Способ определения азимута

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для азимутального ориентирования стабилизированных относительно горизонта площа2 док. Целью изобретения является повышение точности определения азимута путем учета погрешности, вызванной возмущающим моментом. После измерения информационных сигналов о положении ротора двухстепенного гироскопа, работающего в режиме гиротахометра, снимают эти сигналы после отключения обратной связи и работе прибора в режиме свободного гироскопа. Определение азимута производят по изложенной в описании формуле. V ИЛ, - - ..:.

„„Я2„1796904 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 С 19/38

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 док. Целью изобретения является повышение точности определения азимута путем учета погрешности, вызванной возмущающим моментом. После измерения информационных сигналов о положении ротора двухстепенного гироскопа, работающего в режиме гиротахометра, снимают эти сигналы после отключения обратной связи и работе прибора в режиме свободного гйроскопа. Определение азимута производят по изложенной в описании формуле, 1 ил, (21) 4953685/22 . (22) 03.06.91 (46) 23.02.93, Бюл. М 7 (72) С.Н.Шамрай и Е.В,Жулдыбин, (56) Назаров Б.И, и др..Командно-измерительные приборы. M.: Иэд. MO СССР, 1987, с.536.

: (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АЗИМУТА (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для азимутального ориентирования стабилизированных относительно горизонта площаИзобретение относится к измеритель- кия, путем измерения погрешностей гироной технике и может быть использовано для . определителя, вызванных наличием возмуазимутального ориентирования стабилизи- щающего момента. рованных относительно горизонта площа- Укаэанная цель достигается порядком док. измерения информационных сигналов 0 поИзвестен способ азимутального ориен- ложении ротора двухстепенного гироскопа тирования на основе свойств трехстепенно- в обратной вязи гиротахометра, разрывом го астатического.гироскопа. обратной связи измерения информационНедостатком известного способа явля-. ных сигналов положения ротора свободного ется наличие возмущающего момента. двухстепенного гироскопа.

Известен способ азимутального ориен- Сущность изобретения заключается в тирования на основе свойств свободного измерении информационных сигналов подвухстепенного гироскопа.: ложения ротора гиротахометра, разрыв обК недостаткам известного способа сле- ратной связи гиротахометра, измерения дует отнести погрешность гироопределите- информацйонных сигналов о положении роля, вызванную возмущающим моментом по тора свободного двухстепенного гироскопа. выходной оси; Такое конструкторское решение позвоПрототипом следует считать способ ляет измерить погрешность, вызванную азимутального ориентирования на основе возмущающим моментом, как установивсвойств гиротахометра, шийся.угол поворота ротора двухстепенноK недостаткам данногоспособа следует го гироскопа:и учитывать эту погрешность отнести погрешность гироопределителя,вы- при определении азимута в режиме гиротазванную возмущающим моментом относи- хометра. тельно выходной. оси. Использование свободйого двухстепенЦелью изобретения является повыше- ного гироскопа и гиротахометра в способах ние точности ззимутального ориентирова- азимутального ориентирования известно:

1796904

Однако, в предлагаемом способе известные способы используются в совокупности определенных порядком действий во времени и наличием действия разрыва обратной связи гиротахометра, проявляющихся в положительном эффекте — повышение точности определения азимутального направления.

Проведенный патентный поиск показал отсутствие способа с предназначенной совокупностью признаков.

На чертеже изображена функционально-кинематическая схема выполнения способа.

Для реализации предлагаемого способа и рименя ются общеизвестные устройства: двухстепенной гироскоп 1, жестко установленный на площадке 2, которая горизонтирована, гироскоп выполнен с датчиком момента 3 и угла 4, охвачен обратной связью с усилителем обратной связи 5, в цепи обратной связи, для ее разрыва, включена кнопка 6, для производства вычислений и преобразования измеренных сигналов в цепи обратной связи и с датчиком угла 4, датчик угла соединен с вычисли-. тельным устройством 7.

