RU2690004C1 - Бесплатформенный инерциальный блок - Google Patents
Бесплатформенный инерциальный блок Download PDFInfo
- Publication number
- RU2690004C1 RU2690004C1 RU2018131664A RU2018131664A RU2690004C1 RU 2690004 C1 RU2690004 C1 RU 2690004C1 RU 2018131664 A RU2018131664 A RU 2018131664A RU 2018131664 A RU2018131664 A RU 2018131664A RU 2690004 C1 RU2690004 C1 RU 2690004C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dodecahedron
- accelerometers
- faces
- avs
- central
- Prior art date
Links
- 238000001220 thermal lens spectroscopy Methods 0.000 claims description 7
- 230000011637 translesion synthesis Effects 0.000 claims description 7
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 abstract description 6
- 239000013598 vector Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 101000924022 Homo sapiens tRNA-dihydrouridine(16/17) synthase [NAD(P)(+)]-like Proteins 0.000 description 4
- 102100034429 tRNA-dihydrouridine(16/17) synthase [NAD(P)(+)]-like Human genes 0.000 description 4
- 238000000794 confocal Raman spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 238000011500 cytoreductive surgery Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Navigation (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области измерительной техники и приборостроения и может быть использовано в летательных аппаратах, наземных и морских транспортных средствах для измерения векторов линейного ускорения и угловой скорости. Технический результат - повышение точности и надёжность. Для этого бесплатформенный инерциальный блок, в котором установлены шесть однотипных преобразователей механической величины (шесть акселерометров или шесть датчиков угловой скорости (ДУС)), ориентированных по додекаэдру, причем на одной из граней пары граней из шести пар граней додекаэдра, параллельных друг другу, установлено по одному преобразователю механической величины с направлением измерительной оси (ИО) относительно нормали к грани додекаэдра, дополнен тем, что в нем установлены шесть акселерометров и шесть ДУС, причём ИО центрального ДУС совпадает с нормалью к грани додекаэдра и с осью направления движения объекта в связанной с объектом движения системе координат, ИО остальных пяти ДУС направлены по нормалям к каждой из пяти граней додекаэдра, примыкающих к грани додекаэдра центрального ДУС, ИО центрального акселерометра совпадает с нормалью к грани додекаэдра и отклонена от оси направления движения объекта на угол 25°, ИО остальных пяти акселерометров направлены по нормалям к каждой из пяти граней додекаэдра, примыкающих к грани додекаэдра центрального акселерометра, таким образом, ИО акселерометров, ориентированные по додекаэдру акселерометров, отклонены от ИО ДУС, ориентированных по додекаэдру ДУС, на угол 25°. Техническое решение позволяет повысить точность и надёжность БИНС за счет избыточности измерителей и за счет рационального выбора конфигурации ориентации ИО. 3 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к области измерительной техники и приборостроения и может быть использовано в летательных аппаратах (самолетах и космических летательных аппаратах), наземных и морских транспортных средствах для измерения векторов линейного ускорения и угловой скорости.
Известен блок преобразователей механической величины в виде линейного ускорения или угловой скорости (патент РФ №2432548), в котором использованы шесть однотипных преобразователей механической величины, например, акселерометров или датчиков угловой скорости (ДУС), измерительные оси (ИО) которых ориентированы по многограннику (додекаэдру). Направление ИО каждого измерителя механической величины совпадает с нормалью к грани додекаэдра. Причем на одной из граней пары граней из шести пар граней додекаэдра, параллельных друг другу, установлено по одному преобразователю механической величины.
Недостатком этой конфигурации является невозможность одновременного измерения параметров движения: линейного ускорения и угловой скорости, так как в изделии устанавливается шесть преобразователей одного типа.
Задачей предлагаемого изобретения является создание бесплатформенного инерциального блока, который будет измерять проекции вектора линейного ускорения и вектора угловой скорости и позволит повысить точность и надежность бесплатформенной инерциальной навигационной системы (БИНС).
