RU89895U1 - DEVICE FOR DETERMINING THE DIRECTION TO THE GEOGRAPHIC NORTH - Google Patents
DEVICE FOR DETERMINING THE DIRECTION TO THE GEOGRAPHIC NORTH Download PDFInfo
- Publication number
- RU89895U1 RU89895U1 RU2009130794/22U RU2009130794U RU89895U1 RU 89895 U1 RU89895 U1 RU 89895U1 RU 2009130794/22 U RU2009130794/22 U RU 2009130794/22U RU 2009130794 U RU2009130794 U RU 2009130794U RU 89895 U1 RU89895 U1 RU 89895U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- determining
- angular
- sensor
- geographic north
- platform
- Prior art date
Links
Abstract
1. Устройство для определения направления на географический север, содержащее жидкостной датчик углового движения, установленный на платформу, способную вращаться с некоторой постоянной угловой скоростью так, чтобы ось чувствительности датчика к угловому движению была ортогональна или составляла некоторый угол, отличный от нуля, к вектору угловой скорости вращения платформы, отличающееся тем, что в датчике углового движения в качестве преобразующего элемента используется молекулярно-электронный (электрохимический) преобразователь. ! 2. Устройство для определения направления на географический север по п.1, отличающееся тем, что ось вращения платформы выставлена вертикально - вдоль направления вектора силы тяжести. ! 3. Устройство для определения направления на географический север по п.1, отличающееся тем, что в качестве рабочей жидкости используется водный высококонцентрированный раствор КI с добавлением молекулярного йода концентрацией 0,001-0,5 моль/л. ! 4. Устройство для определения направления на географический север по п.1, отличающееся тем, что в качестве рабочей жидкости используется водный высококонцентрированный раствор LiI с добавлением молекулярного йода концентрацией 0,001-0,5 моль/л. ! 5. Устройство для определения направления на географический север по п.1, отличающееся тем, что корпус углового датчика изготовлен из керамики, обладающей достаточно высокой прочностью и химической стойкостью к рабочему раствору электролита. ! 6. Устройство для определения направления на географический север по п.1, отличающееся тем, что корпус углового датчика изготовлен из химически стойкого и прочного пластика. ! 7. Ус1. A device for determining the direction of geographic north, containing a liquid angular motion sensor mounted on a platform that can rotate at a certain constant angular speed so that the axis of the sensitivity of the sensor to angular motion is orthogonal or a certain angle other than zero to the angular vector platform rotation speed, characterized in that a molecular-electronic (electrochemical) converter is used as a converting element in the angular motion sensor. ! 2. The device for determining the direction to the geographic north according to claim 1, characterized in that the axis of rotation of the platform is set vertically along the direction of the gravity vector. ! 3. The device for determining the direction to the geographic north according to claim 1, characterized in that an aqueous highly concentrated KI solution with the addition of molecular iodine in a concentration of 0.001-0.5 mol / l is used as the working fluid. ! 4. The device for determining the direction to the geographic north according to claim 1, characterized in that an aqueous highly concentrated LiI solution with the addition of molecular iodine in a concentration of 0.001-0.5 mol / l is used as the working fluid. ! 5. The device for determining the direction to the geographic north according to claim 1, characterized in that the housing of the angular sensor is made of ceramic with sufficiently high strength and chemical resistance to the working electrolyte solution. ! 6. The device for determining the direction to the geographic north according to claim 1, characterized in that the housing of the angular sensor is made of chemically resistant and durable plastic. ! 7. Us
Description
Область примененияApplication area
Полезная модель относится к навигационным устройствам, в частности к устройствам для определения направления на географический север, и может использоваться как альтернатива гирокомпасам и гироскопическим устройствам определения азимутального направления, превосходя их по точности, а также применяться в условиях, когда нет возможности использования других средств навигации, как, например, в закрытых и подземных помещениях или под водой, где недоступны такие средства, как спутниковая система навигации или габаритные гирокомпасы.The utility model relates to navigation devices, in particular to devices for determining the direction to the geographical north, and can be used as an alternative to gyrocompasses and gyroscopic devices for determining the azimuthal direction, exceeding them in accuracy, and also used in conditions where it is not possible to use other navigation tools, as, for example, in closed and underground rooms or under water, where such means as a satellite navigation system or dimensional gyrocompasses are not available.
Уровень техникиState of the art
Задачи высокоточного определения положения тела и его ориентации в пространстве являются одними из самых актуальных на современном этапе развития многих научно-технических и практических отраслей деятельности во всем мире. В частности, важнейшей задачей остается проблема точного определения направления на земной поверхности по отношению к географическим сторонам света. Данная проблема актуальна для широкого круга практических приложений, начиная от ориентирования туристических и спасательных групп на местности, и заканчивая навигацией транспортных средств различного типа и назначения.The tasks of high-precision determination of the position of the body and its orientation in space are among the most relevant at the present stage of development of many scientific, technical and practical branches of activity throughout the world. In particular, the most important task remains the problem of accurately determining the direction on the earth's surface in relation to the geographical cardinal points. This problem is relevant for a wide range of practical applications, ranging from the orientation of tourist and rescue groups on the ground, and ending with the navigation of vehicles of various types and purposes.
Для определения географической ориентации известны различные методы и приборы. Одно из самых простых и давно известных - магнитный компас, указывающий направление на северный магнитный полюс Земли, который, как известно, не совпадает с земным географическим полюсом, с чем изначально связана известная неточность данного метода. В случае наличия каких-либо магнитных аномалий или близлежащих намагниченных объектов применение компаса для определения направления на географический север становится малоэффективным.To determine the geographical orientation, various methods and devices are known. One of the simplest and most well-known is the magnetic compass, which indicates the direction to the north magnetic pole of the Earth, which, as you know, does not coincide with the earth's geographic pole, with which the known inaccuracy of this method was originally associated. In the presence of any magnetic anomalies or nearby magnetized objects, the use of a compass to determine the direction to the geographic north becomes ineffective.
Другой, более точный метод определения ориентации основан на применении гирокомпасов [1]. Однако, высокоточные гирокомпасы с точностью определения азимутального направления лучше 0,5°, как правило, очень дороги и достаточно габаритны, что в ряде случаев ограничивает области их применения.Another, more accurate method for determining orientation is based on the use of gyrocompasses [1]. However, high-precision gyrocompasses with an accuracy of determining the azimuthal direction are better than 0.5 °, as a rule, are very expensive and quite dimensional, which in some cases limits their scope.
Достаточно эффективное решение задачи точного позиционирования и определения направления движения в ряде случаев может быть достигнуто с помощью современных спутниковых систем, таких как GPS и ГЛОНАС. Однако, данные методы, основанные на внешних сигналах, по определению не являются автономными, что может иметь решающее значение для некоторых областей применения, например для решении навигационных задач подводных аппаратов или позиционировании в закрытых или подземных объектах.A fairly effective solution to the problem of accurate positioning and determining the direction of movement in some cases can be achieved using modern satellite systems, such as GPS and GLONAS. However, these methods based on external signals, by definition, are not autonomous, which may be crucial for some applications, for example, for solving navigation problems of underwater vehicles or positioning in closed or underground objects.
