RU2427799C1 - Система для определения пространственного положения и курса летательного аппарата - Google Patents
Система для определения пространственного положения и курса летательного аппарата Download PDFInfo
- Publication number
- RU2427799C1 RU2427799C1 RU2010124627/28A RU2010124627A RU2427799C1 RU 2427799 C1 RU2427799 C1 RU 2427799C1 RU 2010124627/28 A RU2010124627/28 A RU 2010124627/28A RU 2010124627 A RU2010124627 A RU 2010124627A RU 2427799 C1 RU2427799 C1 RU 2427799C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aircraft
- memory unit
- signal processing
- sensors
- block
- Prior art date
Links
Landscapes
- Navigation (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в системах навигации летательных аппаратов (ЛА). Технический результат - повышение надежности системы за счет автоматического восстановления рабочего состояния системы после кратковременного пропадания бортового питания в процессе эволюции пространственного положения ЛА. Для достижения данного результата система содержит блок 1 датчиков угловой скорости, блок 2 датчиков ускорения, трехкомпонентный магнитометр 3, аналого-цифровой преобразователь 4, устройство 5 обработки аналогового сигнала, устройство 6 обработки цифрового сигнала, вычислитель 7, логическое устройство 8, запоминающее устройство 9. Вновь введенные в систему устройства по сигналам с блока бортового оборудования определяют положение ЛА на земле или в воздухе и в зависимости от этого производится либо запись состояния системы в запоминающее устройство, либо восстановление состояния системы из данных, находящихся в запоминающем устройстве. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в системах навигации летательных аппаратов (ЛА).
Известна система измерения пространственной ориентации и курса ЛА [1], содержащая блоки инерциальных датчиков, обрабатывающей электроники и вычисления пространственного положения.
Известен также базовый инерциальный измерительный блок [2], содержащий трехосный блок датчиков угловой скорости, трехосный блок датчиков ускорения, блок вычисления приращений угловой ориентации и скорости для преобразования электрических сигналов блока датчиков угловой скорости и блока датчиков ускорения в цифровые значения приращений угловой ориентации и скорости ЛА по трем осям, датчик магнитного поля Земли для получения измерений вектора магнитного поля Земли и вычислитель, на который поступают обработанные цифровые данные со всех датчиков для получения данных о движении ЛА, включая данные об углах пространственного положения, местоположения и курса.
Недостатком известных устройств является их невысокая надежность, т.к. в случае кратковременного пропадания питания во время полета, что допускается для потребителей 2 категории [3], приходится снова проводить начальную выставку системы, т.е. производить начальное угловое согласование, а также производить оценку дрейфов датчиков, что невозможно сделать достаточно точно без использования внешней информации о пространственном положении ЛА.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение надежности системы за счет автоматического восстановления рабочего состояния системы после кратковременного пропадания бортового питания в процессе эволюции пространственного положения ЛА.
Поставленная задача решается за счет того, что в систему для определения пространственного положения и курса ЛА, содержащую блок датчиков угловой скорости, блок датчиков ускорения и трехкомпонентный магнитометр, подключенные через аналого-цифровой преобразователь к вычислителю, согласно изобретению введены устройства обработки аналогового и цифрового сигналов, входы которых соединены с блоком бортового оборудования, а также запоминающее и логическое устройства, выходы которых подключены к вычислителю, при этом вход логического устройства соединен с выходами устройств обработки аналогового и цифрового сигналов.
К существенным отличиям заявленного решения, по сравнению с известными, относится введение устройств обработки аналогового и цифрового сигналов, логического и запоминающего устройств, что позволяет в процессе полета ЛА периодически записывать состояние системы на запоминающее устройство и восстанавливать состояние системы из данных, находящихся в ней, что обеспечивает полную автономность системы за счет использования только собственных датчиков, не прибегая к данным от внешней инерциальной системы, и повышает надежность патентуемой системы.
На чертеже представлена блок-схема предлагаемой системы для определения пространственной ориентации и курса ЛА.
Система для определения пространственной ориентации и курса ЛА содержит блок 1 датчиков угловой скорости, блок 2 датчиков ускорения, трехкомпонентный магнитометр 3, аналого-цифровой преобразователь 4, устройство 5 обработки аналогового сигнала, устройство 6 обработки цифрового сигнала, вычислитель 7, логическое устройство 8, запоминающее устройство 9.
