RU2128822C1 - Способ компенсации инерционной погрешности гирокомпаса при маневрировании судна и гирокомпас для его осуществления (варианты) - Google Patents

Abstract

Способ может быть использован при модернизации и создании морских гирокомпасов. После разворота главной оси гироскопа на север измеряют напряжения на обмотках верхнего и нижнего статоров электромагнитного подвеса ротора гироскопа. Определяют составляющие ускорения, действующего по осям подвеса ротора. Затем определяют горизонтальную A_X′ и вертикальную A_Z′ составляющие действующего на основание гироскопа ускорения. Северную составляющую a_N ускорения находят из выражения
a_N= (a $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{X′}}$ +a $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{Z′}}$ -g²)^1/2.
Трехстепенный магнитосферический гироскоп и индикатор горизонта размещены на платформе, закрепленной в кардановом подвесе. Датчик курса и приемник скорости судна установлены на оси азимутальной системы стабилизации. Гирокомпас содержит также вычислитель, блок выработки составляющих ускорения, блок компенсации инерционной погрешности, сумматор и усилители-преобразователи. В блоке компенсации инерционной погрешности производится масштабирование северной составляющей ускорения под выходной сигнал индикатора горизонта в первом варианте гирокомпаса или под выходной сигнал датчика курса во втором варианте гирокомпаса. Обеспечивается повышение точности гирокомпаса при маневрировании судна путем компенсации ложного сигнала индикатора горизонта без использования внешней информации. 3 с. и 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Изобретение относится к области гироскопического приборостроения и может быть использовано при модернизации и создании морских гирокомпасов.

В настоящее время наиболее широкое распространение получили корректируемые морские гирокомпасы (Е.Л.Смирнов, А.В.Яловенко, А.А.Якушенков. технические средства судовождения. Теория. М., Транспорт, 1988 год), которые для автоматического приведения главной оси гироскопа в плоскость горизонта и меридиана используют маятниковые индикаторы горизонта или акселерометры. Обеспечивая горизонтальность главной оси при отсутствии ускорения, при маневрировании судна с ускорением, имеющим северную составляющую, они выдают ложный сигнал наклона, который приводит к уходу главной оси гироскопа из меридиана.

Угол ухода в азимуте, называемый инерционной девиацией или инерционной погрешностью, определяется следующей формулой:

где A_у - модуль горизонтального управляющего момента;
H - кинетический момент ротора гироскопа;
g - ускорение силы тяжести;

- северная составляющая ускорения, действующего на основание гироскопа;
φ(t) - функция, зависящая от постоянной времени индикатора горизонта и времени действия ускорения.

Предложено пять способов уменьшения величины инерционной погрешности при маневрировании судна (Е.Л.Смирнов, А.В.Яловенко, А.А.Якушенков. Технические средства судовождения. Теория. М., Транспорт, 1980 год, стр.150), однако для современных корректируемых гирокомпасов она достигает величины 2,0 град и накаливается при повторных маневрах.

Первые четыре способа направлены на оптимизацию параметров функции φ(t) и отношения Ay/H.

Наиболее близким аналогом способа компенсации инерционной погрешности гирокомпаса при маневрировании судна, взятом в качестве прототипа, является способ компенсации сигнала, вырабатываемого индикатором горизонта при маневрировании судна.

Известный способ заключается в определении северной составляющей ускорения согласно выражению

где

- линейное ускорение судна;
V - мгновенное значение линейной скорости;
ω_ц - - угловая скорость поворота судна;
ИК - истинный курс
и ее вычитании в соответствующем масштабе из сигнала, вырабатываемого индикатором горизонта.

Недостатком этого способа является то, что для его реализации требуется внешняя по отношению к гирокомпасу информация от комплекса высокоточных датчиков о мгновенном значении линейной скорости, линейного ускорения и угловой скорости поворота. Так комплекс такой аппаратуры стоит дороже гирокомпаса, он до настоящего времени не реализован.

