Интегрированная система резервных приборов и способ калибровки датчика магнитного поля интегрированной системы резервных приборов



Интегрированная система резервных приборов и способ калибровки датчика магнитного поля интегрированной системы резервных приборов
Интегрированная система резервных приборов и способ калибровки датчика магнитного поля интегрированной системы резервных приборов

Владельцы патента RU 2593424:

Открытое акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" (ОАО АНПП "ТЕМП-АВИА") (RU)

Изобретение относится к системам измерения и индикации и может найти применение в системах, обеспечивающих пилотирование летательных аппаратов (ЛА) в случае отказа основных пилотажно-навигационных систем. Технический результат - повышение точности. Для этого дополнительно введено в интегрированную систему резервных приборов устройство для ввода и выбора девиационных коэффициентов. При этом осуществляют калибровку датчика магнитного поля, в ходе которого определяют девиационные коэффициенты возмущающегося магнитного поля независимых объектов полезной нагрузки. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к системам измерения и индикации, обеспечивающим пилотирование летательных аппаратов (ЛА) в случае отказа основных пилотажно-навигационных систем.

Известна интегрированная система резервных приборов, содержащая блок датчиков первичной информации, устройство обработки и преобразования сигналов, вычислитель, модуль пространственной ориентации, ЖК-индикатор, магнитный зонд, основанная на алгоритмическом способе списания девиационной погрешности [1].

Недостатком данной системы является низкая точность измерения магнитного курса, обусловленная несовершенной методикой списания девиационной погрешности магнитного курса, не учитывающей изменение учтенной полезной нагрузки, обладающей собственным возмущающим магнитным полем.

Наиболее близким к заявленному изобретению является интегрированная система резервных приборов, содержащая блок инерциальных датчиков информации, жидкокристаллический экран, датчик магнитного поля (ДМП) с компенсационными обмотками, и способ устранения магнитной девиации, заключающийся в вычислении коэффициентов, характеризующих величину возмущающего магнитного поля [2].

Недостатком данной системы, как и реализуемого ей способа, является низкая точность измерения магнитного курса при изменении учтенной полезной нагрузки, обладающей собственным возмущающим магнитным полем, поскольку стационарное магнитное поле является суммарным и состоит из возмущающего магнитного поля самого ЛА, возмущающих магнитных полей нескольких независимых объектов полезной нагрузки, а также возмущающих полей электрических линий связи и проводников с током.

Заявленное изобретение направлено на повышение точности интегрированной системы резервных приборов за счет учета девиационных коэффициентов, характеризующих изменения учтенной полезной нагрузки, обладающей собственным возмущающим магнитным полем.

Поставленная задача решается за счет того, что в интегрированную систему резервных приборов ЛА, выполненную в виде отдельного блока, содержащую блок инерциальных датчиков, датчики полного и статического давления, датчик магнитного поля, соединенные через устройства обработки и преобразования сигналов с вычислителем, устройство списания девиационной погрешности с памятью, вход которого подключен к датчику магнитного поля, а выход - к вычислителю, жидкокристаллический индикатор, устройство управления режимами работы, содержащее элементы ввода заданного курса, барокоррекции, заданной высоты, выполненных в виде функциональных кремальер, согласно изобретению дополнительно введено устройство для ввода и выбора девиационных коэффициентов, вход которого подключен к устройству управления режимами работы, а выход подключен к вычислителю.

В способе калибровки датчика магнитного поля интегрированной системы резервных приборов, заключающемся в определении коэффициентов калибровки для исключения влияния возмущающего магнитного поля при вычислении магнитного курса ЛА, согласно изобретению в ходе калибровки определяют девиационные коэффициенты, характеризующие величину возмущающего магнитного поля самого ЛА, затем определяют девиационные коэффициенты возмущающих магнитных полей, возникающих при наличии или отсутствии на ЛА нескольких независимых объектов полезной нагрузки, имеющих собственные возмущающие магнитные поля, после чего определяют коэффициенты суммарного возмущающего магнитного поля ЛА с установленной полезной нагрузкой, которую во время полета поблочно или целиком отделяют от ЛА, выбирают соответствующие девиационные коэффициенты и компенсируют изменившееся возмущающее магнитное поле.

