SU395716A1

SU395716A1 - INDUCTION COMPASS

Info

Publication number: SU395716A1
Application number: SU1693144A
Authority: SU
Inventors: А. А. Одинцов К. А. Барицкий И. Т. Бойко Р. И. Одинцова М. П. Цветков
Priority date: 1971-08-23
Filing date: 1971-08-23
Publication date: 1973-08-28

Description

1one

Изобретение относитс к навигационным приборам и предназначено дл определени Магнитного курса подвижного объекта и магнитной широты (наклонени ).The invention relates to navigation instruments and is intended to determine the magnetic course of a moving object and magnetic latitude (inclination).

Известен индукционный компас, чувствительный элемент которого состоит из трех взаимно перпендикул рных феррозондов, по электрическим сигналам которых производитс в блоке обра.ботки информации построение с ПОМОЩЬЮ расшифровывающих след щих сисхем , углов магнитного курса объекта и магнитной широты места его нахождени .The induction compass is known, the sensitive element of which consists of three mutually perpendicular flux-probes, the electrical signals of which are carried out in the information processing unit by means of decoding tracking systems, the angles of the magnetic course of the object and the magnetic latitude of its location.

Однако такие индукционные компасы имеют больщую погрешность определени магнитного курса в области высоких широт (больших углов магнитного наклонени ). Это объ сн етс малым значением горизонтальной составл ющей магнитного -нол Земли в областиHowever, such induction compasses have a large error in determining the magnetic course in the region of high latitudes (large magnetic dip angles). This is due to the small value of the horizontal component of the Earth’s magnetic field in the region

высоких широт, что приводит к сильному ЕЛИ нию различного р да помех при выработке магнитного курса объекта с помощью решающей след щей системы, стро щей полный вектор горизонтальной составл ющей магнитного пол Земли по двум его проекци м на горизонтальные продольные и поперечные оси подвижного объекта, на котором установлен индукционный компас.high latitudes, which leads to a strong ELI of a different number of interferences in the development of the magnetic course of an object using a decisive tracking system that builds the full vector of the horizontal component of the Earth’s magnetic field along its two projections onto the horizontal longitudinal and transverse axes of the moving object, which has an induction compass.

Цель изобретени - повыщение точности определени магнитного курса в области высоких щирот применительно к малоподвижным объектам, например, дрейфующим льдинам .The purpose of the invention is to increase the accuracy of determining the magnetic course in the field of high schirot with respect to slow-moving objects, such as drifting ice floes.

