RU2610022C1 - Stabilised gyrocompass system - Google Patents

Stabilised gyrocompass system Download PDF

Info

Publication number
RU2610022C1
RU2610022C1 RU2015142322A RU2015142322A RU2610022C1 RU 2610022 C1 RU2610022 C1 RU 2610022C1 RU 2015142322 A RU2015142322 A RU 2015142322A RU 2015142322 A RU2015142322 A RU 2015142322A RU 2610022 C1 RU2610022 C1 RU 2610022C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
stabilised
circuit
azimuth
integrator
Prior art date
Application number
RU2015142322A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Борисович Попов
Original Assignee
Анатолий Борисович Попов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Анатолий Борисович Попов filed Critical Анатолий Борисович Попов
Priority to RU2015142322A priority Critical patent/RU2610022C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2610022C1 publication Critical patent/RU2610022C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C17/00—Compasses; Devices for ascertaining true or magnetic north for navigation or surveying purposes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/02—Rotary gyroscopes
    • G01C19/34—Rotary gyroscopes for indicating a direction in the horizontal plane, e.g. directional gyroscopes
    • G01C19/38—Rotary gyroscopes for indicating a direction in the horizontal plane, e.g. directional gyroscopes with north-seeking action by other than magnetic means, e.g. gyrocompasses using earth's rotation

Landscapes

  • Gyroscopes (AREA)
  • Navigation (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: stabilised gyrocompass system contains a vertical angular velocity sensor, a coordinate converter, and a yaw rate sensor consisting of the first integrator, the adjustable link and the second integrator, a closed loop of the stabilised gyrocompass system with the first pitching angles located at the output of the second integrator. The second output of the Earth rotational speed projection signal is inserted into the circuit of the stabilised gyrocompass system located between the adjustable link and the second integrator. A new closed loop of the derived calculation from the Earth's rotation speed projections is inserted into the stabilised gyrocompass system, and consists of the series-connected adders, an azimuth unit, a unit of filters and derivatives. The second circuit output of the stabilised gyrocompass system through the adder is connected with a new circuit of the derived calculation from the Earth's rotation speed projections. The filter parameters in the new circuit are set so that the useful output signal of the adder is independent from them. The unit of the derivatives is connected to the vertical angular velocity sensor, the azimuth unit output is an azimuth output of the stabilised gyrocompass system and is connected to the input of the coordinate converter. Two other input converters are connected to the first output circuit of the stabilised gyrocompass system and the course angle sensor, the output of the coordinate converter is the output of the stabilised gyrocompass system by course.
EFFECT: improved accuracy of the instrument azimuth generation and the object course, excluding the amplitude and phase distortion inserted by the filters.
1 dwg, 3 tbl

Description

Изобретение относится к области навигации, в частности к гирокомпасам, и предназначено для повышения точности определения курса.The invention relates to the field of navigation, in particular to gyrocompasses, and is intended to improve the accuracy of determining the course.

Известны гирокомпасы с приведением в плоскость меридиана кинетических моментов гироскопов [1]. Такие гирокомпасы обладают большими габаритами и весом.Gyrocompasses are known with bringing the kinetic moments of gyroscopes into the meridian plane [1]. Such gyrocompasses have large dimensions and weight.

С появлением точных датчиков угловой скорости (ДУСов) появились гирокомпасы со слежением за минимальным значением восточной составляющей скорости вращения Земли [2]. Их недостатком является ограничение точности собственными уходами гироскопов.With the advent of accurate angular velocity sensors (DOSs), gyrocompasses appeared with tracking the minimum value of the eastern component of the Earth's rotation speed [2]. Their disadvantage is the limitation of accuracy with their own departures of gyroscopes.

Дрейф гироскопов отделяют от полезного сигнала автокомпенсацией путем ограниченного поворота чувствительных элементов [3] или их неограниченного вращения [4].The drift of gyroscopes is separated from the useful signal by auto-compensation by a limited rotation of the sensitive elements [3] or their unlimited rotation [4].