Отличительным признаком предложенной интегрированной системы резервных приборов ЛА является введение устройства для ввода и выбора девиационных коэффициентов, предназначенных для компенсации внешнего возмущающего магнитного поля, изменяющегося в полете ЛА при отделении установленной полезной нагрузки, обладающей собственными возмущающими магнитными полями, обеспечивающего повышение точности измерения магнитного курса ЛА.

Отличительными признаками предложенного способа калибровки датчика магнитного поля являются определение девиационных коэффициентов, характеризующих величину возмущающего магнитного поля самого ЛА, определение девиационных коэффициентов возмущающих магнитных полей, возникающих при наличии или отсутствии на ЛА нескольких независимых объектов полезной нагрузки, имеющих собственные возмущающие магнитные поля, определение коэффициентов суммарного возмущающего магнитного поля ЛА с установленной полезной нагрузкой, во время полета полностью или частично отделяемой от ЛА, а также выбор соответствующих девиационных коэффициентов и компенсация изменившегося возмущающего магнитного поля, чем также обеспечивается повышение точности измерения магнитного курса ЛА.

На фиг. 1 представлена схема системы, содержащей датчик (1) полного давления, датчик (2) статического давления, устройство (3) обработки и преобразования сигналов, вычислитель (4), модуль (5) пространственной ориентации, ЖК-индикатор (6), ДМП (7), устройство (8) управления режимами работы, креноскоп (9), фотодатчик (10), устройство (11) компенсации систематической составляющей смещения нуля инерциальных датчиков модуля (5) пространственной ориентации, устройство (12) с памятью, предназначенное для списания девиационной погрешности, встроенная система (13) контроля, устройство (14) для ввода и выбора девиационных коэффициентов, устройство (15) управления режимами работы [3].

Устройство (14) для ввода и выбора девиационных коэффициентов подключено своим входом к устройству (15) управления режимами работы, а выходом к вычислителю (4). На вход устройства (14) для ввода и выбора девиационных коэффициентов также поступают в автоматическом режиме сигналы от центральной вычислительной машины ЛА.

Заявленная интегрированная система резервных приборов работает в режиме «горячего» резервирования и обеспечивает автономное измерение углов крена, тангажа и гиромагнитного курса, а также пилотажных параметров: приборную скорость Vпр, истинную скорость Vист, абсолютную высоту Набс, относительную высоту Нотн, вертикальную скорость Vв, температуру наружного воздуха Тст, число М (Маха).

Гиромагнитный курс формируется по информации ДМП, данные с которого поступают на вычислитель (4), где осуществляется процесс коррекции гироскопического курса, вычисленного по информации с датчиков угловой скорости модуля (5) пространственной ориентации. ДМП выдает информацию о величине напряженности магнитного поля Земли по трем ортогональным осям, однако из-за наличия магнитомягких и магнитотвердых материалов или проводников с током в области установки ДМП возникает магнитная девиация.

Интегрированная система резервных приборов и способ калибровки датчика магнитного поля интегрированной системы резервных приборов работают следующим образом.

Сначала рассчитывают возмущающее магнитное поле, вызванное влиянием материалов ЛА и электрических линий связи, для чего ЛА, на котором установлен ДМП, в рабочем состоянии вращают на 360° вокруг вертикальной оси, в процессе вращения рассчитывают девиационные коэффициенты, которые заносят в память устройства (12) списания девиационной погрешности.

Затем рассчитывают возмущающее магнитное поле, вызванное влиянием материалов ЛА и электрических линий связи, а также наличием некоторого объекта, имеющего собственное возмущающее магнитное поле, для чего также в рабочем состоянии вращают ЛА на 360° вокруг вертикальной оси, в процессе вращения рассчитывают девиационные коэффициенты, которые заносят в память устройства (12) списания девиационной погрешности.