Это достигаетс тем, что индукционный датчик , состо щий из чувствительного элемента, содержащего три взаимно лерпендтк л рных зонда, установленных на стабилизированной в плоскости горизонта площадке, и двух расшифровывающих след щих систем, выполн ющих построение углов магнитного курса объекта и магнитной щироты его местонахождени , снабжают дополнительным блоком зенитных координат полного вектора магнитного пол Земли, выполненного на двух решающих след щих системах, вырабатывающих угол -между вертикалью места и плоскостью, проход щей через вектор напр женности магнитного пол Земли и горизонтальную поперечную ось объекта, и угол между вектором магнитного пол Земли и продольной вертикальной плоскостью. Выработка этих двух углов производитс след щими системами непосредственно по сигналам зондов чувствите тьного элемента. Эти углы могут быть выработаны (в предположении высокой точности стабилизации в плоскости горизонта площадки с зондами) с высокой точностью, поскольку вертикальна составл юща магнитного пол Земли, участвующа в их выра ботке, не вл етс малой. Далее эти углы используют дл выра-ботки по ним углов магнитного курса и магнитной широты. Поскольку в этом случае слабые сигналы зондов оказываютс замененными сигналами выходных ВТ след щих систем блока зенитных координат, точность выработки мапп-пного курса объекта может быть повышена. В услови х малоподвижного объекта высока точность стабилизации плош.адки с зондами в плоскости горизонта может быть получена сравнительно просто, например, с помощью физического ма тника с использованием ноплавкового подвеса дл разгрузки опор. На фиг. 1 схематически изображена характеристика положени вектора напр женности магнитнОГо пол Земли относительно земной системы координат; на фиг. 2 - функциональна схема индукционного компаса. Как видно из геометрического чертежа (фиг. 1), положение вектора напр женности земного магнитного пол Т относительно земных осей (ось Og направлена на север, ось От)-по вертикали места, ось 0 - на восток ) как обычно определ етс углом ф - магнитной широтой, а относительно системы координат объекта или дрейфующей льдины OXaYoZo (ось Хо - продольна ось объекта, ZQ - поперечна ось объекта, а ось УО - вертикаль места) определ етс еще и углом курса /С. Можно, как видно из фиг. 1, положение вектора напр женности магнитного пол Земли определ ть относительно вертикали углами а и р. Угол а отсчитываетс в продольной плоскости объекта и расположен между вертикалью Места и плоскостью, проход щей через вектор магнитного пол Т Земли и горизонтальную поперечную ось ZQ объекта. Угол Р вл етс углом между вектором напр женности магнитного пол Земли и продольной вертикальной плоскостью объекта. Зонды св заны со стабилизированной системой координат и направлены вдоль осей Хд, УО, Zo. Индукционный компас состоит из трех блоков, чувствительного элемента, блока зенитных координат и блока курса и щироты. ЧувстБительпый элемент / состоит из взаHiMHo перлендикул рных :индукционных зондов 2, 3, 4, размещенных на стабилизированной в горизонте с помощью ма тника площадке 5. Блок зенитных координат 6 включает рещающую след щую систему угла а, состо щую из синусно-жосинусного вращающегос трансформатора (СКВТ) 7, усилител 8, двигател 9 и датчика 10, и решающую систему угла р, состо щую из СКВТ //, усилител 12, двигател 13 и датчика 14. Блок курса и широты 15 содержит решающую след щую систему построени магнитной широты, состо щую из СКВТ 16, усилител /7 и двигател 18, и решающую след щую систему построени матнитного курса, состо щую из СКВТ 19, усилител 20 и двигател 21. Принцип работы индукционного компаса залючаетс в следующем. Электрические сигналы, пропорциональные проекци м вектора напр женности земного магнитного пол на вертикальную ось УО и одну из горизонтальных осей Хо, снимаемые с зондов 2 к 3, подают на статорные обмотки СКВТ 7. По двум проекци м вертикальной и горизонтальной составл ющим вектора Г и с помощью усилител 8 и двигател 9 производитс определение угла а и построение суммарного вектора Г в продольной плоскости объекта. Угол р получаетс с помощью решающей след щей системы, состо щей из СКВТ 11, усилител 12 и двигател 18, причем на СКВТ // поступает электрический сигнал с зонда 4, пропорциональный проекции вектора Т на ось ZQ, и с роторной обмоткой СКВТ 7, пропорциональный вектору Г. По известным углам аире помощью СКВТ, кинематически св занных с рещающими след щими системами аир, можно получить напр жени , пропорциональные проекци м вектора земного магнитного пол , но в гораздо больщем электрическом масштабе с минимальной квадратурной составл ющей, использу дл этой цели датчики СКВТ 10 и 14. Магнитный курс объекта получаетс с помощью решающей системы, состо щей из СКВТ 19, усилител 20 и двигател 21. На статорные обмотки СКВТ 19 поступают напр жени , пропорциональные горизонтальным продольной и поперечной составл ющим вектора магнитного пол . Магнитна широта ф получаетс с помощью рещающей след щей системы (состо щей из СКВТ 16, усилител 17 и двигател 18}. На статоры СКВТ 16 поступают сигналы, пропорциональные вертикальной составл ющей магнитного пол Земли и результирующему вектору на горизонтальную составл ющую -магнитного пол Земли. Дл съема углов магнитного курса и широты на ос х соответствующих рещающих след щих систем установлены датчики угла СКВТ 22 и 23 и отсчетные пгкалы. Предмет изобретени Индукционный компас, содержащий чувствительный элемент, выполненный в виде трех взаимно перпендикул рных феррозондов, стабилизированных относительно плоскости горизонта , и решающие след щие системы шостроени курса и магнитной широты, отличающийс тем, что, с целью повышени точности определени магнитного курса в области высоких широт, в него введен блок зенитных координат , вырабатывающий по сигналам феррозондов два угла, характеризующих положение вектора напр женности земного магнитHoro ПОЛЯ относительно земной вертикали и выполненный на двух решающих след щих системах, причем его входы соединены с феррозсндамл , а выходы - со входами решающих след щих систем построени курса и магнитной широты.This is achieved by the fact that an induction sensor consisting of a sensitive element containing three mutually Leperndar probes installed on a platform stabilized in the plane of the horizon, and two decoding tracking systems that build the angles of the magnetic course of the object and the magnetic head of its location