Известен корректируемый гироазимуткомпас (В. М. Коган, М.В.Чичинадзе. "Гироазимуткомпас "Вега-Н", Журнал "Научно-технические достижения", N 3, 1994 год. ВНИИПИ), содержащий трехстепенной поплавковый гироблок, размещенный на установочном кольце, на котором установлен также индикатор горизонта. Установочное кольцо с индикатором горизонта и гироблоком размещено в карданном подвесе, состоящем из горизонтального внутреннего и вертикального внешнего колец, на осях которых установлены двигатели стабилизации, управляемые сигналами датчиков углов и индикатора горизонта через усилители. Внутри гироблока с помощью двух пар взаимноперпендикулярных торсионов подвешена в жидкости гиросфера с гиромотором, имеющая нейтральную плавучесть. Торсионы центрируют гиросферу, прикладывая к ней управляющие моменты. Датчики угла вырабатывают напряжения, пропорциональные углу закручивания торсионов. Под действием этих моментов продольная ось гироблока устанавливается по полуденной линии (линии пересечения горизонтальной плоскости и вертикальной плоскости, проходящей через меридиан). На входы усилителей подаются также напряжения с выхода вычислителя, компенсирующие вращение Земли и движение судна. Для уменьшения инерционной погрешности курса на маневрировании гироазимуткомпас используют комбинацию нескольких способов: увеличение периода незатухающих колебаний чувствительного элемента, ограничение угла отклонения маятника индикатора горизонта, введение запаздывания в движение маятника индикатора горизонта.

Известен также гирокомпас, взятый в качестве прототипа, (патент РФ N 2000542, G 01 C 19/38 от 07.09.93 года), содержащий динамически настраиваемый гироскоп с двумя датчиками угла и двумя датчиками момента, расположенный на платформе вместе с датчиком угла наклона. Платформа размещена в кардановом подвесе, в цапфах которого установлены двигатели стабилизации. Датчики угла гироскопа через усилители соединены с двигателями стабилизации. Датчик угла наклона платформы соединен с датчиками момента гироскопа через вычислитель. В вычислитель поступает информация о скорости судна и широте места, а также информация о курсе с датчика угла, установленного на внешней вертикальной оси карданового подвеса. Для уменьшения погрешности при маневрировании в гирокомпасе используется способ увеличения постоянной времени датчика угла наклона и выбор оптимальных коэффициентов управления.

Гироазимуткомпас "Вега-Н" и гирокомпас по патенте 20000542 имеют при маневрировании судна с ускорением дополнительную погрешность δ_α.
Причиной возникновения погрешности является появление ложного сигнала наклона на выходе индикатора горизонта при движении судна с ускорением, имеющим северную составляющую. Применяемые в них способы уменьшают погрешность, но не устраняют ее.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности гирокомпаса при маневрировании судна путем компенсации ложного сигнала индикатора горизонта без использования внешней по отношению к гирокомпасу информации, автономно.

Поставленная задача решается тем, что после разворота главной оси гироскопа на север измеряют напряжения на обмотках нижнего и верхнего статоров электромагнитного подвеса ротора гироскопа, определяют вертикальную и горизонтальную составляющие действующего на основание гироскопа ускорения, а северную составляющую ускорения находят из выражения
a_N= (a $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{x′}}$ + a $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{z′}}$ -g²)^1/2,
где а_N - северная составляющая ускорения, действующего на основание гироскопа;
a_x′,a_z′ - горизонтальная и вертикальная составляющие ускорения, действующего на основание гироскопа в приборной системе координат;
g - ускорение силы тяжести.

