RU2552608C1 - Method for independent determination azimuth of gyro-stabilised platform - Google Patents
Method for independent determination azimuth of gyro-stabilised platform Download PDFInfo
- Publication number
- RU2552608C1 RU2552608C1 RU2014111766/28A RU2014111766A RU2552608C1 RU 2552608 C1 RU2552608 C1 RU 2552608C1 RU 2014111766/28 A RU2014111766/28 A RU 2014111766/28A RU 2014111766 A RU2014111766 A RU 2014111766A RU 2552608 C1 RU2552608 C1 RU 2552608C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- platform
- azimuth
- gyro
- gyroscope
- channel
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Существуют различные способы автономной азимутальной ориентации платформы трехосного гиростабилизатора (ТГС), основанные на использовании штатных двухстепенных гироблоков и акселерометров в различных режимах работы системы стабилизации и систем приведения платформы и гироскопов в требуемые (исходные) положения [1]. При определении азимута с необходимой точностью с помощью гироскопа его ось чувствительности должна изменять свое положение относительно Земли. В ряде способов это осуществляется путем поворотов платформы с гироскопом в различные фиксируемые относительно Земли положения. В этом случае определяется азимут фиксируемого положения платформы, что не позволяет проводить измерения при азимутальных смещениях основания ТГС. Операции переориентации платформы увеличивают время определения азимута и усложняют переход к дальнейшему функционированию ТГС по назначению.There are various ways of autonomous azimuthal orientation of the triaxial gyrostabilizer platform (TGS), based on the use of standard two-stage gyro blocks and accelerometers in various operating modes of the stabilization system and systems for bringing the platform and gyroscopes to the required (initial) position [1]. When determining the azimuth with the necessary accuracy using a gyroscope, its sensitivity axis should change its position relative to the Earth. In a number of ways, this is done by turning the platform with the gyroscope into various positions fixed relative to the Earth. In this case, the azimuth of the fixed position of the platform is determined, which does not allow measurements at azimuthal displacements of the TGS base. Platform reorientation operations increase the azimuth determination time and complicate the transition to the further functioning of the TGS as intended.
Существуют также способы автономного азимутального ориентирования платформы с помощью двухстепенного гироскопа без связи платформы с Землей [2, 3]. Это обеспечивается путем использования режима непрерывного функционирования системы стабилизации платформы в процессе измерений. Изменение положения оси чувствительности гироскопа производится за счет видимых отклонений платформы относительно Земли или (и) поворотов гироскопа относительно платформы, для чего один из штатных гироблоков переводится в компасный режим. В связи с этим возникает необходимость учета этих отклонений после проведения измерений.There are also methods of autonomous azimuthal orientation of the platform using a two-stage gyroscope without connecting the platform to the Earth [2, 3]. This is ensured by using the continuous operation mode of the platform stabilization system during the measurement process. The position of the axis of sensitivity of the gyroscope is changed due to visible deviations of the platform relative to the Earth or (and) rotations of the gyroscope relative to the platform, for which one of the standard gyro blocks is switched to compass mode. In this regard, it becomes necessary to take these deviations into account after measurements.
Известен способ азимутальной ориентации гиростабилизированной платформы ТГС по углу поворота гироскопа, основанный на использовании одного из штатных двухстепенных гироблоков системы стабилизации платформы относительно горизонтальных осей в режиме гирокомпаса [2].There is a method of azimuthal orientation of a gyrostabilized TGS platform according to the gyro rotation angle, based on the use of one of the standard two-stage gyro blocks of the platform stabilization system relative to horizontal axes in gyrocompass mode [2].
Гироблок отключается от системы стабилизации, стабилизация и горизонтирование платформы осуществляется по сигналам соответствующего акселерометра, отключаемого от датчика моментов гироблока и подключаемого к двигателю стабилизации. Относительно вертикальной оси платформа стабилизируется в инерциальном пространстве. Сигналы с датчика угла гироблока непрерывно измеряются и используются для определения азимута начального (исходного) положения платформы.The gyro block is disconnected from the stabilization system, stabilization and leveling of the platform is carried out according to the signals of the corresponding accelerometer, disconnected from the gyro block moment sensor and connected to the stabilization engine. With respect to the vertical axis, the platform stabilizes in inertial space. The signals from the gyro block angle sensor are continuously measured and used to determine the azimuth of the initial (initial) position of the platform.
