Комплекс для полунатурных испытаний инерциальных навигационных систем внутритрубных инспектирующих снарядов

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для заводских, отладочных или предварительных приемочных испытаний навигационных систем внутритрубных инспектирующих снарядов без использования действующих трубопроводов. Технический результат - повышение точности. Для этого комплекс состоит из наземного путепровода, имитирующего участок трубопровода с нужными наклонами и изгибами, двухколесного с продольным расположением колес подвижного устройства, с задним колесом которого связан колесный одометр, устройства вращения испытуемой инерциальной системы вокруг ее продольной оси, управляемой программируемым контроллером, множества активных маркеров, расставленных с требуемым интервалом вдоль трассы и привязанных с помощью высокоточных средств к географическим координатам, и переносного компьютера. Привязка маркеров может быть осуществлена, например, с помощью DGPS аппаратуры. 4 ил.

 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для испытаний и отладки инерциальных навигационных систем внутритрубных снарядов топографов и топографических систем внутритрубных снарядов - дефектоскопов.

Известны устройство УПГ-46 и наклонно-поворотный стол КПА-5, которые используются для испытаний в лабораторных условиях инерциальных приборов (гироскопов и акселерометров) и инерциальных систем с целью оценки погрешностей систем и приборов. Однако эти устройства не позволяют произвести оценку кинематических ошибок инерциальной системы внутритрубного инспектирующего снаряда в процессе его движения по трассе при комплексном воздействии реальных механических возмущений, возникающих на трассе.

Известен также комплекс для испытания инерциальных систем навигации [Сайт: GPS/INS Integration], использующий в качестве подвижного средства автомобиль, оснащенный приемной аппаратурой спутниковой навигационной системы GPS. В кабине автомобиля размещается испытуемая инерциальная навигационная система (ИНС). Автомобиль перемещается по заранее выбранной замкнутой траектории. Данные GPS и испытуемой ИНС записываются в процессе движения подвижного объекта по выбранной трассе, сравниваются и определяется разница в показаниях GPS и ИНС.

Недостатком известного устройства является неполнота контроля: регистрации пути, оцениваемого по показаниям движущегося приемника GPS, которые при перемещении приемника отличаются от показаний, получаемых в отдельных точках трассы при неподвижном приемнике; отсутствие устройств, имитирующих вращение испытуемой системы вокруг продольной оси, что наблюдается на реальных трубопроводах; существенные отличия механических возмущений, действующих на испытуемую систему в кабине автомобиля, от механических возмущений, наблюдаемых на борту внутритрубного инспектирующего снаряда (ВИС) при его перемещении в реальном трубопроводе.

Наиболее близким к предлагаемому комплексу является комплекс [Multi-aided Inertial Navigation for GroundVehicles in Outdoor Uneven Environments Bingbing Liu†, Martin Adams†, Javier Iba~nez-Guzm.an (Многоцелевая инерциальная навигация для наземных подвижных устройств в условиях неравномерного окружения на открытом воздухе)], использующий в качестве подвижного средства автомобиль, на крыше которого размещена приемная аппаратура GPS, а к заднему колесу присоединен датчик вращения колеса, то есть сформирован колесный одометр. Испытуемая ИНС устанавливается на полу в кабине автомобиля. Образцовая траектория движения регистрируется по показаниям GPS. Путь оценивается по показаниям одометра, связанного с одним из колес. Оценка точности ИНС ведется сравнением записанных ею данных с образцовыми.

Недостатками известного комплекса являются:

Отсутствие в комплексе возможности вращения испытуемой системы вокруг продольной оси (то есть неполнота имитации движений испытуемой системы), несовпадение пути, измеренного одометром, и длины траектории движения испытуемой ИНС, размещенной в кабине автомобиля, из-за разнесенного в пространстве положения испытуемой ИНС и положения одометра, связанного с одним из колес автомобиля, существенные отличия механических возмущений в кабине автомобиля от механических возмущений в реальном газопроводе, неполнота модели из-за отсутствия стационарных реперных пунктов с маркирующими устройствами, имеющими известные точные географические координаты. Это не позволяет с достаточной точностью оценить погрешность испытуемой ИНС.

В настоящее время для внутритрубных инспектирующих снарядов (ВИС) используются бескарданные инерциальные навигационные системы, сохраняющие работоспособность в условиях сильных вибраций и ударов, которыми сопровождается движение ВИС внутри инспектируемого трубопровода. Как известно [iPST-RQH iPST-FJI iPST-FMS (IMS for Pipeline Surveying Tool and Measuring While Drilling Technical Manual. iMAR GmbH. Im Reihersbruch 3, D-66386 St. Ingbert (Инерциальная Измерительная Система для внутритрубного инспектирующего снаряда и для измерений в процессе бурения)], бескарданная инерциальная навигационная система (ИНС) внутритрубного инспектирующего снаряда представляет собой программно-аппаратный комплекс, состоящий из трех датчиков угловых скоростей, трех линейных акселерометров, одометра (обычно колесного) в качестве датчика скорости продольного движения ВИС, электромагнитных датчиков сигналов маркирующих устройств, бортовой системы счисления точного времени, бортового компьютера, бортового запоминающего устройства, программного обеспечения. Кроме того, обязательной частью навигационной системы является наземный компьютер с соответствующим программным обеспечением, комплекс маркирующих устройств, разбивающих трассу обследуемого трубопровода на отдельные участки. Так как целью ИНС является привязка продольной оси трубопровода к географическим координатам, а точность инерциальной системы ограничена, то прибегают к коррекции инерциальной системы с использованием отдельных точек на трассе, помеченных специальными маркерами, географические координаты которых известны.

