RU2754964C1 - Способ определения азимута и динамический гирокомпас - Google Patents

Способ определения азимута и динамический гирокомпас Download PDF

Info

Publication number
RU2754964C1
RU2754964C1 RU2020132087A RU2020132087A RU2754964C1 RU 2754964 C1 RU2754964 C1 RU 2754964C1 RU 2020132087 A RU2020132087 A RU 2020132087A RU 2020132087 A RU2020132087 A RU 2020132087A RU 2754964 C1 RU2754964 C1 RU 2754964C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotation
laser gyroscope
zero
gyroscope
azimuth
Prior art date
Application number
RU2020132087A
Other languages
English (en)
Inventor
Дмитрий Алексеевич Буров
Дмитрий Юрьевич Тютюгин
Алексей Алексеевич Фомичев
Валерий Борисович Успенский
Original Assignee
Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал" filed Critical Акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт "Сигнал"
Priority to RU2020132087A priority Critical patent/RU2754964C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2754964C1 publication Critical patent/RU2754964C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C19/00—Gyroscopes; Turn-sensitive devices using vibrating masses; Turn-sensitive devices without moving masses; Measuring angular rate using gyroscopic effects
    • G01C19/02—Rotary gyroscopes
    • G01C19/34—Rotary gyroscopes for indicating a direction in the horizontal plane, e.g. directional gyroscopes
    • G01C19/38—Rotary gyroscopes for indicating a direction in the horizontal plane, e.g. directional gyroscopes with north-seeking action by other than magnetic means, e.g. gyrocompasses using earth's rotation