Основным преимуществом этого способа является возможность азимутального ориентирования гиростабилизированной платформы без ее связи с Землей и в условиях азимутальных смещений основания ТГС. Недостатком способа является необходимость учета при дальнейшем функционировании ТГС угловых отклонений платформы и компасного гироскопа или приведения их в исходное положение. При этом наиболее значительными являются углы поворота компасного гироскопа. Реализация способа связана с необходимостью усложнения конструкции гироскопа и измерительной системы.The main advantage of this method is the possibility of azimuthal orientation of the gyrostabilized platform without its connection with the Earth and under conditions of azimuthal displacements of the base of the TGS. The disadvantage of this method is the need to take into account with the further operation of the TGS the angular deviations of the platform and the compass gyroscope or bring them to their original position. The most significant are the rotation angles of the compass gyroscope. The implementation of the method is associated with the need to complicate the design of the gyroscope and the measuring system.
Наиболее близкий по технической сущности является способ определения азимута гиростабилизированной платформы ТГС, также основанный на использовании одного из штатных гироблоков системы стабилизации в компасном режиме, аналогично первому рассмотренному способу [3]. Относительно вертикальной оси осуществляется режим «памяти», что позволяет удерживать платформу в исходном положении при проведении измерений. Способ имеет преимущества, отмеченные ранее для компасного режима гироблока. Недостатком является необходимость возвращения гироскопа в исходное положение со значительных углов поворота.The closest in technical essence is the method for determining the azimuth of the gyrostabilized TGS platform, also based on the use of one of the standard gyro blocks of the stabilization system in compass mode, similar to the first method considered [3]. Relative to the vertical axis, the "memory" mode is implemented, which allows you to hold the platform in its original position during measurements. The method has the advantages noted previously for the compass gyro block mode. The disadvantage is the need to return the gyroscope to its original position with significant rotation angles.
Целью настоящего изобретения является устранение отмеченных недостатков вышеуказанных способов, связанных с необходимостью приведения платформы и гироскопа в исходные положения для реализации дальнейшего функционирования ТГС по назначению. Для устранения недостатка, вызванного значительными углами поворота гироскопа, предлагается совместить операцию возвращения гироскопа в исходное положение с измерительным процессом.The aim of the present invention is to eliminate the noted drawbacks of the above methods associated with the need to bring the platform and gyroscope to its original position for the implementation of the further functioning of the TGS for its intended purpose. To eliminate the disadvantage caused by significant rotation angles of the gyroscope, it is proposed to combine the operation of returning the gyroscope to its original position with the measuring process.
В начале измерений один из гироблоков системы стабилизации относительно горизонтальной оси отключается от системы стабилизации и включается в компасный режим. Стабилизация и горизонтирование платформы относительно этой оси осуществляется по сигналам соответствующего акселерометра путем отключения его от датчика моментов гироблока и подключения через усилитель к двигателю стабилизации. Относительно вертикальной оси платформа включается в режим «памяти» и удерживается в исходном положении. Под действием гироскопического момента, вызванного вращением Земли, гироскоп компасного гироблока поворачивается в сторону меридиана. При его повороте на заранее определенный угол на датчик моментов гироблока подаются расчетные управляющие сигналы, возвращающие компасный гироскоп в исходное положение. Определение азимута исходного положения платформы производится путем обработки информации с акселерометра и с датчика углов поворота гироскопа как на участке компасного режима, так и на участке возвращения гироскопа в исходное положение. В результате по окончании измерений платформа и гироскоп остаются в исходных положениях, обеспечивающих дальнейшее непрерывное функционирование ТГС по назначению.At the beginning of the measurements, one of the gyro blocks of the stabilization system with respect to the horizontal axis is disconnected from the stabilization system and is turned into compass mode. Stabilization and leveling of the platform relative to this axis is carried out according to the signals of the corresponding accelerometer by disconnecting it from the gyro block moment sensor and connecting it through the amplifier to the stabilization engine. Relative to the vertical axis, the platform is switched on in the “memory” mode and held in its original position. Under the influence of the gyroscopic moment caused by the rotation of the Earth, the gyroscope of the compass gyro block rotates towards the meridian. When it is rotated through a predetermined angle, the calculated control signals returning the compass gyroscope to its original position are fed to the gyro block moment sensor. The azimuth of the initial position of the platform is determined by processing information from the accelerometer and from the gyro rotation angle sensor both in the compass mode section and in the area of the gyroscope returning to its initial position. As a result, at the end of the measurements, the platform and the gyroscope remain in their original positions, providing further continuous operation of the TGS as intended.
