RU2294527C1 - Complex satellite navigational equipment - Google Patents
Complex satellite navigational equipment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2294527C1 RU2294527C1 RU2005128010/28A RU2005128010A RU2294527C1 RU 2294527 C1 RU2294527 C1 RU 2294527C1 RU 2005128010/28 A RU2005128010/28 A RU 2005128010/28A RU 2005128010 A RU2005128010 A RU 2005128010A RU 2294527 C1 RU2294527 C1 RU 2294527C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coordinates
- increments
- outputs
- inputs
- output
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Navigation (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к области навигации наземных транспортных средств (НТС) и представляет собой комплексную спутниковую навигационную аппаратуру.The present invention relates to the field of navigation of land vehicles (STV) and is a comprehensive satellite navigation equipment.
Аналогами заявляемой аппаратуры являются различные варианты одометрической навигационной аппаратуры, в состав которой входят путевая и курсовая системы, которые определяют приращение координат, и сумматор приращения координат с координатами начальной точки маршрута.Analogs of the claimed equipment are various options for odometric navigation equipment, which includes track and heading systems that determine the increment of coordinates, and the adder increment coordinates with the coordinates of the starting point of the route.
В качестве прототипа выбрана комплексная аппаратура счисления координат (КАСК) по патенту РФ 2195632.As a prototype, a complex coordinate calculating apparatus (CASC) was selected according to the patent of the Russian Federation 2195632.
КАСК представляет собой подкалибровываемую по показаниям навигационной аппаратуры потребителей спутниковой навигационной системы (НАЛ СНС) одометрическую навигационную аппаратуру (ОНА), которая по сигналу о низком качестве показаний, вырабатываемому НАЛ СНС, переходит в режим памяти - в режим работы от свежеоткалиброванной ОНА.KASK is an odometric navigation equipment (ONA), which is calibrated according to the indications of the navigation equipment of consumers of the satellite navigation system (NAL SNA), which switches to the memory mode, from the freshly calibrated ONA, by the signal about the low quality of readings produced by the NAL SNA.
Недостатком КАСК является ее относительно высокая сложность конструкции, т.к. в состав ОНА входит гироскопическая курсовая система.The disadvantage of KASK is its relatively high design complexity, because it includes a gyroscopic course system.
Изобретение имеет своей целью упрощение конструкции навигационной аппаратуры за счет исключения из ее состава гироскопической курсовой системы.The invention aims to simplify the design of navigation equipment by eliminating from its composition a gyroscopic heading system.
Сущность изобретения основана на возможности определения в движении по показаниям НАЛ СНС дирекционного угла НТС, а по показаниям двух датчиков скорости - приращений дирекционного угла НТС и заключается в том, что в комплексную спутниковую навигационную аппаратуру, включающую в свой состав первый и второй вычислители приращений координат, первый и второй преобразователи плановых приращений координат в радиальные, первый и второй блоки ввода поправки или коррекции, первый и второй блоки сравнения параметров, первый и второй фильтры, преобразователь приращений радиальных координат в плановые, сумматор, блок ввода начальных координат, блок режима начальной установки и навигационную аппаратуру потребителя спутниковой навигационной системы, причем первый и второй выходы навигационной аппаратуры потребителя спутниковой навигационной системы соединены с соответствующими входами второго вычислителя приращений координат и блока ввода начальных координат, выходы первого и второго вычислителей приращений координат соединены с соответствующими входами первого и второго преобразователя приращений плановых координат в радиальные, выходы первого преобразователя плановых координат в радиальные соединены с первыми входами первого и второго блоков поправки или коррекции и блоков сравнения параметров, выходы второго преобразователя плановых координат в радиальные соединены со вторыми входами первого и второго блоков сравнения параметров, выходы первого и второго блоков сравнения параметров соединены с входами первого и второго фильтров соответственно, а третьи входы - с третьим выходом навигационной аппаратуры потребителя спутниковой навигационной системы, выходы которых соединены со вторыми входами первого и второго блоков введения поправки или коррекции соответственно, выходы которых соединены с соответствующими входами преобразователя приращений радиальных координат в плановые, выходы преобразователя приращений радиальных координат в плановые соединены с соответствующими входами сумматора, управляющий вход блока ввода начальных координат соединен с первым выходом блока режима начальной установки, второй выход которого соединен со входами обнуления первого и второго вычислителя приращений координат, выходы блока ввода начальных координат соединены с соответствующими входами второго вычислителя приращений