RU2125710C1 - Способ выработки навигационных параметров и вертикали места - Google Patents
Способ выработки навигационных параметров и вертикали места Download PDFInfo
- Publication number
- RU2125710C1 RU2125710C1 RU97108501/28A RU97108501A RU2125710C1 RU 2125710 C1 RU2125710 C1 RU 2125710C1 RU 97108501/28 A RU97108501/28 A RU 97108501/28A RU 97108501 A RU97108501 A RU 97108501A RU 2125710 C1 RU2125710 C1 RU 2125710C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- angular velocity
- absolute angular
- parameters
- accelerometers
- components
- Prior art date
Links
Landscapes
- Navigation (AREA)
Abstract
Способ может быть использован для обеспечения навигации движущихся объектов. Измеряют составляющие кажущегося ускорения и составляющие абсолютной угловой скорости. Датчики абсолютной угловой скорости или датчики абсолютной угловой скорости вместе с акселерометрами поворачивают вокруг осей, перпендикулярных их осям чувствительности. Повышение точности выработки выходных параметров достигается с помощью колебаний чувствительных элементов с разными частотными параметрами. 1 ил.
Description
Заявленное изобретение относится к гироскопическому приборостроению и может быть использовано для обеспечения навигации движущихся объектов.
Известен способ выработки навигационных параметров и вертикали места [1] . Этот способ включает измерение составляющих кажущегося ускорения при помощи акселерометров, измерение составляющих абсолютной угловой скорости при помощи датчиков абсолютной угловой скорости, выработки навигационных параметров вертикали места.
Недостатком этого способа является ограниченность точности выработки выходных параметров, а также сложность определения постоянных для данного запуска погрешностей системы, в частности, при движении объекта.
Целью изобретения является повышение точности выработки выходных параметров.
Цель достигается тем, что дополнительно измеряют составляющие кажущегося ускорения при помощи дополнительных акселерометров и составляющие абсолютной угловой скорости при помощи дополнительных датчиков абсолютной угловой скорости, при этом датчики абсолютной угловой скорости или датчики абсолютной угловой скорости вместе с акселерометрами поворачивают вокруг осей, перпендикулярных осям чувствительности чувствительных элементов с заданными разными частотными параметрами, а измеренные значения показаний чувствительных элементов обрабатывают в фильтре блока выработки выходных параметров.
Проиллюстрируем предлагаемый способ на следующем примере.
На чертеже представлена функциональная схема инерциальной системы, где приняты следующие обозначения:
1 - блок выработки выходных параметров,
2 - центральный прибор,
3, 4, 5 - блоки поворота чувствительных элементов,
6, 7, 8 - измерители абсолютной угловой скорости первого, второго и третьего блоков поворота,
9, 10, 11 - управляемые двигатели первого, второго и третьего блоков поворота,
12, 13, 14 - датчики углов поворота первого, второго и третьего поворота,
15, 16, 17 - акселерометры
18 - дополнительный центральный прибор.
1 - блок выработки выходных параметров,
2 - центральный прибор,
3, 4, 5 - блоки поворота чувствительных элементов,
6, 7, 8 - измерители абсолютной угловой скорости первого, второго и третьего блоков поворота,
9, 10, 11 - управляемые двигатели первого, второго и третьего блоков поворота,
12, 13, 14 - датчики углов поворота первого, второго и третьего поворота,
15, 16, 17 - акселерометры
18 - дополнительный центральный прибор.
Инерциальная система содержит блок выработки выходных параметров 1, выполняющий, в том числе, задачи фильтра, центральный прибор 2, три блока поворота чувствительных элементов 3, 4, 5, ориентированных в центральном приборе так, чтобы в исходном положении каждая ось чувствительности чувствительных элементов была ориентирована по соответствующей оси относительно трехгранника, связанного с объектом. В качестве чувствительных элементов внутри блока поворота может располагаться либо датчик абсолютной угловой скорости, либо датчик абсолютной угловой скорости вместе с соответствующим акселерометром.
На чертеже изображен вариант, когда в блоках поворота установлены датчики абсолютной угловой скорости 6, 7, 8, три акселерометра 15, 16, 17 закреплены жестко в центральном приборе. Каждый блок поворота имеет соответствующий управляемый двигатель 9, 10, 11 для поворота чувствительных элементов и датчик угла 12, 13,14.
