RU2085850C1 - System of course and vertical and method determining magnetic course - Google Patents
System of course and vertical and method determining magnetic course Download PDFInfo
- Publication number
- RU2085850C1 RU2085850C1 RU94003944A RU94003944A RU2085850C1 RU 2085850 C1 RU2085850 C1 RU 2085850C1 RU 94003944 A RU94003944 A RU 94003944A RU 94003944 A RU94003944 A RU 94003944A RU 2085850 C1 RU2085850 C1 RU 2085850C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- course
- magnetic
- vertical
- aircraft
- magnetometer
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Navigation (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области точного приборостроения и может быть использовано в системах навигации. The invention relates to the field of precision instrumentation and can be used in navigation systems.
Известен способ определения магнитного курса, определяющий напряженность магнитного поля Земли с помощью двухкоординатного магнитомерта. Двухкоординатный магнитометр, устанавливаемый в плоскости горизонта, определяет напряженность магнитного поля Земли по двум взаимно перпендикулярным координатам (осям), т.е. определяет Hη,Hξ [1]
Угол магнитного курса j определяется по формуле:
где
Hη,Hξ напряженность магнитного поля Земли в плоскости горизонта по осям h,ξ
Конструктивно двухкоординатный магнитометр устанавливают в маятниковом подвесе, который обеспечивает поддержание магнитометра в плоскости горизонта при равномерном прямолинейном полете летательного аппарата. Информация о магнитном курсе с двухкоординатного магнитометра используется только при равномерном прямолинейном полете, в противном случае информация не достоверна.A known method of determining the magnetic course, which determines the intensity of the Earth's magnetic field using a two-coordinate magnetometer. A two-coordinate magnetometer installed in the horizon plane determines the Earth's magnetic field strength using two mutually perpendicular coordinates (axes), i.e. defines H η , H ξ [1]
The angle of the magnetic course j is determined by the formula:
Where
H η , H ξ the Earth's magnetic field in the horizontal plane along the h, ξ axes
Structurally, a two-coordinate magnetometer is installed in a pendulum suspension, which provides support for the magnetometer in the horizontal plane with a uniform rectilinear flight of the aircraft. Information about the magnetic course from a two-coordinate magnetometer is used only for uniform straight flight, otherwise the information is not reliable.
Наиболее близким аналогом устройства является инерциальная курсовертикаль, содержащая магнитометр в виде индуктивного курса [2]
Наиболее близким аналогом способа является способ определения магнитного курса, включающий измерение напряженности магнитного поля Земли, измерение в осях летательного аппарата угла тангажа и крена и вычисление магнитного курса [2]
Недостатком известного устройства является сложность его конструкции.The closest analogue of the device is an inertial course-line containing a magnetometer in the form of an inductive course [2]
The closest analogue of the method is a method for determining the magnetic course, including measuring the magnetic field of the Earth, measuring the pitch and roll angle in the axes of the aircraft and calculating the magnetic course [2]
A disadvantage of the known device is the complexity of its design.
Недостатком известного способа является невозможность определения магнитного курса в случаях, отличных от прямолинейного равномерного полета летательного аппарата. The disadvantage of this method is the inability to determine the magnetic course in cases other than a straight uniform flight of the aircraft.
Техническим результатом от использования изобретения является упрощение конструкции и увеличение точности измерения. The technical result from the use of the invention is to simplify the design and increase the accuracy of the measurement.
В части устройства это достигается тем, что магнитометр выполнен трехкоординатным и жестко связан с летательным аппаратом, причем три выхода магнитометра и два выхода гидроскопической вертикали по углам тангажа и крена соединены, соответственно, с пятью входами вычислителя магнитного курса. In terms of the device, this is achieved by the fact that the magnetometer is made three-coordinate and is rigidly connected to the aircraft, and three magnetometer outputs and two hydroscopic vertical outputs at pitch and roll angles are connected, respectively, with five inputs of the magnetic course calculator.
Вместо гидроскопической вертикали может использоваться гидроскопическая курсовертикаль, так как углы тангажа и крена, определяемые гидроскопической вертикалью и гидроскопической курсовертикалью, тождественно равны. Instead of the hydroscopic vertical, a hydroscopic vertical line can be used, since the pitch and roll angles determined by the hydroscopic vertical and the hydroscopic vertical line are identically equal.
В части способа это достигается тем, что напряженность магнитного поля Земли определяют по трем взаимно перпендикулярным осям X, Y, Z летательного аппарата, а магнитный курс j определяют по формуле:
где
Hx, Hy, Hz значения напряженности магнитного поля Земли в осях X, Y, Z летательного аппарата;
ν,γ значения углов, соответственно, тангажа и крена в тех же осях X, Y, Z.In terms of the method, this is achieved by the fact that the magnetic field of the Earth is determined by three mutually perpendicular axes X, Y, Z of the aircraft, and the magnetic course j is determined by the formula:
Where
H x , H y , H z values of the Earth's magnetic field in the axes X, Y, Z of the aircraft;
ν, γ values of the angles, respectively, of pitch and roll in the same axes X, Y, Z.