Для получения точных координат маркирующих устройств, расставленных вдоль трубопровода, используется спутниковая навигационная система ГЛОНАСС или GPS. Так как ВИС движется внутри заглубленной в грунт стальной трубы, то вся точность определения текущих координат между известными пунктами зависит от точности ИНС, точности корректирующих алгоритмов и точности привязки к географическим координатам позиций, на которых размещены маркирующие устройства (маркеры). Необходимость снижения стоимости ИНС приводит к тому, что разработчики стремятся установить на борту ВИС дешевые инерциальные приборы, а для коррекции их ошибок прибегать к использованию отдельных, точно привязанных к географическим координатам точек на трубопроводе. Чем реже размещены вдоль трассы трубопровода маркеры, тем менее затраты и в подготовке трассы к проведению внутритрубной дефектоскопии. Но при этом понижается точность получаемых данных. Обычно маркеры размещают с интервалом от 1 до 5 км. Маркированные точки четко идентифицируются в записываемых данных ВИС благодаря специальным аппаратным решениям. Экспериментально было проверено, что при движении двухколесного подвижного устройства со скоростью 10 км/ч по обочине проселочной дороги с твердым покрытием в месте, расположенном над задним колесом подвижного устройства (велосипед, мотороллер), наблюдаются линейные ускорения до 2 g в диапазоне частот от 1 до 100 Гц. Это практически соответствует механическим возмущениям, действующим на ВИС при его перемещении в газопроводе со скоростью 2-3 м/с (7-10 км/ч). Кроме того, проселочные дороги имеют кривизну, соответствующую кривизне реальных трубопроводов, прокладываемых в средней полосе РФ. Это позволяет использовать проселочные дороги в качестве полунатурной модели газопровода. Отмечено также, что траектория движения точки, расположенной над осью заднего колеса велосипеда или мотороллера, практически повторяет в плане траекторию перемещения по дороге пятна контакта с дорожным покрытием шины заднего колеса. По этой причине можно считать длину пути, пройденного задним колесом подвижного устройства, равной длине траектории, по которой перемещается точка, расположенная над задним колесом.

Целью изобретения является создание комплекса для полунатурных испытаний инерциальных навигационных систем внутритрубных инспектирующих снарядов, позволяющего наиболее полно проверить работу всех узлов бортовой аппаратуры инерциальной навигационной системы в условиях, максимально приближенных к реальным, и обеспечить высокую точность определения погрешности инерциальной навигационной системы.

В комплекс для полунатурных испытаний инерциальных навигационных систем внутритрубных инспектирующих снарядов, состоящий из испытательной трассы, подвижного средства, снабженного одометром, приемной аппаратуры спутниковой навигационной системы GPS или ГЛОНАСС, введены устройство для вращения испытуемой инерциальной навигационной системы вокруг продольной оси, программируемый контроллер управления направлением вращения вала вращающего устройства, вращающийся соединитель электрической сигнальной цепи, катушка индуктивности для приема сигналов маркерных устройств, группа маркерных устройств, причем в качестве подвижного устройства используется двухколесный с продольным размещением колес велосипед или мотороллер, при этом корпус испытуемой бескарданной инерциальной навигационной системы с источником питания крепится на осях вращающего устройства, которое размещается над задним колесом подвижного объекта, к заднему колесу которого прижато колесо одометра, выходные электрические цепи датчиков которого соединены с соответствующими входными цепями программируемого контроллера управления направлением вращения вала вращающего устройства, соответствующие выходы программируемого контроллера управления направлением вращения вала вращающего устройства соединены с входными цепями вращающегося соединителя электрической сигнальной цепи, выходы которого соединены со входом испытуемой инерциальной навигационной системы, предназначенным для ввода сигналов пути, входы приемника сигналов маркера которой соединены с выводами катушки индуктивности, установленной на корпусе вращающего устройства соосно с ним, а выводы управления электродвигателем вращающего устройства соединены с соответствующими выходами контроллера управления направлением вращения вала вращающего устройства, при этом маркерное устройство выполнено в виде немагнитной вешки, на вершине которой укреплена катушка индуктивности, выводы которой соединены с выходом низкочастотного генератора переменного тока, цепи питания которого соединены с гальванической батареей, при этом, маркерные устройства установлены на некоторой дистанции одно от другого, вдоль трассы, имитирующей трассу трубопровода так, чтобы ось катушки индуктивности маркерного устройства была направлена параллельно направлению дороги, имитирующей трассу трубопровода, при этом пространственные координаты маркерного устройства определяются с помощью дифференциальной спутниковой навигационной системы, а трасса, имитирующая трубопровод, выполнена в виде узкого путепровода (тропы) или в виде проселочной дороги.