Поставленная задача решается также тем, что в гирокомпасе, содержащем гироскоп с двухкоординатными датчиками угла и момента, индикатор горизонта, размещенные на платформе, закрепленной в карданном подвесе, горизонтную и азимутальную системы стабилизации, каждая из которых состоит из двигателя стабилизации и усилителя, датчик курса, установленный на оси азимутальной системы стабилизации, приемник скорости судна и вычислитель, при этом приемник скорости судна соединен с входом вычислителя, а выходы двухкоординатного датчика угла подключены на входы систем стабилизации, дополнительно введены блок выработки составляющих ускорения, блок компенсации инерционной погрешности, сумматор и усилители-преобразователи, гироскоп выполнен в виде трехстепенного магнитосферического гироскопа, приемник скорости судна и датчик курса выполнены в виде вращающихся трансформаторов, приемник скорости судна установлен на оси азимутальной системы стабилизации, при этом входы блока выработки составляющих ускорения подключены к блоку электромагнитного подвеса ротора магнитосферического гироскопа, выходы блока выработки составляющих ускорения соединены с входами блока компенсации инерционной погрешности, выход которого подключен к второму входу сумматора, первый вход сумматора соединен с выходом индикатора горизонта, выход вычислителя соединен с первыми входами усилителей-преобразователей, выход сумматора соединен с вторыми входами усилителей-преобразователей, выходы которых соединены с входами двухкоординатного датчика момента.

Поставленная задача решается также тем, что в гирокомпасе, содержащем гироскоп с двухкоординатными датчиками угла и момента, индикатор горизонта, размещенные на платформе, закрепленной в кардановом подвесе, горизонтную и азимутальную системы стабилизации, каждая из которых состоит из двигателя стабилизации и усилителя, датчик курса, установленный на оси азимутальной системы стабилизации, приемник скорости судна и вычислитель, при этом приемник скорости судна соединен с входом вычислителя, а воды двухкоординатного датчика угла подключены на входы усилителей систем стабилизации, дополнительно введены блок выработки составляющих ускорения, блок компенсации инерционной погрешности, сумматор и усилители-преобразователи, гироскоп выполнен в виде трехстепенного магнитосферического гироскопа, приемник скорости судна и датчик курса выполнены в виде вращающихся трансформаторов, приемник скорости судна установлен на оси азимутальной системы стабилизации, при этом входы блока выработки составляющих ускорения подключены к блоку электромагнитного подвеса ротора магнитосферического гироскопа, выходы блока выработки составляющих ускорения соединены с входами блока компенсации инерционной погрешности, выход которого подключен к второму входу сумматора, первый вход сумматора соединен с выходом вращающегося трансформатора-датчика курса, а выход индикатора горизонта соединен с вторыми входами усилителей-преобразователей, выход вычислителя соединен с первыми входами усилителей-преобразователей, выходы которых соединены с входами двухкоординатного датчика момента.

В гирокомпасах блок выработки составляющих ускорения включает сумматоры и формирующие усилители, входы первого формирующего усилителя подключены к выходам первого и третьего сумматоров, а входы второго формирующего усилителя соединены с выходами первого - четвертого сумматоров.

В гирокомпасах блок компенсации инерционной погрешности содержит три параллельно соединенных перемножителя сигналов, которые через сумматор подключены к последовательно соединенным четвертому перемножителю и операционному усилителю.

Наличие указанных признаков позволяет сделать вывод о новизне технического решения.

При сравнении заявленных решений с другими техническими решениями в данной области техники не выявлена совокупность признаков, отличающих заявленные решения от прототипов, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "изобретательский уровень".

Таким образом, заявленные технические решения являются новыми, имеют изобретательский уровень, промышленно применимы.

Предлагаемые изобретения иллюстрируются чертежами, на которых изображены:
на фиг. 1 - первый вариант схемы гирокомпаса для осуществления предложенного способа;
на фиг. 2 - второй вариант схемы гирокомпаса для осуществления предложенного способа;
на фиг. 3 - схема блока компенсации инерционной погрешности гирокомпаса;
на фиг. 4 - схема блока выработки составляющих ускорения;
на фиг. 5 - схема взаимного расположения осей электромагнитного подвеса ротора гироскопа и приборной системы координат;
на фиг. 6 - географическая система координат X, Y, Z, и связанная с основанием гироскопа приборная система координат X', Y', Z'.