В качестве опоры для взаимной оценки погрешности введен дополнительно один или более комплектов блоков поворота чувствительных элементов или его урезанный состав, у которых чувствительные элементы поворачиваются с разными частотными характеристиками. На чертеже изображен дополнительный центральный прибор 18.
Инерциальная система функционирует следующим образом:
Дополнительно введенные блоки поворота чувствительных элементов обеспечивают модуляцию инструментальных погрешностей системы и их оценку, поскольку модуляция в каждом блоке поворота может обеспечиваться управляемыми двигателями 9, 10, 11 с разными частотными параметрами.
Дополнительно введенные блоки поворота чувствительных элементов обеспечивают модуляцию инструментальных погрешностей системы и их оценку, поскольку модуляция в каждом блоке поворота может обеспечиваться управляемыми двигателями 9, 10, 11 с разными частотными параметрами.
Естественно, что все вырабатываемые системой параметры будут включать в себя все модулированные сигналы.
В случае дополнительного ввода одного или нескольких комплектов блоков поворота с чувствительными элементами, когда все чувствительные элементы колеблются на разных частотах, взаимную оценку инструментальных погрешностей всех чувствительных элементов можно осуществлять, например, с помощью замеров
Ω -Ω = ε1 Ω -Ω = ε2 Ω -Ω = ε3
a -a = ε4 a -a = ε5 a -a = ε6
или сравнением других одноименных параметров, где Ω Ω Ω и Ω Ω Ω - проекции угловой скорости трехгранника, связанного с объектом на его оси, полученные с помощью сигналов первых трех и вторых трех измерителей абсолютной угловой скорости;
a a a и a a a - проекции ускорения вершины трехгранника, связанного с объектом на его оси, полученные с помощью сигналов первых трех и вторых трех акселерометров, которые также колеблются в блоках поворота чувствительных элементов.
Ω
a
или сравнением других одноименных параметров, где Ω
a
Выработка навигационных параметров осуществляется в блоке 1 как обычно по сигналам трех акселерометров и 3-х измерителей абсолютных угловых скоростей 1.
В соответствии с чертежом алгоритм определения проекций абсолютной угловой скорости приборного трехгранника, связанного с объектом на его оси, будет
где Ωx1 Ωy2 Ωz3 - показания трех измерителей абсолютной угловой скорости первого комплекта.
где Ωx1 Ωy2 Ωz3 - показания трех измерителей абсолютной угловой скорости первого комплекта.
Алгоритм определения проекций ускорения вершины трехгранника, связанного с объектом на его оси, будет:
где ax1, ay2, az3 - показания трех акселерометров первого комплекта блоков поворота чувствительных элементов.
где ax1, ay2, az3 - показания трех акселерометров первого комплекта блоков поворота чувствительных элементов.
Параметры модуляции, например, для блоков первого комплекта:
ψI= ψ sin(ω1t+α ),
θI= θ sin(ω2t+α ),
κI= κ sin(ω3t+α )
для второго комплекта
ψII= ψ sin(ω4t+α ),
θII= θ sin(ω5t+α ),
κII= κ sin(ω6t+α ),
где ψ θ κ ; ψ θ κ - амплитуды колебаний;
α α α ; α α α - фазы;
ωi - частоты колебаний i = 1, 2, 3, 4, 5, 6.
ψI= ψ
θI= θ
κI= κ
для второго комплекта
ψII= ψ
θII= θ
κII= κ
где ψ
α
ωi - частоты колебаний i = 1, 2, 3, 4, 5, 6.
Естественно, что проекции абсолютной угловой скорости приборного трехгранника и проекции ускорения вершины приборного трехгранника, связанного с объектом на его оси, могут определяться по сигналам двух или более чувствительных элементов разных комплектов, находящихся и колеблющихся в одной плоскости, которые также могут быть использованы в качестве опоры для оценки погрешностей, а отдельные частотные параметры колебаний чувствительных элементов могут иметь и значения ω = 0.
Аналитически это выражается следующим: например, для крайних случаев колеблющихся ДУС (ов) в плоскости ξ η
1) для первого комплекта ось чувствительности ДУС направлена по оси OX1; ось чувствительности второго комплекта - по оси OY4 тогда
2) для первого комплекта ось чувствительности ДУС направлена по оси OX1; для второго комплекта - по оси OX4, тогда
Аналогичный вид уравнений будет иметь место и для колебаний чувствительных элементов и в плоскостях ηζ и ξζ
Такого же вида аналитические зависимости имеют место и для сигналов акселерометров.