Создание «Комплекса для полунатурных испытаний инерциальных навигационных систем внутритрубных инспектирующих снарядов» вызвано практической необходимостью обеспечения высокоточной аттестации навигационной системы средств диагностики технического состояния стенок трубопроводов. Предлагаемое устройство позволит проводить отладку и метрологическую аттестацию навигационной аппаратуры на земной поверхности, что существенно удешевляет и ускоряет отладочные работы и тестирование. Проведение отладки ИНС ВИС внутри реальных действующих газо-, нефте-, продуктопроводов существенно дороже и длительнее, так как газо-, нефте-, продуктопроводы практически всегда находятся в режиме эксплуатации и расположены обычно на большом удалении от места расположения организации - разработчика, кроме того, они находятся в распоряжении транспортных предприятий, в планах которых подобные работы, требующие иногда прекращения транспортировки поставляемого продукта или изменения скорости транспортировки, не предусмотрены и снижают доход предприятия, если не предусмотрена компенсация потерь за счет организации, желающей провести испытания создаваемого устройства сразу на реальном действующем трубопроводе. Внедрение предлагаемого устройства позволит удешевить и ускорить отладку и аттестацию систем навигации внутритрубных снарядов-топографов и прочих внутритрубных инспектирующих снарядов, что является показателем экономической целесообразности изобретения. Предлагаемый «Комплекс для полунатурных испытаний инерциальных навигационных систем внутритрубных инспектирующих снарядов» вызван практической необходимостью точного знания эксплуатационных характеристик навигационных систем, предлагаемых для географической привязки дефектов в стенках труб магистральных трубопроводов.

Изобретение поясняется фигурами. На фиг.1 показана общая схема комплекса, на фиг.2 показана мобильная часть комплекса, на фиг.3 показано вращающее устройство, на фиг.4 показано устройство маркера.

Комплекс состоит (фиг.1) из путепровода (трассы) 1, подвижного устройства 2, маркеров 3, ГЛОНАСС (GPS) приемника 4, переносного компьютера 5. Мобильная часть 2 комплекса (фиг.2) состоит из мотороллера 2.1, вращающего устройства 2.2, испытуемой БИНС 2.3 с источником питания 2.4, катушки индуктивности 2.5, вращающегося электрического соединителя 2.6, колесного одометра 2.7, источника питания 2.9, электропривода 2.2.8-2.2.9 вращающего устройства, контроллера 2.2.17.

Вращающее устройство 2.2 (фиг.3) состоит из основания 2.2.1, стоек 2.2.2, подшипников 2.2.3, оси 2.2.4, вала 2.2.5, первого 2.2.6а и второго 2.2.6в держателей, прижимных планок 2.2.11 электродвигателя 2.2.8, редуктора оборотов 2.2.9, вращающегося электрического соединителя 2.2.10, контроллера 2.2.17. Поверх прижимных планок 2.2.11 размещена катушка индуктивности 2.5 приемника сигналов маркеров.

Маркерное устройство 3 (фиг.4) состоит из вешки 3.1, катушки индуктивности 3.2, генератора тока низкой частоты 3.3, источника питания 3.4.

Работает устройство следующим образом. Специальная одноколейная трасса 1 может быть построена искусственно в виде одноколейной тропы с нужными радиусами поворота и наклонами по углу места. В качестве трассы 1 может быть использована мало загруженная транспортом сельская дорога, на которой присутствуют нужные изгибы в горизонтальной плоскости и наклоны в вертикальной плоскости. Протяженность трассы может быть любая, например 5, 10 и более километров. Точка начала измерительной части трассы помечается вешкой 3s. Точка окончания измерительной части трассы помечается вешкой 3f. С желаемым интервалом, например, 500 м вдоль трассы расставляется множество вешек 3. Вешки устанавливаются так, чтобы вектор магнитной индукции, формируемый катушкой 3.1 (фиг.3), был направлен параллельно направлению трассы 1 в месте установки маркера. Географические координаты каждой вешки 3 в пространстве определяются с помощью дифференциальной системы ГЛОНАСС или DGPS. При этом регистрируется географическая широта ωi, географическая долгота λi и высота места Hi над уровнем моря у каждой i-той вешки. На подвижном устройстве 2.1 (фиг.2) крепится вращающее устройство 2.2. и одометр 2.7. Колесо одометра 2.7 поджимается пружиной к заднему колесу подвижного устройства 2.1. Перед работой соответствующие интерфейсные входы контроллера 2.2.17 соединяются с соответствующими интерфейсными входами переносного компьютера 5 и в память контроллера 2.2.17 вводится программа управления вращением испытуемой системы вдоль ее продольной оси. Питание одометра 2.7 и контроллера 2.2.17 осуществляется от автономного источника тока 2.9. Корпус испытываемой инерциальной навигационной системы 2.3 (фиг.3) и источник 2.4 питания ИНС совместно крепятся прижимающими планками 2.2.11 на держателях 2.2.6 и 2.2.7 вращающего устройства 2.2.

