RU2407989C1 - Method for determining true azimuth with self-orienting gyroscopic system - Google Patents
Method for determining true azimuth with self-orienting gyroscopic system Download PDFInfo
- Publication number
- RU2407989C1 RU2407989C1 RU2009143885/28A RU2009143885A RU2407989C1 RU 2407989 C1 RU2407989 C1 RU 2407989C1 RU 2009143885/28 A RU2009143885/28 A RU 2009143885/28A RU 2009143885 A RU2009143885 A RU 2009143885A RU 2407989 C1 RU2407989 C1 RU 2407989C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- azimuth
- gyroscope
- main axis
- directional gyroscope
- directional
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано при разработке, изготовлении и эксплуатации систем самоориентирующихся гироскопических курсоуказания и курсокреноуказания, предназначенных для систем навигации и топопривязки, наведения и прицеливания подвижных объектов наземной техники.The invention relates to the field of measuring technology and can be used in the development, manufacture and operation of self-orienting gyroscopic guidance and heading guidance systems designed for navigation and topographic reference systems, guidance and aiming of moving objects of ground equipment.
Известна система самоориентирующаяся гироскопическая курсокреноуказания по патенту РФ на изобретение №2124184, в которой аппаратно, т.е. физически, реализованы различные режимы работы. Курсовой гироскоп может работать в двух режимах: в режиме хранения заданного азимутального направления или в режиме гироазимута (режим ГА) как при стоянке, так и при движении объекта; в режиме самоориентирования или в режиме гирокомпаса (режим ГК) при стоянке объекта. Горизонтальный гироскоп работает в режиме хранения плоскости горизонта или в режиме гирогоризонта (режим ГГ) как при стоянке, так и при движении объекта, при этом вертикальная ось подвеса курсового гироскопа удерживается по направлению местной вертикали. В системе реализована также аппаратно-программная компенсация широтной и систематической составляющих ухода курсового гироскопа относительно вертикальной оси подвеса.A known system is a self-orienting gyroscopic heading according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2124184, in which it is hardware, i.e. physically, various operating modes are implemented. The course gyroscope can operate in two modes: in the storage mode of a given azimuthal direction or in the gyroazimuth mode (GA mode) both when the vehicle is stationary and when the object is moving; in self-orientation mode or in gyrocompass mode (main mode) when the object is parked. The horizontal gyroscope works in the storage mode of the horizon plane or in the gyrohorizontal mode (GG mode) both when the vehicle is stationary and when the object is moving, while the vertical suspension axis of the directional gyroscope is held in the direction of the local vertical. The system also implements hardware-software compensation for the latitudinal and systematic components of the departure of the directional gyroscope relative to the vertical axis of the suspension.
Известна самоориентирующаяся гироскопическая система курсоуказания по патенту РФ на изобретение №2186338. Такая система отличается от системы по патенту РФ на изобретение №2124184 отсутствием реализации режима ГГ и содержит только курсовой гироскоп, при этом вертикальная ось подвеса курсового гироскопа при наличии наклона объекта не удерживается по направлению местной вертикали.Known self-orienting gyroscopic guidance system according to the patent of the Russian Federation for the invention No. 2186338. Such a system differs from the system according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2124184 by the lack of implementation of the GG mode and contains only the directional gyroscope, while the vertical axis of the suspension of the directional gyroscope, if there is an inclination of the object, is not held in the direction of the local vertical.
Известна система самоориентирующаяся гирокурсокреноуказания по свидетельству РФ на полезную модель №9521, отличающаяся от системы по патенту РФ на изобретение №2124184 наличием режима ускоренного разворота курсового гироскопа (режим РГ). В режиме РГ курсовой гироскоп разворачивается в азимуте с высокой скоростью.There is a known system of self-orienting gyrocourse and indication according to the certificate of the Russian Federation for utility model No. 9521, which differs from the system according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2124184 by the presence of the accelerated reversal mode of the directional gyroscope (RG mode). In the WG mode, the directional gyroscope unfolds in azimuth at a high speed.
