Способ определения меридиана маятниковым гирокомпасом

 

,SU„„1035423 A

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3<59 С 01 С 19/38

» »

Ф 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ние направления меридиана осуществляют по Формуле и* — о о,, 2 г м

+ oL — — у — — F 1Н.)- — - — i

О 2 Ъ Н 2 !!.-ьь О„Но отсчет, соответствующий положению плоскости меридиана; текущие значения отсчетов, определяющие ® углы поворота чувствительного элемента относительно корпуса прибора в азимуте; горизонтальная и вер- где

4 ° =дО

1 а1тами съема информа" ции;

"Ч1 U1 1 Ф маятниковость прибора;ГОСУДАРСТВЕННЫЙ, КОМИТЕТ СССР

FIO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3356592/40-23 (22) 11.11.81 (46) 15.08.83. Бюл. II 30 (72) А,A.Îäèíöîâ, А.С»Довгополый и В.H.Ôåäîðîâ . (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им. 50-летия

Великой Октябрьской социалистической революции (53) 629.1.054.6(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Н 347573, кл. G 01 C 19/38, 1971.

2. Воронков Н.Н., Кутырев В.В., Ащимов Н,M. Гироскопическое ориентирование. M. "Недра", 1980, с.284-293 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕРИДИАНА МАЯТНИКОВИМ ГИРОКОМПАСОМ, заключающийся в первоначальной выставке главной оси чувствительного элемента гирокомпаса в плоскость меридиана, разгоне чувствительного элемента гирокомпаса до начальной угловой скорости, разарретировании чувствительного элемента гирокомпаса, измерении углов поворота чувствительного элемента гирокомпаса относительно корпуса гирокомпаса в Фикси рованные моменты времени и точном определении направления меридиана с учетом полученных данных,,о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повыаения точности и уменьшения времени определения меридиана, после разарретирования чувствительного эле" мента гирокомпаса изменяют угловую скорость вращения его ротора по линейному закону, а точное определетикальная составляю" щие угловой скорости вращения Земли; текущее значение кине тического момента ро" тора; начальное значение кинетического момента ротора; скорость изменения кинетического момента ротора; текущее время; интервал между момен"

1035423

2 2! и

М - неконтролируемый вер". тикальный возмущающий момент;

F (H,)=Y (2 J (21ЪЙ)Э (2)ЬН;)х х 2 ЪНо (Н )=Y (2QH З (фН }-3(2fSH)i .,(21ьн, ) 3 (— функции Бесселя 1 т 1 и П рода первого порядка; функции Бесселя

I и П рода второго порядка;

3,1415 начальное отклонение главной оси гирокомпаса от плоскости меридиана; начальная скорость чувствительного элемента при разарретировании;

1-и количество измерений, . 1

Изобретение относится к приборостроению, в частности к способам определения географического меридиана с помощью TpexcTeneHHoro маятникового гирокомпаса. 5 !

Известен способ определения меридиана, согласно которому с целью сокращения времени определения, поддерживают постоянство скорости прецессии чувствительного элемента в азимуте посредством изменения кинематического момента и определяют плоскость мери" диана по положению чувствительного элемента при экстремуме кинетическо13 го момента (1 1.

Недостаток способа - большая дли" тельность процесса определения мери диана, что связано с принципиальной необходимостью прохождения осью ки20 нетического момента плоскости ме- ридиана в процессе определения последнего. Кроме того, при наличии неконтролируемого вертикального возмущающего.момента положение чувстви тельного элемента при экстремуме кинетического момента смещается от меридиана, Это смещение и обусловливает ошибку определения меридиана.

Известен способ определения мери" диана маятниковым гирокомпасом, заключающийся в первоначальной выстав, ке главной оси чувствительного элемента гирокомпаса в плоскость меридиана, разгоне ротора чувствительного элемента гирокомпаса до начальной 35

2 угловой скорости, разарретирования чувствительного элемента гирокомпаса. измерении углов поворота чувствительного элемента гирокомпаса относительно корпуса гирокомпаса в фиксированные моменты времени и точном определении направления меридиана с учетом полученных данных (2 ).

