Универсальная система топопривязки и навигации

Изобретение относится к навигационному оборудованию и может быть использовано для определения навигационно-топогеодезических данных на подвижных комплексах вооружений различной функциональной направленности, размещенных на базе шасси транспортных средств, являющихся их транспортной, энергетической и информационно-аналитической базой. Техническим результатом является создание универсальной системы топопривязки и навигации, обеспечивающей высокую точность определения топогеодезических параметров и выполненной с возможностью использования в составе подвижных комплексов вооружений, имеющих различную функциональную направленность. Универсальная система топопривязки и навигации содержит комплект основных и вспомогательных средств. Основные средства состоят из базовой инерциальной системы наземной навигации, системы определения высоты, датчика скорости доплеровского. Базовая инерциальная система наземной навигации включает в себя автономную навигационную аппаратуру - бесплатформенную инерциальную навигационную систему топопривязки и навигации (БИНС-ТП), навигационную аппаратуру потребителей спутниковых навигационных систем, состоящую из блока электронного приемоиндикатора и антенного модуля, блок согласования, универсальный механический датчик скорости. Система определения высоты состоит из измерителя цифрового атмосферного давления, датчика температуры и блока обработки данных. БИНС-ТП, блок электронный приемоиндикатора навигационной аппаратуры потребителей спутниковых навигационных систем, блок согласования, блок обработки данных системы определения высоты имеют каналы информационного обмена для связи с программно-аппаратным комплексом (ПАК). Универсальный механический датчик скорости электрически связан с блоком согласования и имеет кабельный канал для подключения к системе электрооборудования шасси. Вал универсального механического датчика скорости жестко связан с узлом подключения спидометра раздаточной коробки шасси. Датчик скорости доплеровский связан с блоком согласования. Вспомогательные средства включают в себя плиту, выполненную из алюминиевого сплава и оснащенную установочными площадками с резьбовыми стальными втулками для размещения БИНС-ТП, кронштейн и прижимную раму для установки датчика скорости доплеровского, имеющего амортизационную прокладку, с комплектом регулировочных шайб, стойку для установки блока согласования, блока обработки данных и измерителя цифрового атмосферного давления системы определения высоты. Вспомогательные средства могут быть дополнительно укомплектованы кронштейном для установки датчика температуры. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Изобретение относится к навигационному оборудованию и может быть использовано для определения навигационно-топогеодезических данных на подвижных комплексах вооружений различной функциональной направленности, размещенных на базе шасси транспортных средств, являющихся их транспортной, энергетической и информационно-аналитической базой.

Известен унифицированный мобильный командирский пункт (см. свидетельство на полезную модель RU 29600 U1, G06F 13/00, Н04В 7/00, 20.05.2003 г.), принятый за прототип. Унифицированный мобильный командирский пункт предназначен для автоматизированного управления в движении и на стоянке действиями подразделений противовоздушной обороны и содержит следующие комплексы:

- вычислительный комплекс с программным обеспечением - программно-аппаратный комплекс (ПАК);

- аппаратура навигации, топопривязки и ориентирования;

- средства регистрации и документирования;

- комплекс средств связи и передачи данных;

- система электропитания;

- комплекс средств жизнеобеспечения;

- шасси.

Аппаратура навигации, топопривязки и ориентирования включает:

- навигационную аппаратуру потребителей спутниковых навигационных систем ГЛОНАСС и GPS в составе: приемоиндикатор, блок антенный;

- танковую навигационную аппаратуру (автономную навигационную аппаратуру) в составе: гирокурсоуказатель, пульт управления, преобразователь напряжения, механический датчик скорости, координатор, планшет индикаторный, курсоуказатель, коробка распределительная;

- оборудование для дистанционной привязки - перископическая артиллерийская буссоль, визир ориентирования.

Недостатками аппаратуры навигации, топопривязки и ориентирования унифицированного мобильного командирского пункта являются:

- невозможность использования без значительных изменений аппаратуры навигации и топопривязки в других комплексах вооружений, имеющих различные типы шасси и функциональную направленность;

- недостаточная точность определения топогеодезических параметров при вышеприведенном аппаратном составе.