Гирокомпас для осуществления предложенного способа (фиг. 1) содержит магнитосферический гироскоп 1, включающий ротор 2, двухкоординатный датчик 3 угла, двухкоординатный датчик 4 момента, блок 5 электромагнитного подвеса. Магнитосферический гироскоп 1 и индикатор горизонта 6 размещены на платформе 7. Платформа 7 закреплена в кардановом подвесе, состоящем из внутреннего горизонтального кольца 8 и внешнего вертикального кольца 9. Внутреннее горизонтальное кольцо 8 устанавливается в плоскость горизонта горизонтальной системой стабилизации, состоящей из двигателя 10 и усилителя 11. Внешнее вертикальное кардановое кольцо 9 устанавливается в плоскость меридиана азимутальной системой стабилизации, состоящей из двигателя 12 и усилителя 13. Вторые входы усилителей преобразователей 14 и 15 соединены с выходом сумматора 16, первый вход которого подключен к индикатору горизонта 6 платформы 7, а второй вход сумматора 16 соединен с выходом блока 17 компенсации инерционной погрешности. Входы блока 17 компенсации инерционной погрешности соединены с выходами блока 18 выработки составляющих ускорения, а его вход подключен к выходу блока 5 электромагнитного подвеса магнитосферического гироскопа 1. Выходы вычислителя 19 соединены с первыми входами усилителей преобразователей 14 и 15, выходы которых подключены к двухкоординатному датчику 4 момента. Выходы двухкоординатного датчика 3 угла подключены к входам усилителей систем стабилизации 11 и 13. На валу двигателя 12 азимутальной системы стабилизации установлен вращающийся трансформатор 20 - датчик курса для потребителей и вращающийся трансформатор 21 - приемник скорости судна, с выхода которого северная V_N и восточная V_E составляющие скорости выдаются в вычислитель 19. Статоры трансформаторов 20 и 21 соединены с корпусом 22 судна, относительно которого вращается внешнее вертикальное кольцо 9. На вход вычислителя 19 вводится также широта места судна φ.
Второй вариант гирокомпаса (фиг. 2) содержит магнитосферический гироскоп 1, включающий ротор 2, двухкоординатный датчик 3 угла, двухкоординатный датчик 4 момента, блок 5 электромагнитного подвеса. Магнитосферический гироскоп 1 и индикатор горизонта 6 размещены на платформе 7. Платформа 7 закреплена в кардановом подвесе, состоящем из внутреннего горизонтального кольца 8 и внешнего вертикального кольца 9. Внутреннее горизонтальное кольцо 8 устанавливается в плоскость горизонта горизонтальной системой стабилизации, состоящей из двигателя 10 и усилителя 11. Внешнее вертикальное кардановое кольцо 9 устанавливается в плоскость меридиана азимутальной системой стабилизации, состоящей из двигателя 12 и усилителя 13. Вторые входы усилителей преобразователей 14 и 15 соединены с выходом индикатора горизонта 6. Входы блока 17 компенсации инерционной погрешности соединены с выходами блока 18 выработки составляющих ускорения, а его вход подключен к выходу блока 5 электромагнитного подвеса магнитосферического гироскопа 1. Выходы вычислителя 19 соединены с первыми входами усилителей преобразователей 14 и 15, выходы которых подключены к двухкоординатному датчику 4 момента. Выходы двухкоординатного датчика 3 угла подключены к входам усилителей 11 и 13 систем стабилизации. На валу двигателя 12 азимутальной системы стабилизации установлен вращающийся трансформатор 20 - датчик курса для потребителей и вращающийся трансформатор 21 - приемник скорости судна, выход которого подключен ко входу вычислителя 19. Статоры трансформаторов 20 и 21 соединены с корпусом 22 судна, относительно которого вращается внешнее вертикальное кольцо 9. Сумматор 16 первым входом подключен к выходу вращающегося трансформатора 20 - датчику курса, а вторым входом к выходу блока 17 компенсации инерционной погрешности гирокомпаса. На вход вычислителя 19 вводится также широта места судна φ.
Блок 17 компенсации инерционной погрешности гирокомпаса состоит (фиг. 3) из трех параллельно соединенных перемножителей 23, 24, 25, подключенных через сумматор 26 к последовательно соединенным четвертому перемножителю 27 и операционному усилителю 28. Выход операционного усилителя 28 подключен к второму входу сумматора 16. Аналоговые перемножители 23, 24, 25 могут быть выполнены на микросхемах 525ПС2А, операционный усилитель 28 на микросхемах серии 140.