Поставленная задача достигается тем, что известный прототип, в котором установлены шесть однотипных преобразователей механической величины, шесть акселерометров или шесть ДУС, ориентированных по додекаэдру, причем на одной из граней пары граней из шести пар граней додекаэдра, параллельных друг другу, установлено по одному преобразователю механической величины с направлением ИО относительно нормали к грани додекаэдра, дополнен тем, что в нем установлены шесть акселерометров и шесть ДУС, причем ИО центрального ДУС совпадает с нормалью к грани додекаэдра и с осью направления движения объекта в связанной с объектом движения системе координат, ИО остальных пяти ДУС направлены по нормалям к каждой из пяти граней додекаэдра, примыкающих к грани додекаэдра центрального ДУС, ИО центрального акселерометра совпадает с нормалью к грани додекаэдра и отклонена от оси направления движения объекта на угол 25°, ИО остальных пяти акселерометров направлены по нормалям к каждой из пяти граней додекаэдра, примыкающих к грани додекаэдра центрального акселерометра, таким образом, ИО акселерометров, ориентированные по додекаэдру акселерометров отклонены от ИО ДУС, ориентированных по додекаэдру ДУС на угол 25°.
На фиг. 1 приведено расположение ИО ДУС, где принимается, что XпYпZп - приборная система координат (ПСК) БИНС с точностью до технологических погрешностей установки совпадает с XсвYсвZсв - связанной системой координат (ССК) объекта движения.
Конфигурация, в основе которой используется додекаэдр - правильный двенадцатигранник, каждая грань которого представляет собой правильный пятиугольник, строится на ИО шести ДУС (ДУСi, i=1, 2…6). ИО ДУС направлены по нормалям к попарно непараллельным граням додекаэдра.
Для расположения конфигурации додекаэдра ИО ДУС в ССК объекта (XсвYсвZсв) принимается положение, согласно которому ИО центрального в конфигурации ДУС1 совпадает с осью ОХп. Причем, ИО i=1 (ДУС1) это продольная ось ОХп (ОХсв) объекта. ИО центрального в конфигурации ДУС1 совпадает с нормалью к грани додекаэдра. Другие пять ИО ДУС с индексами i=2…6 расположены по нормалям к каждой из пяти граней додекаэдра, примыкающих к грани додекаэдра центрального ДУС1.
Принимается, что одна из осей, а именно i=6 (ДУС6), лежит в плоскости (XпOYп), таким образом ИО ДУС6 лежит в плоскости XпOYп, а ИО ДУС с индексами i=2…6 составляют с плоскостью основания, которая перпендикулярна плоскости ОХп, угол 26°34'.
Додекаэдр ИО акселерометров строится на шести акселерометрах (АКСi, i=1, 2…6) по аналогии с додекаэдром ДУС. ИО центрального акселерометра совпадает с нормалью к грани додекаэдра и отклонена от оси направления движения объекта на угол 25°. ИО остальных пяти акселерометров направлены по нормалям к каждой из пяти граней додекаэдра, примыкающих к грани додекаэдра центрального акселерометра.
На фиг. 2 показан угол ϕу, где ϕу - угол поворота додекаэдра ИО акселерометров относительно оси OYсв в плоскости XпOZп, причем угол ϕу=25°.
На фиг. 3 приведено положение додекаэдра ИО акселерометров и додекаэдра ИО ДУС, при котором угол между направлениями любых двух соседних ИО (ДУС1, … ДУС6) и ИО (АКС1, … АКС6) оказывается равным 63°26'18'', а угол между любыми двумя соседними гранями додекаэдра равен 116°33'42''. Тогда значения углов ориентации ИО ДУС и ИО акселерометров относительно ПСК составляют значения, приведенные в таблице 1, где α - угол ИО АКС и ДУС к оси ОХп, β - угол ИО АКС и ДУС к оси OYп, γ - угол ИО АКС и ДУС к оси OZп.