Вместе с тем, известен автономный метод поиска азимута объекта, основанный на определении направления вектора угловой скорости вращения Земли посредством измерения сил Кориолиса с помощью линейного акселерометра, вращающегося вокруг некоторой оси, параллельной оси чувствительности этого акселерометра [2]. Однако, точность данного метод очень невелика в силу малости сил Кориолиса по сравнению с типичным внешним шумовым вибрационным фоном.At the same time, an autonomous method for finding the azimuth of an object is known, based on determining the direction of the vector of the angular velocity of the Earth’s rotation by measuring the Coriolis forces using a linear accelerometer rotating around a certain axis parallel to the sensitivity axis of this accelerometer [2]. However, the accuracy of this method is very small due to the small Coriolis forces in comparison with a typical external noise vibration background.
Известен также метод, основанный на непосредственном определении вектора угловой скорости вращения Земли с помощью углового акселерометра, вращающегося относительно оси, ортогональной оси чувствительности этого акселерометра. В случае, когда ось вращения не параллельна , проекция ω3 вектора угловой скорости вращения Земли на ось чувствительности углового акселерометра, а значит и его выходной сигнал, периодически изменяются при вращении акселерометра, что позволяет определить положения, в которых ось чувствительности лежит в одной плоскости с вектором угловой скорости вращения Земли , а значит и направление на географический север [3, 4]. Данный метод мог бы быть довольно эффективным при наличии достаточно чувствительного измерителя углового движения. Вместе с тем доступные до недавнего времени угловые датчики движения, включая микроэлектромеханические и волоконно-оптические, не позволяют получить необходимую высокую точность при их применении в силу их недостаточной чувствительности и высокого уровня собственных шумов. Тем не менее, решение задачи высокоточного определения азимутального направления с помощью данного метода принципиально достижимо при использовании более чувствительного и точного сенсора угловой скорости. В качестве такого сенсора может быть использован угловой датчик, построенный на принципах молекулярно-электронной технологии, получившей существенное развитие в последние годы [5-11].Also known is a method based on the direct determination of the vector of the angular velocity of rotation of the Earth using an angular accelerometer rotating about an axis orthogonal to the sensitivity axis of this accelerometer. In the case when the axis of rotation is not parallel , the projection ω 3 of the vector of the angular velocity of the Earth’s rotation on the sensitivity axis of the angular accelerometer, and hence its output signal, periodically changes during the rotation of the accelerometer, which allows us to determine the positions in which the sensitivity axis lies in the same plane as the angular velocity vector of the Earth , and hence the direction to the geographical north [3, 4]. This method could be quite effective if there was a sufficiently sensitive angular motion meter. At the same time, until recently, angular motion sensors, including microelectromechanical and fiber-optic, do not allow to obtain the necessary high accuracy when using them due to their insufficient sensitivity and high level of intrinsic noise. Nevertheless, the solution of the problem of high-precision determination of the azimuthal direction using this method is fundamentally achievable using a more sensitive and accurate angular velocity sensor. An angular sensor based on the principles of molecular-electronic technology, which has received significant development in recent years [5–11], can be used as such a sensor.
Наиболее близким аналогом является патент US 2007095124 на инерционный определитель направления на географический север. Решение представляет собой негироскопическую инерционную систему, позволяющую определять азимут на географический север. Система функционирует с использованием жидкостного углового акселерометра, установленного на вращающуюся платформу. Датчик углового движения устанавливается на платформу, способную вращаться с некоторой постоянной угловой скоростью так, чтобы его ось чувствительности к угловому движению была ортогональна вектору угловой скорости вращения платформы. Ось вращения платформы выставлена по направлению вектора силы тяжести.The closest analogue is patent US 2007095124 on the inertial determinant of direction to the geographical north. The solution is a non-gyroscopic inertial system that allows you to determine the azimuth to the geographical north. The system operates using a liquid angle accelerometer mounted on a rotating platform. The angular motion sensor is mounted on a platform capable of rotating with a certain constant angular velocity so that its axis of sensitivity to angular motion is orthogonal to the angular velocity vector of the platform. The axis of rotation of the platform is set in the direction of the gravity vector.
В прототипе используется угловой акселерометр, имеющий форму тора, заполненного жидкостью, и содержащего пьезоэлектрический преобразователь в виде пластины или мембраны, деформируемой жидкостью, играющей роль инерционной массы, при наличии углового ускорения.The prototype uses an angular accelerometer having the shape of a torus filled with liquid and containing a piezoelectric transducer in the form of a plate or membrane, a deformable liquid that plays the role of an inertial mass, in the presence of angular acceleration.
В заявленной полезной модели используется угловой датчик принципиально другого типа - молекулярно-электронного [12]. Так же как и прототип, датчик в заявленном решении содержит жидкость и имеет сходную форму, однако преобразующий элемент выполнен в принципиально другой конструкции - в виде молекулярно-электронного (электрохимического) преобразователя, содержащего несколько электродов (сетчатых, перфорированных или иной формы) через которые может протекать жидкость; при этом рабочая жидкость - проводящая (раствор электролита), и играет роль не только инерционной массы как в прототипе, но и среды, переносящей электрический заряд между электродами преобразователя. Таким образом, в отличие от прототипа, электрический сигнал в преобразующем элементе создается не за счет деформации преобразующего пьезоэлектрического элемента, а за счет конвективного переноса заряда между недеформируемыми электродами.The claimed utility model uses an angular sensor of a fundamentally different type - molecular-electronic [12]. Like the prototype, the sensor in the claimed solution contains liquid and has a similar shape, however, the converting element is made in a fundamentally different design - in the form of a molecular-electronic (electrochemical) transducer containing several electrodes (mesh, perforated or other shape) through which leaking fluid; while the working fluid is conductive (electrolyte solution), and plays the role of not only the inertial mass as in the prototype, but also the medium that transfers the electric charge between the electrodes of the converter. Thus, unlike the prototype, the electrical signal in the converting element is created not due to deformation of the converting piezoelectric element, but due to convective charge transfer between non-deformable electrodes.
Указанные отличия дают датчику в заявленном техническом решении по сравнению с датчиком в прототипе ряд существенных преимуществ, а именно более высокую чувствительность и более низкий уровень шумов, особенно в низкочастотной области спектра (порядка 1 Гц и ниже).These differences give the sensor in the claimed technical solution compared with the sensor in the prototype a number of significant advantages, namely higher sensitivity and lower noise level, especially in the low-frequency region of the spectrum (of the order of 1 Hz and below).
