RU2509289C2 - Азимутальная ориентация платформы трехосного гиростабилизатора по приращениям угла прецессии гироблока - Google Patents
Азимутальная ориентация платформы трехосного гиростабилизатора по приращениям угла прецессии гироблока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2509289C2 RU2509289C2 RU2012108155/28A RU2012108155A RU2509289C2 RU 2509289 C2 RU2509289 C2 RU 2509289C2 RU 2012108155/28 A RU2012108155/28 A RU 2012108155/28A RU 2012108155 A RU2012108155 A RU 2012108155A RU 2509289 C2 RU2509289 C2 RU 2509289C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- platform
- angle
- gyroblock
- azimuth
- gyro
- Prior art date
Links
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
Азимутальная ориентация платформы трехосного гиростабилизатора по приращениям угла прецессии гироблока относится к области приборостроения и может быть использована для определения азимута, например, в высокоточных системах различного назначения. Технический результат - повышение точности и сокращение времени определения азимута базового направления, связанного с платформой трехосного гиростабилизатора. Для достижения данных целей используется один из гироблоков системы стабилизации гиростабилизированной платформы, при этом горизонтирование платформы относительно одной из осей осуществляется путем отключения акселерометра от датчика моментов гироблока системы стабилизации по этой оси и подключения его к соответствующему двигателю стабилизации через усилитель стабилизации. Перед началом измерений одну из осей, связанных с платформой трехосного гиростабилизатора, грубо приводят по азимуту к меридиану. Одновременно со считыванием информации с широкодиапазонного кодового датчика угла гироблока рассчитываются номинальные значения данного угла в соответствии с уравнением номинального движения, а азимут оси чувствительности гироблока определяют по информационным сигналам, равным разности между номинальными значениями угла прецессии гироблока и соответствующими значениями датчика угла этого гироблока. 1 ил.
Description
Известен способ азимутальной ориентации платформы трехосного гиростабилизатора по углу прецессии гироблока [1].
Этот способ заключается в том, что используют один из гироблоков системы стабилизации гиростабилизированной платформы, при этом горизонтирование платформы относительно одной из осей осуществляют путем отключения акселерометра от датчика моментов гироблока контура стабилизации по этой оси и подключения его к соответствующему двигателю стабилизации через усилитель стабилизации, а азимут платформы определяют с использованием информации с широкодиапазонного кодового датчика угла прецессии этого гироблока.
При этом алгоритм определения азимута платформы строится на основе полной динамической модели гироскопа, имеющей следующий вид:
где I - момент инерции гироскопа;
f - коэффициент демпфирования;
Н - кинетический момент;
A0 - начальный азимут платформы;
α - угол поворота платформы относительно Земли;
ωГ - горизонтальная составляющая угловой скорости вращения Земли;
β - угол прецессии гироскопа;
ωГБ - скорость собственного ухода измерительного гироскопа;
Мвр - возмущающие воздействия, обусловленные влиянием нескомпенсированной скорости дрейфа платформы относительно вертикальной оси из-за наличия ошибок горизонтирования платформы ТГС.
Платформа ТГС «свободна в азимуте» относительно Земли по вертикали.
Полученное выражение позволяет решать задачу автономного азимутального ориентирования платформы по информации об угле прецессии гироблока без установки на платформу дополнительных измерителей.
Недостатком данного способа является сложность алгоритма определения азимута платформы ТГС во время проведения измерений. Действительно, данное дифференциальное уравнение нелинейно и не имеет аналитического решения. Определить с высокой точностью на основе данного уравнения искомый азимут в условиях действия на двухстепенной гироскоп различных внешних и внутренних возмущений: ωГБ, Мвр, имеющих случайную природу, весьма затруднительно.
Как следует из сути данного способа, использование широкодиапазонного датчика угла предполагает, что в начальный момент функционирования системы угол между вектором кинетического момента гироблока
и вектором горизонтальной составляющей угловой скорости вращения Земли ωГ должен быть достаточно большим (в идеале близким к 90°), так как только в этом случае гироскопический момент, обусловленный горизонтальной составляющей угловой скорости Земли, будет максимальным и за время, необходимое для определения азимута, вектор кинетического момента гироблока
повернется на достаточно большой угол, что повышает информативность измеряемого сигнала.