Для передачи импульсных сигналов одометра на вращающуюся вокруг продольной оси инерциальную систему 2.3 можно использовать вращающееся электрическое соединение, например скользящие контакты, вращающийся трансформатор или устройство специальной конструкции, например, выполненное с использованием соленоида 2.2.10в и датчика Холла 2.10.а. Такое устройство не имеет дребезга контактов при ударных нагрузках и обладает широкой полосой пропускания, передаваемых сигналов. Это свойство необходимо для передачи сигналов одометра, импульсы которого могут менять как длительность, так и частоту следования от долей Герца до единиц килогерц. При этом выводы одометра 2.7 соединяются с соответствующими входами контроллера 2.2.17, где происходит усиление и формирование фронтов сигналов одометра с соответствующих выходов которого импульсные сигналы поступают на катушку соленоида 2.2.10в. Сигнальные выходы датчика Холла 2.2.10а соединены со входами регистратора испытуемой БИНС 2.3, предназначенными для записи сигналов одометра.

Для приема сигналов маркера используется катушка индуктивности 2.5, установленная снаружи над стальными прижимными планками 2.2.11 вращающего устройства 2.2. Стальные планки 2.2.11 выполняют функцию ферромагнитных сердечников в магнитной антенне, образованной катушкой 2.5 и планками 2.2.11. Выводы катушки индуктивности 2.5 соединены со входами регистратора ИНС 2.3, предназначенными для приема сигналов маркеров с целью их регистрации. Силовые выводы контролера 2.2.17 соединяются с соответствующими выводами электродвигателя 2.2.8. В соответствии с программой, записанной в память контроллера 2.2.17, контроллер управляет вращением двигателя 2.2.8, изменяя режим его работы в зависимости от пройденного пути. Путь счисляется в самом контроллере 2.2.17 с использованием сигналов одометра 2.7. Это позволяет изменять направление вращения двигателя 2.2.8 на разных участках пути или прекращать его вращение вообще. Как известно, ВИС в процессе перемещения в трубопроводе может вращаться в произвольную сторону или двигаться без вращения. Программа управления режимом работы двигателя может быть построена, например, сочетанием типовых направлений вращения с набором заданных отрезков пути, на которых необходимо обеспечить нужный режим работы двигателя 2.2.8. По результатам анализа информации, регистрируемой ВИС на реальном газопроводе, поворот инспектирующего снаряда вокруг продольной оси на 360 градусов происходит приблизительно на дистанции около 300 метров. Направление вращения двигателя может быть по часовой стрелке, против часовой стрелки, отсутствие вращения. Комбинацией числовых значений отрезков пути и логических значений режима работы двигателя 2.2.8 можно формировать различные режимы испытаний:

Весь путь может быть пройден подвижным устройством без вращения испытуемой инерциальной системы, весь путь может быть пройден при вращении испытуемой системы по часовой стрелке, весь путь может быть пройден при вращении испытуемой инерциальной системы против часовой стрелки, часть пути может быть пройдена при вращении системы по часовой стрелке, а вторая часть - с вращением против часовой стрелки, часть пути может быть пройдена без вращения, затем с вращением по часовой стрелке, затем без вращения, а потом с вращением против часовой стрелки и т.д.

Комбинации выбираются до начала испытаний и вводятся испытателем в контроллер 2.2.17 с переносного компьютера 2.5 (фиг.1). Работа на трассе начинается с установки подвижного объекта 2 на стартовой позиции (пункт Старт), отстоящей на несколько метров от первого маркера 3s. Включаются все маркеры. Включается питание контроллера 2.2.17 и испытуемой инерциальной системы. Контроллер 2.2.17 выдерживает время около 5 минут и выдает звуковой сигнал о возможности начала движения. Выдержка около 5 минут имитирует заполнение газом камеры запуска реального газопровода, в которой реально будет находиться внутритрубный инспектирующий снаряд с инерциальной системой на его борту. Практически за это время давление в камере запуска сравняется с давлением в магистральной трубе и возможно открытие отсечного крана для выталкивания ВИС из камеры запуска в линейную часть трубопровода. По звуковому сигналу от контроллера 2.2.17 начинается перемещение подвижного объекта 2.