Недостатком принятого за прототип «Гирогоризонткомпаса» [4] является излишняя связь канала вертикали с каналом азимута. Гирогоризонт является звеном в канале азимута, и, следовательно, его выходной сигнал зависит от параметров двух фильтров. Это приводит к потере точности из-за искажения сигнала фильтрами обоих каналов и к сложности их оптимального выбора.The disadvantage of the “Girohorizontkompasa” adopted as a prototype [4] is the excessive connection of the vertical channel with the azimuth channel. The gyrohorizon is a link in the azimuth channel, and, therefore, its output signal depends on the parameters of two filters. This leads to a loss of accuracy due to signal distortion by the filters of both channels and to the complexity of their optimal choice.

Целью изобретения является создание гирогоризонткомпаса, в котором определение азимута осуществляется без амплитудных и фазовых искажений, вносимых фильтрами.The aim of the invention is the creation of gyrohorizon compass, in which the determination of the azimuth is carried out without amplitude and phase distortion introduced by the filters.

Известный гирогоризонткомпас содержит датчик вертикальной угловой скорости, преобразователь координат, датчик курсового угла и состоящий из первого интегратора, регулируемого звена и второго интегратора замкнутый контур гирогоризонта, выход которого по углам качки расположен между вторым и первым интеграторами. Указанная цель достигается тем, что в гирогоризонт введен расположенный между регулируемым звеном и вторым интегратором второй выход по сигналу проекций скорости вращения Земли, а в гирогоризонткомпас введен новый замкнутый контур вычисления производных от проекций скорости вращения Земли. Контур вычисления производных состоит из последовательно соединенных суммирующего устройства, блока азимута, блока производных и фильтра. Новый контур через суммирующее устройство соединен со вторым выходом гирогоризонта. Параметры фильтра установлены так, что полезный сигнал на выходе суммирующего устройства от них не зависит. Блок производных соединен с датчиком вертикальной угловой скорости. Выход блока азимута является выходом гирогоризонткомпаса по азимуту и подключен к входу преобразователя координат, два других входа которого соединены с первым выходом гирогоризонта и датчиком курсового угла. Выход преобразователя координат является выходом гирогоризонткомпаса.The known gyrohorizon compass contains a vertical angular velocity sensor, a coordinate transducer, a heading angle sensor, and consisting of a first integrator, an adjustable link and a second integrator, a closed gyrohorizontal circuit, the output of which at the pitch angles is located between the second and first integrators. This goal is achieved by the fact that the second output located between the adjustable link and the second integrator is introduced into the gyrohorizon by the signal of the projections of the Earth's rotation speed, and a new closed loop for calculating the derivatives of the projections of the Earth's rotation speed is introduced into the gyrohorizontal compass. The derivative calculation loop consists of a series-connected summing device, an azimuth block, a derivative block, and a filter. A new circuit is connected via a summing device to the second output of the gyro horizon. The filter parameters are set so that the useful signal at the output of the summing device is independent of them. The derivative block is connected to a vertical angular velocity sensor. The output of the azimuth block is the azimuth gyrohorizon compass output and is connected to the input of the coordinate transformer, the other two inputs of which are connected to the first gyrohorizon horizon output and the course angle sensor. The output of the coordinate converter is the output of the gyrohorizon compass.

Технический эффект заключается в повышении точности выработки приборного азимута и курса объекта.The technical effect is to increase the accuracy of the production of instrument azimuth and the course of the object.

Устройство гирогоризонткомпаса приведено на Фиг. 1. На ней изображены следующие элементы: 1 - контур гирогоризонта,The gyrohorizon compass device is shown in FIG. 1. It depicts the following elements: 1 - contour gyrohorizon,

2, 3, 4, 5, 6 - источники информации: 2 - акселерометры (АКС), 3 - датчики горизонтальных составляющих угловой скорости (ДУС), 4 - датчик линейной скорости - спутниковая навигационная система (СНС), 5 - датчик вертикальной угловой скорости (ДУСв), 6 - датчик курсового угла q2, 3, 4, 5, 6 - sources of information: 2 - accelerometers (ACS), 3 - sensors of horizontal components of angular velocity (ДУС), 4 - linear velocity sensor - satellite navigation system (SNA), 5 - vertical angular velocity sensor (ДУСв), 6 - heading angle sensor q

