RU2126136C1 - Способ выработки навигационных параметров и вертикали места - Google Patents
Способ выработки навигационных параметров и вертикали места Download PDFInfo
- Publication number
- RU2126136C1 RU2126136C1 RU97108307/28A RU97108307A RU2126136C1 RU 2126136 C1 RU2126136 C1 RU 2126136C1 RU 97108307/28 A RU97108307/28 A RU 97108307/28A RU 97108307 A RU97108307 A RU 97108307A RU 2126136 C1 RU2126136 C1 RU 2126136C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- parameters
- generated
- gyroplatform
- gyroscopic
- signals
- Prior art date
Links
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
Способ может быть использован для навигации морских, воздушных и наземных объектов. Измеряют составляющие кажущегося ускорения. Формируют сигналы управления гироплатформой. С помощью гироскопа осуществляют отработку сформированных сигналов. Поворачивают гироплатформу с заданными частотными характеристиками вокруг осей, лежащих в плоскости гироплатформы, или поворачивают на заданные углы по заданной программе. Вырабатывают навигационные параметры и вертикаль места гироскопическими системами. Замеряют сигналы разности одноименных выработанных параметров. Осуществляют оценку погрешностей систем по произведенным замерам. Повышение точности выработки параметров достигается путем колебаний гироплатформы. 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, формирование сигналов управления гироплатформой, отработку сформированного сигнала при помощи гироскопа, выработку навигационных параметров и вертикали места.
Недостатком этого способа является ограниченность точности выработки выходных параметров.
Целью изобретения является повышение точности выработки выходных параметров. Цель достигается тем, что с помощью блока колебаний поворачивают гироплатформу с заданными частотными характеристиками вокруг осей, лежащих в плоскости гироплатформы, или поворачивают на заданные углы по заданной программе, формируют замеры по сигналам разности одноименных параметров, выработанных основной и дополнительной (дополнительными) гироскопическими системами и обрабатывают их в фильтре.
Проиллюстрируем предлагаемый способ на следующем примере.
На чертеже представлена функциональная схема гироскопической системы, где приняты следующие обозначения:
1 - блок управления и выработки выходных параметров,
2 - гироплатформа,
3 - трехстепенной гироскоп,
4, 5 - датчики момента гироскопа,
6, 7 - датчики угла гироскопа,
8 - измеритель составляющей абсолютной угловой скорости,
9, 10, 11 - акселерометры,
12, 13 - следящие двигатели,
14, 15 - датчики углов качек,
16, 17 - блоки управления следящими двигателями,
18 - блок колебаний гироплатформы,
19 - дополнительная гироскопическая система.
1 - блок управления и выработки выходных параметров,
2 - гироплатформа,
3 - трехстепенной гироскоп,
4, 5 - датчики момента гироскопа,
6, 7 - датчики угла гироскопа,
8 - измеритель составляющей абсолютной угловой скорости,
9, 10, 11 - акселерометры,
12, 13 - следящие двигатели,
14, 15 - датчики углов качек,
16, 17 - блоки управления следящими двигателями,
18 - блок колебаний гироплатформы,
19 - дополнительная гироскопическая система.
Гироскопическая система содержит блок управления и выработки выходных параметров, выполняющий в том числе задачи фильтра 1, гироплатформу 2, на гироплатформе расположен трехстепенной гироскоп 3 с датчиками момента 4, 5 и датчиками угла 6, 7, измеритель составляющей угловой скорости 8, акселерометры 9, 10, 11, по осям карданного подвеса установлены следящие двигатели 12, 13 с датчиками угла качек 14, 15, следящие двигатели управляются блоками управления следящими двигателями 16, 17, блок колебаний гироплатформы 18, дополнительная гироскопическая система 19.
Гироскопическая система функционирует следующим образом. Гироплатформа 2 с помощью следящих двигателей 12, 13 по сигналам рассогласования датчиков угла 6, 7 гироскопа 3 все время удерживается в одной плоскости с кожухом гироскопа 3. По сигналам акселерометров 9, 10, 11 и измерителя составляющей абсолютной угловой скорости гироплатформа может удерживаться в плоскости горизонта или колебаться относительно нее по сигналам блока колебания 18 путем создания необходимых моментов на датчики момента 4, 5 гироскопа 3.
Режим выделения и оценки погрешностей может быть различным: когда две или более гироплатформ колеблются с разными частотными параметрами по каждой оси или, например, одна из двух гироплатформ колеблется, а вторая находится в горизонте, т. е. в классическом невозмущенном состоянии, это значит, что предлагаемый способ применим, в том числе и тогда, когда в качестве опоры для взаимного выделения и оценки инструментальных и динамических погрешностей используется в качестве дополнительной любой тип известной гироскопической инерциальной системы. При этом оцениваются и уменьшаются инструментальные погрешности и динамические погрешности (асимптотическая устойчивость) как основной, так и дополнительной гироскопической системы.