Предлагаемым изобретением решается задача по повышению боевой эффективности подвижных комплексов вооружений.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в создании универсальной системы топопривязки и навигации, обеспечивающей высокую точность определения топогеодезических параметров и выполненной с возможностью использования в составе подвижных комплексов вооружений, имеющих различную функциональную направленность.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой универсальной системе топопривязки и навигации, содержащей средства топопривязки и навигации в составе навигационной аппаратуры потребителей спутниковых навигационных систем, автономную навигационную аппаратуру, механический датчик скорости, новым является то, что средства топопривязки и навигации выполнены в виде комплекта основных и вспомогательных средств, основные средства образуют собственно систему навигации и топопривязки и состоят из базовой инерциальной системы наземной навигации, включающей в себя автономную навигационную аппаратуру - бесплатформенную инерциальную навигационную систему топопривязки и навигации (БИНС-ТП), навигационную аппаратуру потребителей спутниковых навигационных систем, блок согласования, которые имеют каналы информационного обмена для связи с программно-аппаратным комплексом (ПАК), универсальный механический датчик скорости, электрически связанный с блоком согласования и выполненный с возможностью подключения к системе электрооборудования шасси и механического соединения своего вала с узлом подключения спидометра раздаточной коробки шасси, системы определения высоты, имеющей канал информационного обмена для связи с ПАК, датчика скорости доплеровского, связанного с блоком согласования, вспомогательные средства включают в себя плиту, выполненную из алюминиевого сплава и оснащенную установочными площадками с резьбовыми стальными втулками для размещения БИНС-ТП, кронштейн и прижимную раму для установки датчика скорости доплеровского с комплектом регулировочных шайб, стойку для установки блока согласования, блока обработки данных и измерителя цифрового атмосферного давления системы определения высоты, вспомогательные средства могут быть дополнительно укомплектованы кронштейном для установки датчика температуры.

Выполнение средств топопривязки и навигации в виде комплекта основных и вспомогательных средств позволяет:

- расширить диапазон применения данной системы топопривязки и навигации;

- сократить затраты на разработку и установку средств навигации на комплексах вооружений различного функционального назначения. Включение в состав основных средств базовой инерциальной системы наземной навигации, включающей в себя автономную навигационную аппаратуру: бесплатформенную инерциальную навигационную систему топопривязки и навигации БИНС-ТП, навигационную аппаратуру потребителей спутниковых навигационных систем, блок согласования, которые имеют каналы информационного обмена для связи с программно-аппаратным комплексом (ПАК), а также универсальный механический датчик скорости, электрически связанный с блоком согласования и выполненный с возможностью подключения к системе электрооборудования шасси и механического соединения своего вала с узлом подключения спидометра раздаточной коробки шасси, системы определения высоты, имеющей канал информационного обмена для связи с ПАК, датчика скорости доплеровского, связанного с блоком согласования, позволяет:

- обеспечить высокую точность определения навигационной информации за счет комплексирования информации с построенных на различных физических принципах датчиков;

- обеспечить непрерывное определение в реальном масштабе времени параметров местоположения и угловой ориентации подвижного комплекса вооружений на стоянке и в движении: координат и высоты, углов курса, крена и тангажа, линейных и угловых скоростей и ускорений (в движении) в заданной системе координат в любое время суток, на заданных географических широтах в простых и сложных метеоусловиях;

- обеспечить обмен информацией ПАК по интерфейсу «RS-232» («RS-422/RS-485») с составными частями системы топопривязки и навигации;

- обеспечить прием сигналов космических навигационных систем ГЛОНАСС или GPS, или по сигналам этих двух систем одновременно;

- при помощи универсального механического датчика скорости обеспечить преобразование угла поворота вала, связанного с ходовой частью шасси комплекса, в электрические сигналы, несущие информацию о приращении пути и его знаке;

- при помощи датчика скорости доплеровского выработку измерительной информации о скорости движения объекта (пройденном отрезке пути), информации о техническом состоянии датчика, команды на запрет использования выходного сигнала датчика;

- автоматическое определение высоты точек местности на маршруте относительно исходного (начального) пункта маршрута движения с известным значением высоты над уровнем моря.