provide an additional block of zenith coordinates of the full vector of the Earth’s magnetic field, performed on two crucial follow-up systems that produce an angle — between the vertical of the site and the plane, the magnetic field of the Earth passing through the vector of intensity and the horizontal transverse axis of the object, and the angle between the vector of the magnetic field of the Earth and the longitudinal vertical plane. The development of these two angles is carried out by the following systems directly from the signals of the probes of the sensing element. These angles can be worked out (assuming a high accuracy of stabilization in the plane of the horizon of the platform with probes) with high accuracy, since the vertical component of the Earth’s magnetic field, which is involved in their development, is not small. Further, these angles are used to develop on them the angles of the magnetic course and magnetic latitude. Since in this case the weak signals of the probes turn out to be replaced by the signals of the output BT of the following systems of the block of zenith coordinates, the accuracy of the map course of the object can be improved. Under the conditions of an inactive object, high accuracy of stabilization of plates with probes in the plane of the horizon can be obtained relatively simply, for example, using a physical model using a float suspension for unloading supports. FIG. Figure 1 shows schematically a characteristic of the position of the intensity vector of the Earth’s magnetic field relative to the Earth's coordinate system; in fig. 2 - a functional diagram of the induction compass. As can be seen from the geometrical drawing (Fig. 1), the position of the vector of the intensity of the earth's magnetic field T relative to the earth axes (the Og axis is directed to the north, the From axis) is along the vertical of the place, the 0 axis is directed to the east), as usually determined by the angle f - magnetic latitude, and relative to the coordinate system of the object or drifting ice OXaYoZo (the X axis is the longitudinal axis of the object, ZQ is the transverse axis of the object, and the SV axis is the vertical position) and is also determined by the course angle / C. It is possible, as can be seen from FIG. 1, the position of the intensity vector of the Earth’s magnetic field is determined relative to the vertical by the angles a and p. The angle α is measured in the longitudinal plane of the object and is located between the vertical position and the plane passing through the vector of the earth’s magnetic field T and the horizontal transverse axis ZQ of the object. The angle P is the angle between the intensity vector of the earth’s magnetic field and the longitudinal vertical plane of the object. The probes are connected with a stabilized coordinate system and directed along the axes Xd, EO, Zo. An induction compass consists of three blocks, a sensitive element, a block of zenith coordinates, and a heading block and a spx. The sensing element / consists of reciprocal perpendicular: induction probes 2, 3, 4, placed on a platform stabilized in the horizon using a tread 5. Block zenith coordinates 6 includes a decay tracking system of angle a consisting of a sinus-jose-sine rotating transformer A SCT 7, an amplifier 8, an engine 9 and a sensor 10, and a decisive angle system p, consisting of a SSCT, an amplifier 12, an engine 13, and a sensor 14. The heading and latitude unit 15 contains a crucial following system for constructing magnetic latitude scyut from SCVT 16, amplifier / 7 and d igatel 18 and conductive trace decisive construct matnitnogo rate system consisting of a resolver 19, the amplifier 20 and the motor 21. The operating principle of induction compass zalyuchaets next. Electric signals proportional to the projections of the vector of the intensity of the earth’s magnetic field on the vertical axis of the EUT and one of the horizontal axes Ho taken from the 2 to 3 probes are fed to the stator windings of SKVT 7. Two projections of the vertical and horizontal components of the vector G and c using amplifier 8 and engine 9, the angle a is determined and the total vector G is constructed in the longitudinal plane of the object. The angle p is obtained using a decisive tracking system consisting of SCRT 11, amplifier 12 and motor 18, an electric signal from probe 4, proportional to the projection of vector T on the axis ZQ, and proportional to rotor vector G. From the known air corners using SCWT, kinematically connected with the decisive tracking systems of the air, it is possible to obtain voltages proportional to the projections of the vector of the earth's magnetic field, but on a much larger electric scale with a minimum quadrature component, For this purpose, sensors SQTs 10 and 14. The magnetic course of the object is obtained with the help of a decision system consisting of SQS 19, amplifier 20 and motor 21. The stator windings of SSC 19 receive voltages proportional to the horizontal longitudinal and transverse components of the magnetic field vector . The magnetic latitude φ is obtained using a decisive tracking system (consisting of SCRT 16, amplifier 17 and motor 18}.) The stators of SCRT 16 receive signals proportional to the vertical component of the Earth’s magnetic field and the resulting vector to the Earth’s magnetic field. For the removal of the angles of the magnetic course and latitude on the axes of the corresponding decisive tracking systems, angle sensors SQUT 22 and 23 and readout sensors are installed. Object of the Invention Induction compass containing a sensitive element made in the idea of three mutually perpendicular ferrozond stabilized with respect to the horizon plane and decisive tracking systems for the course and magnetic latitude, characterized in that, in order to improve the accuracy of determining the magnetic course in high latitudes, a block of zenith coordinates is inserted into it that generates signals ferrosonde two angles characterizing the position of the intensity vector of the earth magnet Horo FIELD relative to the earth vertical and performed on two crucial tracking systems, and its inputs are connected with the ferrozsдамndaml, and the exits with the inputs of the decisive tracking systems and magnetic latitude.

BI; BI;

7171

MJMJ

Z::DZ :: D

fTTTfTTT