Исходным режимом при включении систем самоориентирующихся гироскопических по патентам РФ №2124184, №2186338 и по свидетельству РФ на полезную модель №9521 является режим ГА, при этом главная ось курсового гироскопа удерживается в плоскости горизонта горизонтальной коррекцией и свободна в азимуте. При включении режима ГК крутизна горизонтальной коррекции курсового гироскопа уменьшается, при этом включается азимутальная косвенная коррекция курсового гироскопа для приведения главной оси курсового гироскопа в плоскость меридиана в северном направлении. Значение AN азимута фиксируется с курсового датчика угла системы самоориентирующейся гироскопической как значение Аист истинного азимутаThe initial mode when turning on the self-orienting gyroscopic systems according to RF patents No. 2142184, No. 2186338 and according to the certificate of the Russian Federation for utility model No. 9521 is the GA mode, while the main axis of the directional gyroscope is held in the horizontal plane by horizontal correction and is free in azimuth. When you turn on the HA mode, the steepness of the horizontal correction of the directional gyroscope decreases, while the azimuthal indirect correction of the course gyroscope is turned on to bring the main axis of the course gyroscope to the northward meridian plane. The value of A N azimuth is fixed localizer system with self-orienting gyroscopic pickoff as the value A ist true azimuth
Существенный недостаток систем самоориентирующихся гироскопических по патентам РФ №2124184, №2186338 и по свидетельству РФ на полезную модель №9521 заключается в следующем. Из-за действия моментов относительно вертикальной оси подвеса курсового гироскопа, возникающих от влияния различных внешних возмущающих факторов (от моментов трения в осях подвеса и других), а также из-за собственных уходов курсового гироскопа относительно горизонтальной оси подвеса, возникающих от влияния различных внутренних возмущающих факторов (от смещения центра тяжести чувствительного элемента и других), возрастает, а при изменении широты местоположения объекта - значительно, погрешность определения истинного азимута. При определенных значениях приращения широты местоположения объекта и определенных значениях возмущающих моментов погрешность может быть недопустимой. При этом определить явным способом, то есть прямыми или косвенными измерениями, уход курсового гироскопа относительно горизонтальной оси подвеса практически не представляется возможным.A significant drawback of self-orienting gyroscopic systems according to RF patents No. 2124184, No. 2186338 and according to the certificate of the Russian Federation for utility model No. 9521 is as follows. Due to the action of moments relative to the vertical axis of the suspension of the directional gyroscope arising from the influence of various external disturbing factors (from the moments of friction in the axes of the suspension and others), as well as due to the intrinsic departures of the directional gyroscope relative to the horizontal axis of the suspension, arising from the influence of various internal perturbations factors (from the shift of the center of gravity of the sensitive element and others), increases, and when the latitude of the location of the object changes, the error in determining the true azimuth significantly. For certain values of the increment in the latitude of the location of the object and certain values of disturbing moments, the error may be unacceptable. At the same time, it is practically impossible to determine the departure of the directional gyroscope relative to the horizontal axis of the suspension in an explicit way, that is, by direct or indirect measurements.
В качестве прототипа принят способ определения истинного азимута в системе самоориентирующейся гироскопической курсокреноуказания по свидетельству РФ на полезную модель №9521. Способ определения истинного азимута реализован в системе следующим образом. При включении режима ГК главная ось курсового гироскопа приводится в плоскость меридиана в северном направлении.As a prototype, a method has been adopted for determining the true azimuth in a system of self-orienting gyroscopic heading according to the certificate of the Russian Federation for utility model No. 9521. The method of determining the true azimuth is implemented in the system as follows. When the HA mode is turned on, the main axis of the directional gyroscope is brought to the north plane of the meridian.
