Claims (1)
Интегрированная бесплатформенная система навигации средней точности для беспилотного летательного аппарата, содержащая блок чувствительных элементов (ЧЭ), состоящий из трех акселерометров и трех датчиков угловой скорости по трем ортогональным осям, блок пересчета ускорений из связанной в навигационную систему координат, блок вычисления линейных и угловых скоростей и географических координат, блок формирования сигналов демпфирования, первый и второй блоки кватернионных вычислений, блок вычисления матрицы направляющих косинусов и углов ориентации, приемник сигналов спутниковой навигационной системы (СНС), блок определения качества сигнала СНС, коммутатор векторных сигналов, первый и второй сумматоры-вычитатели векторных сигналов, блок определения ошибки курса, блок определения и коррекции скорости ветра, блок системы воздушных сигналов (СВС); при этом выходы сигналов линейных ускорений акселерометров блока ЧЭ поступают на первый вход блока пересчета ускорений из связанной в навигационную систему координат, а ко второму входу блока пересчета подключен выход сигналов матрицы направляющих косинусов блока вычислений матрицы направляющих косинусов и углов ориентации системы; выходы угловых скоростей датчиков скоростей блока ЧЭ поступают на первый вход первого блока кватернионных вычислений, выход которого подключен к первому входу второго блока кватернионных вычислений, выход которого подключен к входу блока вычисления матрицы направляющих косинусов и углов ориентации и ко второму входу обратной связи первого блока кватернионных вычислений; выход сигналов ускорений из блока пересчета ускорений из связанной в навигационную систему координат подключен к первому входу блока вычисления линейных и угловых скоростей и географических координат; из приемника сигналов СНС поступают два сигнала, первый из которых - векторный сигнал линейной скорости аппарата по данным СНС поступает на плюсовый вход первого сумматора-вычитателя, а также на первый вход блока определения ошибки курса и на первый вход блока определения и коррекции скорости ветра; второй сигнал - сигнал качества связи с СНС поступает на вход блока определения качества сигнала СНС, выход которого соединен с управляющим входом коммутатора векторных сигналов; векторный сигнал линейной скорости системы с третьего выхода блока вычисления линейных и угловых скоростей и географических координат поступает на второй вход блока определения ошибки курса, на второй вход блока определения и коррекции скорости ветра, а также на входы вычитания первого и второго сумматоров-вычитателей, выходы которых соединены с соответствующими входами вышеуказанного коммутатора; на плюсовый вход второго сумматора-вычитателя, а также на третий вход обратной связи блока определения и коррекции скорости ветра поступает сигнал скорости из блока СВС, на вход которого поступают сигналы скорости из блока определения и коррекции скорости ветра, на четвертый вход которого поступает выходной сигнал курса всей системы со второго выхода блока вычисления матрицы направляющих косинусов и углов ориентации; выход коммутатора соединен со входом блока формирования сигналов демпфирования и вторым входом блока вычисления линейных и угловых скоростей и географических координат, на третий вход которого поступает сигнал ошибки курса с выхода блока определения ошибки курса; векторный сигнал абсолютной угловой скорости навигационного трехгранника с первого выхода блока вычисления линейных и угловых скоростей и географических координат поступает на второй вход второго блока кватернионных вычислений, на третий и четвертый входы которого соответственно поступают управляющие корректирующие сигналы угловых скоростей со второго выхода из блока вычисления линейных и угловых скоростей и географических координат и сигналы демпфирования угловых скоростей с выхода блока формирования сигналов демпфирования; третий и четвертый выходы блока вычисления линейных и угловых скоростей и географических координат являются соответственно выходами всей системы по линейной скорости и географическим координатам аппарата; второй, третий и четвертый выходы сигналов углов ориентации блока вычисления матрицы направляющих косинусов и углов ориентации являются соответствующими выходами системы по углам курса, тангажа и крена аппарата.
An integrated strapdown medium-accuracy navigation system for an unmanned aerial vehicle, containing a block of sensitive elements (SE), consisting of three accelerometers and three angular velocity sensors along three orthogonal axes, a unit for calculating accelerations from the coordinate system connected to the navigation system, a block for calculating linear and angular speeds and geographical coordinates, a block for generating damping signals, the first and second blocks of quaternion computations, a block for calculating the matrix of guide cosines and orientation fishing, satellite navigation system (SNA) signal receiver, SNA signal quality determination unit, vector signal switch, vector and second adders-vector signal adders, course error determination unit, wind speed detection and correction unit, air signal system (AHS) unit ; while the outputs of the linear acceleration signals of the accelerometers of the SE block are fed to the first input of the acceleration conversion unit from the coordinate system connected to the navigation system, and the output of the directional cosines matrix signals of the calculation unit of the directional cosines matrix and system orientation angles is connected to the second input of the conversion unit; the outputs of the angular velocities of the speed sensors of the SE block go to the first input of the first block of quaternion calculations, the output of which is connected to the first input of the second block of quaternion calculations, the output of which is connected to the input of the block calculation matrix of the guiding cosines and orientation angles and to the second feedback input of the first block of quaternion calculations ; the output of the acceleration signals from the acceleration conversion unit from the coordinate coordinate system connected to the navigation system is connected to the first input of the linear and angular velocity and geographical coordinates calculation unit; two signals are received from the SNA signal receiver, the first of which is the vector signal of the apparatus’s linear speed according to the SNA data and is fed to the positive input of the first adder-subtracter, as well as to the first input of the heading error determination unit and to the first input of the wind speed determining and correction unit; the second signal - the signal quality of communication with the SNA is fed to the input of the SNA signal quality determining unit, the output of which is connected to the control input of the vector signal switch; the vector signal of the linear velocity of the system from the third output of the block for calculating linear and angular velocities and geographical coordinates is fed to the second input of the unit for determining the error of the course, to the second input of the unit for determining and correcting the wind speed, and also to the subtraction inputs of the first and second adders-subtracters, the outputs of which connected to the corresponding inputs of the above switch; the positive input of the second adder-subtractor, as well as the third feedback input of the wind speed determination and correction unit, receives a speed signal from the SHS unit, the input of which receives speed signals from the wind speed determination and correction unit, the fourth input of which receives the course output signal the entire system from the second output of the block computing matrix of the guide cosines and orientation angles; the output of the switch is connected to the input of the damping signal generation unit and the second input of the linear and angular velocity and geographical coordinates calculation unit, the third input of which receives a course error signal from the output of the course error determination unit; the vector signal of the absolute angular velocity of the navigation trihedron from the first output of the block for calculating linear and angular velocities and geographical coordinates is fed to the second input of the second block of quaternion calculations, the third and fourth inputs of which respectively receive the corrective angular velocity control signals from the second output from the linear and angular calculation block speeds and geographical coordinates and angular velocity damping signals from the output of the damping signal generation block; the third and fourth outputs of the block for calculating linear and angular velocities and geographical coordinates are respectively the outputs of the entire system in linear velocity and geographical coordinates of the apparatus; the second, third and fourth outputs of the signals of the orientation angles of the block calculating the matrix of guide cosines and orientation angles are the corresponding outputs of the system according to the angles of the course, pitch and roll of the apparatus.