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

Использование: для определения азимута. Сущность изобретения заключается в том, что при определении азимута лазерный гироскоп, который не имеет в своей конструкции устройства, устраняющего или уменьшающего влияние эффекта захвата встречных волн в кольцевом резонаторе, устанавливают таким образом, чтобы его вектор чувствительности был направлен под заданным ненулевым углом к плоскости горизонта, и осуществляют его поворот вокруг оси, перпендикулярной плоскости горизонта путем вращения с постоянной угловой скоростью (постоянной частотой вращения), в процессе вращения производят измерение и интегрирование выходного сигнала лазерного гироскопа относительно нулевого положения и положения, отстоящего от нулевого на 90°, после завершения полного оборота лазерного гироскопа относительно нулевого положения и положения, отстоящего от нулевого на 90°, по результатам интегрирования оценивают величины cosψ и sinψ, где ψ – искомый угол азимута, и определяют азимут с помощью выражения. В динамическом гирокомпасе, содержащем лазерный гироскоп, установленный на платформе устройства вращения с возможностью поворота с постоянной угловой скоростью вокруг оси, перпендикулярной плоскости горизонта, ось чувствительности лазерного гироскопа направлена под заданным ненулевым углом к плоскости горизонта. Поворотная платформа вращается с постоянной угловой скоростью вокруг оси, перпендикулярной плоскости горизонта, что позволяет отказаться от использования в составе лазерного гироскопа устройства, устраняющего или уменьшающего влияние эффекта захвата встречных волн в кольцевом резонаторе. В варианте реализации устройства в качестве датчика угла поворота платформы может использоваться второй лазерный гироскоп без устройства, устраняющего или уменьшающего влияние эффекта захвата встречных волн в кольцевом резонаторе, установленный по оси платформы. Технический результат: обеспечение снижения уровня шумов чувствительного элемента гирокомпаса, повышение точности и скорости измерения азимута гирокомпасом. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к гирокомпасам.
В настоящее время для автономного определения азимута широко применяются гирокомпасы (ГК), построенные на базе гироскопов различной физической природы. Среди них выделяются ГК на лазерных гироскопах (ЛГ), обладающие высокой стойкостью к вибрационным, ударным перегрузкам, климатическим воздействиям по сравнению с механическими гироскопами и обеспечивающие лучшую стабильность смещения нуля и масштабного коэффициента в широком диапазоне температур по сравнению с волоконно-оптическими гироскопами (ВОГ).
Для многих применений ЛГ считается оптимальным прибором с точки зрения цены и качества. Однако в связи с наличием явления захвата встречных частот в ЛГ применяются частотные подставки на различных физических принципах, которые можно разделить на две группы - магнитооптические подставки и виброподставки. Виброподставка является источником шума в измерениях, а магнитооптические подставки приводят к существенному повышению чувствительности погрешностей измерений к внешнему магнитному полю, что является недостатком существующих ЛГ.
Задачей ГК является определение угла между проекцией измерительной оси гирокомпаса (ИО ГК) в плоскости местного горизонта и направлением на север. Существует два подхода к решению этой задачи - статический и динамический методы.
Статический метод, также широко известный как метод двойного гирокомпасирования, заключается в последовательном проведении трех и более измерений с разворотом оси чувствительности гироскопа на 180° между каждым измерением и накоплением данных в каждом из измерений в течение определенного промежутка времени [Голяев Ю., Исаев А., Колбас Ю., Лантратов С., Минзар В., Телегин Г. Гирокомпас на основе лазерного гироскопа с магнитооптическим управлением // Электроника: наука, технология, бизнес. - №8 (74). - 2006. - С. 66-71], что позволят устранить влияние систематических погрешностей гироскопа. Недостатком такого решения является необходимость использования высокоточного средства углового позиционирования оси чувствительности ЛГ в составе ГК, а также затраты времени на проведение высокоточного позиционирования, которые сокращают время измерения с помощью ЛГ в общем времени проведения гирокомпасирования.
Метод динамического гирокомпасирования подразумевает вращение гироскопа с постоянной угловой скоростью на платформе. Известны идеи применения вращения лазерного гироскопа в гирокомпасе с целью вывода его рабочей точки из зоны захвата. Подобное вращение позволяет отказаться от использования виброподставки в конструкции ЛГ. В работе [Черемисенов Г.В. Опыт разработки гирокомпаса на основе вращающегося лазерного гироскопа // Гироскопия и навигация. - Т. 25, №3(98). - 2017. - С. 49-59] исследовалась работа ГК на базе ЛГ, вращающегося вокруг горизонтальной оси, с отключенной виброподставкой. Ось чувствительности ЛГ выставлялась точно по его оси вращения с дальнейшим измерением азимута по трехточечной схеме с разворотом оси чувствительности ЛГ на 180° между каждым измерением, т.е. по сути был применен метод двойного гирокомпасирования. Недостатком предложенного решения является большая скорость вращения ЛГ, что приводит к высоким требованиям по стабильности масштабного коэффициента. Так как для автокомпенсации погрешностей ЛГ применен метод двойного гирокомпасирования, то проявляются его недостатки: необходимо использовать высокоточное средство углового позиционирования вращающейся оси чувствительности ЛГ, присутствуют дополнительные затраты времени на проведение высокоточного позиционирования ЛГ, которые в свою очередь сокращают время измерения с помощью ЛГ в общем времени проведения гирокомпасирования.