Технический результат: полезная модель позволяет определять направление на географический север с точностью сопоставимой или превышающей точность прецизионных гирокомпасов, т.е. обеспечивается более высокая точность измерений в сравнении с прототипом; также устройство обладает малыми габаритами и малой массой изделия, низким энергопотреблением; также полезная модель позволяет проводить измерения в условиях, когда нет возможности использовать другие средства навигации, как, например, под водой, в пещерах или подземных помещениях, где принципиально недоступны такие средства, как спутниковая система навигации или достаточно габаритные гирокомпасы.EFFECT: utility model allows determining the direction to the geographic north with an accuracy comparable or exceeding the accuracy of precision gyrocompasses, i.e. provides higher measurement accuracy in comparison with the prototype; the device also has small dimensions and low weight of the product, low power consumption; The utility model also allows measurements under conditions when it is not possible to use other navigation aids, such as underwater, in caves or underground rooms where such means as a satellite navigation system or sufficiently large gyrocompasses are fundamentally unavailable.
Реализация полезной моделиUtility Model Implementation
Заявленный технический результат достигается за счет того, что устройство для определения направления на географический север, содержащее жидкостной датчик углового движения, установленный на платформу, способную вращаться с некоторой постоянной угловой скоростью так, чтобы ось чувствительности датчика к угловому движению была ортогональна (или составляла некоторый угол, отличный от нуля) к вектору угловой скорости вращения платформы, при этом ось вращения платформы выставлена по направлению вектора силы тяжести (или составляет с ним некоторый ненулевой угол), отличающееся тем, что в качестве датчика углового движения используется молекулярно-электронный угловой датчик, в котором качестве преобразующего элемента используется молекулярно-электронный преобразователь, а роль инерционной массы выполняет проводящая рабочая жидкость (раствор электролита), протекающий через преобразователь и переносящая заряд между электродами преобразователя. Кроме того, ось вращения платформы может быть выставлена вертикально - вдоль направления вектора силы тяжести.The claimed technical result is achieved due to the fact that the device for determining the direction to the geographic north, containing a liquid angular motion sensor mounted on a platform that can rotate at a certain constant angular speed so that the axis of the sensor sensitivity to angular motion is orthogonal (or at some angle non-zero) to the platform angular velocity vector, while the axis of rotation of the platform is set in the direction of the gravity vector (or is some nonzero angle), characterized in that a molecular-electronic angle sensor is used as an angular motion sensor, in which a molecular-electronic converter is used as a converting element, and the role of the inertial mass is played by a conductive working fluid (electrolyte solution) flowing through the converter and transferring charge between the electrodes of the converter. In addition, the axis of rotation of the platform can be set vertically - along the direction of the gravity vector.
Кроме того, в качестве рабочей жидкости используется раствор электролита, например высококонцентрированный водный раствор йодида калия (КI) или йодида лития (LiI) с добавлением молекулярного йода концентрацией 0,001-0,5 моль/л. Кроме того, корпус молекулярно-электронного углового датчика может быть изготовлен из химически стойкого и прочного пластика или диэлектрического материала, обладающего достаточно высокой прочностью и химической стойкостью к рабочей жидкости, например из стекла или керамики. Кроме того, угловой датчик выполнен в виде полого замкнутого контура (трубки), имеющего, например, форму тора. Кроме того, замкнутый контур датчика целиком заполнен рабочей жидкость. Кроме того, внутри замкнутого контура (канала) датчика расположен преобразователь в виде нескольких электродов (сетчатых, перфорированных или иной формы), разделенных диэлектрическими перегородками, дающими возможность свободного протекания жидкости через электродный узел в случае возникновения движения жидкости в канале датчика.In addition, an electrolyte solution is used as a working fluid, for example, a highly concentrated aqueous solution of potassium iodide (KI) or lithium iodide (LiI) with the addition of molecular iodine in a concentration of 0.001-0.5 mol / L. In addition, the body of the molecular-electronic angle sensor can be made of chemically resistant and durable plastic or dielectric material having a sufficiently high strength and chemical resistance to the working fluid, for example, glass or ceramic. In addition, the angle sensor is made in the form of a hollow closed loop (tube) having, for example, a torus shape. In addition, the closed loop of the sensor is completely filled with the working fluid. In addition, inside the closed loop (channel) of the sensor there is a transducer in the form of several electrodes (mesh, perforated or other shape) separated by dielectric partitions, which allow free flow of fluid through the electrode assembly in the event of fluid movement in the sensor channel.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
На Фиг.1 показан принцип работы устройства для определения направления на географический север, где 1 - молекулярно-электронный датчик угловых движений, 2 - платформа, способная вращаться вокруг выделенной оси с постоянной скоростью, ОЧ - ось чувствительности датчика угловых движений 1, ωст - угловая скорость вращения платформы 2, ω3 - проекция угловой скорости вращения Земли на плоскость платформы, β=ωстt - угол между осью чувствительности датчика и проекцией скорости вращения Земли на плоскость платформы.Figure 1 shows the principle of operation of the device for determining the direction to geographic north, where 1 is a molecular-electronic sensor of angular movements, 2 is a platform that can rotate around a selected axis at a constant speed, OCh is the sensitivity axis of the sensor of angular movements 1, ω st - the angular velocity of rotation of the platform 2, ω 3 is the projection of the angular velocity of rotation of the Earth on the plane of the platform, β = ω st t is the angle between the axis of sensitivity of the sensor and the projection of the speed of rotation of the Earth on the plane of the platform.
На Фиг.2 показано конструктивное устройство молекулярно-электронного преобразователя, где 3 - керамическая трубка (корпус преобразователя), 4 - рабочая жидкость (раствор электролита), 5 - анод, 6 - катод.Figure 2 shows the structural device of the molecular-electronic transducer, where 3 is a ceramic tube (transducer housing), 4 is a working fluid (electrolyte solution), 5 is an anode, 6 is a cathode.
На Фиг.3 показана конструкция молекулярно-электронного датчика углового движения, керамическая трубка которого замкнута в тор, где 7 - электродный узел (преобразующий элемент).Figure 3 shows the design of the molecular-electronic sensor of angular motion, the ceramic tube of which is closed in a torus, where 7 is the electrode assembly (converting element).
На Фиг.4 показан пример экспериментальной установки для определения направления на географический север на основе молекулярно-электронных измерителей угловой скорости.Figure 4 shows an example of an experimental setup for determining the direction to the geographic north based on molecular-electronic angular velocity meters.
На Фиг.5 приведен характерный вид сигнала, регистрируемого молекулярно-электронным угловым датчиком, модулированный с частотой вращения платформы. Отражает сигнал датчика угловых движений за счет модуляции угловой скорости вращения Земли вращением платформы.Figure 5 shows a characteristic view of the signal detected by the molecular-electronic angle sensor, modulated with the speed of the platform. Reflects the signal of the angular motion sensor due to the modulation of the angular velocity of the Earth's rotation by rotation of the platform.