На фиг.1 введены следующие системы координат:

0LEN — географическая, где ось ОЕ направлена на восток. OM — на север, OL — по вертикали:

ОХ1У Е вЂ” система координат Резаля для гироскопа, работающего в режиме гиротахометра, где OX> — выходная ось гиротахометра, ОУ вЂ” ось чувствительности гиротахометра, OZ — ось собс венного вращения;

0X2Y2Z2 — система координат Реэаля свободного двухстепенного гироскопа, где

ОХ2 — выходная ось, ОУ2 — ось чувствительности, OZz — ось собственного вращения;

О g g — система координат, связанная с основанием гироскопа, Положение ротора гироскопа относительно систем координат определяется углами:

А — азимут площадки 2, угол между системами координат географической ÎLEN и связанной с основанием гироскопа Оф r p в плоскости OEM; д — угол невертикальности выходной оси, определяемый между системами координат ÎLEN и 0(q p в плоскости OLE;

«о1 — угол положения ротора гироскопа .в режиме гиротахометра, определяемый между системами координат О д ри

ОХУ121. в плоскости Од р

Д вЂ” угол отсчета от оси О р, т.е. пройденный путь ротора свободного гироскопа после обрыва обратной связи; фз- угол положения ротора свободного

5. гироскопа, определяемый между системами координат Офд р и ОХ Уг2 в плоскости о р.

Составляющие векторы угловой скорости вращения Земли .направлены: по оси

"0 OL- вертикальная составляющая в по оси

0N — горизонтальная:составляющая й« .

Конструкцию гироскопа считаем абсолютно жесткой, причем площадка 2 высокоточно горизонтирована и неподвижна

15 относительно горизонта.

Тогда уравнение движения свободного двухстепенного гироскопа будет;

B Âç+fôç+ на4з =,ив+ на,6+ в в((1)

Для гиротахометра уравнение движения будет:

В «В +. f p + Н (— о« д + cr««: sin А +

+P> micos А) -P> К+,иь где К вЂ” коэффициент обратной связи для гиротахометра:

Н вЂ” кинетический момент гироскопа,  — момент инерции гиромотора относительно выходной оси;

1ф1, fp- момент сил вязкого трения;

p« — возмущающий момент, В установившемся режиме уравнения будут определяться: фз * - (3)

p« * К = Н в 83п А + Н p> + и cos А —,и, (4)

Угол P3* можно представить так:

Д=A— - ф*

Тогда из уравнения (4) ив определится .

40 (A — /Ъ*) и««- H =,ив (5)

Подставляя уравнение (5) в уравнение (4) получим выражение для определения азимута с одним йеизвестным А. ,81 К.=Hв э пА+.Hp а (6)

45 соэA-(А-ф )в Н (6)

Для реализации способа производится измерение положения ротора гироскопа в обратной связи гиротахометра, которое 00ределяется выражением (4), далее. воздей50 ствуя на кнопку 6; производится разрыв обратной связи и гироскоп переходит в режим измерения сигнала свободного гироскопа.

Так как,и, незначительно меняется в

55 одном запуске гироскопа, чем от запуска к запуску, азимут определяется решением уравнения: ф K = Hвi sin À+ HP>*m

Сов А = (A =f2 * ) И« Н

1796904. Использование предлагаемого способа позволяет значительно повысить точность определения азимутальн ого положения стабилизированной относительно горизонта площадки с помощью двухстепенного гироскопа за счет измерения возмущающего момента.

Составитель Т. Кочерга

Редактор М, Кузнецова Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С. Лисина

Заказ 643 Тираж : Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4f5 .

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формул а изобретения

Способ определения азимута, основан. ный на измерении информационных сигналов о положении ротора двухстепенного гироскопа, работающего в режиме гиротахометра, от л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности путем учета погрешности, вызванной возмущающим моментом, дополнительно измеряют информационные сигналы о положении ро6 . тора гироскопа, работающего в режиме свободного гироскопа, а азимут А определяют из выражения р1 * К = Н, з п А + Н р *, 5 cos А — (А-Pz )сот Н, где Н вЂ” кинетический момент гироскопа; . а г — горизонтальная составляющая угловой скорости вращения Земли;

К вЂ” коэффициент обратной связи; l0 . P>* — установившееся значение информационного сигнала о положении ротора гироскопа в режиме гиротахометра относительно оси отсчета;

Pz+ — установившееся значение инфор15 мационного сигнала о положении ротора свободного гироскопа относительно оси отсчета.