Выходы блока 1 датчиков угловой скорости, блока 2 датчиков ускорения и трехкомпонентного магнитометра 3 через аналого-цифровой преобразователь 4 соединены со входами вычислителя 7. На входы устройства 5 обработки аналогового сигнала и устройства 6 обработки цифрового сигнала подаются информационные сигналы с блока бортового оборудования ЛА, а выходы этих устройств подключены к входу логического устройства 8, которое может входить в состав вычислителя 7, но для наглядности изображено как отдельный блок. Выходы логического устройства 8 и запоминающего устройства 9 подключены ко входам вычислителя 7, с выхода которого снимаются навигационные данные.
Система для определения пространственной ориентации и курса ЛА работает следующим образом.
После подачи питания на систему напряжения с блока 1 датчиков угловых скоростей, пропорциональные скорости вращения ЛА, с блока 2 датчиков ускорений, пропорциональные ускорениям по каждой из 3-х осей, и с трехкомпонентного магнитометра 3, пропорциональные напряженности магнитного поля Земли, с помощью аналого-цифрового преобразователя 4 преобразуются в цифровую форму. В вычислителе 7 происходит расчет крена, тангажа и гиромагнитного курса, с учетом компенсации погрешностей датчиков, а также девиационной погрешности магнитометра 3. Сигналы из бортового оборудования с помощью преобразователя 5 аналогового сигнала и преобразователя 6 цифрового сигнала поступают на логическое устройство 8. Логическое устройство 8 производит сравнение данных аналогового и цифрового сигналов и выдает результирующий сигнал с соответствующим признаком. Вычислитель 7 анализирует сигнал с логического устройства. В случае выдачи сигнала с признаком нахождения на земле, система автоматически переходит в режим начальной выставки. В этом режиме вычислитель 7 проводит оценку смещения нулевого сигнала датчиков угловых скоростей и проводит угловое начальное согласование, после чего записывает эти значения в запоминающее устройство 9. В случае выдачи сигнала с признаком нахождения в полете, вычислитель 7 считывает данные, записанные в запоминающем устройстве 9. Далее проведение начальной выставки блокируется, вычислитель 7 в качестве смещения нулевого сигнала датчиков угловых скоростей использует считанные из запоминающего устройства 9 данные и проводит ускоренное угловое согласование, используя вычисленный магнитный курс и данные с блока 2 датчиков ускорения.
Таким образом, предложенная система повышает надежность пилотажно-навигационного комплекса ЛА, так как предоставляет возможность не переходить в режим начальной выставки в полете после прерывания питания, а сразу выходить в режим автономной работы.
Источники информации
1. D.H.Titterton, J.L.Weston "Strapdown Inertial Navigation Technology" Volume 207 "Progress in Astranautics and Aeronautics" Editor-in-Chief Paul Zarchan, MIT Lincoln Laboratory, USA, 2004, p.p.263-264.
2. Патент США №6522992, МПК G06F 7/00, НПК 702/141, опубликован 18.02.2003 (прототип).
3. ГОСТ 19705-89 «Системы электроснабжения самолетов и вертолетов. Общие требования и нормы качества электроэнергии».
Claims (1)
- Система для определения пространственной ориентации и курса летательного аппарата, содержащая блок датчиков угловой скорости, блок датчиков ускорения и трехкомпонентный магнитометр, подключенных через аналого-цифровой преобразователь к вычислителю, отличающаяся тем, что в нее введены устройства обработки аналогового и цифрового сигналов, входы которых соединены с блоком бортового оборудования, а также запоминающее и логическое устройства, выходы которых подключены к вычислителю, при этом вход логического устройства соединен с выходами устройств обработки аналогового и цифрового сигналов.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010124627/28A RU2427799C1 (ru) | 2010-06-15 | 2010-06-15 | Система для определения пространственного положения и курса летательного аппарата |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010124627/28A RU2427799C1 (ru) | 2010-06-15 | 2010-06-15 | Система для определения пространственного положения и курса летательного аппарата |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2427799C1 true RU2427799C1 (ru) | 2011-08-27 |
Family
ID=44756835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010124627/28A RU2427799C1 (ru) | 2010-06-15 | 2010-06-15 | Система для определения пространственного положения и курса летательного аппарата |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2427799C1 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2505786C2 (ru) * | 2012-04-17 | 2014-01-27 | Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") | Система и способ определения пространственного положения и курса летательного аппарата |