На Фиг.6 показан спектр, соответствующий этому сигналу в полярной форме (амплитуда-фаза). Отражает спектр сигнала датчика, при вращении платформы с периодом вращения 10 сек (частотой 0,1 Гц). По горизонтальной оси - частота, Гц, по вертикальной - угловая скорость, рад/сек.Figure 6 shows the spectrum corresponding to this signal in polar form (amplitude phase). Reflects the spectrum of the sensor signal when the platform rotates with a rotation period of 10 seconds (frequency 0.1 Hz). The horizontal axis is the frequency, Hz, and the vertical axis is the angular velocity, rad / sec.
Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation
Измерительные приборы, построенные на принципах молекулярной электроники, могут иметь существенные преимущества по ряду своих характеристик по сравнению с датчиками других типов. Среди основных технических параметров молекулярно-электронных приборов, определяющих высокий уровень интереса относительно возможности и эффективности их применения во многих практически важных областях, необходимо отметить очень высокую чувствительность в области низких частот, широкий динамический диапазон измерений, простоту конструкции, отсутствие движущихся элементов точной механики, подверженных износу или возможной поломке, надежность в эксплуатации.Measuring instruments based on the principles of molecular electronics can have significant advantages in a number of their characteristics compared to sensors of other types. Among the main technical parameters of molecular-electronic devices that determine a high level of interest regarding the possibility and effectiveness of their use in many practically important fields, it is necessary to note a very high sensitivity in the low-frequency region, a wide dynamic range of measurements, simplicity of design, and the absence of moving elements of precise mechanics subject to wear or possible damage, reliable operation.
В общих чертах, принцип действия молекулярно-электронного датчика вращения, который предлагается использовать в качестве измерителя угловой скорости вращения Земли, состоит в преобразовании внешнего механического сигнала (углового ускорения) в конвективный поток проводящей жидкости, играющей роль жидкостной инерционной массы. Далее, рабочая жидкость, протекая сквозь преобразующий элемент, увлекает с собой носители заряда (электроактивные ионы), что приводит к вариациям сигнальных токов, снимаемых с электродов преобразующего элемента.In general terms, the principle of operation of the molecular-electronic rotation sensor, which is proposed to be used as a measure of the angular velocity of rotation of the Earth, is to convert an external mechanical signal (angular acceleration) into a convective flow of a conducting fluid, which plays the role of a liquid inertial mass. Further, the working fluid flowing through the converting element carries away charge carriers (electroactive ions), which leads to variations in the signal currents taken from the electrodes of the converting element.
Применение жидкостной инерционной массы вместе с соответствующим образом выбранными параметрами преобразующего элемента (электродного узла) определяют высокую чувствительность и низкий уровень собственных шумов приборов такого типа в области низких и сверхнизких частот по сравнению с инерционными измерителями параметров движения других типов.The use of a liquid inertial mass together with appropriately selected parameters of the converting element (electrode assembly) determines the high sensitivity and low level of the intrinsic noise of devices of this type in the region of low and ultra-low frequencies in comparison with inertial meters of motion parameters of other types.
Для решения поставленной задачи определения направления меридиана молекулярно-электронный датчик углового движения (1) устанавливался на платформу, способную вращаться с некоторой постоянной угловой скоростью ωст, так, чтобы его ось чувствительности к угловому движению была ортогональна вектору угловой скорости вращения платформы (Фиг.1). Ось вращения платформы (2) выставлена по направлению вектора силы тяжести. Угловая скорость вращения Земли при этом имеет некоторую составляющую на плоскость поверхности платформы, на которой установлен датчик, и составляет некоторый угол β с осью чувствительности углового сенсора.To solve the problem of determining the direction of the meridian, the molecular-electronic sensor of angular motion (1) was mounted on a platform that could rotate with a certain constant angular velocity ω st so that its axis of sensitivity to angular motion was orthogonal to the angular velocity vector of the platform (Figure 1). The axis of rotation of the platform (2) is set in the direction of the gravity vector. Earth's angular velocity at the same time it has some component on the plane of the surface of the platform on which the sensor is mounted, and makes a certain angle β with the sensitivity axis of the angle sensor.
При вращении платформы (2) проекция вектора угловой скорости вращения Земли на ось чувствительности углового датчика меняется по гармоническому закону с частотой ωст вращения платформы. При этом на датчик действует угловое ускорение, равное ω3·ωст·sin(ωстt+ф0). Определяя амплитуду и фазу сигнала с помощью углового датчика, можно найти не только значение проекции угловой скорости вращения Земли на данной широте, но и направление на географический Северный полюс, совпадающее с максимумом регистрируемой проекции угловой скорости вращения Земли.During rotation of the platform (2), the projection of the vector of the angular velocity of rotation of the Earth on the sensitivity axis of the angular sensor changes in harmonic law with the frequency ω st of rotation of the platform. In this case, the sensor is affected by angular acceleration equal to ω 3 · ω st · sin (ω st t + f 0 ). By determining the amplitude and phase of the signal using an angular sensor, one can find not only the value of the projection of the angular velocity of the Earth’s rotation at a given latitude, but also the direction to the geographic North Pole, which coincides with the maximum recorded projection of the angular velocity of the Earth’s rotation.
Основным элементом примененного в данном техническом решении датчика является молекулярно-электронный (электрохимический) преобразователь, схематично показанный на Фиг.2. Внутри трубки (3), выполненной из диэлектрического и химически стойкого материала и заполненной раствором электролита (4), расположены две пары сетчатых электродов (5) и (6), дающие возможность свободного протекания жидкости через электродный узел в случае возникновения движения электролита в трубке преобразователя. Внешние электроды (5) используются в качестве анодов, внутренние (6) - в качестве катодов. Сигнал снимается, как правило, с катодов по разностной схеме.The main element of the sensor used in this technical solution is a molecular-electronic (electrochemical) converter, shown schematically in FIG. 2. Inside the tube (3), made of a dielectric and chemically resistant material and filled with an electrolyte solution (4), there are two pairs of mesh electrodes (5) and (6), which allow free flow of fluid through the electrode assembly in the event of movement of the electrolyte in the converter tube . External electrodes (5) are used as anodes, internal (6) as cathodes. The signal is removed, as a rule, from the cathodes according to a difference scheme.
В рабочем режиме к каждой паре электродов (5, 6) преобразователя прикладывается постоянная разность потенциалов, обеспечивающая в отсутствие внешнего сигнала протекание фонового тока между анодом и катодом каждой электродной пары, обусловленного обратимыми окислительно-восстановительных реакциями на аноде (5) и катоде (6). Избыток фонового электролита (4) значительно ослабляет электрическое поле в объеме между электродами и, как следствие, вклад составляющей тока, связанной с миграцией ионов в электрическом поле. Вариации полного тока вследствие внешнего сигнала при этом определяются процессом конвективной диффузии ионов, участвующих в реакциях окисления-восстановления на электродах.In the operating mode, a constant potential difference is applied to each pair of electrodes (5, 6) of the converter, which ensures, in the absence of an external signal, the background current flowing between the anode and cathode of each electrode pair due to reversible redox reactions at the anode (5) and cathode (6) . The excess background electrolyte (4) significantly weakens the electric field in the volume between the electrodes and, as a result, the contribution of the current component associated with the migration of ions in the electric field. Variations of the total current due to an external signal are determined by the process of convective diffusion of ions participating in the oxidation-reduction reactions on the electrodes.