На фиг.1 представлена структурная схема типового трехосного гиростабилизатора в начальный момент (β(0)=0) измерения азимута платформы, где обозначено:
Гx, Гy, Гz - двухстепенные гироблоки системы стабилизации относительно соответствующих осей;
Ax, Az - акселерометры систем горизонтирования относительно соответствующих осей;
СДх, СДy, СДz - стабилизационные двигатели относительно соответствующих осей;
УСх,УСy,УСz - усилители систем стабилизации относительно соответствующих осей;
КК - корректирующий контур;
OXпYпZп - система координат, связанная с платформой;
ON - направление на север;
ВУ - вычислительное устройство;
А - азимут оси ХП платформы ТГС в момент начала измерений.
Здесь в качестве измерительного гироблока используется гироблок Гх.
Первый член в правой части уравнения (1) является гироскопическим моментом, и в соответствии с определением гироскопического момента
[2, с.117] начальный азимут A0 - это угол между векторами
и ΩГ, поэтому уравнение (1) можно записать в виде:
если за начальный азимут А принять начальный азимут оси ХП платформы ТГС.
Целью настоящего изобретения является разработка способа, позволяющего повысить точность и сократить время определения азимута платформы ТГС в условиях действия различных возмущений.
Поставленная цель достигается тем, что одновременно со считыванием информации с широкодиапазонного кодового датчика угла измерительного гироблока рассчитываются номинальные значения данного угла в соответствии с уравнением номинального движения, а азимут платформы определяют по информационным сигналам, равным разности между номинальными значениями угла прецессии гироблока и соответствующими значениями широкодиапазонного кодового датчика угла этого гироблока.
Номинальные значения угла прецессии гироблока βН определяются в соответствии с нелинейным дифференциальным уравнением номинального движения:
где ωВ - вертикальная составляющая угловой скорости вращения Земли.
Данное уравнение описывает изменение угла βН при действии гироскопического момента, обусловленного горизонтальной составляющей угловой скорости Земли ωГ, в предположении, что в начальный момент времени ось ХП платформы ТГС направлена точно на север, а направление оси чувствительности измерительного гироблока совпадает с направлением оси ХП, то есть при t=0: A=0, β=0 и α(0)=-ωВt=0. При этом вредные возмущения Мвр отсутствуют.
Номинальные значения угла прецессии гироблока βН в соответствии с (3) могут быть рассчитаны одним из численных методов, например методом Рунге-Кутта [3]. В этом случае уравнение (2) можно линеаризовать относительно уравнения (3) и использовать для определения начального азимута А оси ХП платформы ТГС хорошо известные методы оценок параметров линейных систем в условиях действия случайных возмущений, например оптимальный фильтр Калмана [4].
После определения начального азимута А оси ХП платформы ТГС можно определить также текущий азимут платформы:
Таким образом, предложенный способ имеет новизну.
Сравнительный анализ существенных признаков ближайшего аналога [1] и настоящего способа показывает, что азимутальная ориентация платформы трехосного гиростабилизатора по приращениям угла прецессии гироблока отличается тем, что одновременно со считыванием информации об угле прецессии измерительного гироблока рассчитывают номинальные значения данного угла в соответствии с уравнением номинального движения, а азимут платформы определяют по информационным сигналам, равным разности между номинальными значениями угла прецессии гироблока и соответствующими значениями широкодиапазонного кодового датчика угла этого гироблока.
Источники информации
1. Камкин Е.Ф., Макаров Д.В., Ржевский С.И. Патент 2324897 С1 РФ, МПК G01C 21/18 «Азимутальная ориентация платформы трехосного гиростабилизатора по углу прецессии гироблока». 2006142185/28. Заяв. 29.11.2006. Опубл. 20.05.2008. Бюл. №14.
2. Командно-измерительные приборы. Под редакцией Б.И.Назарова. М.: МО СССР, 1987.
3. Дьяконов В.П. MATLAB 7.*/R2006/R2007. Самоучитель. М.: ДМК Пресс, 2008.