В процессе движения подвижный объект 2 приближается к первому маркеру 3s. Катушка 3.1 маркера формирует переменное магнитное поле. Его силовые линии пересекают витки катушки 2.5, установленной на подвижном объекте. В катушке 2.5 наводится электродвижущая сила переменного тока, амплитуда которой нарастает по мере приближения подвижного объекта 2 к маркеру 3s и убывает при удалении подвижного объекта 2 от маркера 3. ЭДС с выводов катушки 2.5 (фиг.3) поступает на соответствующие входы регистратора испытуемой инерциальной системы и регистрируется в памяти регистратора вместе с данными о пути, проходимом подвижным объектом 2. Путевые данные формируются в регистраторе испытуемой системы при обработке сигналов одометра 2.7. Контроллер 2.2.17 обрабатывает сигналы одометра 2.7 и в соответствии с хранимой в нем программой формирует необходимые сигналы для управления работой электродвигателя 2.8. Вал электродвигателя 2.8 через редуктор 2.9 связан с валом 2.2.5, с которым жестко соединен держатель 2.2.7 и планки 2.2.11 вращающего устройства (фиг.3). Это обеспечивает при вращении вала электродвигателя 2.2.8 вращение испытуемой системы 2.3, удерживаемой во вращающем устройстве планками 2.2.11 и держателями 2.2.6 и 2.2.7. Импульсные сигналы одометра 2.7 усиливаются в контроллере 2.2.17 и поступают в соленоид 2.2.10в. Импульсы тока из контроллера 2.2.17 возбуждают импульсы магнитного поля соленоида 2.2.10в, которое действует на датчик Холла 2.2.10а, размещенный на центральной оси соленоида 2.2.10в. Датчик Холла вращается вместе с немагнитной осью 2.2.4, с которой соединен держатель 2.2.6а и, следовательно, корпус испытуемой системы 2.3. Так как ось чувствительности датчика Холла 2.2.10а совпадает с осью неподвижного соленоида 2.2.10в, то вращение датчика Холла не сказывается на форме сигнала, формируемого датчиком Холла 2.2.10а. В испытуемую систему 2.3 при любом ее вращении будут поступать импульсные сигналы одометра 2.7 через вращающееся электромагнитное сочленение 2.2.10а-2.2.10в. В процессе испытаний испытуемая система будет получать как сигналы от маркеров, так и сигналы одометра 2.7. Это обеспечивает привязку положения сигнала маркера в записи к конкретной дистанции на трассе и при анализе позволяет определить ошибку несовпадения фактического положения маркера с тем, что определилось по показаниям ИНС.

По мере перемещения по трассе подвижный объект 2 будет проходить мимо каждого из размещенных на трассе маркеров 3 и при этом будут регистрироваться в памяти испытуемой инерциальной системы электромагнитные сигналы соответствующих маркеров 3. Контроллер в соответствии с заложенной программой включает и отключает вращение электродвигателя 2.8 (фиг.3). Соответственно испытуемая система 2.3 вращается вокруг продольной оси в запрограммированную для данного участка пути сторону. Подвижный объект 2 (фиг.1), проходя трассу, следует всем ее искривлениям в плане и в вертикальной плоскости, что преобразуется инерциальными датчиками инерциальной системы в электрические сигналы, которые регистрируются в памяти испытуемой инерциальной системы 2.3. В процессе движения подвижный объект может следовать с линейной скоростью, соответствующей пределам, оговариваемым техническими характеристиками системы, но при необходимости могут быть проведены испытания поведения системы при закритических параметрах движения, например, с предельными угловыми и линейными скоростями.

На конечном участке трассы (фиг.1) подвижный объект 2 проходит мимо последнего маркера 3f и останавливается через несколько метров после него (пункт Финиш), что имитирует вхождение ВИС в приемную камеру магистрального трубопровода. В этот момент проводящим испытание оператором включается имитатор реле давления внутритрубного инспектирующего снаряда (на схемах не показан), сигнал которого обрабатывает программа ИНС. Этот сигнал реле давления соответствует снижению давления газа в приемной камере. По истечении 3-5 минут срабатывает устройство отключения питания в испытуемой инерциальной системе. Этим завершается тестирование на трассе. Переносный компьютер 5 стыкуется соответствующими интерфейсными соединителями с испытуемой инерциальной системой 2.3, и вся зарегистрированная информация перегружается из ее памяти в память переносного компьютера 5. В процессе анализа зарегистрированной инерциальной системой 2.3 информации оператор задает интерпретирующей программе номера маркеров, координаты которых будут использоваться в качестве корректирующих, для компенсации ошибок ИНС. Например нечетные маркеры 1, 3, 5 и так далее выбираются в качестве источников корректирующих данных. Координаты маркеров, расположенных между корректирующими, например, 2, 4, 6 и т.д., используются в качестве образцовых для определения погрешности системы на участках трассы между точками коррекции.

