RU2187074C1 - Method of correction of gyrocompass - Google Patents
Method of correction of gyrocompass Download PDFInfo
- Publication number
- RU2187074C1 RU2187074C1 RU2001110024A RU2001110024A RU2187074C1 RU 2187074 C1 RU2187074 C1 RU 2187074C1 RU 2001110024 A RU2001110024 A RU 2001110024A RU 2001110024 A RU2001110024 A RU 2001110024A RU 2187074 C1 RU2187074 C1 RU 2187074C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gyrocompass
- current
- vertical
- course
- axis
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
Description
Способ относится к области навигационного приборостроения и может быть использован для определения и компенсации основных погрешностей двухрежимных одногироскопных курсоуказателей - гирокомпасов (ГК). The method relates to the field of navigational instrumentation and can be used to determine and compensate for the basic errors of dual-mode single-gyro direction indicators - gyro compasses (GK).
Известен способ коррекции ГК, заключающийся в запуске ГК, выдержке его в течение времени, необходимого для достижения устойчивого теплового и электрического состояния, сравнении курса ГК с истинным курсом стенда или полученным, например, методом пеленгования известного ориентира, формировании поправки, равной разности курсов, и добавлении ее к выходному курсу ГК [см. Коган В.М., Чичинадзе М.В. Судовой гироазимуткомпас "Вега". М.: Транспорт, 1983, с.87, 100]. A known method for correcting HA is to start the HA, holding it for the time necessary to achieve a stable thermal and electric state, comparing the HA course with the true stand rate or obtained, for example, by direction finding of a known reference point, forming an amendment equal to the course difference, and adding it to the GK exit rate [see Kogan V.M., Chichinadze M.V. Ship gyroazimutcompass "Vega". M .: Transport, 1983, p. 87, 100].
Недостатком способа является возникновение дополнительных погрешностей при изменении широты места плавания. The disadvantage of this method is the occurrence of additional errors when changing the latitude of the place of navigation.
Как известно, погрешность ГК ΔК в определении истинного курса зависит от основных ее источников: дрейфа вокруг восточной оси Р и невыставки Δ в соответствии с выражением:
где U - скорость Земли,
φ - широта места.As you know, the error of the GK ΔK in determining the true rate depends on its main sources: drift around the eastern axis P and non-alignment Δ in accordance with the expression:
where U is the speed of the Earth,
φ is the latitude of the place.
Невыставка Δ в соответствии с фиг.1 - это угол между поперечной осью корпуса ГК ХП и осью чувствительности гироскопа Х (ось Х перпендикулярна кинетическому моменту гироскопа ) в заарретированном нулевом положении, когда сигнал с курсового датчика угла, измеряющего угол поворота между корпусом 3 и платформой 1, равен нулю. Заарретированное нулевое положение получают при регулировке, механически связывая платформу и корпус ГК и выставляя сигнал курсового датчика угла в ноль.The non-exhibition Δ in accordance with figure 1 is the angle between the transverse axis of the body of the body X X P and the sensitivity axis of the gyroscope X (the X axis is perpendicular to the kinetic moment of the gyroscope ) in a caged zero position, when the signal from the directional angle sensor measuring the angle of rotation between the
При использовании способа-прототипа к курсу добавляется постоянная поправка , определенная при регулировке и зависящая от широты места регулировки φст и поэтому обуславливающая дополнительную погрешность определения курса, которая имеет вид:
Величина (secφ-secφст) для объектов, плавающих в широтах ±70o, может достигать 1 и значение дополнительной погрешности при реальных для современных компасов дрейфах P=0,1÷0,2[o/ч] может достигать нескольких градусов.When using the prototype method, a constant amendment is added to the course , determined during the adjustment and depending on the latitude of the place of adjustment φ st and therefore causing an additional error in determining the course, which has the form:
The value (secφ-secφ ст ) for objects floating in latitudes of ± 70 o can reach 1 and the value of the additional error for drifts real for modern compasses P = 0.1 ÷ 0.2 [ o / h] can reach several degrees.
В случае, когда поправка ΔКст пересчитывается к дрейфу по формуле Pст = ΔKст•Ucosφcт = P+ΔUcosφст и добавляется к сигналу управления скоростью гироскопа вокруг восточной оси, дополнительная погрешность гироскопа будет иметь вид
Величина для указанных районов плавания может достигать значения 2 и значение дополнительной погрешности при реальных для современных компасов значениях невыставок Δ=0,5o÷1,5o может достигать нескольких градусов.In the case where ΔK correction item is converted to a drift of the formula P v = ΔK • Ucosφ art CT = P + ΔUcosφ art and added to the control signal of the gyroscope east velocity around the axis, an additional gyro error will have the form
Value for these areas of navigation can reach a value of 2 and the value of the additional error at real for modern compasses values of non-adjustments Δ = 0.5 o ÷ 1.5 o can reach several degrees.