| RU2550774C1 (ru) * | 2013-12-13 | 2015-05-10 | Открытое акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" имени О.В. Успенского (ОАО МНПК "Авионика") | Способ определения и компенсации девиации магнитометрических датчиков и устройство для его осуществления |
| RU2702937C2 (ru) * | 2014-10-20 | 2019-10-14 | Ханивелл Интернешнл Инк. | Способ обнаружения ошибок при определении углового пространственного положения с помощью магнитометрических измерений |
| RU193079U1 (ru) * | 2019-07-01 | 2019-10-14 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ) | Модуль ориентации для сверхмалого космического аппарата |
| RU2714144C2 (ru) * | 2016-12-22 | 2020-02-12 | Открытое акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" имени О.В. Успенского (ОАО МНПК "Авионика") | Малогабаритная адаптивная курсовертикаль |
-
2010
- 2010-06-15 RU RU2010124627/28A patent/RU2427799C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авиационная радионавигация. Справочник под ред. СОСНОВСКОГО А.А. - М.: Транспорт, 1990, с.151. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2505786C2 (ru) * | 2012-04-17 | 2014-01-27 | Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") | Система и способ определения пространственного положения и курса летательного аппарата |
| RU2550774C1 (ru) * | 2013-12-13 | 2015-05-10 | Открытое акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" имени О.В. Успенского (ОАО МНПК "Авионика") | Способ определения и компенсации девиации магнитометрических датчиков и устройство для его осуществления |
| RU2702937C2 (ru) * | 2014-10-20 | 2019-10-14 | Ханивелл Интернешнл Инк. | Способ обнаружения ошибок при определении углового пространственного положения с помощью магнитометрических измерений |
| RU2714144C2 (ru) * | 2016-12-22 | 2020-02-12 | Открытое акционерное общество Московский научно-производственный комплекс "Авионика" имени О.В. Успенского (ОАО МНПК "Авионика") | Малогабаритная адаптивная курсовертикаль |
| RU193079U1 (ru) * | 2019-07-01 | 2019-10-14 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ) | Модуль ориентации для сверхмалого космического аппарата |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN100585602C (zh) | 惯性测量系统误差模型验证试验方法 | |
| Barczyk et al. | Integration of a triaxial magnetometer into a helicopter UAV GPS-aided INS | |
| CN101424534B (zh) | 惯性/重力组合导航半实物模拟装置 | |
| RU2427799C1 (ru) | Система для определения пространственного положения и курса летательного аппарата | |
| Vydhyanathan et al. | The next generation Xsens motion trackers for industrial applications | |
| CN102050226A (zh) | 一种航空应急仪表及其系统初始对准方法和组合导航算法 | |
| Salychev | Verified approaches to inertial navigation | |
| RU2314553C1 (ru) | Система оценки точностных характеристик бортовой радиолокационной станции | |
| CN110426032A (zh) | 一种解析式冗余的飞行器容错导航估计方法 | |
| Larin et al. | On inertial-navigation system without angular-rate sensors | |
| RU2539140C1 (ru) | Интегрированная бесплатформенная система навигации средней точности для беспилотного летательного аппарата | |
| Kumar | Integration of inertial navigation system and global positioning system using kalman filtering | |
| Reddy et al. | Advanced navigation system for aircraft applications | |
| RU168214U1 (ru) | Бесплатформенная интегрированная инерциальная курсовертикаль | |
| CN103256932B (zh) | 一种替换结合外推的着陆导航方法 | |
| Zhu et al. | Accuracy improvement of a redundant inertial measurement unit brought about by the dual-axis rotational motion | |
| Paces et al. | Advanced display and position angles measurement systems | |
| RU2505786C2 (ru) | Система и способ определения пространственного положения и курса летательного аппарата | |
| Barczyk et al. | An experimental validation of magnetometer integration into a GPS-aided helicopter UAV navigation system | |
| RU2502049C1 (ru) | Малогабаритная бесплатформенная инерциальная навигационная система средней точности, корректируемая от системы воздушных сигналов | |
| CN110702102B (zh) | 一种用于通航飞机的磁导航系统及其导航方法 | |
| Setlak et al. | MEMS electromechanical microsystem as a support system for the position determining process with the use of the inertial navigation system INS and kalman filter | |
| RU2467288C1 (ru) | Блок ориентации пилотажно-навигационного комплекса | |
| Lima et al. | Performance evaluation of attitude estimation algorithms in the design of an ahrs for fixed wing uavs | |
| RU2239160C1 (ru) | Система ориентации |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160616 |