Комплекс для полунатурных испытаний инерциальных навигационных систем внутритрубных инспектирующих снарядов, состоящий из испытательной трассы, подвижного средства, снабженного одометром, приемной аппаратуры спутниковой навигационной системы GPS или ГЛОНАСС, отличающийся тем, что в него введены устройство для вращения испытуемой инерциальной навигационной системы вокруг продольной оси, программируемый контроллер управления направлением вращения вала вращающего устройства, вращающийся соединитель электрической сигнальной цепи, катушка индуктивности для приема сигналов маркерных устройств, группа маркерных устройств, причем в качестве подвижного устройства используется двухколесный с продольным размещением колес велосипед или мотороллер, при этом корпус испытуемой бескарданной инерциальной навигационной системы с источником питания крепится на осях вращающего устройства, которое размещается над задним колесом подвижного объекта, к заднему колесу которого прижато колесо одометра, выходные электрические цепи датчиков которого соединены с соответствующими входными цепями программируемого контроллера управления направлением вращения вала вращающего устройства, соответствующие выходы программируемого контроллера управления направлением вращения вала вращающего устройства соединены с входными цепями вращающегося соединителя электрической сигнальной цепи, выходы которого соединены со входом испытуемой инерциальной навигационной системы, предназначенным для ввода сигналов пути, входы приемника сигналов маркера которой соединены с выводами катушки индуктивности, установленной на корпусе вращающего устройства соосно с ним, а выводы управления электродвигателем вращающего устройства соединены с соответствующими выходами контроллера управления направлением вращения вала вращающего устройства, при этом маркерное устройство выполнено в виде немагнитной вешки, на вершине которой укреплена катушка индуктивности, выводы которой соединены с выходом низкочастотного генератора переменного тока, цепи питания которого соединены с гальванической батареей, при этом маркерные устройства установлены на некоторой дистанции одно от другого, вдоль трассы, имитирующей трассу трубопровода так, чтобы ось катушки индуктивности маркерного устройства была направлена параллельно направлению дороги, имитирующей трассу трубопровода, при этом пространственные координаты маркерного устройства определяются с помощью дифференциальной спутниковой навигационной системы, а трасса, имитирующая трубопровод, выполнена в виде узкого путепровода (тропы) или в виде проселочной дороги.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к гироскопическим системам, которые основаны на использовании вибрационных гироскопов. В гироскопической системе, содержащей по меньшей мере четыре вибрационных гироскопа, первое измерение обеспечивается вибрационным гироскопом, подлежащим калибровке, и второе измерение обеспечивается комбинацией измерений из других вибрационных гироскопов системы.

Изобретение относится к вибрационным гироскопам. Гироскопическая система содержит по меньшей мере четыре вибрационных гироскопа, выполненных с возможностью изменения положения вибрации.

Изобретение относится к приборостроению, в частности к механической стендовой испытательной аппаратуре, предназначенной для установки, крепления и пространственной ориентации объектов контроля, чувствительных к угловым перемещениям.

Изобретение относится к области комплексного контроля инерциальных навигационных систем управления подвижными объектами и, в частности, к средствам аппаратурно-безызбыточного контроля систем ориентации и навигации беспилотных и дистанционно пилотируемых летательных аппаратов, минимального веса, габаритов, энергопотребления, сложности и стоимости.

Способ определения погрешности формирования псевдодальности навигационного сигнала, по которому устанавливают сигнал с несущей частотой fн, равной несущей частоте имитируемого навигационного космического аппарата, с помощью имитатора навигационных сигналов, измеряют значения задержек сигнала с помощью навигационной аппаратуры потребителя, определяют погрешности измерений путем определения разности задержек сигналов имитатора навигационных сигналов и задержек, измеренных навигационной аппаратурой потребителя, разделяют суммарную погрешность измерений на погрешность навигационной аппаратуры потребителя и погрешность имитатора навигационных сигналов.

Изобретение предназначено для использования при изготовлении чувствительных элементов электростатических гироскопов. На сферическую поверхность ротора гироскопа после финишной балансировки и сферодоводки наносят износостойкое тонкопленочное покрытие нитрида титана методом магнетронного напыления и затем формируют на этом покрытии растровый рисунок посредством лазерного маркирования.

Изобретение относится к области приборостроения, в частости к устройствам для поверки геодезических приборов, лазерных измерительных систем (трекеров) и сканеров.

Стенд предназначен для использования в измерительной технике. Стенд содержит корпус, вал, основную платформу, на которой установлен измеритель угловых скоростей, электродвигатель, первый усилитель мощности, кольцевой коллектор, дополнительную платформу, закрепленную на валу, на которой установлены шесть акселерометров и измерительный датчик угловой скорости; упругий торцевой токоподвод, содержащий верхнюю и нижнюю колодки, и золотые проводники подвода питания, два геркона, закрепленные на нижней колодке, взаимодействующий с герконами магнит, цилиндрическую втулку, подвешенную в корпусе на шарикоподшипниковых опорах соосно с валом, стержень.

Изобретение относится к приборостроению и может использоваться для изготовления упругих подвесов чувствительных элементов динамически настраиваемых гироскопов.

Изобретение относится к метрологии, в частности к устройствам поворотного типа для калибровки углозадающих и угломерных приборов в фиксированных точках (отметках) шкалы.