4. Свешников А.А., Ривкин С.С. Вероятностные методы в прикладной теории гироскопов. М.: Наука, 1974.
Claims (1)
- Азимутальная ориентация платформы трехосного гиростабилизатора по приращениям угла прецессии гироблока, заключающаяся в том, что используют один из гироблоков системы стабилизации гиростабилизированной платформы, при этом горизонтирование платформы относительно одной из осей осуществляют путем отключения акселерометра от датчика моментов гироблока контура стабилизации по этой оси и подключения его к соответствующему двигателю стабилизации через усилитель стабилизации, а информацию считывают с широкодиапазонного кодового датчика угла этого гироблока, отличающаяся тем, что одновременно со считыванием информации рассчитывают номинальные значения данного угла в соответствии с уравнением номинального движения, а азимут платформы определяют по информационным сигналам, равным разности между номинальными значениями угла прецессии гироблока и соответствующими значениями широкодиапазонного кодового датчика угла этого гироблока.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012108155/28A RU2509289C2 (ru) | 2012-03-05 | 2012-03-05 | Азимутальная ориентация платформы трехосного гиростабилизатора по приращениям угла прецессии гироблока |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012108155/28A RU2509289C2 (ru) | 2012-03-05 | 2012-03-05 | Азимутальная ориентация платформы трехосного гиростабилизатора по приращениям угла прецессии гироблока |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012108155A RU2012108155A (ru) | 2013-09-10 |
RU2509289C2 true RU2509289C2 (ru) | 2014-03-10 |
Family
ID=49164603
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012108155/28A RU2509289C2 (ru) | 2012-03-05 | 2012-03-05 | Азимутальная ориентация платформы трехосного гиростабилизатора по приращениям угла прецессии гироблока |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2509289C2 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2552608C1 (ru) * | 2014-03-28 | 2015-06-10 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" Министерства обороны Российской Федерации | Способ автономного определения азимута гиростабилизированной платформы |
RU2630526C1 (ru) * | 2016-06-10 | 2017-09-11 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Азимутальная ориентация платформы трехосного гиростабилизатора |
RU2649063C1 (ru) * | 2016-12-09 | 2018-03-29 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Способ определения азимута платформы трёхосного гиростабилизатора по отклонению угла поворота гироскопа от расчётного значения |
RU2729515C1 (ru) * | 2020-02-07 | 2020-08-07 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Способ определения азимута трёхосного гиростабилизатора по углу поворота гироскопа |
RU2757854C1 (ru) * | 2020-10-02 | 2021-10-21 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Способ калибровки гироблоков платформы трехосного гиростабилизатора |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4125799A (en) * | 1977-07-29 | 1978-11-14 | Mcdonnell Douglas Corporation | Gyro caging loop system |
RU2060463C1 (ru) * | 1990-08-03 | 1996-05-20 | Научно-производственное объединение автоматики и приборостроения | Способ определения и компенсации ухода трехосного гиростабилизатора |
RU2107897C1 (ru) * | 1995-04-10 | 1998-03-27 | Пермский государственный технический университет | Способ инерциальной навигации |
RU2285902C1 (ru) * | 2005-04-15 | 2006-10-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения им. акад. Н.А. Пилюгина" (ФГУП "НПЦ АП") | Способ определения и компенсации ухода гиростабилизированной платформы и устройство для его осуществления |
RU2324897C1 (ru) * | 2006-11-29 | 2008-05-20 | Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого | Азимутальная ориентация платформы трехосного гиростабилизатора по углу прецессии гироблока |
-
2012
- 2012-03-05 RU RU2012108155/28A patent/RU2509289C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4125799A (en) * | 1977-07-29 | 1978-11-14 | Mcdonnell Douglas Corporation | Gyro caging loop system |
RU2060463C1 (ru) * | 1990-08-03 | 1996-05-20 | Научно-производственное объединение автоматики и приборостроения | Способ определения и компенсации ухода трехосного гиростабилизатора |
RU2107897C1 (ru) * | 1995-04-10 | 1998-03-27 | Пермский государственный технический университет | Способ инерциальной навигации |