7, 8, 9 - звенья контура: 7, 8 - первый и второй интеграторы с передаточной функцией

Figure 00000001
, 9 - регулируемое звено с передаточной функцией
Figure 00000002
,10, 11, 12 - масштабирующие устройства: 10, 11 - с коэффициентом передачи
Figure 00000003
, 12 - с коэффициентом передачи
Figure 00000004
, g, R - ускорение свободного падения и радиус Земли соответственно.7, 8, 9 - links of the circuit: 7, 8 - first and second integrators with transfer function
Figure 00000001
, 9 - an adjustable link with a transfer function
Figure 00000002
, 10, 11, 12 - scaling devices: 10, 11 - with transmission coefficient
Figure 00000003
, 12 - with transmission coefficient
Figure 00000004
, g, R - gravity acceleration and the radius of the Earth, respectively.

13, 14 - входы контура гирогоризонта по сигналам АКС и ДУС соответственно,13, 14 - inputs of the gyrohorizon circuit according to the signals of the ACS and TLS, respectively,

15, 16 - входы контура гирогоризонта по сигналу СНС,15, 16 - inputs of the gyrohorizon contour according to the SNA signal,

17- выход контура гирогоризонта по углам качки α, β,17 - output contour gyrohorizon at the pitch angles α, β,

18 - выход контура гирогоризонта по горизонтальным проекциям скорости вращения Земли,18 - output contour gyrohorizon horizontal projections of the speed of rotation of the Earth,

19 - контур производных от проекций скорости вращения Земли,19 - contour of the derivatives of the projections of the speed of rotation of the Earth,

20 - суммирующее устройство,20 is a summing device,

21 - блок азимута,21 - block azimuth

22 - блок производных,22 - block derivatives

23 - фильтр23 - filter

24 - выход гирогоризонткомпаса по азимуту.24 - exit gyrohorizontkompasa in azimuth.

25 - преобразователь координат (ПК).25 - coordinate converter (PC).

Гирогоризонткомпас содержит замкнутый контур гировертикали 1 и источники информации: 2 - акселерометры, 3 - датчики горизонтальных составляющих угловой скорости, 4 - датчики линейной скорости, 5 - датчик вертикальной составляющей угловой скорости, 6 - датчик курсового угла. Контур гировертикали состоит из первого интегратора 7, второго интегратора 8 и регулируемого звена 9, расположенного между ними. Информационные сигналы масштабируются: сигнал акселерометра на устройстве 10, а сигнал датчика линейной скорости (СНС) на устройствах 11, 12. Контур имеет четыре входа: 13 - по сигналу акселерометров, 14 - по сигналу датчиков горизонтальных угловых скоростей, 15 и 16 - по сигналу спутниковой навигационной системы, и два выхода: 17- по углам качки и 18 - по горизонтальным проекциям скорости вращения Земли. Гировертикаль соединена с контуром производных от проекций скорости вращения Земли 19 через суммирующие устройство 20, которое является частью кольца из последовательно соединенных блока азимута 21, блока производных 22 и фильтра 23, который замыкает кольцо соединением его выхода с входом суммирующего устройства. Блок производных соединен с датчиком вертикальной скорости вращения. Выход 24, расположенный между блоками азимута и производных, является выходом гирогоризонткомпаса по азимуту и подключен к преобразователю координат 25, два других входа которого соединены с выходом гировертикали по качке и датчиком курсового угла. Выход преобразователя координат является выходом гирогоризонткомпаса по курсу.The gyrohorizontcompass contains a closed gyro-vertical circuit 1 and information sources: 2 - accelerometers, 3 - sensors of horizontal components of angular velocity, 4 - sensors of linear velocity, 5 - sensor of vertical component of angular velocity, 6 - heading angle sensor. The gyro-vertical circuit consists of a first integrator 7, a second integrator 8 and an adjustable link 9 located between them. Information signals are scaled: the accelerometer signal on the device 10, and the linear speed sensor (SNA) signal on the devices 11, 12. The circuit has four inputs: 13 - according to the signal of the accelerometers, 14 - according to the signal of the horizontal angular velocity sensors, 15 and 16 - according to the signal satellite navigation system, and two outputs: 17 - on pitching angles and 18 - on horizontal projections of the Earth's rotation speed. The gyro vertical is connected to the contour of the derivatives of the projections of the rotation speed of the Earth 19 through the summing device 20, which is part of a ring of series-connected azimuth blocks 21, the derivatives block 22 and the filter 23, which closes the ring by connecting its output to the input of the summing device. The derivative block is connected to a vertical rotation sensor. Output 24, located between the azimuth and derivative blocks, is the azimuth gyrohorizontal compass output and is connected to the coordinate transformer 25, the other two inputs of which are connected to the gyro vertical output by pitching and the heading angle sensor. The output of the coordinate converter is the output of the gyrohorizon compass at the heading.