Изобретение относится к технике калибровки поворотно-чувствительных устройств без движущихся масс. В способе получения масштабного коэффициента волоконно-оптического гироскопа (ВОГ) осуществляют угловое перемещение ВОГ в виде его колебательного движения с заданной угловой скоростью в пределах выбранного угла качания между двумя фиксированными положениями. При этом величину углового перемещения выбирают кратной величине угла качания, а величину интеграла выходного сигнала ВОГ определяют в виде интеграла модуля этого сигнала, усредненного по количеству периодов колебаний, продолжительность каждого из которых от момента начала и до конца периода определяют по моментам достижения фиксированных положений угла качания. Технический результат заключается в обеспечении возможности простого и эффективного определения масштабного коэффициента ВОГ. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способу изготовления газодинамического подшипника поплавкового гироскопа. Осуществляют формообразование фланца и опоры с полусферическими встречно обращенными рабочими поверхностями. Ионным травлением выполняют на рабочей поверхности опоры диаметра D аэродинамический профиль в виде канавок из равновеликих отрезков сферических винтовых линий. Переменную глубину канавок в продольном сечении задают монотонным увеличением толщины элемента маски с прорезями в направлении от разъема к полюсу опоры. Переменную глубину канавок в поперечном сечении обеспечивают, выполняя второй элемент маски в виде неподвижного экрана, перпендикулярного оси ионного потока. В результате достигается высокое качество и точность выполнения газодинамического подшипника и его аэродинамического профиля. 3 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к средствам измерения вибрационных реактивных моментов гиромоторов. Стенд содержит подвес, камеру, допускающую закрепление гиромотора экваториальной либо полярной осями вдоль оси подвеса, средство измерения вибраций в виде первого магнитоэлектрического датчика, обмотки которого закреплены в корпусе устройства в поле магнитов, установленных на оси подвеса, и состыкованы через измерительный усилитель со средством измерения сигнала и усилителем мощности, нагрузкой которого являются обмотки второго магнитоэлектрического датчика, установленного соосно с первым датчиком, подвес выполнен в виде вала, соединенного с камерой и вертикально установленного в подшипниках корпуса, расположенного на подставке; токоподводы гиромотора выполнены в виде трех пружин, противоположные концы которых через контактные платы стыкуются с камерой и корпусом стенда. Техническим результатом является повышение точности и технологичности контроля вибрационных реактивных моментов гиромотора на этапе его изготовления. 4 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к испытательному оборудованию для калибровки приборов системы навигации и топопривязки. В установочной площадке внутренней рамы динамического двухосного стенда размещены цилиндрические секторы со сквозными пазами, выполненными по дугам окружности концентрично наружной и внутренней поверхностям. Каждый сектор установлен на шпильке с возможностью перемещения в окружном направлении, на внутренней поверхности каждого сектора выполнена цилиндрическая канавка, посредством которой секторы сопряжены с наружной поверхностью кольца, ось которого перпендикулярна оси вращения внешней рамы. Один конец шпильки установлен в крепежное отверстие испытываемого прибора, а другой конец ввинчен в резьбовое отверстие установочной площадки внутренней рамы. Технический результат - повышение точности динамического двухосного стенда. 5 ил.

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве двухстепенных поплавковых гироскопов. Заявлен способ определения погрешности двухстепенного поплавкового гироскопа, включающий установку гироскопа на неподвижном основании, включение в режим обратной связи датчик угла - усилитель - преобразователь - датчик момента, запуск гиромотора, нагрев гироскопа, измерение тока в цепи датчика момента обратной связи, определение погрешности гироскопа. Нагрев гироскопа осуществляют до температуры, определяемой по минимальному значению разности токов, измеряемых в цепи датчика момента обратной связи в двух положениях статического равновесия гирокамеры, которые она соответственно занимает после отклонения вокруг оси подвеса в одну и другую стороны на углы 2÷10 угл. мин, при фиксированных значениях температуры гироскопа, изменяемой в диапазоне Ti=(Tрac+idT)°C, где Трас - расчетное значение температуры, dT=1°С - дискретность изменения температуры, -3≤i≤3. Технический результат - повышение точности определения погрешности двухстепенного поплавкового гироскопа. 3 ил.

Изобретение относится к области точного приборостроения и может быть использовано при создании твердотельных волновых гироскопов и систем ориентации и навигации на их основе. Способ заключается в том, что предварительно располагают гироскоп на платформе поворотного стола таким образом, чтобы его входная ось совпадала по направлению с осью вращения платформы и была направлена вертикально. Задают платформе последовательно два эталонных значения угловой скорости и в угловом диапазоне ориентации стоячей волны ±90° измеряют показания гироскопа, определяют разницу в ширине трубок изменений показаний гироскопа в заданном угловом диапазоне ее ориентации при разных угловых скоростях платформы. Подбирают корректирующие коэффициенты для вырабатываемых приборных значений синфазных и квадратурных составляющих синусного и косинусного каналов датчика угла гироскопа, обеспечивающих минимизацию этой разницы в ширине трубок изменения показаний гироскопа, а в рабочем режиме определяют угол ориентации стоячей волны относительно резонатора с помощью аналитического выражения, параметры которого скорректированы в результате предварительной операции. Изобретение обеспечивает повышение точности выработки угла ориентации стоячей волны твердотельного волнового гироскопа относительно его резонатора. 3 ил.