Таким образом, акселерометры и ДУС установлены в изделии таким образом, что ИО акселерометров, ориентированные по додекаэдру акселерометров отклонены от ИО ДУС, ориентированных по додекаэдру ДУС на угол 25°.
Установка ИО акселерометров под углом относительно оси OYсв в плоскости связанной с БИНС, целесообразна так же за счет того, что ИО трех из шести акселерометров занимают приблизительно одинаковое (с точностью до погрешности установки) угловое положение относительно оси ОХсв. Таким образом, измерения данными акселерометрами кажущегося ускорения вдоль направления полета летательного аппарата будут приблизительно равны. Выход из строя какого-либо из них не окажет заметного влияния на функционирование системы управления, то есть за счет такого поворота повышается точность и надежность БИНС.
Таким образом, предложен бесплатформенный инерциальный блок, особенность которого заключается в том, что в нем, в отличии от прототипа, установлены шесть акселерометров и шесть ДУС, причем ИО центрального ДУС совпадает с нормалью к грани додекаэдра и с осью направления движения объекта в связанной с объектом движения системе координат, ИО остальных пяти ДУС направлены по нормалям к каждой из пяти граней додекаэдра, примыкающих к грани додекаэдра центрального ДУС, ИО центрального акселерометра совпадает с нормалью к грани додекаэдра и отклонена от оси направления движения объекта на угол 25°, ИО остальных пяти акселерометров направлены по нормалям к каждой из пяти граней додекаэдра, примыкающих к грани додекаэдра центрального акселерометра, таким образом, ИО акселерометров, ориентированные по додекаэдру акселерометров отклонены от ИО ДУС, ориентированных по додекаэдру ДУС на угол 25°.
Предлагаемый бесплатформенный инерциальный блок позволяет повысить точность и надежность БИНС за счет избыточности измерителей и за счет рационального выбора конфигурации ориентации ИО.
Бесплатформенный инерциальный блок
Claims (1)
- Бесплатформенный инерциальный блок, в котором установлены шесть однотипных преобразователей механической величины, шесть акселерометров или шесть датчиков угловой скорости (ДУС), ориентированных по додекаэдру, причем на одной из граней пары граней из шести пар граней додекаэдра, параллельных друг другу, установлено по одному преобразователю механической величины с направлением измерительной оси (ИО) относительно нормали к грани додекаэдра, отличающийся тем, что в нем установлены шесть акселерометров и шесть ДУС, причем ИО центрального ДУС совпадает с нормалью к грани додекаэдра и с осью направления движения объекта в связанной с объектом движения системе координат, ИО остальных пяти ДУС направлены по нормалям к каждой из пяти граней додекаэдра, примыкающих к грани додекаэдра центрального ДУС, ИО центрального акселерометра совпадает с нормалью к грани додекаэдра и отклонена от оси направления движения объекта на угол 25°, ИО остальных пяти акселерометров направлены по нормалям к каждой из пяти граней додекаэдра, примыкающих к грани додекаэдра центрального акселерометра, таким образом, ИО акселерометров, ориентированные по додекаэдру акселерометров, отклонены от ИО ДУС, ориентированных по додекаэдру ДУС, на угол 25°.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018131664A RU2690004C1 (ru) | 2018-09-03 | 2018-09-03 | Бесплатформенный инерциальный блок |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018131664A RU2690004C1 (ru) | 2018-09-03 | 2018-09-03 | Бесплатформенный инерциальный блок |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2690004C1 true RU2690004C1 (ru) | 2019-05-30 |
Family
ID=67037687
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018131664A RU2690004C1 (ru) | 2018-09-03 | 2018-09-03 | Бесплатформенный инерциальный блок |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2690004C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1262318A1 (ru) * | 1984-02-27 | 1986-10-07 | Предприятие П/Я В-2203 | Устройство дл определени тензора инерции |