Включение в состав вспомогательных средств плиты, выполненной из алюминиевого сплава и оснащенной установочными площадками с резьбовыми стальными втулками, для размещения БИНС-ТП позволяет:

- осуществить установку и крепление БИНС-ТП на жестком основании;

- облегчить проведение юстировочных работ: проведение горизонтирования и точную установку БИНС-ТП относительно продольной оси комплекса с дальнейшим определением исходных поправок в угловые параметры (углы азимута, крена, тангажа), определяемые бесплатформенной инерциальной навигационной системой БИНС-ТП для их учета в ПАК;

- обеспечить надежное крепление БИНС-ТП в стальных резьбовых втулках после неоднократного монтажа/демонтажа при проведении плановых юстировочных работ и ремонте.

Включение в состав вспомогательных средств кронштейна и прижимной рамы для установки датчика скорости доплеровского с комплектом регулировочных шайб позволяет:

- равномерно закрепить на кронштейне оснащенный амортизационной прокладкой датчик скорости доплеровский;

- обеспечить штатное функционирование датчика скорости доплеровского с получением необходимой точности измерений.

Включение в состав вспомогательных средств стойки для установки блока согласования, блока обработки данных и измерителя цифрового атмосферного давления системы определения высоты позволяет:

- компактно разместить вышеуказанные приборы в ограниченном пространстве шасси;

- обеспечить их надежное крепление.

Дополнительное включение в состав вспомогательных средств кронштейна для установки датчика температуры необходимо для его установки на шасси комплекса. Причем в зависимости от места размещения и типа шасси конструкция кронштейна может быть различной.

Технические решения с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не известны и явным образом из уровня техники не следуют. Это позволяет считать, что заявляемое решение является новым и обладает изобретательским уровнем.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана структурная схема универсальной системы топопривязки и навигации; на фиг.2 - установка универсального механического датчика скорости; на фиг.3 - установка БИНС-ТП; на фиг.4 - общий вид плиты для установки БИНС-ТП; на фиг.5 - разрез А-А, установка стальной втулки; на фиг.6 - установка датчика скорости доплеровского; на фиг.7 - установка стойки для размещения блока согласования, блока обработки данных и измерителя цифрового атмосферного давления системы определения высоты; на фиг.8 - установка датчика температуры.

Универсальная система топопривязки и навигации предназначена для размещения на подвижных комплексах вооружений различного назначения, содержащих транспортное средство, оборудованное рабочими местами операторов.

Универсальная система топопривязки и навигации содержит комплект основных и вспомогательных средств. Основные средства состоят из базовой инерциальной системы 1 наземной навигации, системы 2 определения высоты, датчика 3 скорости доплеровского. Базовая инерциальная система 1 наземной навигации включает в себя автономную навигационную аппаратуру 4 - бесплатформенную инерциальную навигационную систему топопривязки и навигации (БИНС-ТП), навигационную аппаратуру 6 потребителей спутниковых навигационных систем, состоящую из блока 7 электронного приемоиндикатора и антенного модуля 8, блок 9 согласования, универсальный механический датчик 10 скорости. Система 2 определения высоты состоит из измерителя 11 цифрового атмосферного давления, датчика 12 температуры и блока 13 обработки данных. БИНС-ТП 4, блок 7 электронный приемоиндикатора навигационной аппаратуры 6 потребителей спутниковых навигационных систем, блок 9 согласования, блок 13 обработки данных системы 2 определения высоты имеют каналы 14 информационного обмена для связи с программно-аппаратным комплексом (ПАК) 15. Универсальный механический датчик 10 скорости электрически связан с блоком 9 согласования и имеет кабельный канал 16 для подключения к системе 17 электрооборудования шасси. Вал универсального механического датчика 10 скорости жестко связан с узлом 18 подключения спидометра раздаточной коробки шасси. Датчик 3 скорости доплеровский связан с блоком 9 согласования.

Вспомогательные средства включают в себя плиту 19, выполненную из алюминиевого сплава и оснащенную установочными площадками 20 с резьбовыми стальными втулками 21 для размещения БИНС-ТП, кронштейн 22 и прижимную раму 23 для установки датчика 3 скорости доплеровского, имеющего амортизационную прокладку 24, с комплектом регулировочных шайб 25, стойку 26 для установки блока 9 согласования, блока 13 обработки данных и измерителя 11 цифрового атмосферного давления системы 2 определения высоты. Вспомогательные средства могут быть дополнительно укомплектованы кронштейном 27 для установки датчика 12 температуры.