На фиг. 1 представлена структурная схема системы курса и вертикали; на фиг. 2 диаграмма пересчета с осей X, Y, Z на оси X', Y', Z'; на фиг.3 - диаграмма пересчета с осей X', Y', Z' на оси X'', Y'', Z''
Работает система курса и вертикали следующим образом.In FIG. 1 is a structural diagram of a course and vertical system; in FIG. 2 conversion chart with the axes X, Y, Z on the axis X ', Y', Z '; figure 3 is a conversion chart with the axes X ', Y', Z 'on the axis X'',Y'',Z''
The course and vertical system works as follows.
Трехкоординатный магнитометр 1 жестко связан с системой координат X, Y, Z летательного аппарата и измеряют напряженность магнитного поля Земли по трем координатам (осям) X, Y, Z, т.е. определяет Hx, Hy, Hz
Гидроскопическая вертикаль 2 (в том числе гидроскопическая курсовертикаль) также жестко привязана к системе координат X, Y, Z и определяет углы тангажа n и крена g летательного аппарата.The three-coordinate magnetometer 1 is rigidly connected to the coordinate system X, Y, Z of the aircraft and the Earth's magnetic field is measured in three coordinates (axes) X, Y, Z, i.e. defines H x , H y , H z
The hydroscopic vertical 2 (including the hydroscopic vertical line) is also rigidly attached to the coordinate system X, Y, Z and determines the pitch angles n and roll g of the aircraft.
Угол тангажа n это угол между осью X и проекцией X на плоскость горизонта. The pitch angle n is the angle between the X axis and the X projection on the horizon plane.
Угол крена g это угол между осью Y и линией пересечения плоскости горизонта с плоскостью YOZ. Углы тангажа и крена в цифровой форме используются прежде всего в системе навигации летательного аппарата. The angle of heel g is the angle between the Y axis and the intersection line of the horizon plane with the YOZ plane. The pitch and roll angles in digital form are primarily used in the aircraft navigation system.
Три выхода магнитометра Hx, Hy, Hz и два выхода вертикали n,γ соединены, соответственно, с пятью входами вычислителя 3.Three outputs of the magnetometer H x , H y , H z and two outputs of the vertical n, γ are connected, respectively, with five inputs of the calculator 3.
Таким образом, углы тангажа n и крена g летательного аппарата используются дополнительно для определения магнитного курса. Thus, the pitch angles n and roll g of the aircraft are additionally used to determine the magnetic course.
Вычислитель 3 по пяти параметрам Hx, Hy, Hz, n,γ определяет магнитный курс, т.е. выход вычислителя формирует магнитный курс.Calculator 3 by five parameters H x , H y , H z , n, γ determines the magnetic course, i.e. the output of the calculator forms a magnetic course.
Таким образом, в системе курса и вертикали исключен маятник подвес магнитометра за счет перевода задачи на вычислительную технику. Thus, in the course and vertical system, the pendulum of the magnetometer suspension is excluded due to the transfer of the task to computer technology.
Способ определения магнитного курса осуществляют следующим образом. The method of determining the magnetic course is as follows.
Известно, что угол магнитного курса j это угол между проекцией вектора напряженности магнитного поля Земли на плоскость горизонта и проекцией оси X на плоскость горизонта. It is known that the magnetic course angle j is the angle between the projection of the Earth's magnetic field vector on the horizon plane and the projection of the X axis on the horizon plane.
Осуществляют пересчет информации из системы координат XYZ в систему координат X'Y'Z', а затем в систему координат X''Y''Z'' посредством двух разворотов. Первый разворот осуществляют вокруг оси X до совпадения оси Y с плоскостью горизонта. Эту систему координат обозначим X'Y'Z'. Второй разворот осуществляют вокруг оси Y' до совпадения оси X'(X) с плоскостью горизонта. Эту систему координат обозначим X''Y''Z''
Получают
Hx' Hx
Hy'' Hy'
Подставив значения Hx', Hy', Hz' в выражение 2, получают
Т. о. выражение 3 представляет собой алгоритм определения магнитного курса, не имеющего зависимости от механических воздействий.Information is converted from the XYZ coordinate system to the X'Y'Z 'coordinate system, and then to the X''Y''Z''coordinate system through two turns. The first turn is carried out around the X axis until the Y axis coincides with the horizon plane. This coordinate system is denoted by X'Y'Z '. The second turn is carried out around the axis Y 'until the axis X' (X) coincides with the horizon plane. This coordinate system is denoted by X``Y''Z ''
Receive
H x ' H x
H y '' H y '
Substituting the values of H x ' , H y' , H z ' in expression 2, get
T. about. expression 3 is an algorithm for determining the magnetic course, which is not dependent on mechanical stresses.