Универсальное свойство контура 1 состоит в том, что если на его вход 13 подать полезный сигнал, например, угла качки, с ошибкой α+Δ1, а на вход 14 подать производную того же сигнала, с другой ошибкой pα+Δ2, то сигнал на выходе 17 - W1.1 будет содержать инвариантный к передаточной функции H сигнал, в частности, угла качки α. Ошибка сигнала отфильтрована на фильтре низких частот

Figure 00000005
, а ошибка его производной - на полосовом фильтре
Figure 00000006
:The universal property of circuit 1 is that if a useful signal, for example, a pitching angle, with an error α + Δ 1 is applied to its input 13, and a derivative of the same signal, with a different error pα + Δ 2 , is fed to input 14, then the signal at the output 17 - W 1.1 will contain a signal that is invariant to the transfer function H, in particular, the pitch angle α. Signal error filtered on low pass filter
Figure 00000005
, and the error of its derivative is on a band-pass filter
Figure 00000006
:

Figure 00000007
Figure 00000007

Рассмотрим работу схемы гирогоризонта. Примем, что источники информации измеряют следующие сигналыConsider the operation of the gyrohorizon scheme. We assume that information sources measure the following signals

Figure 00000008
Figure 00000008

где V - линейная скорость корабля по поверхности Земли, Ω - угловая скорость, α - углы качки, ωЗг - горизонтальные составляющие скорости вращения Земли, aпу - переносные ускорения качки, ΔаАКС, ΔДУС, ΔVСНС - погрешности соответствующих датчиков.where V is the linear velocity of the ship over the Earth’s surface, Ω is the angular velocity, α are the pitching angles, ω Зг are the horizontal components of the Earth’s rotation speed, and pu are the portable pitching accelerations, Δа ACS , Δ TLS , ΔV SNA are the errors of the corresponding sensors.

После замены переменных

Figure 00000009
,
Figure 00000010
и масштабирования на входы контура 1 поступят сигналы:After replacing variables
Figure 00000009
,
Figure 00000010
and scaling the inputs of circuit 1 will receive signals:

Figure 00000011
Figure 00000011

где

Figure 00000012
- квадрат постоянной времени М. Шулера.Where
Figure 00000012
- the square of the time constant M. Schuler.

Выходные сигналы контура 1 запишутся в общем виде:The output signals of circuit 1 are written in general form:

Figure 00000013
Figure 00000013

После подстановки входных сигналов получимAfter substituting the input signals, we obtain

Figure 00000014
Figure 00000014

Полезный сигнал выхода 17 инвариантен к передаточной функции H. Контур с этим выходом представляет собой гировертикаль, не возмущаемую линейными ускорениями маневрирования - pV.The useful signal of output 17 is invariant to the transfer function H. The circuit with this output is a gyro-vertical that is not disturbed by linear accelerations of maneuvering - pV.

Контур с выходом 18 – не возмущаемый линейными ускорениями и углами качки измеритель горизонтальных составляющих угловой скорости вращения Земли - ωЗГ.The circuit with output 18 is a meter of horizontal components of the angular velocity of rotation of the Earth - ω ЗГ , not disturbed by linear accelerations and pitch angles.

