тетраэдра.

Применение в предлагаемом техническом решении по первому и второму вариантам четырех трехкомпонентных магниточувствительных датчиков, размещенных в вершинах тетраэдра, двенадцати усилительно-преобразовательных блоков и генератора переменных напряжений, включенных между собой определенным образом, и измерение составляющих четырех векторов магнитной индукции, созданной источником магнитного поля, расположенных на объекте, обеспечивает, как и в прототипе, определение координат и углового положения источника магнитного поля, а значит, и объекта при отсутствии сведений, в каком октанте системы координат находится объект. При этом техническое решение по первому варианту обеспечивает определение координат и угловое положение объекта, когда на объекте размещен источник переменного магнитного поля, а техническое решение по второму варианту обеспечивает определение координат и угловое положение объекта, когда на объекте размещен источник переменного или постоянного магнитного поля. Предлагаемое техническое решение как по первому, так и по второму вариантам отличается от известного, которое принято за прототип, простотой конструктивного исполнения. Кроме того, в техническом решении по второму варианту между датчиками, усилительно-преобразовательными блоками и генератором переменных напряжений, образующими приемную часть предлагаемого устройства, и источником магнитного поля, образующим передающую часть упомянутого устройства, отсутствует контактная (проводная) связь. Это обеспечивает определение координат и углового положения объекта там, где контактную связь с объектом сложно или невозможно осуществить.

Таким образом, технический результат предлагаемого устройства для дистанционного определения координат и углового положения объекта выражается в упрощении конструкции по сравнению с прототипом, возможности определения координат и углового положения объекта при отсутствии и наличии контакта с объектом и при расположении на объекте источника переменного или постоянного магнитного поля.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется следующими графическими материалами.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для дистанционного определения координат и углового положения объекта по первому и второму вариантам.

На фиг. 2 изображено пространственное расположение трехкомпонентных магниточувствительных датчиков в декартовой системе координат OXYZ.

Предлагаемое устройство для дистанционного определения координат и углового положения объекта по первому и второму вариантам (фиг. 1) состоит из четырех трехкомпонентных магниточувствительных датчиков 1-4, двенадцати усилительно-преобразовательных блоков 5-16, генератора переменных напряжений 17 и источника магнитного поля 18, размещенного на объекте 19. Первый вход блока 5 подключен к первому выходу датчика 1, первый вход блока 6 подключен к второму выходу датчика 1, первый вход блока 7 подключен к третьему выходу датчика 1, первый вход блока 8 подключен к первому выходу датчика 2, первый вход блока 9 подключен к второму выходу датчика 2, первый вход блока 10 подключен к третьему выходу датчика 2, первый вход блока 11 подключен к первому выходу датчика 3, первый вход блока 12 подключен к второму выходу датчика 3, первый вход блока 13 подключен к третьему выходу датчика 3, первый вход блока 14 подключен к первому выходу датчика 4, первый вход блока 15 подключен к второму выходу датчика 4, первый вход блока 16 подключен к третьему выходу датчика 4, а первый выход генератора 17 подключен к вторым входам блоков 5-16. В предлагаемом устройстве для дистанционного определения координат и углового положения объекта по второму варианту второй выход генератора 17 подключен к входам датчиков 1-4, а в устройстве для определения координат и углового положения объекта по первому варианту второй и третий выход генератора 17 подключен к источнику переменного магнитного поля 18. В предлагаемом устройстве по первому и второму вариантам источник магнитного поля 18 размещен на объекте 19, а трехкомпонентные магниточувствительные датчики 20-23 (фиг. 2) размещены в вершинах тетраэдра, например, датчики 20, 22 и 23 размещены на осях, а датчик 21 размещен в начале декартовой системы координат OXYZ.

Предлагаемое устройство для дистанционного определения координат и углового положения объекта по первому варианту работает следующим образом.