В случае использования двух гироплатформ могут быть различные режимы работ, например, одна гироплатформа колеблется вокруг оси OX, а вокруг оси OY - не колеблется, вторая же гироплатформа колеблется вокруг оси OY, а вокруг оси OX - не колеблется.
В качестве замеров могут быть использованы значения различных одноименных параметров.
Координаты места φ и λ, скорость объекта V и курс объекта K автономно определяется, как обычно, по кинематическим уравнениям. Курс объекта и широта места дополнительно вырабатываются по горизонтально составляющим приборного трехгранника с использованием информации от лага. Углы качек вырабатываются в блоке управления и выработки выходных параметров по сигналам датчиков углов качек с учетом заданных углов колебаний платформы θ и ψ.
С объектовым (корабельным) трехгранником Дарбу свяжем правую систему координат XYZ. Ось OZ - вертикальна. С гироплатформой свяжем систему координат X1, Y1, Z1. Система координат X1, Y1, Z1 образуется из XYZ поворотом на угол θ вокруг оси OX - оси бортовой качки и на угол ψ вокруг оси OY1.
С объектовым (корабельным) трехгранником Дарбу свяжем правую систему координат XYZ. Ось OZ - вертикальна. С гироплатформой свяжем систему координат X1, Y1, Z1. Система координат X1, Y1, Z1 образуется из XYZ поворотом на угол θ вокруг оси OX - оси бортовой качки и на угол ψ вокруг оси OY1.
Направляющие косинусы между системами координат X1Y1Z1, XYX и будут
lxx1= cosψ
lyx1= sinψsinθ
lzx1= -sinψcosθ
lxy1 = 0
lyy1= cosθ
lzy1= sinθ
lxz1= sinψ
lyz1= -sinθcosψ
lzz1= cosθcosψ
Тогда
ax = ax1lx1x + ay1ly1x + az1lz1x
ay = ay1ly1y + ax1lx1y + az1lz1y
az = az1lz1z + ax1lx1z + ay1ly1z
Ωz1= Ωxlxz1+Ωylyz1+Ωzlzz1
где ax1, ay1, az1 - показания акселерометров,
Ωz1 - показания измерителя угловой скорости приборного трехгранника вокруг оси, перпендикулярной плоскости гироплатформы,
Ωx1; Ωy1 - управляющие сигналы трехстепенного гироскопа.
lxx1= cosψ
lyx1= sinψsinθ
lzx1= -sinψcosθ
lxy1 = 0
lyy1= cosθ
lzy1= sinθ
lxz1= sinψ
lyz1= -sinθcosψ
lzz1= cosθcosψ
Тогда
ax = ax1lx1x + ay1ly1x + az1lz1x
ay = ay1ly1y + ax1lx1y + az1lz1y
az = az1lz1z + ax1lx1z + ay1ly1z
Ωz1= Ωxlxz1+Ωylyz1+Ωzlzz1
где ax1, ay1, az1 - показания акселерометров,
Ωz1 - показания измерителя угловой скорости приборного трехгранника вокруг оси, перпендикулярной плоскости гироплатформы,
Ωx1; Ωy1 - управляющие сигналы трехстепенного гироскопа.
Углы θ и ψ - заданы. Так, например,
θ = θosinω1t;
ψ = ψosinω2t
где θo,ψo,ω1 и ω2 - параметры модуляции колебаний.
θ = θosinω1t;
ψ = ψosinω2t
где θo,ψo,ω1 и ω2 - параметры модуляции колебаний.
Погрешности вырабатываемых параметров будут модулированы на частотах ω1 и ω2.
Дополнительным вводом одной или более гироплатформ взаимная оценка динамических и инструментальных погрешностей системы может быть осуществлена по замерам
ε1= Ω -Ω , ε2= Ω -Ω , ε3= Ω -Ω ,
где i и j - номера гироплатформ,
или по разностям других одноименных параметров.
Дополнительным вводом одной или более гироплатформ взаимная оценка динамических и инструментальных погрешностей системы может быть осуществлена по замерам
ε1= Ω
где i и j - номера гироплатформ,
или по разностям других одноименных параметров.
Проиллюстрируем применяемость предлагаемого способа, когда в качестве опоры для выделения и оценки инструментальных и динамических погрешностей используется, в качестве дополнительной другой тип автономной инерциальной системы, например, аналитическая инерциальная система (АИС) или ее модель. В этом случае замерами могут быть, в частности, разности одноименных проекций абсолютной угловой скорости приборного трехгранника Дарбу и АИС или ее модели на оси модели АИС,
где ΩξΩηΩζ - проекции абсолютной угловой скорости трехгранника, связанного с АИС, или с моделью АИС на его оси. Ось Oζ - направлена по оси мира. Абсолютная угловая скорость модели АИС равна нулю.