Универсальная система топопривязки и навигации устанавливается и функционирует следующим образом. На первоначальном этапе устанавливаются вспомогательные средства. Плита 19 закрепляется на полу шасси, кронштейн 22 и стойка 26 размещаются на боковой стенке. При необходимости монтируется кронштейн 27 для установки датчика 12 температуры. Далее производится установка оборудования, входящего в состав универсальной системы топопривязки и навигации. БИНС-ТП 4 устанавливается на установочных площадках 20 плиты 19 и закрепляется в стальных втулках 21. Датчик скорости 3 доплеровский посредством прижимной рамы 23 крепится к кронштейну 22. Ввиду того, что датчик 3 скорости доплеровский прижимается к кронштейну установленной по периметру амортизационной прокладкой 24, равномерность закрепления достигается за счет установки регулировочных шайб 25. Блок 9 согласования, блок 13 обработки данных и измеритель 11 цифрового атмосферного давления системы 2 определения высоты закрепляются в стойке 26. Датчик 12 температуры устанавливается на кронштейне 27. Далее устанавливается остальное оборудование базовой инерциальной системы 1 наземной навигации. Перед установкой универсального механического датчика 10 скорости с раздаточной коробки шасси демонтируется датчик спидометра, на его место устанавливается универсальный механический датчик 10 таким образом, чтобы его вал был жестко связан с узлом 18 подключения спидометра раздаточной коробки шасси. После завершения сборочных работ и проведения котировочных мероприятий с аппаратурой универсальная система топопривязки и навигации готова к использованию.

Принцип работы автономной навигационной аппаратуры - бесплатформенной инерциальной навигационной системы топопривязки и навигации БИНС-ТП 4 основан на измерении параметров углового и линейного перемещения объекта лазерными гироскопами и акселерометрами с последующей обработкой измеренных параметров в вычислителе БИНС-ТП по специальному алгоритму. В результате обработки данных инерциальных измерителей формируются необходимые навигационные параметры: углы азимута, крена и тангажа, координаты местоположения, пройденный путь и скорость движения в заданной системе координат.

Для обеспечения требуемой точности определения навигационной информации используется комплексирование информации с построенных на различных физических принципах датчиков: универсального механического датчика 10 скорости, датчика 3 скорости доплеровского, системы 2 определения высоты и навигационной аппаратуры 6 потребителей спутниковых навигационных систем.

Для повышения точности и надежности получаемой от навигационной аппаратуры 6 потребителей спутниковых навигационных систем информации сигналы ГЛОНАСС и GPS могут использоваться совместно.

Взаимодействие базовой инерциальной системы 1 наземной навигации и системы 2 определения высоты с ПАК осуществляется по каналам 14 информационного обмена.

Универсальный механический датчик 10 скорости имеет кабельный канал 16 для подключения к системе 17 электрооборудования шасси, что обеспечивает его работу с показывающим прибором спидометра.

Таким образом, в предлагаемом изобретении решена задача по достижению технического результата, заключающегося в создании универсальной системы топопривязки и навигации, обеспечивающей высокую точность определения топогеодезических параметров и выполненной с возможностью использования в составе подвижных комплексов вооружений, имеющих различную функциональную направленность.

1. Универсальная система топопривязки и навигации, содержащая средства топопривязки и навигации в составе навигационной аппаратуры потребителей спутниковых навигационных систем, автономную навигационную аппаратуру, механический датчик скорости, отличающаяся тем, что средства топопривязки и навигации выполнены в виде комплекта основных и вспомогательных средств, основные средства образуют собственно систему навигации и топопривязки и состоят из базовой инерциальной системы наземной навигации, включающей в себя автономную навигационную аппаратуру - бесплатформенную инерциальную навигационную систему топопривязки и навигации БИНС-ТП, навигационную аппаратуру потребителей спутниковых навигационных систем, блок согласования, которые имеют каналы информационного обмена для связи с программно-аппаратным комплексом (ПАК), универсальный механический датчик скорости, электрически связанный с блоком согласования и выполненный с возможностью подключения к системе электрооборудования шасси и механического соединения своего вала с узлом подключения спидометра раздаточной коробки шасси, системы определения высоты, имеющей канал информационного обмена для связи с ПАК, датчика скорости доплеровского, связанного с блоком согласования, вспомогательные средства включают в себя плиту, выполненную из алюминиевого сплава и оснащенную установочными площадками с резьбовыми стальными втулками для размещения БИНС-ТП, кронштейн и прижимную раму для установки датчика скорости доплеровского с комплектом регулировочных шайб, стойку для установки блока согласования, блока обработки данных и измерителя цифрового атмосферного давления системы определения высоты.