Из-за действия моментов МВ относительно вертикальной оси подвеса курсового гироскопа, возникающих от влияния различных внешних возмущающих факторов, а также из-за собственных уходов ωГ курсового гироскопа относительно горизонтальной оси подвеса, возникающих от влияния различных внутренних возмущающих факторов, главная ось курсового гироскопа отклоняется от северного направления в зависимости от широты φ местоположения объекта на величину ΔAN Due to the action of moments M B relative to the vertical axis of the suspension of the directional gyroscope arising from the influence of various external disturbing factors, and also due to the intrinsic departures ω G of the directional gyroscope relative to the horizontal axis of the suspension arising from the influence of various internal disturbing factors, the main axis of the directional gyro deviates from the north direction depending on the latitude φ of the location of the object by ΔA N
где Н - значение собственного кинетического момента курсового гироскопа.where H is the value of the intrinsic kinetic moment of the directional gyroscope.
Таким образом, при положительных значениях φ, ωГ и МВ главная ось курсового гироскопа отклоняется от северного направления к восточному направлению на угол ΔAN, при этом с курсового датчика угла системы самоориентирующейся гироскопической значение азимута AN, как значение Аист истинного азимута (1), фиксируется с погрешностью ΔAN Thus, for positive values of φ, ω r, and M in the main axis of the course gyro deviates from the north direction in the eastern direction at an angle ΔA N, wherein a localizer system pickoff self-orienting gyroscopic azimuth A N, the value A ist true azimuth ( 1), is fixed with an error ΔA N
При определенных значениях приращения широты местоположения объекта и определенных значениях возмущающих моментов погрешность может быть недопустимой.For certain values of the increment in the latitude of the location of the object and certain values of disturbing moments, the error may be unacceptable.
Изобретение направлено на повышение точности определения истинного азимута системой самоориентирующейся гироскопической.The invention is aimed at improving the accuracy of determining the true azimuth of a self-orienting gyroscopic system.
Повышение точности определения истинного азимута достигается тем, что после включения режима гирокомпаса для приведения главной оси курсового гироскопа в плоскость меридиана в северном направлении, после приведения главной оси курсового гироскопа в плоскость меридиана в северном направлении и фиксации с курсового датчика угла значение AN азимута последовательно производят ускоренный разворот курсового гироскопа в азимуте на угол π и включают режим гирокомпаса для приведения главной оси курсового гироскопа в плоскость меридиана в южном направлении, а после приведения главной оси курсового гироскопа в плоскость меридиана в южном направлении фиксируют с курсового датчика угла значение AS азимута и определяют значение Аист истинного азимута какImproving the accuracy of determining the true azimuth is achieved by the fact that after turning on the gyrocompass mode to bring the main axis of the directional gyroscope to the meridian plane in the north direction, after bringing the main axis of the directional gyroscope to the meridian plane in the north direction and fixation from the directional angle sensor, the azimuth value A N is successively produced accelerated turn of the directional gyroscope in azimuth by the angle π and turn on the gyrocompass mode to bring the main axis of the directional gyroscope to the meridian plane in nom direction, and after bringing the main axis gyroscope in the course meridian plane in a southerly direction from the fixed exchange rate sensor angle value A S azimuth value A and determining the true azimuth ist like
При предлагаемом способе определения истинного азимута погрешность ΔAN (2), присущая прототипу, практически исключается следующим образом.With the proposed method for determining the true azimuth, the error ΔA N (2) inherent in the prototype is practically eliminated as follows.