Наиболее близким по технической сути к предлагаемому изобретению является способ определения направления истинного меридиана и волоконно-оптический гирокомпас по патенту РФ №2115889. В способе определения истинного меридиана и ГК на ВОГ для уменьшения полного времени определения азимута и отказа от сложной системы позиционирования по углу платформы было применено вращение ВОГ с постоянной угловой скоростью, при этом ось чувствительности ВОГ сохранялась перпендикулярной оси вращения платформы с небольшим допуском на фиксированное отклонение от этой нормали. Выше было указано о преимуществах применения ЛГ в составе ГК по сравнению с ВОГ. Однако при применении в известном способе определения направления истинного меридиана и волоконно-оптическом гирокомпасе вместо ВОГ ЛГ в связи с наличием в составе ЛГ устройства, устраняющего или уменьшающего влияние эффекта захвата встречных волн в кольцевом резонаторе, а именно, виброподставки, возникают существенные недостатки ГК: из-за наличия шумов со стороны виброподставки снижается точность определения азимута гирокомпасом, увеличивается полное время проведения измерений из-за необходимости эффективной фильтрации.
Технической задачей, на которую направлено заявляемое изобретение, является повышение точности, снижение уровня шумов при проведении измерений ГК на базе ЛГ и сокращение полного времени определения азимута.
Поставленная техническая задача решается тем, что в способе определения азимута, при котором осуществляют поворот гироскопа вокруг оси, перпендикулярной плоскости горизонта, причем поворот гироскопа осуществляют посредством его вращения с постоянной угловой скоростью (постоянной частотой вращения), производят измерение выходного сигнала гироскопа и определяют азимут, в качестве гироскопа используют лазерный гироскоп, который устанавливают таким образом, чтобы его вектор чувствительности был направлен под заданным ненулевым углом к плоскости горизонта, при этом лазерный гироскоп не имеет в своей конструкции устройства, устраняющего или уменьшающего влияние эффекта захвата встречных волн в кольцевом резонаторе, при определении азимута проводят интегрирование выходного сигнала лазерного гироскопа в процессе вращения относительно нулевого положения и положения, отстоящего от нулевого на 90°, производят фиксацию полного оборота лазерного гироскопа относительно нулевого положения и положения, отстоящего от нулевого на 90°, с помощью датчика углового положения, установленного на оси вращения лазерного гироскопа, по завершении соответствующего полного оборота производят оценку величин cosψ и sinψ, где ψ - искомый угол азимута, а угол азимута определяют по выражению:
Figure 00000001
где Cψ=cosψ, Sψ=sinψ.
Поставленная техническая задача решается тем, что в гирокомпасе, содержащем гироскоп, установленный на платформе устройства вращения с возможностью поворота с постоянной угловой скоростью вокруг оси, перпендикулярной плоскости горизонта, датчик угла поворота, блок обработки, причем выход гироскопа соединен с входом блока обработки, а другой вход блока обработки соединен с выходом датчика угла поворота, вход которого соединен с платформой устройства вращения, согласно изобретению, в качестве гироскопа используется лазерный гироскоп, ось чувствительности которого направлена под заданным ненулевым углом к плоскости горизонта, причем лазерный гироскоп не имеет в своей конструкции устройства, устраняющего или уменьшающего влияние эффекта захвата встречных волн в кольцевом резонаторе, а блок обработки содержит первый и второй блоки интегрирования, блок фиксации полного оборота лазерного гироскопа относительно нулевого положения и блок фиксации полного оборота лазерного гироскопа относительно положения, отстоящего от нулевого на 90°, блок вычисления азимута, причем выход лазерного гироскопа соединен с первым входом первого блока интегрирования и первым входом второго блока интегрирования, вторые входы которых соединены соответственно с выходом блока фиксации полного оборота лазерного гироскопа относительно нулевого положения и выходом блока фиксации полного оборота лазерного гироскопа относительно положения, отстоящего от нулевого на 90°, входы которых соединены с выходом датчика угла поворота, а выходы блоков интегрирования соединены с блоком вычисления азимута.
В варианте реализации устройства датчик угла поворота может быть реализован на втором лазерном гироскопе, не имеющем в своей конструкции устройства, устраняющего или уменьшающего влияние эффекта захвата встречных волн в кольцевом резонаторе, причем ось чувствительности второго лазерного гироскопа установлена по оси вращения платформы.
Изобретение поясняется чертежами, на которых представлены:
фиг. 1 - схема предлагаемого динамического гирокомпаса;
фиг. 2 - схема расположения осей и систем координат динамического гирокомпаса при определении азимута.
фиг. 3 - схема варианта реализации предлагаемого динамического гирокомпаса при использовании в качестве датчика угла поворота второго ЛГ, ось чувствительности которого установлена по оси вращения платформы.