2. Универсальная система топопривязки и навигации по п.1, отличающаяся тем, что вспомогательные средства дополнительно укомплектованы кронштейном для установки датчика температуры.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано при эксплуатации трубопроводов, расположенных в оползневых массивах, для принятия своевременных мер по защите трубопроводов при перемещениях грунта, вызванных нарушением весового баланса в результате сезонного оттаивания, насыщения грунта водой или иными причинами.

Изобретение относится к военной и специальной технике, в частности к приспособлениям для крепления и установки оптического оборудования. .

Изобретение относится к области строительства, а именно к контролю устойчивости кровли, перекрытий, эстакад от внезапных разрушений. .

Изобретение относится к конструкциям фотограмметрических мир и может быть использовано для тестирования разрешающей способности аппаратуры, используемой для проведения дистанционной фотосъемки земной поверхности.

Изобретение относится к области маркшейдерско-геодезических наблюдений и может быть использовано в качестве рабочих пунктов при регистрации смещений земной поверхности в процессе ведения горных работ, например при добыче полезных ископаемых, подземном строительстве, эксплуатации подземных хранилищ углеводородов.

Дальномер // 2450286
Изобретение относится к ручному дальномеру для бесконтактного измерения расстояний. .

Изобретение относится к средствам создания на земной поверхности специальных топогеодезических сетей и может быть использовано в подвижных пунктах навигации и топогеодезической привязки на базе шасси специальных транспортных средств.

Изобретение относится к военной и специальной технике и может быть использовано в подвижных пунктах навигации и топогеодезической привязки на базе шасси специальных транспортных средств.

Изобретение относится к приборам, используемым в горной промышленности для съемки сечения выработанного пространства

Изобретение относится к военной технике и может быть использовано для решения задач топогеодезического обеспечения боевых действий подразделений Сухопутных войск

Предлагаемое изобретение может быть использовано в геометрическом электронном нивелировании, а также в прецизионных бесконтактных датчиках линейного положения. Кодовая рейка для электронного нивелира содержит подложку с нанесенным на ее рабочую поверхность штриховым одномерным кодом вдоль направления рейки, фрагменты которого включают информацию о высоте, выраженную штриховыми символами черного и белого цвета переменной ширины. Штриховой код рейки представляет собой суперпозицию основного и дополнительного кодов, причем элементы основного кода представлены белыми и черными штриховыми символами постоянной ширины Р1 и расположены с постоянным интервалом, также равном P1, a элементы дополнительного кода на рейке представлены также черными и белыми штриховыми символами, но с шириной, выбираемой из набора значений {Р2, Р3, Р4}, и нанесены поверх штриховых символов основного кода. Значения ширины Р2, Р3, Р4 значительно меньше Р1. Информация о высоте представлена во фрагментах основного кода рейки, любые семь соседних штриховых символов основного кода являются таким фрагментом, достаточном для однозначной идентификации высоты на дистанциях более восьми метров. Каждый фрагмент из семи соседних штриховых символов присутствует на рейке в единичном экземпляре, любые семь соседних штриховых символов основного кода рейки являются графическим представлением кодовой комбинации бинарного циклического кода и обладают свойством коррекции ошибок. Штриховые символы дополнительного кода рейки предназначены для графического разделения штриховых символов основного кода и идентификации высоты на дистанциях менее 8 метров. Технический эффект заключается в расширении рабочего диапазона дистанций электронного нивелира. Предложенная штрихкодовая рейка позволяет использовать электронный нивелир, имеющий более широкий рабочий диапазон дистанций. 1 ил.