Первый из указанных способов используется при регулировке на предприятии-изготовителе, второй - на объектах при эксплуатации, при существенном изменении поправки за счет изменения дрейфа Р. Как показано выше, отсутствие компенсации на заводе-изготовителе практически не меняющейся величины невыставки Δ не позволяет повысить точность ГК ни в случае применения первого, ни в случае применения второго способа. The first of these methods is used for adjustment at the manufacturer, the second - at the facilities during operation, with a significant change in the correction due to changes in drift R. As shown above, the lack of compensation at the factory with a practically unchanged value Δ does not allow increasing the accuracy neither in the case of applying the first, nor in the case of applying the second method.
Целью изобретения является повышение точности ГК за счет определения и компенсации основных погрешностей гироскопа. The aim of the invention is to increase the accuracy of the HA by identifying and compensating for the basic errors of the gyroscope.
Поставленная цель достигается тем, что в способе коррекции ГК-прототипе, включающем запуск ГК и выдержку в течение времени, необходимого для достижения установившегося теплового и электрического состояния, сравнение курса ГК с истинным курсом стенда, формирование поправки равной разности курсов и смещение выходного курса ГК на величину поправки, дополнительно перед указанными операциями разворачивают платформу ГК вокруг вертикальной оси так, чтобы горизонтальная ось чувствительности ГК была направлена на север, затем включают режим гироазимута и измеряют ток в вертикальном датчике момента, пропорциональный угловой скорости управления гирокомпасом вокруг горизонтальной оси ΩГ1, затем вновь разворачивают платформу ГК вокруг вертикальной оси так, чтобы горизонтальная ось чувствительности ГК была направлена на юг, включают режим гироазимута и вновь измеряют ток в вертикальном датчике момента, пропорциональный скорости управления ΩГ2, вычисляют дрейф вокруг восточной оси по формуле
P=0,5(ΩГ1+ΩГ2).
Формируют компенсационную поправку по току по формуле:
Iр=-РН/Кдм,
где Кдм[г•см/а] - передаточный коэффициент датчика момента по току;
Н[г•см•с] - кинетический момент гироскопа;
и подают ток Iр на вертикальный датчик момента гироскопа.This goal is achieved by the fact that in the method of correction of the GK prototype, which includes starting the GK and holding for the time necessary to achieve a steady thermal and electrical state, comparing the GK course with the true stand rate, forming an equal difference in course difference and shifting the GK output rate by correction value, additionally, before the indicated operations, deploy the HA platform around the vertical axis so that the horizontal axis of the HA sensitivity is directed to the north, then turn on the mode iroazimuta and the current is measured in the vertical sensor torque proportional to the angular rate gyro compass control about a horizontal axis Ω G1, then re-deploy HA platform about a vertical axis so that the horizontal axis of sensitivity HA has been directed to the south, include directional gyroscope mode and again the current is measured in the vertical sensor torque proportional to the control speed Ω G2 , calculate the drift around the eastern axis according to the formula
P = 0.5 (Ω G1 + Ω G2 ).
Form a compensation correction for current according to the formula:
I p = -RN / K dm ,
where K dm [g • cm / a] is the gear ratio of the torque sensor for current;
N [g • cm • s] - kinetic moment of the gyroscope;
and a current I p is supplied to a vertical gyroscope moment sensor.
Теоретическое обоснование способа заключается в следующем. После разворота платформы гирокомпаса на курс 90o и включения режима гироазимута в установившемся режиме скорость управления вокруг горизонтальной оси ΩГ, пропорциональная току в вертикальном датчике момента, будет определяться выражением ΩГ1 = Ucosφ+P.
После разворота платформы гирокомпаса на курс 270o эта скорость будет определяться выражением ΩГ2 = -Ucosφ+P. Эти выражения могут быть получены после измерения токов в вертикальном датчике момента гироскопа или пропорциональных ему скоростей управления ΩГ1 и ΩГ2. Тогда значения восточного дрейфа гирокомпаса вычисляются исходя из полученных измерений Р=0,5(ΩГ1+ΩГ2).
Значение компенсационной поправки к току определяется выражением:
Iр=-PH/Кдм,
где Kдм[г•см/а] - передаточный коэффициент датчика момента по току;
Н[г•см•с] - кинетический момент гироскопа.The theoretical rationale for the method is as follows. After gyro platform rotation rate to 90 o and including directional gyroscope mode steady-state speed control Ω about a horizontal axis T which is proportional to the current in the vertical sensor point, Ω will be given by G1 = Ucosφ + P.