Сигналы СНС компенсируют вырабатываемые АКС и ДУС сигналы скорости движения корабля по поверхности Земли, обеспечивая невозмущаемость обоих выходов.The SNS signals compensate for the signals generated by the ACS and TLS for the speed of the ship on the Earth's surface, ensuring the unperturbability of both outputs.

Рассмотрим самый общий вид передаточной функции регулируемого звена 9, не накладывая на нее никаких ограничений, кроме требования обеспечения устойчивости контураConsider the most general form of the transfer function of the adjustable link 9, without imposing any restrictions on it, except for the requirement to ensure the stability of the circuit

Figure 00000015
Figure 00000015

где: Тк - постоянная времени, тип-показатели степени, Gn и Qm - полиномы степеней пит соответственно с единичными свободными членами:where: T to - time constant, type-exponents, G n and Q m - polynomials of degrees pit, respectively, with single free terms:

Figure 00000016
Figure 00000016

Передаточные функции контура будут иметь вид, приведенный в таблице 1. В таблице приведен общий вид функций и вид, который они приобретают на высоких частотах ω→∞ и на низких частотах ω→0.The transfer functions of the circuit will have the form shown in Table 1. The table shows the general view of the functions and the form they acquire at high frequencies ω → ∞ and at low frequencies ω → 0.

Figure 00000017
Figure 00000017

Для примера в таблице 2 приведены передаточные функции контура третьего порядка.For example, table 2 shows the transfer functions of the third-order circuit.

Figure 00000018
Figure 00000018

В таблице 3 показан уровень подавления погрешностей в зависимости от степеней n и m. В этой таблице колебания динамической вертикали αпу условно отнесены к высокочастотной погрешности, а остальные погрешности - к низкочастотным.Table 3 shows the level of error suppression depending on the degrees n and m. In this table, the vibrations of the dynamic vertical α pu are conditionally assigned to high-frequency errors, and the remaining errors to low-frequency ones.

Figure 00000019
Figure 00000019

Низкочастотная погрешность подавляется за счет дифференцирования, кратность которого приведена в таблице, а высокочастотная - за счет интегрирования, кратность которого также приведена в таблице. Из таблицы видно, что для уменьшения погрешности при проектировании гирогоризонта желательно увеличивать m и n, а при разработке измерителя угловой скорости вращения Земли целесообразно увеличивать n.The low-frequency error is suppressed due to differentiation, the frequency of which is given in the table, and the high-frequency error due to integration, the frequency of which is also given in the table. The table shows that to reduce the error in the design of the gyrohorizontal, it is desirable to increase m and n, and when developing a measuring instrument for the angular velocity of rotation of the Earth, it is advisable to increase n.

На выходе 18 выбором порядка n высокочастотную погрешность можно сделать пренебрежимо малой, погрешность акселерометра и погрешность СНС, содержащая сомножитель

Figure 00000020
, исключаются при однократном или двукратном дифференцировании. В результате на втором выходе получим сигналAt the output 18, by choosing the order of n, the high-frequency error can be made negligible, the error of the accelerometer and the error of the SNA containing the factor
Figure 00000020
are excluded with single or double differentiation. As a result, we get a signal at the second output

Figure 00000021
Figure 00000021

Используя автокомпенсацию [4], отделим дрейф гироскопа от полезного сигнала и получимUsing auto compensation [4], we separate the gyro drift from the useful signal and obtain

Figure 00000022
Figure 00000022

Погрешность Δснс не поддается ни фильтрации, ни автокомпенсации. В то же время передаточная функция

Figure 00000023
вносит амплитудные и фазовые искажения в измерения. Выражение (9) можно раскрыть в проекциях на приборные оси X, YThe error Δ SNS is not amenable to either filtering or auto-compensation. At the same time, the transfer function
Figure 00000023
introduces amplitude and phase distortion into the measurements. Expression (9) can be revealed in projections on the instrument axes X, Y

Figure 00000024
Figure 00000024

где: A - азимут платформыwhere: A - azimuth of the platform

Δснсх, Δснсу - погрешности СНС в проекциях на приборные оси,Δ snsh , Δ snsu - SNA errors in projections on the instrument axes,

Figure 00000025
- модуль,
Figure 00000025
- module

Figure 00000026
- ошибка по фазе, вносимая сигналом СНС.
Figure 00000026
- phase error introduced by the SNA signal.