Изобретение относится к способу измерения биометрических параметров древесных растений при проведении научных исследований и инвентаризации зеленых насаждений в условиях урбанизированной среды, а также в лесной отрасли при выполнении таксационных обследований. Техническим результатом изобретения является повышение точности измерения биометрических параметров и повышение точности установления границ масштабного устройства по фотоизображениям, упрощение процесса измерения. Масштабное устройство включает масштабный шест, выполненный телескопическим, состоящим из выдвижных трубчатых секций внешней и внутренней с подпружиненным штифтом, закрепленный на штативе на некотором расстоянии от ножек штатива для установки его над поверхностью земли и соединенный с ним карданным шарниром с двумя степенями свободы, в нижней части внутри внешней секции закреплен груз. Низ внешней секции, низ и верх внутренней секции окрашены светоотражающей краской, остальная поверхность секций окрашена контрастным цветом. 3 ил.

Изобретение относится к способу измерения биометрических параметров древесных растений при проведении научных исследований и инвентаризации зеленых насаждений в условиях урбанизированной среды, а также в лесной отрасли при выполнении таксационных обследований. Технический результат заключается в повышении точности измерения биометрических параметров, сокращении времени на обработку материала, снижении затрат на проведение инвентаризации объектов озеленения города. Установку масштабного устройства в вертикальное положение производят путем смещения центра тяжести масштабного устройства относительно земли, съемку проводят фотографированием, а установление границ масштабного устройства производят путем визуального определения нижней и верхней границ масштабного устройства, приподнятого над поверхностью земли на таком расстоянии, при котором видны нижний и верхний края масштабного устройства. Фотографирование проводят с указанием инвентаризационного номера дерева на масштабном устройстве. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к способу и устройству для сохранения геодезического направления относительно истинного меридиана. Решение основано на том, что две оптические системы, содержащие отражающие поверхности, размещены на независимых плоскостях, имеющих общую вертикальную ось вращения, и связанных оптическим лучом в единое целое. При этом на одной из плоскостей установлен ретроотражатель, который обеспечивает возможность получения и контроля сохранённого геодезического направления. Реализация способа и настройка устройства при сохранении или восстановлении направления обеспечивается путём вращения двух плоскостей относительно друг друга для обеспечения прохождения луча от лазера, установленного в одной из оптических систем, по заранее определённому оптическому пути. Решение позволяет воспроизводить сохраняемое геодезическое направление как в условиях стационарного размещения, так и размещение на местности при минимальных усилиях. 2 н. и 3 з.п. ф-лы., 18 ил., приложение.

Изобретение относится к горному делу, в частности к средствам контроля состояния анкерной крепи и смещений вмещающих пород горизонтальных и наклонных подземных горных выработок, закрепленных анкерной крепью. Устройство контроля анкерной крепи содержит реперы, каждый из которых соединен гибкой связью с соответствующим ему индикатором, и устьевую трубку. При этом индикаторы закреплены на гибких связях фиксаторами, расположены один в другом или независимо друг от друга. Также в устройстве контроля анкерной крепи: репер выполнен в виде пружины с отогнутыми концами; индикаторы на внешней поверхности имеют горизонтальную трехцветную разметку, которая нанесена с помощью краски или выполнена из отдельных или объединенных на листе или оболочке полосок. Индикаторы имеют дополнительную оболочку из полимерного материала; гибкие связи выполнены из нержавеющего стального троса или из полимерных или композиционных материалов. Устьевая трубка выполнена из металлических, или полимерных, или композиционных материалов. Техническим результатом изобретения является упрощение монтажа, повышение информативности и надежности контроля состояния анкерной крепи и смещений вмещающих пород горизонтальных и наклонных подземных горных выработок. 5 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области геодезии и, в частности, к высокоточному геометрическому нивелированию. Нивелирная рейка содержит две пятки, которые жестко соединены с инварной шкалой. Относительно корпуса рейки пятки подпружинены пружинами сжатия, суммарное усилие которых должно превышать вес корпуса рейки. Относительно оси рейки пятки вместе со шкалой перемещаются по направляющим скольжения. Техническим результатом изобретения является обеспечение отсутствия влияния температурных и других деформаций корпуса на погрешность измерения. 3 ил.
Наверх