При приведении главной оси курсового гироскопа в режиме ГК вWhen bringing the main axis of the directional gyroscope in the GK mode to
плоскость меридиана в южном направлении значение AS азимута фиксируется с курсового датчика угла системы самоориентирующейся гироскопической, при этомthe meridian plane in the south direction, the azimuth value A S is fixed from the directional angle sensor of the self-orienting gyroscopic system, while
где ΔAS - погрешность определения истинного азимута в режиме ГК при приведении главной оси курсового гироскопа в плоскость меридиана в южном направлении, при этомwhere ΔA S is the error in determining the true azimuth in the GK mode when the main axis of the directional gyroscope is brought into the meridian plane in the south direction, while
Таким образом, при положительных значениях φ, ωГ и МВ главная ось курсового гироскопа отклоняется от южного направления также к восточному направлению на угол ΔAS, при этомThus, with positive values of φ, ω Г and М В, the main axis of the directional gyroscope deviates from the southern direction also to the eastern direction by an angle ΔA S , while
С учетом уравнений (7) уравнения (4) можно представить в видеTaking into account equations (7), equations (4) can be represented as
Заявленное определение значения Аист истинного азимута (4) получается при складывании второго уравнения из (3) с первым и вторым уравнениями из (8), при этом погрешности ΔAS и ΔAN, равные согласно (7) по модулю и противоположные по знаку, исключаются. Таким образом, при заявленном способе происходит автокомпенсация погрешностей, возникающих из-за действия моментов относительно вертикальной оси подвеса курсового гироскопа и из-за собственных уходов курсового гироскопа относительно горизонтальной оси подвеса.Claimed determination value A ist true azimuth (4) is obtained by folding the second equation of (3) with first and second equations of (8), wherein the error ΔA S and ΔA N, equal according to (7) in magnitude and opposite in sign, are excluded. Thus, with the claimed method there is an automatic compensation of errors arising due to the action of moments relative to the vertical axis of the suspension of the directional gyroscope and due to the intrinsic departures of the directional gyroscope relative to the horizontal axis of the suspension.
Выбор знаков сложения или вычитания π в уравнениях (4), (5) и (8) связан с тем, что значения Аист, ΔAS и ΔAN азимута всегда находятся в диапазоне от 0 до 2π (от 0 до 3,60 градусов). При этом конкретный знак выбирается при сравнении значений азимута ΔAS и ΔAN.Selecting the signs π addition or subtraction in equations (4), (5) and (8) is connected with the fact that the values of A ist, ΔA S ΔA N and azimuth are always in the range from 0 to 2π (from 0 to 3.60 degrees ) In this case, a specific sign is selected when comparing the azimuth values ΔA S and ΔA N.
Дополнительно в заявленном способе включение режима ускоренного разворота курсового гироскопа в азимуте на угол π позволяет сократить время определения истинного азимута, так как при этом время разворота курсового гироскопа в азимуте на угол π значительно ниже времени приведения главной оси гироскопа в азимуте на угол π в режиме гирокомпаса при приведении главной оси курсового гироскопа в плоскость меридиана с северного в южное направление.Additionally, in the inventive method, the inclusion of the accelerated rotation of the directional gyroscope in azimuth by the angle π allows to reduce the time to determine the true azimuth, since the turnaround time of the directional gyroscope in azimuth by the angle π is much lower than the time of bringing the main axis of the gyroscope in azimuth to the angle π in the gyrocompass mode when bringing the main axis of the directional gyroscope to the meridian plane from the north to the south.
Заявляемый способ промышленно применим, что подтверждается его успешной апробацией на опытных образцах систем самоориентирующихся гироскопических курсокреноуказания. При применении заявляемого способа на указанных образцах достигается повышение точности определения истинного азимута системами самоориентирующимися гироскопическими, в том числе при изменении широты местоположения системы.The inventive method is industrially applicable, as evidenced by its successful testing on prototypes of systems of self-orienting gyroscopic head-and-head indications. When applying the proposed method on these samples, an increase in the accuracy of determining the true azimuth of self-orienting gyroscopic systems is achieved, including when changing the latitude of the location of the system.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009143885/28A RU2407989C1 (en) | 2009-11-26 | 2009-11-26 | Method for determining true azimuth with self-orienting gyroscopic system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009143885/28A RU2407989C1 (en) | 2009-11-26 | 2009-11-26 | Method for determining true azimuth with self-orienting gyroscopic system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2407989C1 true RU2407989C1 (en) | 2010-12-27 |