After turning the gyrocompass platform to a course of 270 o, this speed will be determined by the expression Ω Г2 = -Ucosφ + P. These expressions can be obtained after measuring the currents in a vertical sensor of the moment of the gyroscope or proportional to it control speeds Ω G1 and Ω G2 . Then the values of the eastward drift of the gyrocompass are calculated based on the measurements P = 0.5 (Ω G1 + Ω G2 ).
The value of the compensation correction to the current is determined by the expression:
I p = -PH / K dm ,
where K dm [g • cm / a] is the gear ratio of the torque sensor for current;
N [g • cm • s] is the kinetic moment of the gyroscope.
После добавления компенсационного тока, пропорционального вычисленному восточному дрейфу, к току управления вертикальным датчиком момента восточный дрейф гироскопа будет скомпенсирован и после включения режима гирокомпаса его погрешность в соответствии с выражением (1) будет определяться только невыставкой Δ: ΔK = Δ.
Зная истинный курс гирокомпаса и сравнивая его с вырабатываемым, вычисляем поправку к показаниям датчика курса
Установка платформы ГК на румбы 90o и 270o может осуществляться либо вручную, либо подачей большого тока в горизонтальный датчик момента ГК, либо подачей слабого сигнала в усилитель следящей азимутальной системы ГК.After adding a compensation current proportional to the calculated eastward drift to the control current of the vertical moment sensor, the eastward drift of the gyroscope will be compensated and after the gyrocompass mode is turned on, its error in accordance with expression (1) will be determined only by the non-adjustment Δ: ΔK = Δ.
Knowing the true rate of the gyrocompass and comparing it with the output, we calculate the correction to the heading sensor
The installation of the HA platform on the 90 ° and 270 ° rumbas can be done either manually or by supplying a large current to the horizontal HA moment sensor, or by supplying a weak signal to the amplifier of the tracking azimuthal HA system.
Для определения сигналов ΩГ1, ΩГ2 с погрешностью 0,005o/ч достаточно установить платформу ГК на курсы 90o и 270o с погрешностью 1o÷2o. Поправка к курсу ΔК может либо добавляться к выходному сигналу датчика курса, либо смещать его сигнал путем дополнительного поворота ротора датчика относительно его статора в заарретированном нулевом положении на угол, при котором сигнал с датчика курса равен Предложенный способ может быть реализован, например, в конструкции гирокомпаса, структура которого представлена на фиг.2.To determine the signals Ω G1 , Ω G2 with an error of 0.005 o / h, it is enough to install the GK platform at the courses of 90 o and 270 o with an error of 1 o ÷ 2 o . The course correction ΔK can either be added to the output signal of the heading sensor, or displace its signal by additional rotation of the sensor rotor relative to its stator in the zeroed position by an angle at which the signal from the heading sensor is The proposed method can be implemented, for example, in the construction of a gyrocompass, the structure of which is presented in figure 2.
Гирокомпас содержит:
- платформу 1;
- гироскоп 2;
- вертикальный и горизонтальный датчики момента 3 и 4;
- датчик угла 5;
- электронный блок 6;
- пульт оператора 7;
- акселерометр 8.The gyrocompass contains:
- platform 1;
-
- vertical and
- angle sensor 5;
- electronic unit 6;
- operator console 7;
- accelerometer 8.
ГК работает следующим образом. Гирокомпас удерживает платформу 1 в северном направлении благодаря подаваемым в горизонтальный 3 и вертикальный 4 датчики момента токам, формируемым в электронном блоке 6 по сигналу с акселерометра 8. Составляющая тока, компенсирующая восточный дрейф в вертикальный датчик момента, формируется в электронном блоке 6 по величине дрейфа Р, вводимой с пульта оператора 7. Компенсация невыставки Δ осуществляется смещением сигнала датчика курса. GK works as follows. The gyrocompass holds the platform 1 in the north direction thanks to the currents supplied to the horizontal 3 and vertical 4 torque sensors generated in the electronic unit 6 by the signal from the accelerometer 8. A current component compensating for the eastward drift to the vertical torque sensor is formed in the electronic unit 6 according to the drift value Р input from the operator console 7. Compensation for the failure Δ is carried out by shifting the signal of the heading sensor.