1) для первого комплекта ось чувствительности ДУС направлена по оси OX1; ось чувствительности второго комплекта - по оси OY4 тогда
2) для первого комплекта ось чувствительности ДУС направлена по оси OX1; для второго комплекта - по оси OX4, тогда
Аналогичный вид уравнений будет иметь место и для колебаний чувствительных элементов и в плоскостях ηζ и ξζ
Такого же вида аналитические зависимости имеют место и для сигналов акселерометров.
Источники информации.
1. П. В. Бромберг. Теория инерциальных систем навигации. - М.: Наука, 1979, с. 185 - 188.
Claims (1)
- Способ выработки навигационных параметров и вертикали места, включающий измерение составляющих кажущегося ускорения при помощи акселерометров, измерение составляющих абсолютной угловой скорости при помощи датчиков абсолютной угловой скорости, выработки навигационных параметров, вертикали места, отличающийся тем, что дополнительно измеряют составляющие кажущегося ускорения при помощи дополнительных акселерометров и составляющие абсолютной угловой скорости при помощи дополнительных датчиков абсолютной угловой скорости, при этом датчики абсолютной угловой скорости или датчики абсолютной угловой скорости вместе с акселерометрами поворачивают вокруг осей, перпендикулярных осям чувствительности чувствительных элементов с заданными разными частотными параметрами, а измеренные значения показаний чувствительных элементов обрабатывают в фильтре блока выработки выходных параметров.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97108501/28A RU2125710C1 (ru) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | Способ выработки навигационных параметров и вертикали места |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97108501/28A RU2125710C1 (ru) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | Способ выработки навигационных параметров и вертикали места |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96107003A Division RU2104492C1 (ru) | 1996-04-12 | 1996-04-12 | Бесплатформенная инерциальная система |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2125710C1 true RU2125710C1 (ru) | 1999-01-27 |
RU97108501A RU97108501A (ru) | 1999-04-27 |
Family
ID=20193273
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97108501/28A RU2125710C1 (ru) | 1997-05-23 | 1997-05-23 | Способ выработки навигационных параметров и вертикали места |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2125710C1 (ru) |
-
1997
- 1997-05-23 RU RU97108501/28A patent/RU2125710C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Бромерг П.В. Теория инерциальных систем навигации. -М.: Наука, 1979, с.185-188. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0243468B1 (en) | Signal processor for inertial measurement using coriolis force sensing accelerometer arrangements | |
CN101133331B (zh) | 具有传感器偏差消除的惯性测量系统和方法 | |
US6293148B1 (en) | Structural design for improving the sensitivity of a surface-micromachined vibratory gyroscope | |
RU2272995C1 (ru) | Способ выработки навигационных параметров и вертикали места (варианты) | |
Huddle | Trends in inertial systems technology for high accuracy AUV navigation | |
Iozan et al. | Measuring the Earth’s rotation rate using a low-cost MEMS gyroscope | |
RU2125710C1 (ru) | Способ выработки навигационных параметров и вертикали места | |
RU2104492C1 (ru) | Бесплатформенная инерциальная система | |
RU2138018C1 (ru) | Способ выработки навигационных параметров и вертикали места | |
RU2147731C1 (ru) | Способ выработки навигационных параметров и вертикали места | |
Lee et al. | Analysis of the two-frequency coning motion with SDINS | |
RU2126136C1 (ru) | Способ выработки навигационных параметров и вертикали места | |
RU2114395C1 (ru) | Гироскопическая навигационная система для подвижных объектов (варианты) | |
RU2803452C1 (ru) | Трехкомпонентный измеритель угловой скорости | |
RU2206067C1 (ru) | Способ выработки навигационных параметров и вертикали места | |
RU2120608C1 (ru) | Способ выработки навигационных параметров и вертикали места | |
RU2098763C1 (ru) | Способ выработки навигационных параметров и вертикали места | |
RU2154810C2 (ru) | Бесплатформенная система ориентации | |
RU2075730C1 (ru) | Способ индикации абсолютной угловой скорости | |
US5331401A (en) | Method and apparatus for controlling dither in a multiple gyro system | |
M'Closkey et al. | Modeling, identification, and control of micro-sensor prototypes | |
RU2247944C2 (ru) | Способ выработки навигационных параметров и вертикали места | |
RU2110769C1 (ru) | Способ выработки навигационных параметров и вертикали места | |
Marselli et al. | Error modelling of a silicon angular rate sensor | |
RU2178548C1 (ru) | Микромеханический вибрационный гироскоп |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20020524 |