Оценка азимута осуществляется на основе динамических моделей движения гироскопа к меридиануAzimuth estimation is based on dynamic models of gyroscope movement to the meridian
и на участке возврата гироскопа в исходное положениеand in the gyro return to the starting position
где β,βв - углы отклонения гироскопа от исходного положения при движении к меридиану и возврате в исходное положение;where β, β in are the angles of deviation of the gyroscope from its original position when moving to the meridian and returning to its original position;
Мупр - управляющий момент;M upr - control moment;
I - момент инерции гироскопа;I is the moment of inertia of the gyroscope;
f - коэффициент демпфирования;f is the damping coefficient;
Н - кинетический момент гироскопа;H is the kinetic moment of the gyroscope;
А0 - азимут исходного положения платформы;And 0 is the azimuth of the initial position of the platform;
ωв, ωг - вертикальная и горизонтальная проекции угловой скоростиω in , ω g - vertical and horizontal projection of angular velocity
вращения Земли;Earth rotation;
ωгб - угловая скорость собственного ухода компасного гироскопа;ω GB - the angular velocity of the self-departure of the compass gyroscope;
Δωдр - угловая скорость нескомпенсированного режимом «памяти»Δω dr - the angular velocity uncompensated mode "memory"
дрейфа платформы относительно вертикальной оси;platform drift relative to the vertical axis;
δ*, γ* - статические ошибки системы горизонтирования платформы.δ *, γ * - static errors of the platform leveling system.
Управляющий момент рассчитывается с учетом возможности сокращения времени измерительного процесса за счет совмещения его с процессом приведения компасного гироскопа в исходное положение и одновременного обеспечения заданной точности определения азимута платформы. Алгоритмы обработки измерительной информации на участке возвращения могут отличаться от алгоритмов, определенных для начального участка движения гироскопа.The control moment is calculated taking into account the possibility of reducing the time of the measuring process by combining it with the process of bringing the compass gyroscope to its original position and at the same time ensuring the given accuracy of determining the azimuth of the platform. Algorithms for processing the measurement information in the return section may differ from the algorithms defined for the initial section of the gyroscope motion.
Сравнительный анализ существенных признаков способа определения азимута, выбранного прототипом, и предлагаемого способа показывает, что предлагаемый способ азимутальной ориентации отличается тем, что в определенный момент времени измерений на датчик моментов гироблока подают расчетные управляющие сигналы, которые возвращают гироскоп в исходное положение, а азимут платформы определяют по сигналам с акселерометра и датчика углов гироблока, снимаемым в процессе движения гироскопа к меридиану и его возвращения в исходное положение. Таким образом, предложенный способ имеет новизну. Авторам неизвестна совокупность существенных признаков, применяемых для решения данной технической задачи, что соответствует критерию «изобретательский уровень».A comparative analysis of the essential features of the method for determining the azimuth selected by the prototype and the proposed method shows that the proposed method of azimuth orientation differs in that at a certain point in time of the measurements, the calculated control signals are fed to the gyro block moment sensor, which return the gyroscope to its original position, and the platform azimuth is determined by signals from the accelerometer and the gyro block angle sensor, taken during the movement of the gyroscope to the meridian and its return to its original position. Thus, the proposed method has a novelty. The authors are not aware of the combination of essential features used to solve this technical problem, which meets the criterion of "inventive step".
Источники информацииInformation sources
1. Хлебников Г.А. Начальная выставка инерциальных гироскопических систем. М.: ВАД, 1994, стр.285-307.1. Khlebnikov G.A. The initial exhibition of inertial gyroscopic systems. M .: VAD, 1994, pp. 285-307.
2. Патент РФ №2324897, 2006.2. RF patent No. 2324897, 2006.