координат и сумматора, выходы которого являются выходами комплексной спутниковой навигационной аппаратуры, введены первый и второй датчики скорости, первый и второй узлы калибровки, первый и второй корректоры, формирователь приращений дирекционного угла, формирователь текущего дирекционного угла и хранитель начального дирекционного угла, при этом выходы первого и второго датчиков скорости соединены с входами первого и второго узлов калибровки соответственно, выходы которых соединены с первыми входами первого и второго корректоров соответственно, выход первого корректора соединен с первыми входами первого вычислителя приращений координат и формирователя приращений дирекционного угла, выход второго корректора соединен со вторым входом формирователя приращений дирекционного угла, выход которого соединен с первым входом формирователя текущего дирекционного угла, второй вход которого соединен с выходом хранителя начального дирекционного угла, а выход - со вторым входом первого вычислителя приращений координат, а вторые входы первого и второго корректоров соединены с выходом первого фильтра.The essence of the invention is based on the possibility of determining, in motion, according to the NAL SNA indications, the NTS directional angle, and according to the readings of two speed sensors, increments of the NTS directional angle and consists in the fact that the integrated satellite navigation equipment, which includes the first and second calculators of coordinate increments, the first and second converters of planned increments of coordinates to radial, the first and second blocks for entering corrections or corrections, the first and second blocks for comparing parameters, the first and second filters, pre the originator of increments of the radial coordinates to the planned ones, the adder, the unit for inputting the initial coordinates, the unit for the initial installation mode and the navigation equipment of the consumer of the satellite navigation system, the first and second outputs of the navigation equipment of the consumer of the satellite navigation system connected to the corresponding inputs of the second calculator of the increments of coordinates and the input unit of the initial coordinates , the outputs of the first and second calculators of increments of coordinates are connected with the corresponding inputs of the first and second the converter of increments of the planned coordinates to radial, the outputs of the first converter of the planned coordinates to radial are connected to the first inputs of the first and second correction or correction blocks and parameter comparison blocks, the outputs of the second converter of planned coordinates to radial are connected to the second inputs of the first and second blocks of parameter comparison, the outputs of the first and the second parameter comparison blocks are connected to the inputs of the first and second filters, respectively, and the third inputs are connected to the third output of the navigation a consumer satellite navigation system parameters, the outputs of which are connected to the second inputs of the first and second blocks for introducing corrections or corrections, respectively, the outputs of which are connected to the corresponding inputs of the transducer of increments of radial coordinates to planned, the outputs of the transducer of increments of radial coordinates to planned are connected to the corresponding inputs of the adder, control input the initial coordinate input unit is connected to the first output of the initial installation mode unit, the second output of which is dinene with the inputs of zeroing the first and second calculator of increments of coordinates, the outputs of the input unit of the input of the initial coordinates are connected to the corresponding inputs of the second calculator of increments of coordinates and the adder, the outputs of which are outputs of complex satellite navigation equipment, introduced the first and second speed sensors, the first and second calibration nodes, the first and second correctors, a shaper of increments of the directional angle, a shaper of the current directional angle and the keeper of the initial directional angle, the outputs of the first and second speed sensors are connected to the inputs of the first and second calibration nodes, respectively, the outputs of which are connected to the first inputs of the first and second corrector, respectively, the output of the first corrector is connected to the first inputs of the first calculator of increments of coordinates and the shaper of increments of the directional angle, the output of the second corrector is connected to the second input of the shaper of increments of the directional angle, the output of which is connected to the first input of the shaper of the current directional angle, the second input to torogo keeper connected to the output of the initial directional angle, and the output - to the second input of the first calculating coordinate increments, and the second inputs of the first and second equalizers are connected to the output of the first filter.