Для того чтобы молекулярно-электронный преобразователь мог использоваться в качестве датчика углового движения, концы трубки (3) необходимо замкнуть в тор, целиком заполненный раствором электролита (4) - см. Фиг.3.In order for the molecular-electronic converter to be used as an angular motion sensor, the ends of the tube (3) must be closed into a torus completely filled with an electrolyte solution (4) - see Figure 3.
Для решения поставленной задачи были изготовлены и исследованы экспериментальные молекулярно-электронные датчики углового движения с внешним диаметром тороидального канала, заполненного рабочей жидкостью, 50 мм и четырехэлектродным преобразующим элементом.To solve this problem, experimental molecular-electronic angular motion sensors with an external diameter of a toroidal channel filled with a working fluid, 50 mm and a four-electrode converting element were manufactured and studied.
Электроды преобразующего элемента были изготовлены из металлической сетки, химически стойкой к раствору рабочего электролита, с толщиной сетки около 100 мкм и расстоянием между электродами около 200 мкм. Сетчатые металлические электроды разделены тремя перфорированными керамическими прокладками, жестко скрепленными с электродами, что придает жесткость всему преобразующему электродному пакету.The electrodes of the converting element were made of a metal mesh chemically resistant to a working electrolyte solution, with a mesh thickness of about 100 μm and an electrode distance of about 200 μm. The mesh metal electrodes are separated by three perforated ceramic gaskets rigidly bonded to the electrodes, which gives rigidity to the entire conversion electrode package.
В качестве рабочей жидкости, одновременно играющей роль инерционной массы, использовался водный высококонцентрированный раствор йодида калия (КI) с добавлением небольшого количества молекулярного йода, что, при наличии приложенного между анодами и катодами электродного узла рабочего напряжения, обеспечивало протекание обратимых окислительно-восстановительных реакций окисления йода и восстановления ионов трийодида на аноде и катоде соответственно и перенос заряда между электродами в режиме фонового и сигнального токов.An aqueous highly concentrated solution of potassium iodide (KI) with the addition of a small amount of molecular iodine was used as a working fluid, which simultaneously plays the role of an inertial mass, which, if there was an operating voltage electrode unit applied between the anodes and cathodes, ensured the occurrence of reversible redox oxidation reactions of iodine oxidation and recovery of triiodide ions at the anode and cathode, respectively, and charge transfer between the electrodes in the background and signal current modes.
Корпус датчиков углового движения изготавливался из керамики, обладающей достаточной прочностью и химической стойкостью к рабочему раствору электролита.The case of angular motion sensors was made of ceramics with sufficient strength and chemical resistance to a working electrolyte solution.
Амплитудно-частотные, фазо-частотные и динамические характеристики датчиков углового движения были экспериментально изучены с помощью прецизионного колебательного вибростенда, способного задавать строго гармонические колебания вращательного типа в широком диапазоне амплитуд и частот. На основе полученных амплитудно-частотных, динамических и температурных характеристик молекулярно-электронных угловых датчиков данных, была разработана электронная схема частотной и температурной коррекции выходного сигнала датчика, которая включала в себя малошумящие в низкочастотной области операционные усилители, корректирующие RC-цепочки, содержащие терморезисторы, фильтры высоких и низких частот. Электронная схема не является предметом охраны настоящей полезной модели и поэтому не рассматривается детально.The amplitude-frequency, phase-frequency, and dynamic characteristics of the angular motion sensors were experimentally studied with the help of a precision vibrational vibration stand capable of setting strictly harmonic rotational-type vibrations in a wide range of amplitudes and frequencies. Based on the obtained amplitude-frequency, dynamic, and temperature characteristics of molecular-electronic angular data sensors, an electronic circuit for the frequency and temperature correction of the sensor output signal was developed, which included low-noise operational amplifiers in the low-frequency region that correct RC circuits containing thermistors and filters high and low frequencies. The electronic circuit is not the subject of protection of this utility model and therefore is not considered in detail.
Для создания высокоточного молекулярно-электронного устройства для регистрации угловой скорости вращения Земли и определения направления на географический север на основе разработанных электронных схем коррекции сигнала молекулярно-электронных угловых датчиков были созданы несколько образцов измерителя угловой скорости, АЧХ которых настраивались с использованием калибровочного стенда в диапазоне 0,033-20 Гц плоскими по угловой скорости. Коэффициент преобразования в рабочей полосе частот составлял величину 50 В/(рад/с), а неравномерность характеристики ±0,4 дБ.To create a high-precision molecular-electronic device for recording the angular velocity of the Earth’s rotation and determine the direction to the geographic north, several samples of the angular velocity meter were created on the basis of the developed electronic signal correction schemes for the molecular-electronic angular sensors, the frequency response of which was adjusted using a calibration bench in the range of 0.033 20 Hz flat in angular velocity. The conversion coefficient in the working frequency band was 50 V / (rad / s), and the non-uniformity of the characteristic was ± 0.4 dB.
В качестве макета платформы, задающей вращательные движения, в экспериментальном устройстве (установке) для определения направления на географический север, использовался одноосный имитатор движений ST1144 производства Actidyn, смонтированный внутри термокамеры 750Т30/4 Climats компании BLM Sinergy (Фиг.4). Точность поворота платформы стенда на заданный угол имеет значение 5·10-5 град, точность позиционирования стенда по отношению к географическому северу, установленная при аттестации стенда изготовителем, составляет 0,02°. Модификация имитатора движений ST1144, позволяет изменять угол наклона крепежной площадки платформы по отношению к вертикальной оси вращения стенда, при этом точность выставления заданного к вертикали угла составляет 0,003°. Используемый имитатор движения оборудован высокоточным датчиком угла поворота. Модулированный с частотой вращения платформы сигнал молекулярно-электронного измерителя углового движения и сигнал высокоточного датчика положения стенда регистрировался 24-разрядной системой сбора данных. По показаниям датчика угла поворота с высокой точностью определялся действительный угол поворота платформы к направлению на Север в каждый отсчет времени.As a model of the platform that sets the rotational motions, in the experimental device (installation) for determining the direction to the geographic north, we used the actidyn ST1144 uniaxial motion simulator mounted inside the BLM Sinergy 750T30 / 4 Climats thermal chamber (Figure 4). The accuracy of rotation of the stand platform at a given angle is 5 · 10 -5 degrees, the positioning accuracy of the stand in relation to the geographic north, established during certification of the stand by the manufacturer, is 0.02 °. Modification of the motion simulator ST1144 allows you to change the angle of inclination of the mounting platform platform with respect to the vertical axis of rotation of the stand, while the accuracy of setting the angle set to the vertical is 0.003 °. The motion simulator used is equipped with a high-precision rotation angle sensor. The signal of a molecular-electronic angular motion meter and a signal of a high-precision stand position sensor modulated with a platform rotation speed were recorded by a 24-bit data acquisition system. According to the readings of the rotation angle sensor, the actual angle of rotation of the platform to the direction to the North at each time reference was determined with high accuracy.