Затем рассчитывают возмущающие магнитные поля, вызванные влиянием материалов ЛА и электрических линий связи, а также влиянием объектов, имеющих собственные возмущающие магнитные поля, последовательно реализуя комбинации наличия или отсутствия указанных объектов на ЛА, также в рабочем состоянии вращают ЛА на 360° вокруг вертикальной оси, в процессе вращения рассчитывают девиационные коэффициенты, которые заносят в память устройства (12) списания девиационной погрешности.

После чего рассчитывают возмущающее магнитное поле, вызванное влиянием материалов ЛА и электрических линий связи, а также всех независимых объектов, имеющих собственные возмущающие магнитные поля, для чего ЛА в рабочем состоянии также вращают на 360° вокруг вертикальной оси, в процессе вращения рассчитывают девиационные коэффициенты, которые заносят в память устройства (12) списания девиационной погрешности.

Впоследствии, во время полета ЛА, при отделении некоторых объектов возмущающее магнитное поле изменяется. С помощью сигналов от центральной вычислительной машины ЛА, поступающих в автоматическом режиме, или вручную с помощью устройства ввода ЖК-индикатора производят выбор и ввод девиационных коэффициентов, соответствующих определенному режиму наличия или отсутствия независимых объектов полезной нагрузки на ЛА и предназначенных для компенсации возмущающего магнитного поля.

Применение предложенного способа калибровки датчика магнитного поля повышает точность измерения курса ЛА в полете.

Источники информации:

1. Патент РФ №2386927, МПК G01C 21/00, публ. 2009 г. (прототип).

2. Патент РФ №2469275, МПК G01C 23/00, опубл. 10.12.2012 г.

3. Патент РФ №2337315, МПК G1C 21/00, опубл. 27.10.2008 г.

1. Интегрированная система резервных приборов летательного аппарата (ЛА), выполненная в виде отдельного блока, содержащая блок инерциальных датчиков, датчики полного и статического давления, датчик магнитного поля (ДМП), соединенные через устройства обработки и преобразования сигналов с вычислителем, устройство списания девиационной погрешности с памятью, вход которого подключен к ДМП, а выход - к вычислителю, жидкокристаллический индикатор, устройство управления режимами работы, содержащее элементы ввода заданного курса, барокоррекции, заданной высоты, выполненные в виде функциональных кремальер, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введено устройство для ввода и выбора девиационных коэффициентов, вход которого подключен к устройству управления режимами работы, а выход подключен к вычислителю.

2. Способ калибровки датчика магнитного поля интегрированной системы резервных приборов ЛА, заключающийся в определении коэффициентов калибровки для исключения влияния возмущающего магнитного поля при вычислении магнитного курса ЛА, отличающийся тем, что в ходе калибровки определяют девиационные коэффициенты, характеризующие величину возмущающего магнитного поля самого ЛА, затем определяют девиационные коэффициенты возмущающих магнитных полей, возникающих при наличии или отсутствии на ЛА нескольких независимых объектов полезной нагрузки, имеющих собственные возмущающие магнитные поля, после чего определяют коэффициенты суммарного возмущающего магнитного поля ЛА с установленной полезной нагрузкой, которую впоследствии во время полета поблочно или целиком отделяют от ЛА, выбирают соответствующие девиационные коэффициенты и компенсируют изменившееся возмущающее магнитное поле.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к геодезии, в частности к способам топогеодезической подготовки опорных геодезических сетей, используемых при испытании навигационной аппаратуры наземных транспортных средств.

Способ определения углового положения подвижного объекта относительно центра масс, т.е определение пространственной ориентации при угловом движении, преимущественно летательных аппаратов (ЛА), относительно какой-либо базовой системы координат, путем аналитического ее вычисления на основе измерений каких-либо отдельных параметров ориентации (углов, угловых скоростей и т.д.).

Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано в локальных навигационных системах и сетях для управления движением мобильных объектов в локальных зонах навигации.

Изобретение относится к области космического приборостроения и может быть использовано при создании и эксплуатации гирокомпасной системы ориентации (ГСО) ИСЗ для около круговых орбит.