На фиг. 1 изображен приборный состав динамического гирокомпаса, работающего с применением предлагаемого способа. Предлагаемый динамический гирокомпас включает: лазерный гироскоп 1, расположенный на платформе 2 с устройством вращения 3, которая для проведения сеанса измерений горизонтируется с нормируемой погрешностью. В лазерном гироскопе 1 отсутствует устройство, устраняющее или уменьшающее влияние эффекта захвата встречных волн в кольцевом резонаторе (на фиг. 1 не показано), т.е. виброподставка кольцевого резонатора ЛГ 1 не используется. Кольцевой резонатор ЛГ 1 непосредственно жестко крепится к платформе 2 ГК. ЛГ 1 с платформой 2 с помощью устройства вращения 3 вращается вокруг оси, нормальной к платформе 2, с заданной скоростью. Ось чувствительности (ОЧ) (вектор чувствительности) ЛГ 1 образует с платформой 2 номинально заданный угол
Figure 00000002
(положительный отсчет - вверх), значение которого определяется на этапе предварительной калибровки. Угол поворота ЛГ 1 относительно так называемого «нулевого отсчета», соответствующего направлению ИО ГК, измеряется с высокой частотой негироскопическим высокоточным датчиком угла относительного поворота (ДУП) 4, соединенного с платформой 2 устройства вращения 3. Сигнал Ux ЛГ 1 поступает в блок обработки 5, на другой вход которого поступает сигнал ДУП 4. В блоке обработки 5 реализованы первый 6 и второй 7 блоки интегрирования, блок 8 фиксации полного оборота ЛГ 1 относительно нулевого положения и блок 9 фиксации полного оборота ЛГ 1 относительно положения, отстоящего от нулевого на 90°, блок вычисления азимута 10. Сигнал Ux ЛГ 1 поступает на первый вход первого блока интегрирования 6 и на первый вход второго блока интегрирования 7. На вход блока 8 фиксации полного оборота лазерного гироскопа 1 относительно нулевого положения и на вход блока 9 фиксации полного оборота лазерного гироскопа 1 относительно положения, отстоящего от нулевого на 90°, поступает сигнал ДУП 4. Сигнал с выхода блока 8 фиксации полного оборота ЛГ 1 относительно нулевого положения поступает на второй вход первого блока интегрирования 6, а сигнал блока 9 фиксации полного оборота ЛГ 1 относительно положения, отстоящего от нулевого на 90°, поступает на второй вход второго блока интегрирования 7. Сигналы первого 6 и второго 7 блоков интегрирования подаются в блок вычисления азимута 10. В блоке вычисления азимута 10 вырабатывается информация об азимуте ИО ГК, которая передается потребителю.
При вращении платформы 2 с постоянной скоростью проекция угловой скорости вращения на ось чувствительности ЛГ 1 за счет отклонения последней на ненулевой угол от плоскости платформы 2 выводит рабочую точку измерений ЛГ 1 из зоны захвата встречных волн кольцевого резонатора, обеспечивая работу ЛГ 1 без использования устройства, устраняющего или уменьшающего влияние эффекта захвата встречных волн в кольцевом резонаторе, например, без виброподставки.
Рассмотрим работу ГК по предлагаемому способу.
Методика проведения измерений для оценки угла азимута состоит в следующем.
Для измерений используется информация ЛГ 1. Сбор и обработка информации с ЛГ 1 осуществляется дважды: первый раз относительно нулевого положения, второй раз - относительно положения, отстоящего от нулевого на 90°, когда ЛГ 1 повернется вместе с платформой 2 на 90° (определяется по измерениям ДУП 4). Оба накопления осуществляются в процессе перманентного вращения одновременно.
Перед проведением измерений платформа 2 горизонтируется с заданной погрешностью. Если данная операция не выполняется, то после включения прибора в течение малого промежутка времени совершается один поворот ЛГ 1 с фиксацией неподвижного положения (на протяжении 5 с) через каждые 45° для измерения не вертикальности и прецессии (изменения вертикальности) оси вращения ЛГ 1. Такие измерения могут проводиться, например, с помощью акселерометров, установленных на платформе 2. По этим данным для 04 лазерного гироскопа 1 относительно нулевого положения (фиг. 2) алгоритмически строится зависимость угла отклонения от горизонтальной плоскости θ
Figure 00000003
где
Figure 00000004
- номинальное значение соответствующего угла;
δα1 - малое отклонение фактического значения угла от номинального, возникающее вследствие неточного горизонтирования платформы 2 и возможной прецессии оси вращения;
θ - измеряемый с помощью ДУП 4 угол относительного поворота ЛГ 1 вокруг оси платформы 2.
Аналогичная зависимость строится относительно положения, отстоящего от нулевого на 90°:
Figure 00000005
где
Figure 00000006
- номинальное значение соответствующего угла;
δα2 - малое отклонение фактического значения угла от номинального,
возникающее вследствие неточного горизонтирования платформы 2 и возможной прецессии оси вращения.
Далее зависимости (1), (2) используются в обработке гироскопических измерений.
После совершения первого оборота без остановки в исходном положении (чтобы исключить участок разгона) осуществляется вращение ЛГ 1 с номинально постоянной угловой скоростью ν. Начиная с момента прохождения через точку «нулевого отсчета», в темпе реального времени проводится обработка измерений ЛГ 1. После каждого полного оборота, контролируемого ДУП 4 и блоками 8 и 9 фиксации полного оборота ЛГ 1 относительно нулевого положения и фиксации полного оборота ЛГ 1 относительно положения, отстоящего от нулевого на 90°, по совокупности всех предшествующих измерений вырабатывается оценка начального значения угла курса ψ ИО ГК.
Пусть ОЧ ЛГ 1 отклонена от горизонтальной плоскости на угол α1, а ее проекция на горизонтальную плоскость в исходном состоянии соответствует нулевому отсчету угла относительного поворота и образует с направлением на север подлежащий определению угол курса ψ. При вращении ЛГ 1 вокруг оси платформы 2 с заданной угловой скоростью ν (условно примем положительное направление вращения по часовой стрелке) мгновенные измерения ЛГ 1 относительно нулевого положения можно представить в виде:
Figure 00000007
где ΩN=Ω⋅cos ϕ, Ωh=Ω⋅sin ϕ - проекции угловой скорости вращения Земли на северную и вертикальную оси местной географической системы координат (СК);
δk1 - квазистационарная погрешность масштабного коэффициента ЛГ 1;
δΩ1 - квазистационарная составляющая аддитивной ошибки измерений ЛГ 1;
Figure 00000008
- магнитная составляющая ошибки измерения, зависящая от текущего азимута ψ+ν⋅t;
t - текущее время, отсчитываемое от момента первого прохождения точки «нулевого отсчета» (нулевого положения);
α1(θ) - зависимость угла между ОЧ ЛГ 1 и горизонтальной плоскостью от угла относительного поворота θ(t)=ν⋅t, полученная на начальном этапе работы по измерениям акселерометров, как описано выше, или на этапе предварительной калибровки прибора;
ξ1(t) - шум измерений ЛГ 1.
Для измерений ЛГ 1 относительно положения, отстоящего от нулевого на 90°, которое образует с нулевым положением угол ρ=π/2+δρ, где δρ - погрешность определения положения, отстоящего от нулевого на 90°, модель измерений аналогичная:
Figure 00000009
Измерения проводятся и обрабатываются с достаточно высокой частотой обновления, например, 10000 Гц.
Располагая обновляемыми измерениями (3), (4), а также значениями широты, относительной угловой скорости вращения ν (она может уточняться по измерению с помощью ДУП 4 и блоков 8 и 9 фиксации полного оборота ЛГ 1 относительно нулевого положения и фиксации полного оборота ЛГ 1 относительно положения, отстоящего от нулевого на 90°, фактического угла относительного поворота θ=ν⋅t), и зависимостями углов α1(θ), α2(θ), можно вычислить угол соответствующий углу между направлением на север и «нулевым отсчетом» платформы 2:
Figure 00000010
где
Figure 00000011
- двузначная функция своего аргумента,
Cψ=cosψ, Sψ=sinψ,
Figure 00000012
Figure 00000013
Численное интегрирование для формул (6), (7) осуществляется непрерывно, в течение всего сеанса гирокомпасирования, при этом достоверными являются только значения угла курса, получаемые по (5) в моменты совершения платформой 2 очередного полного оборота.
В варианте реализации устройства в качестве ДУП 4 платформы 2 можно установить второй лазерный гироскоп 11 (фиг. 3) осью чувствительности вертикально, чтобы с высокой точностью и малым шумом измерять скорость вращения платформы 2. Сигнал Uz лазерного гироскопа 11 поступает в блок обработки 5 на вход блока 8 фиксации полного оборота ЛГ 1 относительно нулевого положения и на вход блока 9 фиксации полного оборота лазерного гироскопа относительно положения, отстоящего от нулевого на 90°. В этом случае отпадает необходимость скорость вращения оценивать по измерениям ДУП 4, шум которого может влиять на точность курсоопределения. При этом второй лазерный гироскоп 11 не имеет в своей конструкции устройства, устраняющего или уменьшающего влияние эффекта захвата встречных волн в кольцевом резонаторе.
Таким образом, за счет вращения ЛГ 1 с постоянной угловой скоростью на поворотной платформе 2 с ориентацией оси чувствительности ЛГ 1 под заданным ненулевым углом к плоскости горизонта, использования малогабаритного ЛГ 1 без виброподвеса, отсутствия необходимости использования прецизионной системы позиционирования по углу поворота платформы 2 с ЛГ 1, применения специального алгоритма обработки информации обеспечиваются реализация способа определения азимута и создание высокоточного динамического гирокомпаса на лазерном гироскопе с повышенной точностью, пониженным уровнем шумов и уменьшенным полным временем определения азимута.
Проведены экспериментальные исследования и моделирование работы ГК, подтверждающие улучшение характеристик устройства. При моделировании использованы измерения трехосного ЛГ с осями чувствительности, расположенными по конусу с осью, совпадающей с вертикальной осью прибора, и трех ортогонально расположенных акселерометров (прибор - инерциальный блок лазерный (ИБЛ) АО «Раменский приборостроительный завод» из состава БИНС-05Л (АО «ЛАЗЕКС»)). При вращении БИНС с ИБЛ вокруг вертикальной оси резонаторы ЛГ совершают вращение вокруг своей оси симметрии, совпадающей с ОЧ. Тем самым создаются условия для устранения зоны захвата без вибрационной подставки (механическая вибрационная подставка отключалась). Для динамического гирокомпасирования реализовывался режим непрерывного вращения ИБЛ с относительной скоростью 10°/с. Для фиксации совершения полного оборота (прохождение через условно нулевое положение) в момент обновления инерциальных данных использовалось значение счетчика, формируемого по сигналу с датчика угла поворота стола. Это значение использовалось при вычислениях. При реализации метода двойного гирокомпасирования (автокомпенсация с поворотами на 180 град.) в ЛГ включалась механическая вибрационная подставка для исключения зоны захвата.
На основе проведенных исследований в различных запусках подтверждена эффективность предлагаемого динамического гирокомпаса (с методом динамического гирокомпасирования) в сравнении с известными устройствами (с методом двойного гирокомпасирования). Получено, что повторяемость результатов в макете динамического гирокомпаса на базе ИБЛ без использования виброподставки ЛГ в различных запусках для предлагаемого гирокомпаса (с методом динамического гирокомпасирования) примерно в 2 раза выше, чем для макета гирокомпаса на базе ИБЛ с традиционным методом двойного гирокомпасирования с использованием виброподставки ЛГ.