В соответствии с методикой, описанной выше (см. Фиг.1) производился поиск угла (азимута) между начальным положением оси чувствительности углового датчика и направлением на географический Север.In accordance with the methodology described above (see FIG. 1), an angle (azimuth) was searched between the initial position of the sensitivity axis of the angular sensor and the direction to the geographic North.
При этом была предложена следующая методика измерений, которая, с одной стороны, исключает необходимость определения начальной фазы сигнала датчика, что может быть достаточно сложно сделать с необходимой высокой точностью, а, с другой стороны, существенно повышает точность самого метода в целом. Метод состоит в переменном вращении платформы по и против часовой стрелки на одинаковое количество полных оборотов с последующим сложением полученных при анализе фаз сигнала. Расположим ось чувствительности датчика угловых движений вдоль некоторого выбранного начального (нулевого) направления и приведем во вращения платформу по часовой стрелке с некоторой угловой скоростью. Фаза сигнала, регистрируемого сенсором на частоте вращения платформы, есть фпо=ф1+ф0 где ф1 - искомый азимут, а ф0 определяется выбором начального направления и фазовой задержкой сигнала сенсора. После поворота платформы на угол 2πN, где N - число полных оборотов платформы, ось чувствительности измерителя останавливается вдоль нулевого направления, а затем платформа снова приводится во вращение с той же угловой скоростью против часовой стрелки, и осуществляется то же самое число оборотов N в противоположную сторону. В этом случае фаза сигнала на частоте вращения платформы, есть фпр=-ф1+Ф0; ф0 не изменяется, поскольку определяется начальными условиями эксперимента. Для того чтобы устранить неизвестный угол ф0 найдем разницу подсчитанных: фпо-Фпр. Таким образом, искомый азимут есть полуразность измеренных фаз при вращении платформы по и против часовой стрелки: αNorth=(фпо-фпр)/2.At the same time, the following measurement technique was proposed, which, on the one hand, eliminates the need to determine the initial phase of the sensor signal, which can be quite difficult to do with the necessary high accuracy, and, on the other hand, significantly increases the accuracy of the method as a whole. The method consists in alternating rotation of the platform clockwise and counterclockwise by the same number of full revolutions with the subsequent addition of the signal phases obtained in the analysis. We position the sensitivity axis of the angular motion sensor along some selected initial (zero) direction and bring the platform into rotation clockwise with a certain angular velocity. Phase signal recorded on the rotation frequency sensor platform is at f = f 1 + f 0 where f 1 - desired azimuth, and f 0 is determined for this initial direction, and the phase delay of the sensor signal. After the platform rotates by 2πN, where N is the number of full platform revolutions, the meter’s sensitivity axis stops along the zero direction, and then the platform is again rotated at the same angular speed counterclockwise, and the same number of revolutions N is performed in the opposite direction . In this case, the phase of the signal at the platform rotation frequency is f pr = -f 1 + f 0 ; f 0 does not change, since it is determined by the initial conditions of the experiment. In order to eliminate the unknown angle φ 0, we find the difference of the calculated: φ by -F pr . Thus, the desired azimuth is the half-difference of the measured phases when the platform rotates clockwise and counterclockwise: α North = (f in -f pr ) / 2.
Предложенный метод удобен, поскольку не требует вычисления начальной фазы сигнала (которая экспериментально определяется с довольно большой погрешностью) и фазовой задержки вносимой измерителем. При этом точность нахождения искомого угла определяется параметрами измерителя и точностью выставления его оси чувствительности вдоль выбранного начального положения.The proposed method is convenient because it does not require the calculation of the initial phase of the signal (which is experimentally determined with a rather large error) and the phase delay introduced by the meter. In this case, the accuracy of finding the desired angle is determined by the parameters of the meter and the accuracy of setting its sensitivity axis along the selected initial position.
Выбранные нулевое положение оси чувствительности углового датчика и имитатор движения ST1144, используемый в испытаниях, были ориентированы в пространстве так, что угол между нулевым положением и направлением на север составлял 254,23° (известная величина, установленная при аттестации стенда).The selected zero position of the sensitivity axis of the angle sensor and the ST1144 motion simulator used in the tests were oriented in space so that the angle between the zero position and the north direction was 254.23 ° (a known value established during the certification of the stand).
На Фиг.5 приведен характерный вид сигнала, модулированного с частотой вращения платформы, который регистрируется угловым датчиком. На Фиг.6 показан спектр, соответствующий этому сигналу в полярной форме (амплитуда-фаза). На частоте, соответствующей угловой скорости вращения платформы, наблюдается максимум, амплитуда которого, приведенная к чувствительности углового датчика, дает измеряемую датчиком абсолютную величину проекции скорости вращения Земли на данной широте. Соответствующая данному максимуму спектра разность фаз, при вращении по и против часовой стрелки, дает информацию об искомом азимутальном направлении.Figure 5 shows a characteristic view of a signal modulated with a rotational speed of the platform, which is detected by an angle sensor. Figure 6 shows the spectrum corresponding to this signal in polar form (amplitude phase). At the frequency corresponding to the angular velocity of rotation of the platform, there is a maximum, the amplitude of which, reduced to the sensitivity of the angular sensor, gives the absolute value of the projection of the Earth's rotation velocity at a given latitude measured by the sensor. The phase difference corresponding to a given spectrum maximum, when rotating clockwise and counterclockwise, gives information about the desired azimuthal direction.
В Табл.1 представлены экспериментально полученные результаты для измеренной величины проекции угловой скорости вращения Земли и угла между начальным положением оси чувствительности датчика и проекцией вектора угловой скорости вращения Земли для одного из испытанных образцов углового датчика при различных скоростях вращения платформы. Широта места расположения лабораторной установки составляет 55,93° (г.Долгопрудный, Московская обл.), соответствующая проекция скорости вращения Земли на данной широте - 4,084·10-5 рад/сек. Из приведенных данных следует, что ошибка в определении искомого азимута для различных скоростей вращения платформы при измерениях с использованием молекулярно-электронного датчика угловой скорости не превосходила 0,1°. Данный результат соответствует уровню лучших образцов современных гирокомпасов. Ошибка в несколько процентов в измеренной скорости вращения Земли может быть обусловлена некоторой неравномерностью АЧХ, однако этот недостаток исправляется более точной настройкой АЧХ сенсора.Table 1 presents the experimentally obtained results for the measured projection of the angular velocity of rotation of the Earth and the angle between the initial position of the axis of sensitivity of the sensor and the projection of the vector of the angular velocity of rotation of the Earth for one of the tested samples of the angular sensor at different speeds of rotation of the platform. The latitude of the location of the laboratory facility is 55.93 ° (Dolgoprudny, Moscow Region), the corresponding projection of the Earth's rotation speed at this latitude is 4.084 · 10 -5 rad / sec. From the above data, it follows that the error in determining the desired azimuth for various speeds of rotation of the platform during measurements using a molecular-electronic sensor of angular velocity did not exceed 0.1 °. This result corresponds to the level of the best samples of modern gyrocompasses. An error of a few percent in the measured rotation speed of the Earth may be due to some non-uniformity of the frequency response, however, this drawback is corrected by a more accurate tuning of the frequency response of the sensor.