Сущность изобретения поясняется графическими материалами, где на фиг.1 приведена блок-схема устройства-прототипа (КАСК), а на фиг.2 - блок-схема заявленной комплексной спутниковой навигационной аппаратуры (КСНА).The invention is illustrated by graphic materials, where in Fig.1 shows a block diagram of a prototype device (CASK), and Fig.2 is a block diagram of the claimed integrated satellite navigation equipment (KSNA).
В комплексную спутниковую навигационную аппаратуру, включающую в свой состав первый и второй вычислитель приращений координат 1, 2, первый и второй преобразователь плановых приращений координат в радиальные 3, 4, первый и второй блоки ввода поправки или коррекции 5, 6, первый и второй блоки сравнения параметров 7, 8, первый и второй фильтры 9, 10, преобразователь приращений радиальных координат в плановые 11, сумматор 12, блок ввода начальных координат 13, блок режима начальной установки 14 и навигационную аппаратуру потребителя спутниковой навигационной системы 15, причем первый и второй выходы навигационной аппаратуры потребителя спутниковой навигационной системы 15 соединены с соответствующими входами второго вычислителя приращений координат 2 и блока ввода начальных координат 13, выходы первого и второго вычислителей приращений координат 1, 2 соединены с соответствующими входами первого и второго преобразователя приращений плановых координат в радиальные 3, 4, выходы первого преобразователя плановых координат в радиальные 3 соединены с первыми входами первого и второго блоков поправки или коррекции 5, 6 и блоков сравнения параметров 7, 8, выходы второго преобразователя плановых координат в радиальные 4 соединены со вторыми входами первого и второго блоков сравнения параметров 7, 8, выходы первого и второго блоков сравнения параметров 7, 8 соединены с входами первого и второго фильтров 9, 10 соответственно, а третьи входы - с третьим выходом навигационной аппаратуры потребителя спутниковой навигационной системы 15, выходы первого и второго фильтров 9, 10 соединены со вторыми входами первого и второго блоков введения поправки или коррекции 5, 6 соответственно, выходы которых соединены с соответствующими входами преобразователя приращений радиальных координат в плановые 11, выходы преобразователя приращений радиальных координат в плановые 11 соединены с соответствующими входами сумматора 12, третий вход блока ввода начальных координат 13 соединен с первым выходом блока режима начальной установки 14, второй выход которого соединен со входами обнуления первого и второго вычислителя приращений координат 1, 2, выходы блока ввода начальных координат 13 соединены с соответствующими входами второго вычислителя приращений координат 2 и сумматора 12, выходы которого являются выходами комплексной спутниковой навигационной аппаратуры, для упрощения конструкции навигационной аппаратуры введены первый и второй датчики скорости 16, 17, первый и второй узлы калибровки 18, 19, первый и второй корректоры 20, 21, формирователь приращений дирекционного угла 22, формирователь текущего дирекционного угла 23 и хранитель начального дирекционного угла 24, при этом выходы первого и второго датчиков скорости 16, 17 соединены с входами первого и второго узлов калибровки 18, 19 соответственно, выходы которых соединены с первыми входами первого и второго корректоров 20, 21 соответственно, выход первого корректора 20 соединен с первыми входами первого вычислителя приращений координат 1 и формирователя приращений дирекционного угла 22, выход второго корректора 21 соединен со вторым входом формирователя приращений дирекционного угла 22, выход которого соединен с первым входом формирователя текущего дирекционного угла 23, второй вход которого соединен с выходом хранителя начального дирекционного угла 24, а выход - со вторым входом первого вычислителя приращений координат 1, а вторые входы первого и второго корректоров 20, 21 соединены с выходом первого фильтра 9.Into complex satellite navigation equipment, which includes the first and second calculator of increments of
Работа комплексной спутниковой навигационной аппаратуры происходит в следующем порядке.The operation of integrated satellite navigation equipment occurs in the following order.
После подачи питания на КСНА в ней начинают вырабатываться координаты текущего места НТС с помощью НАП СНС, одновременно начинают вырабатываться грубые приращения координат по квазиодометрическому каналу (КОК), которые подкалибровываются по результатам сравнения модулей радиус-векторов и дирекционных углов радиус-векторов от КОК и от НАП СНС.After supplying power to the KSNA, the coordinates of the current location of the NTS using the NAP SNA begin to be generated in it, at the same time, coarse increments of coordinates along the quasi-odometric channel (KOK) begin to be generated, which are calibrated by comparing the radius vector modules and the directional angles of radius vectors from KOK and from NAP SNA.