где ΩξΩηΩζ - проекции абсолютной угловой скорости трехгранника, связанного с АИС, или с моделью АИС на его оси. Ось Oζ - направлена по оси мира. Абсолютная угловая скорость модели АИС равна нулю.
находятся по значениям ΩxΩyΩz с помощью направляющих косинусов, используя данные широты, долготы, места и курса объекта, определяемых по кинематическим уравнениям.
Источник информации:
[1] В.А. Беленький - Патент РФ N 2000544.
[1] В.А. Беленький - Патент РФ N 2000544.
Claims (1)
- Способ выработки навигационных параметров и вертикали места, включающий измерение составляющих кажущегося ускорения при помощи акселерометров, формирование сигналов управления гироплатформой, отработку сформированных сигналов управления при помощи гироскопа, выработку навигационных параметров и вертикали места гироскопической системой, отличающийся тем, что поворачивают гироплатформу с заданными частотными характеристиками вокруг осей, лежащих в плоскости гироплатформы, или поворачивают на заданные углы по заданной программе, вырабатывают навигационные параметры и вертикаль места с помощью по крайней мере одной дополнительной гироскопической системы, замеряют сигналы разности одноименных параметров, выработанных гироскопическими системами, и по этим замерам осуществляют оценку погрешностей гироскопических систем.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97108307/28A RU2126136C1 (ru) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | Способ выработки навигационных параметров и вертикали места |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97108307/28A RU2126136C1 (ru) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | Способ выработки навигационных параметров и вертикали места |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98118849A Division RU2147731C1 (ru) | 1998-10-16 | 1998-10-16 | Способ выработки навигационных параметров и вертикали места |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2126136C1 true RU2126136C1 (ru) | 1999-02-10 |
RU97108307A RU97108307A (ru) | 1999-04-20 |
Family
ID=20193159
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97108307/28A RU2126136C1 (ru) | 1997-05-21 | 1997-05-21 | Способ выработки навигационных параметров и вертикали места |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2126136C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006093430A1 (en) * | 2005-02-21 | 2006-09-08 | Vladimir Aronovich Belenkiy | Method for elaborating navigation parameters and vertical of a place |
-
1997
- 1997-05-21 RU RU97108307/28A patent/RU2126136C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006093430A1 (en) * | 2005-02-21 | 2006-09-08 | Vladimir Aronovich Belenkiy | Method for elaborating navigation parameters and vertical of a place |
US7933717B2 (en) | 2005-02-21 | 2011-04-26 | Federal State Institution “Federal Agency for Legal Protection of Military, Special and Dual Use Intellectual Activity Results” under the Ministry of Justice of the Russian Federation | Method for elaborating navigation parameters and vertical of a place |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Groves | Navigation using inertial sensors [Tutorial] | |
Grenon et al. | Enhancement of the inertial navigation system for the morpheus autonomous underwater vehicles | |
Barshan et al. | Inertial navigation systems for mobile robots | |
Curey et al. | Proposed IEEE inertial systems terminology standard and other inertial sensor standards | |
Allotta et al. | Cooperative localization of a team of AUVs by a tetrahedral configuration | |
JPH04238220A (ja) | 車両方位修正装置 | |
Korkishko et al. | Strapdown inertial navigation systems based on fiber-optic gyroscopes | |
RU2272995C1 (ru) | Способ выработки навигационных параметров и вертикали места (варианты) | |
Geng et al. | Accuracy analysis of DVL/IMU/magnetometer integrated navigation system using different IMUs in AUV | |
Walchko et al. | Inertial navigation | |
Huddle | Trends in inertial systems technology for high accuracy AUV navigation | |
Walchko | Low cost inertial navigation: Learning to integrate noise and find your way | |
RU2126136C1 (ru) | Способ выработки навигационных параметров и вертикали места | |
RU2202102C2 (ru) | Способ определения местоположения подвижных объектов и устройство для его реализации | |
RU2147731C1 (ru) | Способ выработки навигационных параметров и вертикали места | |
RU2723976C1 (ru) | Способ определения угловой ориентации наземного транспортного средства | |
RU2313067C2 (ru) | Способ определения навигационных параметров летательного аппарата и устройство для его осуществления | |
US3232103A (en) | Navigation system | |
Hemmati et al. | Processing algorithm for a strapdown gyrocompass | |
El Fatimi et al. | A low-cost IMU/GPS position accuracy experimental study using extended kalman filter data fusion in real environments | |
RU2114395C1 (ru) | Гироскопическая навигационная система для подвижных объектов (варианты) | |
Emel’yantsev et al. | Improving information autonomy of marine SINS | |
RU2169903C1 (ru) | Гироскопическая навигационная система | |
RU2138018C1 (ru) | Способ выработки навигационных параметров и вертикали места | |
RU2206067C1 (ru) | Способ выработки навигационных параметров и вертикали места |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20020522 |