Изобретение относится к морской гидрометеорологии и может быть использовано для определения поля дрейфа морских льдов. Способ заключается в совмещении пары последовательных спутниковых изображений одного и того же участка ледовой поверхности, совмещении неподвижных деталей изображений, придании изображениям взаимно-исключающих световых или цветовых контрастов.

Изобретение относится к области авиационного приборостроения и может найти применение в системах измерения и индикации, обеспечивающих пилотирование летательных аппаратов (ЛА) в случае отказа его основных пилотажно-навигационных систем.

Изобретение относится к средствам информирования и ориентации инвалидов по зрению при их передвижении по городской территории. Способ состоит в размещении на стационарных объектах стационарных радиоинформаторов и размещении на инвалидах носимых абонентских устройств, автоматической передаче носимым абонентским устройством в радиоэфир сигнала запроса, по получении которого каждый стационарный радиоинформатор, находящийся в данный момент в зоне действия абонентского устройства, передает в радиоэфир ответ, содержащий его персональные данные, а абонентское устройство поочередно получает и запоминает полученные ответы от всех стационарных радиоинформаторов, находящихся в данный момент в зоне действия этого абонентского устройства, и автоматически направляет сигнал запроса на передачу информации стационарному радиоинформатору, который по получении этого сигнала запроса передает в радиоэфир сообщение о стационарном объекте, на котором он установлен, а абонентское устройство воспроизводит полученную от этого стационарного радиоинформатора информацию в виде звуковых повторяющихся сообщений.

Изобретение относится к геодезии и может быть использовано для создания топогеодезических сетей для подготовки боевых действий ракетных войск, артиллерии и противовоздушной обороны сухопутных войск.

Изобретение относится к области фотограмметрии, аэрокосмической съемке и может быть использовано для определения угловых элементов внешнего ориентирования получаемого при съемке изображения местности.

Способ формирования пакетов включает в себя подготовку данных, содержащих инструкции движения для передачи в транспортное средство. Этот представленный способ также включает определение количества данных для передачи в первом пакете в компьютерную систему транспортного средства, соединенную с сервером, осуществляющим способ, на основании необходимости передачи в транспортное средство первого пакета с первой инструкцией для водителя.

Изобретение относится к области приборостроения инерциальных навигационных систем и может использоваться для определения угловой ориентации летательных аппаратов любого типа. Сущность изобретения состоит в совместной обработке измерений датчиков перегрузок и измерений скорости летательного аппарата (ЛА) спутниковой навигационной системой (СНС) при отсутствии датчиков угловых скоростей. Угловые скорости ЛА определяют методом параметрической идентификации. Устройство, реализующее данный способ, включает в себя блок датчиков перегрузок, содержащий три измерителя линейных перегрузок, установленных вдоль продольной, поперечной и вертикальной осей ЛА, спутниковую навигационную систему, блок определения линейных ускорений, два интегратора, блок определения функционала, блок формирования матрицы направляющих косинусов, блок минимизации функционала, блок определения угловых скоростей и блок определения начальных углов ориентации, соединенные между собой определенным образом. Технический результат - упрощение способа, снижение стоимости его приборной реализации и повышение точности определения угловой ориентации объекта при отсутствии бортовых измерителей угловых скоростей. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области авиационно-космического приборостроения и может найти применение в системах определения координат подвижных объектов (ПО) с использованием комплексного способа навигации, функционально объединяющего инерциальный способ и спутниковый, и может быть использовано при высокоточном позиционировании ПО, а также при осуществлении полета летательного аппарата (ЛА) в сложных навигационных условиях. Технический результат - повышение точности. Для этого между орбитами спутников и ПО размещают аэростатную подвеску (АП) с аппаратурой, осуществляющей поиск, захват и автоматическое сопровождение созвездия видимых спутников и ПО по команде с контрольно-корректирующей станции (ККС) и ПО. Приемопередатчики АП передают навигационную информацию в наземную станцию сопровождения (ККС) и потребителю (ПО). Кроме того, на АП размещают оптическую аппаратуру для наблюдения и слежения за звездами с целью коррекции инерциальной навигационной системы (ИНС) и местной декартовой системы координат. Предполагается запуск в стратосферу нескольких (4-5) АП, радио- и оптически связанных между собой и с ККС, которая геодезически точно привязывается к принятой местной системе координат. Таким образом, формируется локальная дифференциальная навигационная система (ЛДНС) с зоной обзора радиусом 50-200 км. Зная достаточно точное положение опорной ККС и используя радио- и оптические сигналы дальности, а также сигналы доплеровского сдвига частоты, можно с высокой точностью определять как координаты, так и векторы скорости АП и ПО, увеличивая зону и время доступности ПО. 12 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области авиационно-космического приборостроения и может быть использовано в системах управления угловым положением космических аппаратов (КА), в которых применяются системы ориентирования с использованием бесплатформенных орбитальных гирокомпасов (БОГК). Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для этого в выходные цепи построителя местной вертикали (ПМВ) по крену и тангажу введены сумматоры по одному на каждый канал так, что их входы подключены к соответствующим выходам ПМВ, модуль контроля ориентации (МКО), первый и второй входы МКО по крену и тангажу подключены к выходам соответствующих сумматоров на выходе ПМВ, а выходы МКО по крену и тангажу подключены к входам первого и восьмого сумматоров соответственно, в выходные цепи первого, второго и третьего интеграторов введен первый модуль прямого преобразования (МПП) углов стабилизации КА, первый, второй и третий входы которого подключены к выходам первого, второго и третьего интеграторов соответственно. При этом система управления позволяет совершать КА программные повороты относительно орбитальной системы координат (ОСК) одновременно по каналам курса, тангажа и крена, в то время как БОГК продолжает нормально функционировать, не нарушая режим орбитального гирокомпасирования. 9 ил.