Выходные сигналы преобразователя радиальных координат в приращение плановых координат 11 имеют вид: ΔX=R·cosαR, ΔY=R·sinαR.The output signals of the Converter of radial coordinates in the increment of the planned coordinates 11 are: ΔX = R · cosα R , ΔY = R · sinα R.
Выходные сигналы блоков ввода поправки и коррекции 5 и 6 имеют вид:The output signals of the input blocks of the correction and
R=RКОК·k, α=αRKOK+Δα.R = R KOK · k, α = α RKOK + Δα.
Выходные сигналы блоков сравнения параметров 7 и 8 имеют вид:The output signals of
Выходные сигналы преобразователей плановых координат в радиальные 3, 4 имеют вид: The output signals of the converters of the plan coordinates to radial 3, 4 have the form:
При высоком уровне показателя качества НАП СНС работа КСНА идет в нормальном режиме.With a high level of quality indicator of the NAP SNA, the operation of the SPAC is in normal mode.
При низком уровне показателя качества блоки сравнения параметров 7, 8 блокируются и в блоках ввода поправок и коррекции 5, 6 остаются последние значения k и Δα. С этого момента выходные координаты измеряются КОК (свежеоткалиброванным). Поскольку в КОК используется неправильное значение начального дирекционного угла (конструктивного, т.е. постоянного произвольной величины, схемно сформированного в хранителе начального дирекционного угла 24), то поправка к нему устраняет влияние его неправильности.At a low level of the quality indicator, the blocks for comparing
Для измерения приращений дирекционного угла используем тот факт, что при движении по криволинейному участку каждая точка НТС движется по своей траектории, сохраняя определенную угловую скорость вращения НТС:To measure the increments of the directional angle, we use the fact that when moving along a curved section, each point of the NTS moves along its path, while maintaining a certain angular velocity of rotation of the NTS:
где RЦВ - радиус кривизны трассы для центра вращения НТС,where R CV is the radius of curvature of the path for the center of rotation of the NTS,
ΔRДС, lДС - отстояние датчиков скорости от ЦВ вдоль и поперек RЦВ,ΔR DS , l DS - the distance of the speed sensors from the CV along and across R CV ,
RТР - радиус кривизны траектории точки НТС.R TP - the radius of curvature of the trajectory of the point of the NTS.
Разница показаний двух датчиков скорости 16, 17, установленных в разных точках НТС равна:The difference in the readings of the two
. Отсюда можно получить выражение: . From here you can get the expression:
В качестве датчиков скорости 16, 17 можно использовать механические датчики скорости для левых и правых колес или доплеровские датчики продольной скорости, расположенные на левом и правом борту НТС.As
Узлы калибровки 16, 17 представляют собой делители частоты, коэффициент деления которых определяется и устанавливается при калибровке.
Корректоры 20, 21 тоже могут представлять собой делители частоты, коэффициент деления которых определяется блоком сравнения параметров 7.The
Формирователь приращений дирекционного угла 22 легко реализуется как вычислитель, дискретно вычисляющий разницу показаний датчиков скорости 16, 17 и определяющий по ней приращения дирекционного угла (Δα).The shaper of increments of the directional angle 22 is easily implemented as a computer that discretely calculates the difference in the readings of the
Формирователь текущего дирекционного угла 23 представляет собой схему сложения Δα и αK, причем величина αK может быть любой, но постоянной.The shaper of the current directional angle 23 is a diagram of the addition of Δα and α K , and the value of α K can be any, but constant.
В номинальном режиме НАП СНС подкалибровывает показания КОК, поэтому при переходе в режим работы по памяти (показатель качества мал) КСНА продолжает определять приращения координат и складывать их с координатами начальной точки маршрута.In the nominal mode, the NAP SNA calibrates the COC readings, therefore, when switching to the memory mode (the quality indicator is small), the CCNA continues to determine coordinate increments and add them to the coordinates of the route's starting point.