Блок 18 выработки составляющих ускорения (фиг. 4), действующих по осям приборной системы координат X', Y', Z', содержит сумматоры 29, 30, 31, 32 и формирующие усилители 33 и 34. Входы сумматоров подключены параллельно обмоткам статоров нижнего и верхнего подвеса ротора 2 гироскопа 1, напряжения с которых U₁, U₂, U₃, U₄ и U'₁, U'₂, U'₃, U'₄ являются входными напряжениями блока 18. Формирующий усилитель 33 подключен к выходам сумматоров 29 и 31, а формирующий усилитель 34 - к выходам сумматоров 29, 30, 31 и 32. Выходы первого и второго формирующих усилителей 33 и 34 подключены к входам первого и второго перемножителей 23 и 24 блока компенсации инерционной погрешности гирокомпаса. Сумматоры 29, 30, 31, 32 и формирующие усилители 33 и 34 могут быть выполнены на микросхемах серии 140УД17 и резисторах.

На фиг. 5а показано взаимное расположение осей подвеса ротора A₁, A₃ и приборной системы координат X', Y' Z', (вид спереди), на фиг. 5б расположение осей подвеса A₂, A₄ и приборной системы координат (вид сбоку), на фиг. 5в - вид сверху.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. При запуске гирокомпаса главная ось гироскопа азимутальной следящей системой устанавливается на север. Оси системы подвеса образуют с вертикальной осью приборной системы координат угол γ. Составляющие ускорения, действующие по каждой оси подвеса ротора гироскопа A₁, A₂, A₃, A₄, равны разности напряжений на обмотках нижнего и верхнего статоров подвеса:
a₁=(U₁-U'₁);
a₂=(U₂-U'₂);
a₃=(U₃-U'₃);
a₄=(U₄-U'₄).

Величины составляющих ускорений по осям подвеса a₁, a₂, a₃, a₄ определяются сумматорами 29, 30, 31, 32 блока 18 выработки составляющих ускорения. Соотношения между составляющими ускорения в осях подвеса A₁, A₂, A₃, A₄ и в осях приборной системы координат X', V', Z' определяются из следующей системы уравнений:

откуда получаем:

где a_X', a_Z' - горизонтальная и вертикальная составляющие ускорения, действующего на основание гироскопа в приборной системе координат X', Y', Z';
K_X, K_Z - постоянные коэффициенты, определяемые при тарировке гироскопа;
a₁, a₂, a₃, a₄ - составляющие ускорения, действующего по осям подвеса ротора гироскопа.

Величины a_X', a_Z' изменяются блоком 18 выработки составляющих ускорения и поступают на вход блока 17 компенсации инерционной погрешности. На фиг. 6 показано взаимное расположение осей приборной системы координат X', Y', Z' и географической системы координат X, V, Z. При наклоне основания гироскопа на угол β относительно географической системы координат и при действии северной составляющей ускорения получим

После возведения в квадрат и сложения обоих уравнений получим
a $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{x′}}$ +a $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{z′}}$ = g²+a $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{N}}$ ,
откуда
a_N = (a $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{X′}}$ +a $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{Z′}}$ -g²)^1/2,
где a_N - северная составляющая ускорения, действующего на основание гироскопа.

На входе первого и второго перемножителей 23 и 24 блока 17 компенсации инерционной погрешности поступают измеренные величины a_X', a_Z', а на вход третьего перемножителя 25 - постоянное напряжение, пропорциональное величине силы тяжести. После возведения в квадрат они суммируются на сумматоре 26, а на четвертом перемножителе 27 извлекается квадратный корень. Определенная таким образом величина a_N поступает на операционный усилитель 28, на котором производится масштабирование полученной северной составляющей ускорения под выходной сигнал индикатора горизонта в первом варианте гирокомпаса или под выходной сигнал датчика курса во втором варианте гирокомпаса. Далее на сумматоре 16 производится вычитание отмасштабированного сигнала из сигнала индикатора горизонта для первого варианта гирокомпаса или из сигнала датчика курса для второго варианта гирокомпаса.