Недостаток известного способа заключается в том, что направление меридиана определяется как положение равновесия колебаний чувствительного элемента. Наличие неконтролируемого возмущающего момента М вокруг вертикальной оси чувствительного элемента вызывает смещение положения равновесия колебаний, которое и является ошибкой определения меридиана. При этом время измерения складывается из времени разгона ротора до номинальной скорости вращения и времени, не» обходимого для определения положения равновесия азимутальных колебаний чувствительного элемента после разгона.

Цель изобретения - повышение точности и уменьшение времени определения меридиана.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения меридиана маятниковым гирокомпасом, заключающемуся в первоначальной выставке главной оси чувствительного элемента гирокомпаса в плоскость меридиана, разгоне ротора чувствительного элемен3 1035423 та гирокомпаса до начальной угловой скорости, разарретировании чувствительного элемента гирокомпаса, измерении углов поворота чувствительного

Элемента гирокомпаса относительно корпуса гирокомпаса в фиксированные моменты времени и точном определении направления меридиана с учетом полученных данных, после разарретирования чувствительного элемента гирокомпаса изменяют угловую скорость. вращения его ротора по линейному закону, а точное определение направления меридиана осуществляют по формуле

25 где

Н.=H ib40

Ъ =ссор а =ьН

2 - Ь » о+(о у, у н 7

Мп О о 2 М о 2 1 H. И-! ЪЬ UH;

„Но

« отсчет, соответствующий положению плоскости меридиана; текущие значения отсчетов, определязо ющие углы поворота чувствительного элемента относительно корпуса прибора в азимуте, горизонтальная и вертикальная составляющие угловой скорости вращения

Земли; текущее значение кинетического момента ротора; начальное значение кинетического момента ротора;

45 скорость изменения кинетического момента ротора; текущее время; интервал между моментами съема информации; д). 0„. h-2 маятниковость прибора; 55 неконтролируемый вертикальный возмущающий момент;

F(H,.)=v,) ф«Й>)(2fbHо)->„(2fbH; )» .v,(s s,)

F,(Н,.)=v„(z w,. 31(2» ЬЙ)- 1(2 РД»

«v,(гfi,) :)„,У„- функции Бесселя

Т и Й рода первого порядка;

Э2, (- функции Бесселя

Т и Й рода второго порядка;

Л = 3,1415...; о - начальное отклонение главной оси гирокомпаса от плоскости меридиана; сто - начальная скорость чувствительного. элемента при разарретировании;

1-и

n - »количество измерений.

При наличии избыточной информации (и > 4) точность определения меРидиана существенно повышается путем применения при обработке результатов измерения одного из методов математической Фильтрации, например метода наименьших квадратов, с flo следующим решением систем отношений для определения М на вычислительной машине.

На чертеже изображена схема реализации предложенного способа.

По сигналу маятникового компаса являющегося грубым определителем плоскости меридиана, корпус 2 гиро)компаса устанавливают двигателем 3 в азимуте таким образом, чтобы главная ось 4 гирокомпаса находилась в плоскости меридиана. В это время чувствительный элемент 5 гирокомпаса зафиксирован арретиром 6 относительно корпуса прибора. В указанном заарретированном положении ротор 7 разгоняют до начальной угловой скорости. После этого производят разар-: ретирование чувствительного элемен та и начинают увеличивать скорость вращения ротора по линейному закону, одновременно чувствительный элемент начинает поворачиваться в горизонтальной плоскости. Вместе с чувствительным элементом относительно

1035423

ВНИИПИ . Заказ 5811/41 Тираж 602 Подписное

«» «» ««ааааа«

Филиал ППП "Патент", 3 i Ужгород ю ул. Проектная, 4 корпуса прибора поворачивается и следящий корпус 8. Этот поворот производится двигателем 9 по сигналам с датчика 1О угла .относительного положения чувствительного элемента и следящего корпуса. Углы поворота ,чувствительного элемента следящего корпуса ) измеряют датчиком 11 угла . поворота в фиксированные моменты времени. После окончания процесса съема информации производят аррети рование чувствительного элемента и вычисление отсчета, соответствующего flflOcKocTH меридиана.

Использование предлагаемого способа позволяет повысить точность определения географического меридиана трехстепенным маятниковым гирокомпасом на неподвижном относительно

Земпи основаНии и уменьшает время его определения. Повышение точности обусловлено тем, что в указанной формуле учитывается влияние неконтролируемого возмущаоцего момента на движение оси гирокомпаса, а уменьшение времени определения меридиана достигается за счет использования режима разгона ротора.