В качестве последних оператор с помощью блока режима начальной установки 13 использует взятые из каталога координаты или координаты, определенные НАП СНС (в зависимости от условий работы).As the latter, the operator using the initial
Заявленное устройство при своей реализации не требует использования новых узлов, сам принцип определения приращения текущего азимута по поворотам транспортного средства тоже известен и используется для определения поправок к координатам на поворотах в [2].The claimed device during its implementation does not require the use of new nodes, the very principle of determining the increment of the current azimuth by the turns of the vehicle is also known and is used to determine corrections to the coordinates at the turns in [2].
Экспериментальные испытания подтвердили работоспособность заявляемой КСНА.Experimental tests have confirmed the efficiency of the claimed KSNA.
Источники информацииInformation sources
1. Патент РФ №2195632. МПК7 G 01 C 23/00.1. RF patent No. 2195632. IPC 7 G 01 C 23/00.
2. Патент РФ №2173834. МПК7 G 01 C 21/12.2. RF patent No. 2173834. IPC 7 G 01 C 21/12.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005128010/28A RU2294527C1 (en) | 2005-09-07 | 2005-09-07 | Complex satellite navigational equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005128010/28A RU2294527C1 (en) | 2005-09-07 | 2005-09-07 | Complex satellite navigational equipment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2294527C1 true RU2294527C1 (en) | 2007-02-27 |
Family
ID=37990769
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005128010/28A RU2294527C1 (en) | 2005-09-07 | 2005-09-07 | Complex satellite navigational equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2294527C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2559194C1 (en) * | 2014-09-02 | 2015-08-10 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" | Robot complex |
-
2005
- 2005-09-07 RU RU2005128010/28A patent/RU2294527C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2559194C1 (en) * | 2014-09-02 | 2015-08-10 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" | Robot complex |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chang et al. | Initial alignment for a Doppler velocity log-aided strapdown inertial navigation system with limited information | |
CN107990910B (en) | Ship large azimuth misalignment angle transfer alignment method based on volume Kalman filtering | |
JP6191103B2 (en) | Moving state calculation method and moving state calculation device | |
KR20160098985A (en) | Velocity and attitude estimation using an interferometric radar altimeter | |
CN107063245B (en) | SINS/DVL combined navigation filtering method based on 5-order SSRCKF | |
EP3312634B1 (en) | Positioning apparatus | |
CN105890595A (en) | Vehicle-mounted integrated navigation system based on information filtering | |
KR102172145B1 (en) | Tightly-coupled localization method and apparatus in dead-reckoning system | |
CN102654406A (en) | Initial alignment method for moving bases based on combination of nonlinear prediction filtering and cubature Kalman filtering | |
US20150219459A1 (en) | Method for determining future position boundary for a moving object from location estimates | |
WO2009061235A2 (en) | Method for determining navigational parameters by means of a strapdown inertial reference system | |
JP2014157113A (en) | Vehicle azimuth detection method and vehicle azimuth detector | |
CN104075711A (en) | Cubature Kalman Filter (CKF) based IMU/Wi-Fi (Inertial Measurement Unit/Wireless Fidelity) signal tightly-coupled indoor navigation method | |
RU2294527C1 (en) | Complex satellite navigational equipment | |
JPWO2006067968A1 (en) | Traveling direction measuring device | |
RU2277696C2 (en) | Integrated satellite inertial-navigational system | |
WO2017090359A1 (en) | Attitude angle calculation device and attitude angle calculation method | |
RU2705733C1 (en) | Method of increasing the accuracy of moving object positioning | |
CN103487808B (en) | A kind of track Simulation method of variable element locking mode missile-borne Spotlight SAR Imaging | |
RU2195632C2 (en) | Complex coordinate reckoning equipment | |
JPH0949737A (en) | Navigation signal outputting method | |
CN101793529A (en) | Double pseudo satellite aided position calibration method of inertial navigation system | |
RU2545490C1 (en) | Integrated coordinate calculation equipment | |
Ding et al. | Novel transfer alignment of shipborne gimbaled inertial navigation systems | |
RU2773872C2 (en) | Odometric navigation system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20110419 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner |