способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа
Классы МПК: | G01C19/38 осуществляющие поиск направления на север с помощью немагнитных средств, например гирокомпасы |
Автор(ы): | Редькин С.П. |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-07-26 публикация патента:
20.09.2002 |
Способ может быть использован при создании гирокомпасов и курсоуказывающих устройств аналитического типа. Предварительно привязывают плоскость измерительных осей гироскопа и оси собственного вращения к осям, связанным с объектом. Согласовывают знаки изменения напряжений с эталонных сопротивлений гироскопа с направлением азимутального поворота его корпуса вокруг оси собственного вращения. Определяют коэффициенты модели дрейфа гироскопа, широту местоположения объекта, углы наклона плоскости измерительных осей гироскопа по тангажу и крену. Проводят автокомпенсацию дрейфа гироскопа, не зависящего от ускорения, пропорционального ускорению вдоль оси собственного вращения, пропорционального второй степени ускорения вдоль осей гироскопа, от совместного действия ускорений по измерительным осям гироскопа, для чего совмещают измерительную ось первого канала гироскопа с продольной осью объекта и измеряют в этом первом положении напряжения с эталонных сопротивлений его двух каналов. Затем поворачивают гироскоп вокруг оси собственного вращения на 180o относительно первого положения и в этом втором положении измеряют напряжения с эталонных сопротивлений каналов гироскопа. Находят разность измеренных напряжений по двум каналам в этих положениях. Вычисляют по аналитическому выражению значение угла истинного курса, компенсируя алгоритмически оставшуюся часть дрейфа гироскопа. Обеспечивается повышение точности гирокомпасирования. 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
Способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, включающий предварительную привязку плоскости измерительных осей гироскопа и оси собственного вращения к осям, связанным с объектом, согласование знаков изменения напряжений с эталонных сопротивлений гироскопа с направлением азимутального поворота его корпуса вокруг оси собственного вращения, определение коэффициентов модели дрейфа гироскопа, широты местоположения объекта, углов наклона плоскости измерительных осей гироскопа по тангажу и крену, отличающийся тем, что при гирокомпасировании проводят автокомпенсацию дрейфа гироскопа, не зависящего от ускорения, пропорционального ускорению вдоль оси собственного вращения, пропорционального второй степени ускорения вдоль осей гироскопа, от совместного действия ускорений по измерительным осям гироскопа, для чего совмещают измерительную ось первого канала гироскопа с продольной осью объекта и измеряют в этом первом положении напряжения с эталонных сопротивлений его двух каналов, после этого поворачивают гироскоп вокруг оси собственного вращения на 180o относительно первого положения и в этом втором положении измеряют напряжения с эталонных сопротивлений каналов гироскопа, находят разность измеренных напряжений по двум каналам в этих положениях, а затем вычисляют значение угла истинного курса, компенсируя алгоритмически оставшуюся часть дрейфа гироскопа, по следующей формуле:к= 2
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189050/960.gif)
к=
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189050/960.gif)
-arctg(b1b2 -1), если b1<0, b2<0;
1b2 -1), если b1<0, b2>0,
где
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/2189564-29t.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/2189564-30t.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189014/916.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189014/916.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/2189564-31t.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/2189564-32t.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/2189564-33t.gif)
U111, U121 - напряжения с эталонных сопротивлений датчика угловой скорости соответственно по первому и второму каналам в исходном положении;
U112, U122 - напряжения с эталонных сопротивлений датчика угловой скорости соответственно по первому и второму каналам в положении после поворота гироскопа на 180o;
Кн11, Кн12 - крутизна гироскопа по напряжению по первому и второму каналу;
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/965.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189008/947.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189049/937.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189020/981.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области точного приборостроения, преимущественно гироскопического, и может быть использовано при создании гирокомпасов и курсоуказывающих устройств аналитического типа. Известен способ определения истинного курса с помощью гироскопического датчика угловой скорости (см., например, книгу Б.И. Назарова и Г.А. Хлебникова "Гиростабилизаторы ракет" М., 1975, стр.193-196), согласно которому курсовое направление горизонтально расположенной измерительной оси гироскопа определяют аналитически путем вычислений по результатам измерений горизонтальной составляющей угловой скорости вращения Земли. С целью повышения точности определения курса применяют методы, направленные на уменьшение влияния дрейфа гироскопа. Так гироскопический датчик угловой скорости, измерительная ось которого расположена в плоскости горизонта, поворачивают на разные азимутальные углы и снимают на этих углах выходную информацию с гироскопа в виде электрического напряжения с эталонного сопротивления, стоящего в цепи обратной связи. На основе того, что ряд моментов гироскопа, не связанных с его корпусом, меняют знак при разворотах его в азимуте, разработаны известные методы, которые позволяют выполнить взаимную компенсацию вредных моментов. Однако эти известные методы автокомпенсации не позволяют полностью исключить погрешность определения курса от вредных моментов гироскопа, а также от других источников, например, невыставки осей чувствительности в горизонт. За прототип взят способ определения истинного курса с помощью гироскопического датчика угловой скорости, основанный на его аналитическом вычислении (см. статью V.L. Budkin, S.P. Rеdkin "Gyrocompassing on a Movable Object by Means of Angular Rate Sensor on the Basis of Dynamically Tuned Gyro". Second International Symposium on Inertial Technology in Beijing. Beijing, China, October, 1988, pp. 143-151). В этом способе проводят гирокомпасирование с применением датчика угловой скорости на основе динамически настраиваемого гироскопа (ДУС-ДНГ) при бесплатформенной установке его на объекте. Предварительно привязывают измерительные оси гироскопа к осям, связанным с объектом, согласовывают знаки изменения напряжений с эталонных сопротивлений гироскопа с направлением азимутального поворота его корпуса вокруг оси собственного вращения, определяют коэффициенты модели дрейфа гироскопа, широту местоположения объекта, углы наклона плоскости измерительных осей гироскопа по тангажу и крену, измеряют напряжения с эталонных сопротивлений гироскопа, работающего в режиме датчика угловой скорости, а затем азимутальный угол объекта определяют с помощью выражения![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/2189564-2t.gif)