SU1717979A1 (ru) * | 1990-01-25 | 1992-03-07 | Ленинградский Институт Точной Механики И Оптики | Устройство дл определени тензора инерции издели |
WO1996006339A1 (en) * | 1994-08-24 | 1996-02-29 | Bofors Ab | Method and device for determining centre of gravity and inertial tensor of a body |
RU2200940C2 (ru) * | 2000-07-19 | 2003-03-20 | Санкт-Петербургский государственный институт точной механики и оптики (технический университет) | Способ определения тензора инерции тела и устройство для его осуществления |
RU2432548C1 (ru) * | 2010-07-21 | 2011-10-27 | Открытое акционерное общество "Раменский приборостроительный завод" (ОАО "РПЗ") | Блок преобразователей механической величины в виде линейного ускорения или угловой скорости |
-
2018
- 2018-09-03 RU RU2018131664A patent/RU2690004C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1262318A1 (ru) * | 1984-02-27 | 1986-10-07 | Предприятие П/Я В-2203 | Устройство дл определени тензора инерции |
SU1717979A1 (ru) * | 1990-01-25 | 1992-03-07 | Ленинградский Институт Точной Механики И Оптики | Устройство дл определени тензора инерции издели |
WO1996006339A1 (en) * | 1994-08-24 | 1996-02-29 | Bofors Ab | Method and device for determining centre of gravity and inertial tensor of a body |
RU2200940C2 (ru) * | 2000-07-19 | 2003-03-20 | Санкт-Петербургский государственный институт точной механики и оптики (технический университет) | Способ определения тензора инерции тела и устройство для его осуществления |
RU2432548C1 (ru) * | 2010-07-21 | 2011-10-27 | Открытое акционерное общество "Раменский приборостроительный завод" (ОАО "РПЗ") | Блок преобразователей механической величины в виде линейного ускорения или угловой скорости |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2057625C (en) | Fault-tolerant inertial navigation system | |
Sukkarieh et al. | A low-cost, redundant inertial measurement unit for unmanned air vehicles | |
Sushchenko et al. | Nonorthogonal redundant configurations of inertial sensors | |
Sushchenko et al. | Dynamic analysis of nonorthogonal redundant inertial measuring units based on MEMS-sensors | |
CN106443062B (zh) | 无人机速度测量方法、装置及无人机 | |
Jafari et al. | Inertial navigation accuracy increasing using redundant sensors | |
Hanson et al. | Optimal gyro-free IMU geometry | |
RU2690004C1 (ru) | Бесплатформенный инерциальный блок | |
US3680355A (en) | Method and apparatus for performance monitoring of dual platform inertial navigation systems | |
CN111141286A (zh) | 一种无人机飞控多传感器姿态置信解算方法 | |
RU2502050C1 (ru) | Способ и устройство контроля инерциальной навигационной системы | |
ES2651369T3 (es) | Sistema y proceso para medición y evaluación de datos aéreos e inerciales | |
Watzlavick et al. | Comparison of model attitude systems-Active target photogrammetry, precision accelerometer, and laser interferometer | |
CN105371852B (zh) | 一种基于残差生成器的最优陀螺组合选取方法 | |
Xu et al. | A Novel Fault Detection and Isolation Technology for Redundant Inertial Measurement Unit | |
Hasan et al. | Evaluation of a low-cost MEMS IMU for indoor positioning system | |
CN103884868A (zh) | 一种六维加速度采集方法 | |
KR102231159B1 (ko) | 중첩 관성 측정 유닛 | |
Paramonov et al. | Backup strapdown attitude control system on the Russian-made inertial sensors | |
RU2187141C1 (ru) | Устройство для контроля построителя вертикали и датчиков скоростей летательного аппарата | |
RU2348011C1 (ru) | Навигационный комплекс | |
Zhang et al. | Implementation and complexity analysis of orientation estimation algorithms for human body motion tracking using low-cost sensors | |
JP2021518526A (ja) | 1つの姿勢方位基準システム(ahrs)において複数のストラップダウン解を提供するシステムおよび方法 | |
Qin et al. | A new scheme of gyroscope free inertial navigation system using 9 accelerometers | |
RU58719U1 (ru) | Измеритель скорости вертолета |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20220325 |