Гирокомпас (фиг. 1) работает следующим образом. Пусть в результате подготовки гирокомпаса к выходу в море платформа 7 с гироскопом 1 установлена в горизонт, а по азимуту главная ось гироскопа отклонена от меридиана на угол α. Вследствие вращения Земли главная ось гироскопа отклоняется от горизонтального положения со скоростью, равной ωcosφsinα. Двухкоординатный датчик угла 3 измеряет это отклонение и в виде напряжения выдает на вход горизонтальной системы стабилизации, состоящей из усилителя 11 и двигателя 10, который разворачивает внутреннее горизонтальное кольцо 8 до тех пор, пока платформа 7 не установится в горизонт. Индикатор горизонта 6 платформы 7 выдает напряжение, пропорциональное углу наклона через сумматор 16, усилители- преобразователи 14 и 15 на двухкоординатный датчик 4 момента, создающий прецессионное движение ротора 2 гироскопа 1 по азимуту, направленное к меридиану и по высоте, направленное к горизонту. На выходе блока 17 компенсации инерционной погрешности при наклоне внутреннего кольца 8 и отсутствия ускорения напряжение равно нулю. На вход вычислителя 19 поступает широта места судна φ и составляющие скорости по меридиану V_N и параллели V_E, по которым вычислитель 19 формирует сигналы коррекции положения главной оси гироскопа в азимуте

и по высоте V_N/R. Возникающее угловое рассогласование между главной осью гироскопа и корпусом прибора устраняется по горизонту системой стабилизации, состоящей из усилителя 11 и двигателя 10, и по азимуту системой стабилизации, состоящей из усилителя 13 и двигателя 12. Внешнее вертикальное кольцо 9 отслеживает движение главной оси гироскопа в азимуте. Установленный на ее оси вращающийся трансформатор 21 выдает в вычислитель 19 составляющие скорости V_N и V_E. Вращающийся трансформатор 20 является датчиком курса судна.

В первом варианте (фиг. 1) предлагаемого гирокомпаса при движении судна с ускорением с блока 5 электромагнитного подвеса ротора 2 гироскопа 1 на вход блока 18 выработки составляющих ускорения поступают входные напряжения U₁ - U₄ и U'₁ - U'₄, по величинам которых блок 18 вырабатывает вертикальную и горизонтальную составляющие ускорения в приборной системе координат. Блок 17 компенсации инерционной погрешности определяет северную составляющую ускорения в географической системе координат, масштабирует ее по крутизне и постоянной времени индикатора горизонта 6 и выдает на вход сумматора 16, где происходит компенсация ложного сигнала наклона индикатора горизонта 6 при действии ускорения. Выходной сигнал сумматора 16 в этом случае равен нулю.

Во втором варианте (фиг. 2) предлагаемого гирокомпаса при движении судна с ускорением напряжение, пропорциональное северной составляющей ускорения в географической системе координат, поступает через усилители-преобразователи 14 и 15 на двухкоординатный датчик момента 4. Прецессионное движение ротора 2 гироскопа 1 и вертикального кольца 9 от меридиана компенсируется на сумматоре 16, на первый вход которого поступает выходное напряжение с вращающегося трансформатора 20, а на второй вход поступает напряжение с выхода блока 17 компенсации инерционной погрешности. В этом случае выходной сигнал блока 17 компенсации инерционной погрешности масштабируется по крутизне и постоянной времени датчика 20 курса.

Первый вариант предлагаемого гирокомпаса предпочтительнее для применения в новых разработках, второй вариант при модернизации гирокомпасов.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ компенсации инерционной погрешности обладает информационной автономностью, требует минимальных аппаратных затрат при внедрении и является эффективным для любых типов судов. Варианты предлагаемых гирокомпасов имеют дополнительную погрешность при маневрировании судна не более 0,1 градуса.