Источник 18 (фиг. 1), подключенный к генератору 17 создает переменное магнитное поле частотой f. В трехкомпонентных датчиках 1-4 (например, в пассивных индукционных датчиках) по каждой компоненте индуктируются переменные ЭДС, каждя из которых пропорциональна составляющей вектора магнитной индукции, созданной источником 18. Эти ЭДС усиливаются и детектируются блоками 5-16, каждый из которых состоит из избирательного усилителя и синхронного детектора. Для этого на вторые входы блока 5-16 подается опорное напряжение частотой f с первого выхода генератора 17, а на первые входы этих блоков подаются с соответствующих выходов датчиков 1-4 переменные ЭДС. В результате этого на выходах блоков 5-16 будут сигналы соответствующих полярностей, пропорциональные амплитудам составляющих векторов магнитной индукции, созданной источником 18. Поэтому выходные сигналы с блоков 5-16 будут пропорциональны проекциям следующих векторов магнитной индукции: с выходов блоков 5, 6 и 7; с выходов блока 8, 9 и 10; с выходов блоков 11, 12 и 13; с выходов блоков 14, 15 и 16. По измеренным проекциям векторов магнитной индукции, по координатам датчиков 1-4 относительно друг друга и векторам магнитной индукции определим приближенные значения координат (x₀, y₀, z₀) источника 18 и расстояние до него r₀ с погрешностью в пределах 11,5% из следующих уравнений:







X²₀+Y²₀+Z²₀= r²₀;



где (a₁, b₁, c₁), (a₂, b₂, c₂) и (a₃, b₃, c₃) - координаты соответствующих датчиков 1, 3, 4 (фиг. 1) или 20, 23, 22 (фиг. 2) в системе координат OXYZ; B₁, B₂, B₃, B₄ - модули векторов магнитной индукции i = 1, 2, 3, 4; - вектор магнитного момента источника 18 (фиг. 1).

Принимая координаты (x₀, y₀, z₀) за начальное приближение местоположения источника 18, определим действительные значения координат и вектора магнитного момента источника 18 по алгоритму, изложенному в работе (Смирнов Б.М. Метод определения координат и магнитного момента дипольного источника поля // Измерительная техника, 1988, N 9, с. 40-42). Угловое положение источника 18, а следовательно, и объекта 19 определим по направляющим косинусам cos, cos, cos вектора из следующих выражений: cos = M_x/M; cos = M_y/M; cos = M_z/M, где

Векторы магнитной индукции измеренные датчиками 1-4 (фиг. 1) и датчиками 20-23 (фиг. 2), будут коллинеарны, а следовательно, зависимы лишь в одном случае, когда источник магнитного поля 18 (фиг. 1), размещенный на объекте 19, находится в основании перпендикуляра, опущенного из начала координат точки 0 (фиг. 2) на плоскость, проходящую через датчики 20, 22, 23, а вектор магнитного момента источника совпадает с этим перпендикуляром. Значит коллинеарность векторов магнитной индукции является информацией о координатах источника магнитного поля 18 (фиг. 1). Направление же вектора магнитной индукции в месте размещения датчика 21 (фиг. 2) будет совпадать с направлением вектора магнитного момента

Предлагаемое устройство по первому варианту обеспечивает определение координат и углового положения объекта, как и известное устройство, которое принято за прототип, при отсутствии каких-либо сведений о местоположении объекта, в любом октанте, в любой координатной плоскости и произвольной ориентации объекта, отличаясь от прототипа более простым конструктивным исполнением. Действительно, в состав предлагаемого устройства, в отличие от прототипа, входят не двадцать семь усилительно-преобразовательных блоков, а - двенадцать, не три источника магнитного поля, а - один. Кроме того, предлагаемое техническое решение по сравнению с аналогом обеспечивает определение координат и угловое положение объекта в существенно ограниченном пространстве (в окрестностях точки, расстояние от которой до действительного местоположения объекта отличается на 11,5%), что повышает быстродействие определения координат и углового положения объекта более чем на порядок.

Предлагаемое устройство для дистанционного определения координат и углового положения объекта по второму варианту работает следующим образом.