3. Патент РФ №2428658, 2010.3. RF patent No. 2428658, 2010.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014111766/28A RU2552608C1 (en) | 2014-03-28 | 2014-03-28 | Method for independent determination azimuth of gyro-stabilised platform |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014111766/28A RU2552608C1 (en) | 2014-03-28 | 2014-03-28 | Method for independent determination azimuth of gyro-stabilised platform |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2552608C1 true RU2552608C1 (en) | 2015-06-10 |
Family
ID=53294999
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014111766/28A RU2552608C1 (en) | 2014-03-28 | 2014-03-28 | Method for independent determination azimuth of gyro-stabilised platform |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2552608C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2608337C1 (en) * | 2015-09-11 | 2017-01-17 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (ФГУП "НПЦАП") | Method of three-axis gyrostabilizer stabilized platform independent initial alignment in horizontal plane and at specified azimuth |
RU2711572C1 (en) * | 2018-12-25 | 2020-01-17 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МО РФ | Method for independent determination of three-axis gyrostabilizer platform departures |
RU2729515C1 (en) * | 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 | Method of determining three-axis gyrostabilizer azimuth from gyro rotation angle |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2324897C1 (en) * | 2006-11-29 | 2008-05-20 | Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого | Azimuthal orientation of free gyro platform by precession angle of gyro unit |
RU2428658C1 (en) * | 2010-04-08 | 2011-09-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ | Method for determining azimuth of platform of three-axis gyrostabiliser |
RU2509289C2 (en) * | 2012-03-05 | 2014-03-10 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ | Azimuthal orientation of platform of triaxial gyrostabiliser by increments of angle of gyroblock precession |
-
2014
- 2014-03-28 RU RU2014111766/28A patent/RU2552608C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2324897C1 (en) * | 2006-11-29 | 2008-05-20 | Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого | Azimuthal orientation of free gyro platform by precession angle of gyro unit |
RU2428658C1 (en) * | 2010-04-08 | 2011-09-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ | Method for determining azimuth of platform of three-axis gyrostabiliser |
RU2509289C2 (en) * | 2012-03-05 | 2014-03-10 | Федеральное государственное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого МО РФ | Azimuthal orientation of platform of triaxial gyrostabiliser by increments of angle of gyroblock precession |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ХЛЕБНИКОВ Г.А. Начальная выставка инерциальных навигационных гироскопических систем. - М.: ВАД, 1994, с.288-292. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2608337C1 (en) * | 2015-09-11 | 2017-01-17 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственный центр автоматики и приборостроения имени академика Н.А. Пилюгина" (ФГУП "НПЦАП") | Method of three-axis gyrostabilizer stabilized platform independent initial alignment in horizontal plane and at specified azimuth |
RU2711572C1 (en) * | 2018-12-25 | 2020-01-17 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МО РФ | Method for independent determination of three-axis gyrostabilizer platform departures |
RU2729515C1 (en) * | 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 | Method of determining three-axis gyrostabilizer azimuth from gyro rotation angle |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6077072B2 (en) | Method, device, mobile device, and computer readable medium for providing direction of travel and speed information | |
JP4989035B2 (en) | Error correction of inertial navigation system | |
US8930138B2 (en) | North finder | |
EP2901104B1 (en) | Improved inertial navigation system and method | |
JP6339429B2 (en) | Device and method for determining orientation | |
Cai et al. | Multi-antenna GNSS and INS integrated position and attitude determination without base station for land vehicles | |
RU2552608C1 (en) | Method for independent determination azimuth of gyro-stabilised platform | |
RU2324897C1 (en) | Azimuthal orientation of free gyro platform by precession angle of gyro unit | |
RU2541710C1 (en) | Method of independent azimuthal orientation of platform of three-axis gyrostabiliser on movable base | |
RU2428658C1 (en) | Method for determining azimuth of platform of three-axis gyrostabiliser | |
RU2407989C1 (en) | Method for determining true azimuth with self-orienting gyroscopic system | |
RU2624617C1 (en) | Method for autonomous azimuthal orienting three-axis gyrostabilizer platform by changing visibile drifts | |
RU2608337C1 (en) | Method of three-axis gyrostabilizer stabilized platform independent initial alignment in horizontal plane and at specified azimuth | |
JP2007248165A (en) | Vehicle position prediction method and system | |
EP3217140B1 (en) | Control method for digital sight | |
RU2308681C1 (en) | Gyroscopic navigation system for movable objects | |
RU2649063C1 (en) | Method for determination of the azimuth of the platform of the triaxial gyrostabilizer by the deviation of the angle of rotation of a gyroscope from the calculated value | |
RU2509979C1 (en) | Method of autonomous azimuthal orientation of platform of three-axial gyrostabiliser by varying points of correction | |
RU2711572C1 (en) | Method for independent determination of three-axis gyrostabilizer platform departures | |
JP5183050B2 (en) | In-vehicle navigation device and navigation method | |
US8041535B1 (en) | Low-cost integration of inertial sensor with angle encoder on a swivel mount to accurately track angle changes from a reference bearing | |
RU2513631C1 (en) | Method to determine azimuth of platform of triaxial gyrostabiliser by angle of rotation of gyroblock body | |
RU2189564C1 (en) | Method of gyrocompassing by means of gyroscopic rate sensor and combined compensation of it drift | |
RU2571199C1 (en) | Stabilised gyrocompass system | |
RU2617141C1 (en) | Method for determining azimuth |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160329 |