Claims (5)

1. Способ компенсации инерционной погрешности гирокомпаса при маневрировании судна, заключающийся в определении северной составляющей ускорения и ее вычитания в масштабе погрешности, отличающийся тем, что после разворота главной оси гироскопа на север измеряют напряжения на обмотках верхнего и нижнего статоров электромагнитного подвеса ротора гироскопа, определяют составляющие ускорения, действующие по осям подвеса ротора гироскопа, затем определяют горизонтальную и вертикальную составляющие действующего на основание гироскопа ускорения, а северную составляющую ускорения находят из выражения
a_N = (a $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{X′}}$ + a $\genfrac{}{}{0ex}{}{\text{2}}{\text{Z′}}$ - g²)^1/2,
где a_N - северная составляющая ускорения, действующего на основание гироскопа;
a_X', a_Z' - горизонтальная и вертикальная составляющие ускорения, действующего на основание гироскопа в приборной системе координат;
g - ускорение силы тяжести.

2. Гирокомпас, содержащий гироскоп с двухкоординатными датчиками угла и момента, индикатор горизонта, размещенные на платформе, закрепленной в кардановом подвесе, горизонтную и азимутальную системы стабилизации, каждая из которых состоит из двигателя стабилизации и усилителя, датчик курса, установленный на оси азимутальной системы стабилизации, приемник скорости судна и вычислитель, при этом приемник скорости судна соединен с входом вычислителя, а выходы двухкоординатного датчика угла подключены на входы усилителей систем стабилизации, отличающийся тем, что в него дополнительно введены блок выработки составляющих ускорения, блок компенсации инерционной погрешности, сумматор и усилители-преобразователи, гироскоп выполнен в виде трехстепенного магнитосферического гироскопа, приемник скорости судна и датчик курса выполнены в виде вращающихся трансформаторов, приемник скорости судна установлен на оси азимутальной системы стабилизации, при этом входы блока выработки составляющих ускорения подключены к блоку электромагнитного подвеса ротора магнитосферического гироскопа, выходы блока выработки составляющих ускорения соединены с входами блока компенсации инерционной погрешности, выход которого подключен к второму входу сумматора, первый вход сумматора соединен с выходом индикатора горизонта, выход вычислителя соединен с первыми входами усилителей-преобразователей, выход сумматора - с вторыми входами усилителей-преобразователей, выходы которых соединены с входами двухкоординатного датчика момента.

3. Гирокомпас, содержащий гироскоп с двухкоординатными датчиками угла и момента, индикатор горизонта, размещенные на платформе, закрепленной в кардановом подвесе, горизонтную и азимутальную системы стабилизации, каждая из которых состоит из двигателя стабилизации и усилителя, датчик курса, установленный на оси азимутальной системы стабилизации, приемник скорости судна и вычислитель, при этом приемник скорости судна соединен с входом вычислителя, а выходы двухкоординатного датчика угла подключены на входы усилителей систем стабилизации, отличающийся тем, что в него дополнительно введены блок выработки составляющих ускорения, блок компенсации инерционной погрешности, сумматор и усилители-преобразователи, гироскоп выполнен в виде трехстепенного магнитосферического гироскопа, приемник скорости судна и датчик курса выполнены в виде вращающихся трансформаторов, приемник скорости судна установлен на оси азимутальной системы стабилизации, при этом входы блока выработки составляющих ускорения подключены к блоку электромагнитного подвеса ротора магнитосферического гироскопа, выходы блока выработки составляющих ускорения соединены с входами блока компенсации инерционной погрешности, выход которого подключен к второму входу сумматора, первый вход сумматора соединен с выходом вращающегося трансформатора-датчика курса, а выход индикатора горизонта соединен с вторыми входами усилителей-преобразователей, выход вычислителя - с первыми входами усилителей-преобразователей, выходы которых соединены с входами двухкоординатного датчика момента.

4. Гирокомпас по пп.2 и 3, отличающийся тем, что блок выработки составляющих ускорения включает сумматоры и формирующие усилители, входы первого формирующего усилителя подключены к выходам первого и третьего сумматоров, а входы второго формирующего усилителя соединены с выходами первого - четвертого сумматоров.

5. Гирокомпас по пп. 2 и 3, отличающийся тем, что блок компенсации инерционной погрешности содержит три параллельно соединенных перемножителя сигналов, которые через сумматор подключены к последовательно соединенным четвертому перемножителю и операционному усилителю.

Images