Источник 18 (фиг. 1) воспроизводит постоянное или переменное магнитное поле, например, в виде однополярных прямоугольных импульсов, изменяющихся от нулевого значения. На входы трехкомпонентных датчиков 1-4, например, феррозондов подается переменное напряжение частотой f с генератора 17, перемагничивающее магниточувствительные элементы датчиков 1-4. В результате этого на трех выходах каждого из датчиков 1-4 появляются ЭДС вторых гармоник, пропорциональных проекциям векторов магнитной индукции, созданной источником 18, на оси чувствительности упомянутых датчиков (Афанасьев Ю.В. Феррозондовые приборы. Л.: Энергоатомиздат, 1986). Эти ЭДС усиливаются и детектируются блоками 5-16, каждый из которых состоит из избирательного усилителя и синхронного детектора. Для этого на вторые входы блоков 5-16 подается опорное напряжение частотой 2f c первого выхода генератора 17, а на первые входы этих блоков подаются с соответствующих выходов датчиков 1-4 переменные ЭДС частотой 2f. В результате этого на выходах блоков 5-16 будут сигналы соответствующих полярностей, пропорциональные значениям составляющих векторов магнитной индукции, созданной источником 18. Далее осуществляется определение координат и углового положения объекта 19 по измеренным составляющим векторов магнитной индукции и координатам датчиков 1-4 относительно друг друга так же, как и для устройства по первому варианту.

В предлагаемом устройстве по второму варианту используются активные датчики 1-4 (фиг. 1), в частности феррозонды, поэтому данное устройство обеспечивает дистанционное определение координат и углового положения объекта на постоянном и переменном магнитных полях, воспроизводимых источником 18 в диапазоне частот от нуля до единиц килогерц, при этом частота прямоугольных импульсов магнитного поля, воспроизводимого источником 18, должна быть много меньше частоты f. Предлагаемое же устройство по первому варианту при габаритах трехкомпонентного датчика, соизмеримого с габаритами датчика по второму варианту, обеспечивает дистанционное определение координат и углового положения объекта в диапазоне частот от единиц килогерц и выше.

Предлагаемое устройство по второму варианту, как и устройство по первому варианту, обеспечивает определение координат и углового положения объекта при отсутствии каких-либо сведений о местоположении объекта, в любом октанте, в любой координатной плоскости и при произвольной ориентации объекта, отличаясь от прототипа более простым конструктивным исполнением и отсутствием контактной связи с объектом. Действительно, в состав предлагаемого устройства в отличие от прототипа входят не двадцать семь усилительно-преобразовательных блока, а - двенадцать, не три источника магнитного поля, а - один. Кроме того, предлагаемое техническое решение по сравнению с аналогом обеспечивает определение координат и углового положения объекта в существенно ограниченном пространстве (в окрестности точки, расстояние от которой до действительного местоположения объекта отличается на 11,5%), что повышает быстродействие определения координат и углового положения объекта.

Использование в предлагаемом техническом решении вычислительного блока позволит автоматизировать процесс дистанционного определения координат и углового положения объекта. Для этого выходы усилительно-преобразовательных блоков предлагаемого устройства (его вариантов) следует подключить, например, к преобразователю измерительному многоканальному (ПИМ-1, сертификат N 15660-96, Госстандарт России), разработанному АО "АТИС" (г. С.-Петербург).

В предлагаемом устройстве (его вариантах) усилительно-преобразовательные блоки, каждый из которых состоит из избирательного усилителя и синхронного детектора, активные трехкомпонентные датчики (феррозондовые датчики) и генератор переменных напряжений могут быть выполнены аналогично, как и в магнитометре (Афанасьев Ю.В. Феррозондовые приборы. Л.: Энергоатомиздат, 1986, с. 117, 132, 135, 137). Трехкомпонентные пассивные датчики для устройства по первому варианту могут быть реализованы из пассивных однокомпонентных датчиков (Чернышев Е.Т., Чечурина Е.Н., Чернышева Н.Г., Студенцов Н.В. Магнитные измерения. М.: Изд-во Комитета стандартов и измерительных приборов, 1969, с. 59-62). В устройстве по первому варианту источник магнитного поля может быть выполнен в виде меры магнитного момента, выводы которой подключены к выходам генератора переменных напряжений. В устройстве по второму варианту источник магнитного поля может быть выполнен в виде меры магнитного момента, подключенной к источнику постоянного тока, а источник переменного магнитного поля может быть выполнен в виде меры магнитного момента, подключенной к мультивибратору. При этом мера магнитного момента может быть аналогична известной мере (Чернышев Е.Т., Чечурина Е.Н., Чернышева Н.Г., Студенцов Н.В. Магнитные измерения. М.: Изд-во Комитета стандартов и измерительных приборов, 1969, с. 41-42).