Для того чтобы исключить зависимость от передаточной функции, можно по аналогии с (1) построить контур 19, в котором блок 22 вырабатывает сигналы производных:In order to exclude the dependence on the transfer function, it is possible, by analogy with (1), to construct a circuit 19, in which block 22 generates signals of derivatives:

Figure 00000027
Figure 00000027

Если в фильтре 23 установить передаточную функцию

Figure 00000028
, то на его выходе получимIf the filter 23 set the transfer function
Figure 00000028
then on its output we get

Figure 00000029
Figure 00000029

При сложении в суммирующем устройстве 20 сигнала на выходе фильтра с сигналом выхода 18 гирогоризонта получим сигнал, инвариантный к передаточной функции.When adding in the adder 20 the signal at the output of the filter with the output signal 18 of the horizontal horizon, we obtain a signal that is invariant to the transfer function.

Figure 00000030
Figure 00000030

По этим сигналам в блоке азимута 21 вычисляются азимут и модульBased on these signals, the azimuth and module are calculated in the azimuth block 21

Figure 00000031
Figure 00000031

Не зависимый от передаточной функции сигнал A+ε поступает на выход 24 контура азимута 19 и одновременно на блок производных 22. В этот же блок от датчика вертикальной угловой скорости 5 подается сигнал скорости изменения азимута с соответствующей погрешностьюIndependent of the transfer function, the signal A + ε is fed to the output 24 of the azimuth circuit 19 and at the same time to the derivative block 22. The signal of the azimuth rate of change with the corresponding error is sent to the same block from the vertical angular velocity sensor 5

Figure 00000032
Figure 00000032

В результате вырабатываются функции (11), которые по циклу поступают на фильтр 23. В фильтре формируется передаточная функция

Figure 00000033
, и на его выходе получимAs a result, functions (11) are generated, which are transmitted to the filter 23 in a cycle. A transfer function is formed in the filter
Figure 00000033
, and at its output we get

Figure 00000034
Figure 00000034

Выражения (16) отличаются от формул (12) наличием погрешности

Figure 00000035
, вносимых датчиком вертикальной угловой скорости 5.Expressions (16) differ from formulas (12) by the presence of an error
Figure 00000035
introduced by the vertical angular velocity sensor 5.

Обращаясь к таблице 1, можно заключить, что при высоком порядке m на выходе фильтра 23 погрешность от дрейфа вертикального гироскопа будет как угодно малой за счет многократного дифференцирования низкочастотного сигнала.Turning to table 1, we can conclude that with a high order m at the output of the filter 23, the error from the drift of the vertical gyroscope will be arbitrarily small due to the multiple differentiation of the low-frequency signal.

В конечном счете, на выходе 24 контура 19 получим азимут с единственной значимой погрешностью из-за ошибки в измерении скорости СНС.Ultimately, at the output 24 of circuit 19, we obtain the azimuth with the only significant error due to an error in measuring the speed of the SNA.

Figure 00000036
Figure 00000036

Например, при ΔVCHC=0,2 м*с-1, ϕ=60°, погрешность не превысит величины ε=10-3=3 угл. мин.For example, with ΔV CHC = 0.2 m * s -1 , ϕ = 60 °, the error will not exceed ε = 10 -3 = 3 angles. min

По полученному в блоке 21 азимуту A, углам качки α, β, поступающим с выхода 17 гирогоризонта, и курсовому углу q, вырабатываемому датчиком 6, в преобразователе координат 25 вычисляется курс K, например, по формулеBased on the azimuth A obtained in block 21, the pitch angles α, β coming from the output of the gyrohorizon 17, and the heading angle q generated by the sensor 6, the K course is calculated in the coordinate transformer 25, for example, by the formula

Figure 00000037
Figure 00000037

где Q - курсовой угол в приборной горизонтной системе координат вычисляется из уравненияwhere Q is the heading angle in the instrument horizontal coordinate system is calculated from the equation

Figure 00000038
Figure 00000038

где Ψ, θ - килевая и бортовая качка.where Ψ, θ is keel and roll.