Claims (5)

1. Способ определения азимута, при котором осуществляют поворот гироскопа вокруг оси, перпендикулярной плоскости горизонта, причем поворот гироскопа осуществляют посредством его вращения с постоянной угловой скоростью (постоянной частотой вращения), производят измерение выходного сигнала гироскопа и определяют азимут, отличающийся тем, что в качестве гироскопа используют лазерный гироскоп, который устанавливают таким образом, чтобы его вектор чувствительности был направлен под заданным ненулевым углом к плоскости горизонта, при этом лазерный гироскоп не имеет в своей конструкции устройства, устраняющего или уменьшающего влияние эффекта захвата встречных волн в кольцевом резонаторе, при определении азимута проводят интегрирование выходного сигнала лазерного гироскопа в процессе вращения относительно нулевого положения и положения, отстоящего от нулевого на 90°, производят фиксацию полного оборота лазерного гироскопа относительно нулевого положения и положения, отстоящего от нулевого на 90°, с помощью датчика углового положения, установленного на оси вращения лазерного гироскопа, по завершении соответствующего полного оборота производят оценку величин cosψ и sinψ, где ψ - искомый угол азимута, а угол азимута определяют по выражению:
Figure 00000014
где Сψ=cosψ, Sψ=sinψ.
2. Динамический гирокомпас, содержащий гироскоп, установленный на платформе устройства вращения с возможностью поворота с постоянной угловой скоростью вокруг оси, перпендикулярной плоскости горизонта, датчик угла поворота, блок обработки, причем выход гироскопа соединен с входом блока обработки, а другой вход блока обработки соединен с выходом датчика угла поворота, вход которого соединен с платформой устройства вращения, отличающийся тем, что в качестве гироскопа используется лазерный гироскоп, ось чувствительности которого направлена под заданным ненулевым углом к плоскости горизонта, причем лазерный гироскоп не имеет в своей конструкции устройства, устраняющего или уменьшающего влияние эффекта захвата встречных волн в кольцевом резонаторе, а блок обработки содержит первый и второй блоки интегрирования, блок фиксации полного оборота лазерного гироскопа относительно нулевого положения, блок фиксации полного оборота лазерного гироскопа относительно положения, отстоящего от нулевого на 90°, блок вычисления азимута, причем выход лазерного гироскопа соединен с первым входом первого блока интегрирования и первым входом второго блока интегрирования, вторые входы которых соединены соответственно с выходом блока фиксации полного оборота лазерного гироскопа относительно нулевого положения и выходом блока фиксации полного оборота лазерного гироскопа относительно положения, отстоящего от нулевого на 90°, входы которых соединены с выходом датчика угла поворота, а выходы блоков интегрирования соединены с блоком вычисления азимута.
3. Динамический гирокомпас по п. 2, отличающийся тем, что датчик угла поворота реализован на втором лазерном гироскопе, не имеющем в своей конструкции устройства, устраняющего или уменьшающего влияние эффекта захвата встречных волн в кольцевом резонаторе, причем ось чувствительности второго лазерного гироскопа установлена по оси вращения платформы.
RU2020132087A 2020-09-28 2020-09-28 Способ определения азимута и динамический гирокомпас RU2754964C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020132087A RU2754964C1 (ru) 2020-09-28 2020-09-28 Способ определения азимута и динамический гирокомпас