Claims (2)
где НX, НY, НZ значения напряженности магнитного поля Земли в осях Х, Y, Z летательного аппарата;
V,γ - значения углов соответственно тангажа и крена в тех же осях Х, Y, Z.2. A method for determining the magnetic course, including measuring the Earth’s magnetic field strength, measuring the pitch angle V and roll angle γ in the X, Y, Z axes of the aircraft, calculating the magnetic course, characterized in that the Earth’s magnetic field strength is determined from three mutually perpendicular axes X, Y, Z of the aircraft, and the magnetic course ψ is determined by the formula
where N X , N Y , N Z values of the Earth's magnetic field in the axes X, Y, Z of the aircraft;
V, γ are the values of the pitch and roll angles, respectively, in the same X, Y, Z axes.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94003944A RU2085850C1 (en) | 1994-02-03 | 1994-02-03 | System of course and vertical and method determining magnetic course |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94003944A RU2085850C1 (en) | 1994-02-03 | 1994-02-03 | System of course and vertical and method determining magnetic course |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94003944A RU94003944A (en) | 1995-11-27 |
RU2085850C1 true RU2085850C1 (en) | 1997-07-27 |
Family
ID=20152125
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94003944A RU2085850C1 (en) | 1994-02-03 | 1994-02-03 | System of course and vertical and method determining magnetic course |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2085850C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003069373A1 (en) * | 2002-02-12 | 2003-08-21 | Bhp Billiton Innovation Pty Ltd | Airborne vector magnetic surveys |
SG114645A1 (en) * | 2003-12-29 | 2005-09-28 | Singapore Tech Dynamics Pte | Method and apparatus for measuring attitude |
RU2527369C1 (en) * | 2013-04-09 | 2014-08-27 | Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова" | Method of determining banking angle of banking aircraft |
-
1994
- 1994-02-03 RU RU94003944A patent/RU2085850C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Аппаратура измерения курса и вертикали на воздушных судах гражданской авиации/ Под ред. П.А.Иванова.- М.: Машиностроение, 1989, с. 66 - 67. 2. Там же, с. 245 - 246. * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003069373A1 (en) * | 2002-02-12 | 2003-08-21 | Bhp Billiton Innovation Pty Ltd | Airborne vector magnetic surveys |
GB2403552A (en) * | 2002-02-12 | 2005-01-05 | Bhp Billiton Innovation Pty | Airborne vector magnetic surveys |
GB2403552B (en) * | 2002-02-12 | 2005-10-26 | Bhp Billiton Innovation Pty | Airborne vector magnetic surveys |
US7262601B2 (en) | 2002-02-12 | 2007-08-28 | Bhp Billiton Innovation Pty Ltd | Aircraft equipped for airborne vector magnetic exploration surveys |
AU2003202323B2 (en) * | 2002-02-12 | 2007-11-22 | Cgg Data Services Ag | Airborne vector magnetic surveys |
SG114645A1 (en) * | 2003-12-29 | 2005-09-28 | Singapore Tech Dynamics Pte | Method and apparatus for measuring attitude |
RU2527369C1 (en) * | 2013-04-09 | 2014-08-27 | Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова" | Method of determining banking angle of banking aircraft |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3849636A (en) | Method and apparatus for determining the position of a vehicle | |
CN109556631A (en) | INS/GNSS/polarization/geomagnetic combined navigation system alignment method based on least squares | |
CN109631938A (en) | Development machine autonomous positioning orientation system and method | |
CN111121758B (en) | Rapid modeling and credible positioning method for indoor magnetic map | |
JPH02206716A (en) | Running azimuth detection device for vehicle | |
CN110736484B (en) | Background magnetic field calibration method based on fusion of gyroscope and magnetic sensor | |
RU2085850C1 (en) | System of course and vertical and method determining magnetic course | |
CN113093296B (en) | Aeromagnetic measurement method and related assembly | |
CN112540618B (en) | High-dynamic rotary aircraft composite guidance control system and method | |
JPH02243917A (en) | Compass system | |
CN206073998U (en) | A kind of geophysics inertial navigation system | |
CA1251563A (en) | Doppler-inertial data loop for navigation system | |
RU2313067C2 (en) | Method of determination of flying vehicle navigational parameters and device for realization of this method | |
RU2098764C1 (en) | Method for determination of moving object location and device for its realization | |
JPH0778540B2 (en) | Magnetic detection device capable of position localization | |
CN108240809A (en) | A kind of system and method that inertial navigation is navigated in QNX vehicle systems based on L3GD20 chips | |
JPH0949737A (en) | Navigation signal outputting method | |
RU2130588C1 (en) | Method of measuring magnetic heading of mobile object | |
CN113237485A (en) | SLAM method and system based on multi-sensor fusion | |
RU2056037C1 (en) | Directional gyro compass | |
KR101948017B1 (en) | 3d coordinate acquisition method | |
RU2239160C1 (en) | Orientation system | |
RU2194250C1 (en) | Method for controlling movable objects traveling route | |
RU2107897C1 (en) | Method of inertia navigation | |
RU2231757C1 (en) | Method of determination of vector of ground speed and drift angle of flying vehicle |