Результаты статистического исследования разброса измеренных углов направления на север для серии экспериментов, отличающихся использованием различных образцов молекулярно-электронных угловых датчиков, а также начальным расположением их осей чувствительности, способом закрепления датчиков на вращающейся платформе и различными температурными режимами при измерениях, представлены в Табл.2.The results of a statistical study of the scatter of the measured northward direction angles for a series of experiments that differ in the use of different samples of molecular-electronic angle sensors, as well as the initial location of their sensitivity axes, the way the sensors are mounted on a rotating platform and various temperature conditions during measurements, are presented in Table 2.
В результате проведенных испытаний созданного экспериментального образца было показано, что точность определения направления на географический север с помощью разработанного устройства составляет 0,1-0,2° на данной географической широте (фн=55,93°), что близко к точности, достигаемой с помощью современных прецизионных гирокомпасов. Например, паспортная точность высокоточного механического гирокомпаса "Меридиан" (ОАО Пермская научно-производственная приборостроительная компания), соответствующего всем современным требованиям рынка морских навигационных систем, имеет погрешность 0,1°·sec(фн), или, около 0.2° на данной широте.As a result of tests of the created experimental sample, it was shown that the accuracy of determining the direction to the geographical north using the developed device is 0.1-0.2 ° at this geographical latitude (f n = 55.93 °), which is close to the accuracy achieved using modern precision gyrocompasses. For example, the accuracy of the passport of high-precision mechanical gyrocompass "Meridian" (JSC Perm Scientific-Industrial Instrument Company) according to the modern requirements of marine navigation systems market, has an error of 0,1 ° · sec (p n), or about 0.2 ° at a given latitude .
Таким образом, на основе разработанного экспериментального образца могут быть созданы серийные устройства для определения направления на географический север, с точностью не хуже 0,1-0,2°, способные создать серьезную конкуренцию современным гирокомпасам, а также войти в состав различных навигационных систем, например на морских и речных судах различного класса и наземных транспортных средствах.Thus, on the basis of the developed experimental model, serial devices can be created to determine the direction to the geographic north, with an accuracy of no worse than 0.1-0.2 °, capable of creating serious competition to modern gyrocompasses, as well as being part of various navigation systems, for example on sea and river vessels of various classes and land vehicles.
Важным преимуществом настоящей разработки является использование молекулярно-электронного углового датчика, обладающего достаточно высокой точностью, наряду с малыми габаритами, относительно низкой стоимостью и низким потреблением, а также надежностью и отсутствием прецизионных и дорогостоящих движущихся механических частей, подверженных износу и поломке. Компактность и небольшая масса устройства в целом, его низкое энергопотребление и относительно невысокая стоимость дает возможность широкого распространения данной разработки. В частности, данная разработка может быть использована при создании портативных автономных высокоточных систем определения азимутального направления для применения в условиях, когда нет возможности использования других средств навигации, как, например, в пещерах, подземных или закрытых помещениях, где принципиально недоступны такие средства, как спутниковая система навигации или достаточно габаритные гирокомпасы.An important advantage of this development is the use of a molecular-electronic angle sensor, which has a fairly high accuracy, along with small dimensions, relatively low cost and low consumption, as well as the reliability and lack of precision and expensive moving mechanical parts that are subject to wear and damage. The compactness and light weight of the device as a whole, its low power consumption and relatively low cost make this development widely available. In particular, this development can be used to create portable autonomous high-precision systems for determining the azimuth direction for use in situations where it is not possible to use other navigation aids, such as in caves, underground or enclosed spaces, where such means as satellite are fundamentally unavailable navigation system or sufficiently large gyrocompasses.
Источники информации:Information sources:
1. Ю.А.Лукомский, В.Г.Пешехонов, Д.А.Скороходов, Навигация и управление движением судов. СПб.: "Элмор", 2002. 360 с.1. Yu.A. Lukomsky, V. G. Peshekhonov, D. A. Skorohodov, Navigation and ship traffic control. St. Petersburg: "Elmore", 2002.360 s.
2. J.Reiner, M.Naroditsky, Patent No US 6502055 B1, G06F 15/00.2. J. Reiner, M. Naroditsky, Patent No. US 6502055 B1, G06F 15/00.
3. D.H.Titterton, J.L.Weston, "Strapdown inertial navigation technology", ISBN 0863412602, IEE Publishing, England.3. D.H. Titterton, J.L. Weston, "Strapdown inertial navigation technology", ISBN 0863412602, IEE Publishing, England.
4. Б.Блажнов, Л.Нестерюк, В.Пешехонов, Л.Старосельцев, ЭЛЕКТРОНИКА: Наука, технология. Бизнес, 5/2001, С.56-59.4. B. Blazhnov, L. Nesteryuk, V. Peshekhonov, L. Staroseltsev, ELECTRONICS: Science, technology. Business, 5/2001, S.56-59.
5. В.А.Козлов, Успехи современной радиоэлектроники, №5-6, 2004, С.138-144.5. V.A. Kozlov, Advances in modern radio electronics, No. 5-6, 2004, S.138-144.
6. Сафонов М.В., Агафонов В.М., Козлов В.А. Перспективы применения молекулярно-электронных сенсоров вращательного движения в различных научно-технических областях // Системные проблемы надежности, качества, информационных и электронных технологий / Материалы Х Международной конференции и Российской научной школы. Часть 1. - M.: Радио и связь, 2005, С.108.6. Safonov M.V., Agafonov V.M., Kozlov V.A. Prospects for the use of molecular-electronic sensors of rotational motion in various scientific and technical fields // System Problems of Reliability, Quality, Information and Electronic Technologies / Materials of the X International Conference and the Russian Scientific School. Part 1. - M .: Radio and communications, 2005, p.108.
7. Козлов В.А., Сафонов М.В. и др. "Молекулярно-электронное устройство для измерения угловых движений", патент РФ на изобретение №2324946, заявка №2005130308/28(033961), 2005.7. Kozlov V.A., Safonov M.V. and others. "Molecular electronic device for measuring angular movements", patent of the Russian Federation for the invention No. 2323946, application No. 2005130308/28 (033961), 2005.