RU2285902C1 (ru) * | 2005-04-15 | 2006-10-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения им. акад. Н.А. Пилюгина" (ФГУП "НПЦ АП") | Способ определения и компенсации ухода гиростабилизированной платформы и устройство для его осуществления |
RU2324897C1 (ru) * | 2006-11-29 | 2008-05-20 | Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого | Азимутальная ориентация платформы трехосного гиростабилизатора по углу прецессии гироблока |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2552608C1 (ru) * | 2014-03-28 | 2015-06-10 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" Министерства обороны Российской Федерации | Способ автономного определения азимута гиростабилизированной платформы |
RU2630526C1 (ru) * | 2016-06-10 | 2017-09-11 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Азимутальная ориентация платформы трехосного гиростабилизатора |
RU2649063C1 (ru) * | 2016-12-09 | 2018-03-29 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Способ определения азимута платформы трёхосного гиростабилизатора по отклонению угла поворота гироскопа от расчётного значения |
RU2729515C1 (ru) * | 2020-02-07 | 2020-08-07 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Способ определения азимута трёхосного гиростабилизатора по углу поворота гироскопа |
RU2757854C1 (ru) * | 2020-10-02 | 2021-10-21 | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ КАЗЕННОЕ ВОЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МИНИСТЕРСТВА ОБОРОНЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ | Способ калибровки гироблоков платформы трехосного гиростабилизатора |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012108155A (ru) | 2013-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Sun et al. | MEMS-based rotary strapdown inertial navigation system | |
US8005635B2 (en) | Self-calibrated azimuth and attitude accuracy enhancing method and system (SAAAEMS) | |
Unsal et al. | Estimation of deterministic and stochastic IMU error parameters | |
CN107655493B (zh) | 一种光纤陀螺sins六位置系统级标定方法 | |
RU2395061C1 (ru) | Способ определения местоположения подвижных объектов и комплексированная навигационная система для его реализации | |
Li et al. | An improved optimal method for initial alignment | |
CN106500693B (zh) | 一种基于自适应扩展卡尔曼滤波的ahrs算法 | |
RU2509289C2 (ru) | Азимутальная ориентация платформы трехосного гиростабилизатора по приращениям угла прецессии гироблока | |
CN101713666B (zh) | 一种基于单轴转停方案的系泊估漂方法 | |
RU2324897C1 (ru) | Азимутальная ориентация платформы трехосного гиростабилизатора по углу прецессии гироблока | |
RU2300081C1 (ru) | Способ определения инструментальных погрешностей измерителей инерциальной навигационной системы на этапе начальной выставки | |
RU2488776C1 (ru) | Способ повышения точности калибровки трехосных лазерных гироскопов с одним общим вибратором | |
RU2272995C1 (ru) | Способ выработки навигационных параметров и вертикали места (варианты) | |
Wu et al. | The calibration for inner and outer lever-arm errors based on velocity differences of two RINSs | |
Canciani et al. | Integration of Cold-Atom Interferometry INS with Other Sensors | |
RU2541710C1 (ru) | Способ автономной азимутальной ориентации платформы трехосного гиростабилизатора на подвижном основании | |
RU2407989C1 (ru) | Способ определения истинного азимута системой самоориентирующейся гироскопической | |
RU2428658C1 (ru) | Способ определения азимута платформы трехосного гиростабилизатора | |
RU2340875C1 (ru) | Способ определения азимута с помощью датчика угловой скорости | |
RU2630526C1 (ru) | Азимутальная ориентация платформы трехосного гиростабилизатора | |
RU2608337C1 (ru) | Способ автономной начальной выставки стабилизированной платформы трехосного гиростабилизатора в плоскость горизонта и на заданный азимут | |
RU2320963C2 (ru) | Способ выставки осей подвижного объекта | |
RU2579768C2 (ru) | Способ определения масштабного коэффициента твердотельного волнового гироскопа на поворотном столе | |
RU2509979C1 (ru) | Способ автономной азимутальной ориентации платформы трехосного гиростабилизатора по изменяющимся токам коррекции | |
RU2339002C1 (ru) | Способ определения навигационных параметров управляемых подвижных объектов и устройство для его осуществления |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160306 |