Изобретение относится к области фотограмметрии и может быть использовано в задачах фотограмметрической обработки космических сканерных снимков для оперативного определения их угловых элементов внешнего ориентирования. Технический результат - повышение точности приближенно известных параметров ориентации космического аппарата - угловых элементов внешнего ориентирования космического сканерного снимка за счет калибровки их значений по опорной информации и оперативное уточнение угловых элементов внешнего ориентирования в автоматическом режиме.

Группа изобретений относится к космической технике. В способе определения положения объекта преимущественно относительно КА определяют параметры относительного положения излучателей инфракрасных импульсных сигналов, осуществляют формирование управляющих воздействий на излучатели, осуществляют измерение параметров, генерируемых позиционно-чувствительными детекторами инфракрасного излучения. По измеренным значениям параметров определяют значения координат местоположений излучателей в базовой системе координат. Система определения положения объекта включает оптические системы, блоки задания параметров оптических систем, определения параметров положения объекта, средства сопряжения радиоустройств с блоками излучателей инфракрасных сигналов, блоки позиционно-чувствительных детекторов инфракрасного излучения, блоки формирования данных приема инфракрасных сигналов, средства сопряжения радиоустройств с блоками формирования данных приема инфракрасных сигналов, радиоприемо-передающие устройства, блок формирования команд управления излучением и приемом инфракрасных сигналов. Техническим результатом группы изобретений является обеспечение определения положения объекта с подвижными частями. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к навигации и может использоваться в системах навигации ближнего поля. Технический результат состоит в повышении точности определения координат. Для этого система снабжена базовым сегментом (3), предусмотренным на базовой структуре (12), при этом базовый сегмент (3) содержит по меньшей мере четыре передатчика (30, 32, 34, 36), при этом каждый передатчик снабжен базовой антенной (31, 33, 35, 37), и при этом базовые антенны (31, 33, 35, 37) расположены на известных расстояниях относительно друг друга, пользовательским сегментом (4), расположенным на пользовательской структуре (20), при этом пользовательский сегмент (4) содержит по меньшей мере один приемник (40), по меньшей мере одну пользовательскую антенну (41, 42, 43), соединенную с приемником (40), и обрабатывающий модуль (44), соединенный с приемником (40), при этом приемник (40) и каждый из передатчиков (30, 32, 34, 36) образуют вместе модули измерения расстояния, и при этом обрабатывающий модуль (44) выполнен с возможностью расчета данных об относительном трехмерном положении пользовательской структуры (20) по отношению к базовой структуре (12) на основе данных о расстоянии, полученных от модулей измерения расстояния. 11 з.п. ф-лы,8 ил.