Family
ID=44055864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009143885/28A RU2407989C1 (en) | 2009-11-26 | 2009-11-26 | Method for determining true azimuth with self-orienting gyroscopic system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2407989C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2550298C1 (en) * | 2013-12-20 | 2015-05-10 | Игорь Петрович Шепеть | Compensation for errors of inertial measuring elements and device to this end |
| RU2567406C1 (en) * | 2014-07-08 | 2015-11-10 | Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал" (АО "ВНИИ "Сигнал") | Method to determine azimuth |
| RU2617141C1 (en) * | 2015-11-17 | 2017-04-21 | Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал" (АО "ВНИИ "Сигнал") | Method for determining azimuth |
| RU2708550C1 (en) * | 2018-07-16 | 2019-12-09 | Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал" | Ground navigation equipment |
| RU2738098C1 (en) * | 2020-03-23 | 2020-12-08 | Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал" | Azimuth determination method |
-
2009
- 2009-11-26 RU RU2009143885/28A patent/RU2407989C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Гироскопические системы. / Под ред. Д.С.Пельпора. - М.: Высшая школа, 1986, с.64, 65. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2550298C1 (en) * | 2013-12-20 | 2015-05-10 | Игорь Петрович Шепеть | Compensation for errors of inertial measuring elements and device to this end |
| RU2567406C1 (en) * | 2014-07-08 | 2015-11-10 | Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал" (АО "ВНИИ "Сигнал") | Method to determine azimuth |
| RU2617141C1 (en) * | 2015-11-17 | 2017-04-21 | Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал" (АО "ВНИИ "Сигнал") | Method for determining azimuth |
| RU2708550C1 (en) * | 2018-07-16 | 2019-12-09 | Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал" | Ground navigation equipment |
| RU2738098C1 (en) * | 2020-03-23 | 2020-12-08 | Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал" | Azimuth determination method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104736963B (en) | mapping system and method | |
| US8151475B2 (en) | North finding device, system and method | |
| Sun et al. | MEMS-based rotary strapdown inertial navigation system | |
| CN101793523B (en) | Combined navigation and photoelectric detection integrative system | |
| US10704902B2 (en) | Surveying pole | |
| CN107063254B (en) | Gesture resolving method for gyros and geomagnetic combination | |
| RU2407989C1 (en) | Method for determining true azimuth with self-orienting gyroscopic system | |
| US10514261B2 (en) | Gyromagnetic geopositioning system | |
| Cai et al. | Multi-antenna GNSS and INS integrated position and attitude determination without base station for land vehicles | |
| CN103743413A (en) | Installation error online estimation and north-seeking error compensation method for modulating north seeker under inclined state | |
| RU2324897C1 (en) | Azimuthal orientation of free gyro platform by precession angle of gyro unit | |
| EP2638360B1 (en) | A system and method for north finding | |
| US20140249750A1 (en) | Navigational and location determination system | |
| Markovič et al. | Calibration of a solid-state magnetic compass using angular-rate information from low-cost sensors | |
| RU2509289C2 (en) | Azimuthal orientation of platform of triaxial gyrostabiliser by increments of angle of gyroblock precession | |
| RU2541710C1 (en) | Method of independent azimuthal orientation of platform of three-axis gyrostabiliser on movable base | |
| Guo et al. | Kalman filtering for GPS/magnetometer integrated navigation system | |
| RU2428658C1 (en) | Method for determining azimuth of platform of three-axis gyrostabiliser | |
| RU2608337C1 (en) | Method of three-axis gyrostabilizer stabilized platform independent initial alignment in horizontal plane and at specified azimuth | |
| RU2308681C1 (en) | Gyroscopic navigation system for movable objects | |
| US10222214B2 (en) | Digital sight for hand-carried projectile-firing device and method of controlling the same | |
| RU2617141C1 (en) | Method for determining azimuth | |
| RU2624617C1 (en) | Method for autonomous azimuthal orienting three-axis gyrostabilizer platform by changing visibile drifts | |
| RU2630526C1 (en) | Azimuthal orientation of platform of triaxial gyrostabiliser | |
| RU2509979C1 (en) | Method of autonomous azimuthal orientation of platform of three-axial gyrostabiliser by varying points of correction |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131127 |