Курс K с выхода преобразователя координат поступает потребителю.The course K from the output of the coordinate transformer goes to the consumer.

Повышение точности достигается за счет уменьшения погрешностей при увеличении порядка фильтров и исключения амплитудных и фазовых искажений, вносимых фильтрами.Improving accuracy is achieved by reducing errors when increasing the order of the filters and eliminating the amplitude and phase distortions introduced by the filters.

Источники информацииInformation sources

1. Ривкин С.С. Теория гироскопических устройств. Часть 2. Судостроение. Л., 1964, с. 379-435.1. Rivkin S.S. Theory of gyroscopic devices. Part 2. Shipbuilding. L., 1964, p. 379-435.

2. Заявка CN 204177391. Marine gyrocompass control device. Priority date 2014-11-11.2. Application CN 204177391. Marine gyrocompass control device. Priority date 2014-11-11.

3. Патент RU №2550592. Гирогоризонткомпас.3. Patent RU No. 2550592. Gyrohorizontcompass.

4. Игнатьев С.В. Гирогоризонткомас на волоконно-оптических гироскопах с вращением блока чувствительных элементов. Навигация и управление движением. Сб. докладов IV конференции молодых ученых. СПб.: ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор», 2002, с. 291-298.4. Ignatiev S.V. Girogorizontkomas on fiber-optic gyroscopes with rotation of the block of sensitive elements. Navigation and traffic control. Sat reports of the IV conference of young scientists. SPb .: SSC RF Central Research Institute Electropribor, 2002, p. 291-298.

Claims (1)

Гирогоризонткомпас, содержащий датчик вертикальной угловой скорости, датчик курсового угла, замкнутый контур гирогоризонта, состоящий из первого интегратора, регулируемого звена и второго интегратора с первым выходом по углам качки, расположенным на выходе второго интегратора, и преобразователь координат, два входа которого соединены с первым выходом контура гирогоризонта и датчиком курсового угла, отличающийся тем, что в контур гирогоризонта введен расположенный между регулируемым звеном и вторым интегратором второй выход по сигналу проекций скорости вращения Земли, а в гирогоризонткомпас введен новый замкнутый контур вычисления производных от проекций скорости вращения Земли, состоящий из последовательно соединенных суммирующего устройства, блока азимута, блока производных и фильтра, второй выход контура гирогоризонта через суммирующее устройство соединен с новым контуром вычисления производных от проекций скорости вращения Земли, параметры фильтра установлены так, что полезный сигнал на выходе суммирующего устройства от них не зависит, блок производных соединен с датчиком вертикальной угловой скорости, выход блока азимута является выходом гирогоризонткомпаса по азимуту и подключен к третьему входу преобразователя координат, выход преобразователя координат является выходом гирогоризонткомпаса по курсу.A gyrohorizontcompass containing a vertical angular velocity sensor, a heading angle sensor, a closed gyrohorizontal circuit, consisting of a first integrator, an adjustable link and a second integrator with a first output at the pitch angles located at the output of the second integrator, and a coordinate transformer, two inputs of which are connected to the first output the contour of the gyrohorizon and the heading angle sensor, characterized in that a second output is inserted into the circuit of the gyrohorizon located between the adjustable link and the second integrator by the signal the projections of the Earth’s rotation speed, and a new closed loop for calculating the derivatives of the projections of the Earth’s rotation speed has been introduced into the gyrohorizontal compass, consisting of a summing device, an azimuth block, a derivative block and a filter connected in series, the second output of the gyrohorizon circuit through a summing device is connected to a new calculation circuit of derivatives of projections of the Earth's rotation speed, the filter parameters are set so that the useful signal at the output of the summing device is independent of them, the block of derivatives with union of a vertical angular velocity sensor, an azimuth output unit is an output girogorizontkompasa azimuth and connected to the third input coordinate converter output is the output of the coordinate converter girogorizontkompasa Exchange.
RU2015142322A 2015-10-05 2015-10-05 Stabilised gyrocompass system RU2610022C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015142322A RU2610022C1 (en) 2015-10-05 2015-10-05 Stabilised gyrocompass system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015142322A RU2610022C1 (en) 2015-10-05 2015-10-05 Stabilised gyrocompass system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2610022C1 true RU2610022C1 (en) 2017-02-07