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020132087A RU2754964C1 (ru) 2020-09-28 2020-09-28 Способ определения азимута и динамический гирокомпас

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2754964C1 true RU2754964C1 (ru) 2021-09-08

Family

ID=77670281

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020132087A RU2754964C1 (ru) 2020-09-28 2020-09-28 Способ определения азимута и динамический гирокомпас

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2754964C1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4594790A (en) * 1982-09-20 1986-06-17 Applied Technologies Associates Borehole surveying employing ring laser gyroscope
RU2073206C1 (ru) * 1992-08-31 1997-02-10 Киевский государственный завод автоматики им.Г.И.Петровского Гирокомпас
RU2115889C1 (ru) * 1996-09-26 1998-07-20 Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им.проф.М.А.Бонч-Бруевича Способ определения направления истинного меридиана и волоконно-оптический гирокомпас, реализующий способ
RU130390U1 (ru) * 2013-03-29 2013-07-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" Гирокомпас лазерный
US20130192072A1 (en) * 2011-10-06 2013-08-01 Vectronix Ag Geographically north-referenced azimuth determination

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4594790A (en) * 1982-09-20 1986-06-17 Applied Technologies Associates Borehole surveying employing ring laser gyroscope
RU2073206C1 (ru) * 1992-08-31 1997-02-10 Киевский государственный завод автоматики им.Г.И.Петровского Гирокомпас
RU2115889C1 (ru) * 1996-09-26 1998-07-20 Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им.проф.М.А.Бонч-Бруевича Способ определения направления истинного меридиана и волоконно-оптический гирокомпас, реализующий способ
US20130192072A1 (en) * 2011-10-06 2013-08-01 Vectronix Ag Geographically north-referenced azimuth determination
RU130390U1 (ru) * 2013-03-29 2013-07-20 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" Гирокомпас лазерный

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2914763A (en) Doppler-inertial navigation data system
Gaiffe et al. Highly compact fiber optic gyrocompass for applications at depths up to 3000 meters
US8930138B2 (en) North finder
US4800501A (en) Vehicle land navigating device
WO2022174828A1 (zh) 一种多位置寻北方法、装置、电子设备及存储介质
RU2324897C1 (ru) Азимутальная ориентация платформы трехосного гиростабилизатора по углу прецессии гироблока
Zaitsev et al. Study of systems error compensation methods based on molecular-electronic transducers of motion parameters
RU2754964C1 (ru) Способ определения азимута и динамический гирокомпас
RU2541710C1 (ru) Способ автономной азимутальной ориентации платформы трехосного гиростабилизатора на подвижном основании
RU2717566C1 (ru) Способ определения погрешностей инерциального блока чувствительных элементов на двухосном поворотном столе
RU2698567C1 (ru) Способ гирокомпасирования с применением датчика угловой скорости
RU2308681C1 (ru) Гироскопическая навигационная система для подвижных объектов
RU2723976C1 (ru) Способ определения угловой ориентации наземного транспортного средства
US2976618A (en) Gyro-compass
JPS595845B2 (ja) 真北基準装置
CN107179066A (zh) 旋转定标装置及其定标方法
RU2526585C2 (ru) Способ определения угла ориентации стоячей волны в твердотельном волновом гироскопе
Dzhandzhgava et al. Strapdown inertial navigation system based on a hemispherical resonance gyro
RU2617141C1 (ru) Способ определения азимута
RU2753900C1 (ru) Способ гирокомпасирования с применением датчика угловой скорости
SU1035423A1 (ru) Способ определени меридиана ма тниковым гирокомпасом
RU2763685C1 (ru) Способ измерения магнитного курса судна в высоких широтах
Xu et al. Anti-magnetic disturbance pedestrians navigation system based on MEMS inertial sensors
WO2021229969A1 (ja) 鉛直線偏差推定装置
RU2192622C1 (ru) Самоориентирующаяся система гирокурсокреноуказания