Изобретение относится к области навигационного приборостроения, а именно к навигационным системам, используемым для определения основных навигационных параметров позиционирования наземных объектов. Изобретение может быть использовано при создании и изготовлении современных систем для ориентации, навигации, наведения и прицеливания вооружения объектов военного назначения (далее по тексту - ОВН) и устройств наземной техники. Для этого к известной системе навигации (СН), содержащей датчик пути (ДП) с формирователем импульсов (ФИ), электронный картограф (ЭК) с картографическим процессором (КП), электрически связанный с внешними устройствами (ВУ) ОВН информационными каналами связи, дисплеем (Д), панелью управления (ПУ), устройством загрузки (УЗ), приемником спутниковой системы (П-СНС), картографический процессор (КП), блок питания электронного картографа (БП ЭК), антенну спутниковой навигационной системы (А-СНС), дополнительно введен с соответствующими связями датчик наклона и курса, включающий в себя: блок питания датчика наклона и курса (БП ДНК), три датчика абсолютных угловых скоростей (ДУС-X, Y, Z) по трем ортогональным осям, три акселерометра по трем ортогональным осям (АК-X, АК-Y, АК-Z), датчик температуры (ДТ), блок контроллеров (БК). Технический результат - расширение эксплуатационных и функциональных возможностей как самой навигационной системы, так и объекта ее применения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области навигации летательных аппаратов (ЛА) и предназначено для обеспечения безопасности полета группы ЛА. Определение относительного положения соседних ЛА по отношению к данному ЛА может быть определено несколькими способами с последующей комплексной обработкой навигационной информации. Первый способ предусматривает определение навигационной информации каждым ЛА, ее передачу и прием через каналы информационного обмена ЛА, а второй способ - автономное определение относительных координат соседних ЛА радиолокационным способом. При этом дополнительно формируют вектор положения приемоизлучающей антенны для каждого ЛА в локальной системе координат, передают в общем информационном пакете сообщение о координатах упомянутого вектора положения антенны другим ЛА с шифром данного ЛА, выполняют прием и дешифрацию упомянутого сообщения соседних ЛА, вычисляют разности векторов положения приемоизлучающих антенн данного и соседних ЛА, с помощью которых вычисляют уточненные относительные координаты соседних ЛА и используют их в комплексной обработке навигационной информации упомянутых способов. Технический результат - повышение точности и надежности определения относительного положения ЛА. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в системах резервирования пилотажно-навигационных устройств. Технический результат - повышение точности измерения высотно-скоростных параметров. Для достижения данного результата в систему, содержащую датчик полного давления, датчик статического давления, устройство обработки и преобразования сигналов, вычислитель, модуль пространственной ориентации, ЖК индикатор, магнитный зонд, дополнительно вводят блок приема режимов полета, запоминающее устройство с записанными аэродинамическими поправками к показаниям приемников воздушных давлений для конкретного летательного аппарата. 1 ил.

Изобретение относится к области навигационного оборудования и авиационного приборостроения арктического назначения и может быть использовано в системах маршрутного пилотирования летательных аппаратов (ЛА), в частности вертолетов. Технический результат – расширение функциональных возможностей. Для этого навигационная система состоит из проложенного по дну акватории токоведущего кабеля, соединяющего взлетно-посадочные пункты, а также аппаратуры ЛА, включающей забортное приемное устройство, состоящее из ортогонально расположенных магнитоприемников, и бортовой пилотажный прибор, определяющий положение ЛА относительно кабеля и кабельный курс. Навигационная система обеспечивает расхождение ЛА на трассе маршрута при двухстороннем или интенсивном движении в сложных метеоусловиях, а также азимутальную обсервацию, и других ЛА в зоне действия подводного кабеля. При этом обеспечивается маршрутное пилотирование ЛА, в частности вертолетов, на малых высотах акватории прибрежного арктического сектора. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2016-08-10 2016-08-10T11:10:15
Наверх