Family

ID=58457743

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015142322A RU2610022C1 (en) 2015-10-05 2015-10-05 Stabilised gyrocompass system

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2610022C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5272815A (en) * 1990-11-14 1993-12-28 Tokimec Inc. Gyro compass
RU2056037C1 (en) * 1992-08-10 1996-03-10 Геннадий Иванович Емельянцев Directional gyro compass
RU2169349C1 (en) * 2000-09-15 2001-06-20 Закрытое акционерное общество Научно-техническое предприятие "Гравиметрические технологии" Single-gyroscope corrected gyroscopic compass ( versions )
RU2436046C1 (en) * 2010-08-09 2011-12-10 Открытое акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Gyrohorizoncompass with inertia measurement unit rotation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5272815A (en) * 1990-11-14 1993-12-28 Tokimec Inc. Gyro compass
US5416976A (en) * 1990-11-14 1995-05-23 Tokimec Inc. Gyro compass
RU2056037C1 (en) * 1992-08-10 1996-03-10 Геннадий Иванович Емельянцев Directional gyro compass
RU2169349C1 (en) * 2000-09-15 2001-06-20 Закрытое акционерное общество Научно-техническое предприятие "Гравиметрические технологии" Single-gyroscope corrected gyroscopic compass ( versions )
RU2436046C1 (en) * 2010-08-09 2011-12-10 Открытое акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" Gyrohorizoncompass with inertia measurement unit rotation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110031882B (en) External measurement information compensation method based on SINS/DVL integrated navigation system
AID Inertial navigation
CN103245360B (en) Carrier-borne aircraft rotation type strapdown inertial navigation system Alignment Method under swaying base
CN106767787A (en) A kind of close coupling GNSS/INS combined navigation devices
Sun et al. Mooring alignment for marine SINS using the digital filter
CN106052685B (en) A kind of posture and course estimation method of two-stage separation fusion
CN106052682B (en) A kind of hybrid inertial navigation system and air navigation aid
CN110007354B (en) Device and method for measuring flight parameters of semi-aviation transient electromagnetic receiving coil of unmanned aerial vehicle
CN101246012B (en) Combinated navigation method based on robust dissipation filtering
RU2348903C1 (en) Method of determination of navigating parameters by gimballess inertial navigating system
CN106249744B (en) A kind of small-sized rotor craft height control method based on second level complementary filter
CN202974288U (en) Miniature strapdown navigation attitude system
CN108318038A (en) A kind of quaternary number Gaussian particle filtering pose of mobile robot calculation method
CN103697878B (en) A kind of single gyro list accelerometer rotation modulation north finding method
CN102768043B (en) Integrated attitude determination method without external observed quantity for modulated strapdown system
CN104181573A (en) Beidou inertial navigation deep integration navigation microsystem
CN108592943A (en) A kind of inertial system coarse alignment computational methods based on OPREQ methods
Gao et al. An integrated land vehicle navigation system based on context awareness
RU2436046C1 (en) Gyrohorizoncompass with inertia measurement unit rotation
CN101124456B (en) Method for elaborating navigation parameters and vertical place
RU2564379C1 (en) Platformless inertial attitude-and-heading reference
CN103630123A (en) Wave sensor
RU2610022C1 (en) Stabilised gyrocompass system
Wang et al. Uav attitude measurement based on enhanced mahony complementary filter
Wu et al. A Self-Aided Strapdown inertial navigation method based on maneuver constraints and incremental observation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201006