Claims (1)
Ip=-РН/Kдм,
где Kдм[г•см/а] - передаточный коэффициент датчика момента по току;
Н[г•см•с] - кинетический момент гироскопа,
и подают ток Ip на вертикальный датчик момента гироскопа.A method for correcting a gyrocompass, including starting the gyrocompass and holding it for the time necessary to achieve a steady thermal and electric state, comparing the gyrocompass rate with the true stand rate, forming a correction equal to the difference in course, and shifting the output gyrocompass rate by the correction value, characterized in that, in order to increase accuracy by identifying and compensating for the basic errors of the gyroscope, before the indicated operations, the wok gyrocompass platform is additionally deployed circle the vertical axis so that the horizontal axis of sensitivity is directed to the north, then turn on the gyro-azimuth mode and measure the current in the vertical torque sensor, proportional to the angular velocity of the gyrocompass control around the horizontal axis Ω G1 , then re-deploy the gyrocompass platform around the vertical axis so that the horizontal axis the gyrocompass sensitivity was directed south, turn on the gyro-azimuth mode and again measure the current in the vertical torque sensor, proportional to the control speed Ω G2 , calculate the drift around the eastern axis according to the formula P = 0.5 (Ω G1 + Ω G2 ), form a compensation correction to the current according to the formula
I p = -RN / K dm ,
where K dm [g • cm / a] is the gear ratio of the torque sensor for current;
N [g • cm • s] - kinetic moment of the gyroscope,
and a current I p is applied to a vertical gyro moment sensor.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001110024A RU2187074C1 (en) | 2001-04-16 | 2001-04-16 | Method of correction of gyrocompass |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001110024A RU2187074C1 (en) | 2001-04-16 | 2001-04-16 | Method of correction of gyrocompass |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2187074C1 true RU2187074C1 (en) | 2002-08-10 |
Family
ID=20248418
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001110024A RU2187074C1 (en) | 2001-04-16 | 2001-04-16 | Method of correction of gyrocompass |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2187074C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111551164A (en) * | 2020-05-27 | 2020-08-18 | 北京计算机技术及应用研究所 | Method for compensating course effect error of rate offset frequency laser gyro north seeker |
-
2001
- 2001-04-16 RU RU2001110024A patent/RU2187074C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
КОГАН В.М., ЧИЧИНАДЗЕ М.В. Судовой гироазимуткомпас "Вега". - М.: Транспорт, 1983, с.87, 100. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111551164A (en) * | 2020-05-27 | 2020-08-18 | 北京计算机技术及应用研究所 | Method for compensating course effect error of rate offset frequency laser gyro north seeker |
CN111551164B (en) * | 2020-05-27 | 2023-10-20 | 北京计算机技术及应用研究所 | Compensation method for course effect error of rate offset frequency laser gyro north seeker |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4114437A (en) | Navigation instrument for the navigation of land vehicles | |
GB2227315A (en) | Vehicle land navigating device | |
EP2638360B1 (en) | A system and method for north finding | |
RU2541710C1 (en) | Method of independent azimuthal orientation of platform of three-axis gyrostabiliser on movable base | |
US4696112A (en) | Bore hole navigator | |
RU2608337C1 (en) | Method of three-axis gyrostabilizer stabilized platform independent initial alignment in horizontal plane and at specified azimuth | |
JPH08178687A (en) | Posture detecting method, and device therefor | |
RU2187074C1 (en) | Method of correction of gyrocompass | |
JP2000249552A (en) | Method and device for searching north | |
RU2579768C2 (en) | Method to determine scale factor of solid-state wave gyroscope on rotary table | |
RU2630526C1 (en) | Azimuthal orientation of platform of triaxial gyrostabiliser | |
RU2176780C1 (en) | Method for determination of true course with the aid of two-channel gyroscopic angular-rate sensor | |
RU2153152C1 (en) | Method of correction of gyroscopic compass | |
US3962797A (en) | Self contained quick reacting wide angle gyrocompassing | |
RU2509979C1 (en) | Method of autonomous azimuthal orientation of platform of three-axial gyrostabiliser by varying points of correction | |
RU2523670C1 (en) | Integrated inertial-satellite system of orientation and navigation for marine facilities | |
RU2249793C2 (en) | Method of calibrating accelerometers | |
RU2194948C1 (en) | Method of algorithm compensation of error of gyrocompassing by means of angular-rate sensor | |
RU2131113C1 (en) | Process of gyrocompassing of three-axes gyrostabilizer | |
RU2210740C1 (en) | Method of gyrocompassing with use of gyroscopic transmitter of angular velocity mounted on platform controlled by azimuth and stabilized in plane of local horizon | |
RU2513631C1 (en) | Method to determine azimuth of platform of triaxial gyrostabiliser by angle of rotation of gyroblock body | |
JP2609976B2 (en) | Compass | |
RU2738824C1 (en) | Method of angular velocity measurement using a solid-state wave gyroscope | |
RU2186338C1 (en) | Method determining course angle of object and selforientation gyroscopic system of course indication | |
RU2117253C1 (en) | Integrated complex for navigation and control over deep- sea vessels |