Предложенное изобретение относится к средствам калибровки инерциальных датчиков, в частности, в полевых условиях. Предложенный способ калибровки инерциальных датчиков, установленных на рабочем оборудовании, включает в себя сбор данных от одного или более инерциальных датчиков и одного или более температурных датчиков, расположенных вблизи инерциальных датчиков, в период, когда оборудование не работает, и корректировку математической модели температурной систематической ошибки для инерциальных датчиков на основе собранных данных от инерциальных датчиков и температурных датчиков, при этом сбор данных начинают через заранее установленное время после выключения рабочего оборудования, при этом на инерциальные датчики и температурные датчики, образующие сенсорную подсистему, периодически подают питание для сбора данных в период, когда рабочее оборудование не работает. Инерциальное измерительное устройство, реализующее указанный способ, включает сенсорную подсистему, содержащую один или более инерциальных датчиков, один или более температурных датчиков, связанных с инерциальными датчиками, маломощный блок дискретизации, выполненный с возможностью сбора данных от инерциальных датчиков и температурных датчиков, блок обработки, имеющий запоминающее устройство для хранения математической модели температурной систематической ошибки инерциальных датчиков, и регулятор мощности, выполненный с возможностью избирательной подачи питания на сенсорную подсистему для сбора данных от инерциальных датчиков и температурных датчиков во время, когда рабочее оборудование, в котором установлено инерциальное измерительное устройство, не работает. Данная группа изобретений позволяет при калибровке датчиков исключить погрешности, обусловленные вибрацией двигателей транспортных средств, на которых такие датчики установлены. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области исследования и испытания инклинометров в полевых условиях. Техническим результатом является повышение точности и оперативности проверки магнитных и гироскопических скважинных инклинометров в полевых условиях. Предложен комплекс для проверки скважинных инклинометров на месторождении, содержащий металлический корпус с размещенными внутри опорными призмами, для расположения на них поверяемого инклинометра. Над призмами в корпусе размещены поджимные винты, на корпусе расположены геодезические приемники и цифровой наклономер. При этом при проверке скважинных инклинометров по азимутальным углам в нижней части корпуса по краям установлены оси с регулируемыми опорами. В случае проверки по зенитным углам в нижней части корпуса с одной стороны установлены оси с регулируемыми опорами, а с другой стороны установлена телескопическая опора, а также установлены дополнительные телескопические опоры. Кроме того, геодезические приемники, цифровой наклономер и поверяемый инклинометр соединены с блоком сопряжения, а блок сопряжения соединен с компьютером. 7 ил.

Изобретение относится к навигационной технике и может быть использовано для контроля гиростабилизированных платформ инерциальной системы космического назначения при заводских и предпусковых испытаниях систем управления ракетоносителей, разгонных блоков, космических и летательных аппаратов. Технический результат - повышение достоверности контроля начальной выставки гиростабилизированной платформы. Для этого осуществляют начальную выставку гиростабилизированной платформы, определяют ориентацию системы координат, связанной с гиростабилизированной платформой, относительно местной горизонтальной системы координат, связанной с Землей, вычисляют результат автономного определения азимута гиростабилизированной платформы αη, определяют астрономический азимут АКЭ контрольного элемента гиростабилизированной платформы, положение нормали к которому совпадает с нулевым отсчетом датчика угла φ, на момент окончания начальной выставки фиксируют угол φ гиростабилизированной платформы вокруг оси карданова подвеса и определяют погрешность гирокомпасирования ΔА: ΔА=αη-АКЭ-φ, считают выставку гиростабилизированной платформы прошедшей контроль, если погрешность гирокомпасирования не превышает допустимого значения. 3 ил.

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в системах ориентации подвижных объектов. Технических результат - повышение надежности и точности. Для этого дополнительно введены АЦП, который встроен в микроконтроллер и три канала преобразования, каждый из которых содержит измерительный резистор, подключенный к последовательно соединенным фильтру, дифференциальному усилителю, ограничителю напряжения, подключенному к входу АЦП, встроенного в микроконтроллер, причем шина питания каждого ДУС подключена к источнику питания через измерительный резистор. Предложенное устройство используется в блоке ориентации интегрированной системы резервных приборов. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для заводских, отладочных или предварительных приемочных испытаний навигационных систем внутритрубных инспектирующих снарядов без использования действующих трубопроводов. Технический результат - повышение точности. Для этого комплекс состоит из наземного путепровода, имитирующего участок трубопровода с нужными наклонами и изгибами, двухколесного с продольным расположением колес подвижного устройства, с задним колесом которого связан колесный одометр, устройства вращения испытуемой инерциальной системы вокруг ее продольной оси, управляемой программируемым контроллером, множества активных маркеров, расставленных с требуемым интервалом вдоль трассы и привязанных с помощью высокоточных средств к географическим координатам, и переносного компьютера. Привязка маркеров может быть осуществлена, например, с помощью DGPS аппаратуры. 4 ил.

Наверх