где U11, U12 - напряжения с эталонных сопротивлений гироскопа соответственно по первому и второму каналам,
Кн11, Кн12 - крутизна гироскопа по напряжению по первому и второму каналам,
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189049/937.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189020/981.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/965.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189008/947.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/2189564-3t.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/2189564-4t.gif)
где fx, fy, fz - составляющие удельной силы вдоль положительных направлений осей, связанных с гироскопом,
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/2189564-5t.gif)
fx=gx, fy=gy, fz=gz. (3)
Для точной аналитической компенсации дрейфа необходимо точное знание коэффициентов модели дрейфа, которые определяются предварительно в результате калибровочных испытаний гироскопа. Однако часть этих коэффициентов является нестабильной от запуска к запуску, а также изменяется в процессе временной наработки прибора, что обуславливает погрешность гирокомпасирования. Одними из наиболее изменяющихся коэффициентов являются коэффициенты
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
к=2
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189050/960.gif)
к=
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189050/960.gif)
-arctg (b1b2 -1), если b1<0, b2<0;
1b2 -1), если b1<0, b2>0; (4)
где
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/2189564-6t.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/2189564-7t.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189014/916.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189014/916.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/2189564-8t.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/2189564-9t.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/2189564-10t.gif)
U111, U121 - напряжения с эталонных сопротивлений датчика угловой скорости соответственно по первому и второму каналам в исходном положении,
U112, U122 - напряжения с эталонных сопротивлений датчика угловой скорости соответственно по первому и второму каналам в положении после поворота гироскопа на 180 градусов,
Кн11, Кн12 - крутизна гироскопа по напряжению по первому и второму каналам,
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/965.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189008/947.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189049/937.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189020/981.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189019/948.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/965.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189008/947.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189049/937.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189049/937.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189020/981.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189049/937.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189020/981.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189020/981.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189019/948.gif)
U111 = K-1H11(
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189009/8226.gif)
U121 = K-1H12(-
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189009/8226.gif)
где
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/2189564-11t.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189287/968.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/965.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189049/937.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189020/981.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/965.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189049/937.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189020/981.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/2189564-12t.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/2189564-13t.gif)
a1x1 = gsin
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189008/947.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/965.gif)
a1y1 = -gsin
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/965.gif)
a1z1 = -gcos
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189008/947.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/965.gif)
При повороте корпуса гироскопа вокруг оси собственного вращения на угол
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189019/948.gif)
U112 = K-1H11(
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189009/8226.gif)
U122 = K-1H12(-
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189009/8226.gif)
Проекции абсолютной угловой скорости на входные оси гироскопа в этом положении 2 имеют вид
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
Вредные моменты, действующие в положении 2 по осям гироскопа, можно записать в виде
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/2189564-14t.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/2189564-15t.gif)
a1x2 = -gsin
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189008/947.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/965.gif)
a1y2 = gsin
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/965.gif)
a1z2 = -gcos
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189008/947.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/965.gif)
Вычитая из выражения (5) выражение (6), получим
U111-U112 = K-1H11[(
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
U121-U122 = K-1H12[(-
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
где