8. Зайцев Д.Л., Козлов В.А., Сафонов М.В. и др. "Способ изготовления электродного узла молекулярно-электронного измерителя линейных и угловых движений с низким уровнем собственных шумов". Заявка на патент №2006131449/280(034193), 2006.8. Zaitsev D.L., Kozlov V.A., Safonov M.V. and others. "A method of manufacturing an electrode assembly of a molecular-electronic meter of linear and angular movements with a low level of intrinsic noise." Patent Application No. 2006131449/280 (034193), 2006.
9. Бугаев А.С, Сафонов М.В. "Молекулярно-электронное устройство для измерения механических движений", патент РФ на полезную модель №82 862 U1, заявка №2008144490/22, 2008.9. Bugaev A.S., Safonov M.V. "Molecular-electronic device for measuring mechanical movements", RF patent for utility model No. 82 862 U1, application No. 2008144490/22, 2008.
10. Зайцев Д.Л., Егоров Е.В., Егоров И.В. "Создание новой элементной базы для инерциальной навигации на основе молекулярно-электронной технологии" // Материалы Всероссийской конференции аспирантов и студентов "Индустрия наносистем и материалы", г.Зеленоград, 2006 г. С.105-109.10. Zaitsev D.L., Egorov E.V., Egorov I.V. “Creation of a new element base for inertial navigation based on molecular-electronic technology” // Materials of the All-Russian Conference of Graduate Students and Students “Industry of Nanosystems and Materials”, Zelenograd, 2006. P.105-109.
11. Зайцев Д.Л., Шабалина А.С. "Низкошумящие миниатюрные измерители параметров движения на принципах молекулярной электроники" // Материалы Международной научно-технической конференции и Российской научной школы молодых ученых и специалистов "Системные проблемы надежности, качества, математического моделирования, информационных и электронных технологий в инновационных проектах (Инноватика - 2007)", Сочи, 2007.11. Zaitsev D.L., Shabalina A.S. "Low-noise miniature measuring instruments of motion parameters on the principles of molecular electronics" // Materials of the International scientific and technical conference and the Russian scientific school of young scientists and specialists "Systemic problems of reliability, quality, mathematical modeling, information and electronic technologies in innovative projects (Innovatika - 2007)" Sochi, 2007.
12. Введение в молекулярную электронику. Под ред Лидоренко Н.С. M.: Энергоатомиздат, 1984, 320 с.12. Introduction to molecular electronics. Edited by N. Lidorenko M .: Energoatomizdat, 1984, 320 p.
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ НА ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ СЕВЕРDEVICE FOR DETERMINING THE DIRECTION TO THE GEOGRAPHIC NORTH
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009130794/22U RU89895U1 (en) | 2009-08-13 | 2009-08-13 | DEVICE FOR DETERMINING THE DIRECTION TO THE GEOGRAPHIC NORTH |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009130794/22U RU89895U1 (en) | 2009-08-13 | 2009-08-13 | DEVICE FOR DETERMINING THE DIRECTION TO THE GEOGRAPHIC NORTH |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU89895U1 true RU89895U1 (en) | 2009-12-20 |
Family
ID=41625941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009130794/22U RU89895U1 (en) | 2009-08-13 | 2009-08-13 | DEVICE FOR DETERMINING THE DIRECTION TO THE GEOGRAPHIC NORTH |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU89895U1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2578049C1 (en) * | 2014-12-03 | 2016-03-20 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский физико-технический институт (государственный университет) | Method of determining direction of geographic north using molecular-electronic angular speed sensor and inclination angle sensor |
| RU2606673C1 (en) * | 2015-12-24 | 2017-01-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (государственный университет)" | Device for determining direction to geographic north |
| RU176009U1 (en) * | 2016-12-28 | 2017-12-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | DEVICE FOR DETERMINING THE POSITION AND ORIENTATION OF OBJECTS |
-
2009
- 2009-08-13 RU RU2009130794/22U patent/RU89895U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2578049C1 (en) * | 2014-12-03 | 2016-03-20 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский физико-технический институт (государственный университет) | Method of determining direction of geographic north using molecular-electronic angular speed sensor and inclination angle sensor |
| RU2606673C1 (en) * | 2015-12-24 | 2017-01-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (государственный университет)" | Device for determining direction to geographic north |
| RU176009U1 (en) * | 2016-12-28 | 2017-12-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | DEVICE FOR DETERMINING THE POSITION AND ORIENTATION OF OBJECTS |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2539123C2 (en) | Non-magnetic azimuth measurement using met of electrochemical sensors | |
| Zaitsev et al. | Precession azimuth sensing with low-noise molecular electronics angular sensors | |
| Prikhodko et al. | What is MEMS gyrocompassing? Comparative analysis of maytagging and carouseling | |
| US5112126A (en) | Apparatuses and methods for making geophysical measurements useful in determining the deflection of the vertical | |
| US20100088063A1 (en) | Method and Apparatus for Precision Azimuth Measurement | |
| CN101187568A (en) | Multi-position strapping north-seeking system direction effect calibration method | |
| US10310132B2 (en) | Absolute vector gravimeter and methods of measuring an absolute gravity vector | |
| CN101216313A (en) | Multi-location north seeking method based on optical fibre gyroscope | |
| RU89895U1 (en) | DEVICE FOR DETERMINING THE DIRECTION TO THE GEOGRAPHIC NORTH | |
| Zaitsev et al. | Angular MET sensor for precise azimuth determination | |
| Zaitsev et al. | Study of systems error compensation methods based on molecular-electronic transducers of motion parameters | |
| CN109681189A (en) | A kind of hole diameter sector cementing quality and track integrated measuring instrument | |
| CN104655123B (en) | A kind of method that utilization optical fibre gyro determines rotational-angular velocity of the earth | |
| RU2561229C1 (en) | Buoy for determination of characteristics of sea wind waves | |
| RU2619443C2 (en) | Method of error estimating of three-axis gyroscope | |
| CN104655095B (en) | A kind of method that utilization optical fibre gyro determines geographic latitude | |
| RU2507392C1 (en) | Method for zenith angle and drift direction determination and gyroscopic inclinometer | |
| US20070095124A1 (en) | Inertial north finder | |
| Williams et al. | Earth coordinate 3-D currents from a modular acoustic velocity sensor | |
| Dzhandzhgava et al. | Strapdown inertial navigation system based on a hemispherical resonance gyro | |
| JPS595845B2 (en) | true north reference device | |
| RU2413232C2 (en) | Device for determination of velocity and direction of liquid flow | |
| RU2578049C1 (en) | Method of determining direction of geographic north using molecular-electronic angular speed sensor and inclination angle sensor | |
| RU2152059C1 (en) | Device for positioning of underground pipeline trajectory | |
| RU2748030C1 (en) | Method for assessment of systematic wandering of triaxial laser gyro with vibrating baseplate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20130814 |