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/2189564-16t.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/2189564-17t.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/2189564-18t.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/2189564-19t.gif)
Из выражения (7) видно, что вычитанием из показаний гироскопа в положении 1 показаний в положении 2 удалось скомпенсировать, с точностью до стабильности в этих положениях моментных коэффициентов, следующие моменты:
- моменты M1x0,M1y0, не зависящие от ускорения,
- моменты M1x1za1z,M1y1za1z, пропорциональные ускорению вдоль оси собственного вращения,
- моменты M1x1y1za21y,M1y1x1za21x, пропорциональные второй степени ускорения вдоль осей xг1, yг1,
- моменты M1x1z1ya21z,M1y1z1xa21z, пропорциональные второй степени ускорения вдоль оси zг1,
- моменты M1x1x1za1xa1y,M1y1y1za1ya1x от перекрестного влияния
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189019/948.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189019/948.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189014/916.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189014/916.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/2189564-20t.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/2189564-21t.gif)
С учетом (5), (10) уравнение (7) представим в виде
t11cos
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189287/968.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189287/968.gif)
t21cos
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189287/968.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189287/968.gif)
где
t11 = 2
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189049/937.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189020/981.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189009/8226.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/965.gif)
t12 = 0,
t21 = 2
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189049/937.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189020/981.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189008/947.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/965.gif)
t22 = 2
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189049/937.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189020/981.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189008/947.gif)
r1 = (U111-U112)Kн11+
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189014/916.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189049/937.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189020/981.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/965.gif)
r2 = -(U121-U122)Kн12+
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189014/916.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189021/969.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189049/937.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189020/981.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189008/947.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/965.gif)
Решая уравнение (11), получим
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/2189564-22t.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/2189564-23t.gif)
Используя (12), искомый азимутальный угол
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189287/968.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/2189564-24t.gif)
При использовании функции тангенса квадрант, в котором расположен азимутальный угол
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189287/968.gif)
к = 2
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189050/960.gif)
к =
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189050/960.gif)
-arctg (b1b2 -1), если b1<0, b2<0;
1b2 -1), если b1<0, b2>0;
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/2189564-25t.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/2189564-26t.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/2189564-27t.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/2189564-28t.gif)
Таким образом, предлагаемый способ гирокомпасирования с применением датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа имеет следующие отличия от известного способа:
- в предварительной операции по определению коэффициентов модели дрейфа гироскопа не требуется определение всех известных коэффициентов модели дрейфа, так как используется принцип автокомпенсации части составляющих модели дрейфа, таким образом применен новый комбинированный способ компенсации дрейфа, включающий автокомпенсацию наиболее нестабильной при наработке части дрейфа, которую трудно с высокой точностью скомпенсировать алгоритмически, и алгоритмическую компенсацию оставшихся составляющих дрейфа;
- в операции гирокомпасирования вводятся новые действия, связанные с поворотом гироскопа вокруг оси собственного вращения на 180 градусов при возможных больших углах его наклона и измерением показаний на этом угле, что обеспечивает выполнение автокомпенсации части составляющих дрейфа гироскопа в наклонном положении;
- определение истинного курсового угла производится по новой аналитической зависимости, в которой аналитически компенсируется только часть составляющих дрейфа, так как другая часть исключена применением режима автокомпенсации. На фиг.1 представлена схема аналитического гирокомпаса с применением датчика угловой скорости на основе динамически настраиваемого гироскопа. На фиг.2 показано изменение курсового угла от запуска к запуску с применением датчика угловой скорости на основе ГВК-6 при использовании известного и предлагаемого способов. Проводилась экспериментальная сравнительная оценка стабильности от запуска к запуску измерений курсового угла при гирокомпасировании с помощью гироскопического датчика угловой скорости с применением известного и предлагаемого способов. Экспериментальные исследования проводились с помощью датчика угловой скорости на базе динамически настраиваемого гироскопа ГВК-6 392116. Предварительно определялись коэффициенты модели дрейфа гироскопа. Затем динамически настраиваемый гироскоп ГВК-6 устанавливался на платформу наклонно-поворотного стенда таким образом, что измерительная ось гироскопа Yr1 имела курсовой угол К=1,65 град, а плоскость измерительных осей гироскопа имела наклон по тангажу
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189564/965.gif)
![способ гирокомпасирования с применением гироскопического датчика угловой скорости и комбинированной компенсации его дрейфа, патент № 2189564](/images/patents/281/2189008/947.gif)
Класс G01C19/38 осуществляющие поиск направления на север с помощью немагнитных средств, например гирокомпасы