Одометрическая система навигации

Авторы патента:

Черных Вячеслав Сергеевич (RU)

Смирнов Василий Анатольевич (RU)

Пшеничных Евгений Викторович (RU)

Петелина Любовь Дмитриевна (RU)

G01C21/00 - Навигация; навигационные приборы, не отнесенные к предыдущим группам (измерение расстояния, пройденного наземным транспортным средством, G01C 22/00; измерение линейной и угловой скорости или ускорения G01P; управление курсом, высотой или положением транспортных средств G05D 1/00; системы управления движением транспорта G08G)

Владельцы патента RU 2773872:

Федеральное государственное бюджетное учреждение "4 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к области устройств для определения координат местоположения наземного транспортного средства, в частности, к одометрическим системам навигации. Одометрическая система навигации дополнительно содержит блок курсовой коррекции и запоминающее устройство, при этом выход блока курсовой коррекции соединён с третьим входом вычислительного устройства, первый вход соединён со вторым выходом курсовой системы, второй вход соединён с третьим выходом вычислительного устройства, а третий вход соединён с выходом запоминающего устройства. Технический результат – обеспечение заданной точности измерения дирекционного угла продольной оси колесного транспортного средства без проведения его периодических остановок для коррекции курсовой системы. 2 ил.

Изобретение относится к области устройств для определения координат местоположения наземного транспортного средства, в частности, к одометрическим системам навигации, и может быть применено для осуществления сухопутной навигации подвижных объектов на колесном шасси.

Известные одометрические системы навигации содержат в своем составе механический датчик пути, соединенный с ходовой частью колесного транспортного средства, курсовую систему, вычислительное устройство, курсоуказатель и планшет индикаторный (см., например, [1, 2]). Однако точность получения в таких системах информации о дирекционном угле продольной оси транспортного средства, используемой для счисления приращений координат, существенно зависит от погрешности курсовой системы, обусловленной временным дрейфом (уходом) азимутального гироскопа, на основе которого она построена. Для компенсации в процессе движения транспортного средства по заданному маршруту дрейфа курсовой системы в современных одометрических системах навигации осуществляется ее периодическая коррекция с помощью дополнительного устройства (например, гирокомпаса) посредством проведения режима начального азимутального ориентирования. Для проведения коррекции курсовой системы требуется продолжительная остановка транспортного средства на время проведения режима начального азимутального ориентирования.

Цель настоящего изобретения - обеспечение заданной точности измерения дирекционного угла продольной оси колесного транспортного средства без проведения его периодических остановок для коррекции курсовой системы.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом устройстве в отличие от прототипа дополнительно введены блок курсовой коррекции и запоминающее устройство, при этом выход блока курсовой коррекции соединен с третьим входом вычислительного устройства, первый вход соединен со вторым выходом курсовой системы, второй вход соединен с третьим выходом вычислительного устройства, а третий вход соединен с выходом запоминающего устройства.

Сущность изобретения поясняется чертежом (фиг. 1), где показана одометрическая система навигации.

Устройство включает в себя механический датчик пути 1, выход которого соединен с первым входом вычислительного устройства 3. Со вторым входом вычислительного устройства соединен первый выход курсовой системы 2, с третьим входом соединен выход блока курсовой коррекции 6. При этом с первым входом блока курсовой коррекции соединен второй выход курсовой системы 2, с третьим входом соединен выход запоминающего устройства 7. Выходы вычислительного устройства 3 соединены со входами курсоуказателя 4, планшета индикаторного 5 и вторым входом блока курсовой коррекции 6.

Устройство работает следующим образом (фиг. 2). При движении колесного транспортного средства по заданному маршруту в каждом i-ом цикле измерения навигационной информации с выхода механического датчика пути 1 на первый вход вычислительного устройства 3 подается сигнал, который содержит информацию S_i о длине измеренного в данном цикле отрезка пройденного пути.

С выхода курсовой системы 2 на второй вход вычислительного устройства 3, а также на первый вход блока курсовой коррекции 6 поступает измерительная информация о величине α_i дирекционного угла продольной оси транспортного средства. По полученным значениям S_i и α_i в вычислительном устройстве 3 рассчитываются плоские прямоугольные координаты X_i и Y_i текущего местоположения транспортного средства:

где Х_исх и Y_исх - прямоугольные координаты исходного пункта маршрута;

n - количество циклов измерения навигационной информации, полученное за все время движения колесного транспортного средства по заданному маршруту.

Со второго и третьего выходов вычислительного устройства 3 сигналы, несущие информацию о прямоугольных координатах X_i и Y_i текущего местоположения колесного транспортного средства, поступают, соответственно, на вход планшета индикаторного 5 и на второй вход блока курсовой коррекции 6, на третий вход которого из запоминающего устройства 7 также поступает информация о значениях и прямоугольных координат начала участка курсовой коррекции А-Б заданного маршрута движения транспортного средства.

С первого выхода вычислительного устройства на вход курсоуказателя 4 поступают сигналы, несущие информацию о дирекционном угле α_i продольной оси колесного транспортного средства.

В блоке курсовой коррекции 6 координаты X_i и Y_i в каждом i-ом цикле измерений сравниваются со значениями координат и . Для их сравнения используются следующие неравенства:

где ΔХ и ΔY - допустимые значения разностей прямоугольных координат X_i и , а также Y_i и , соответственно.

При одновременном выполнении данных неравенств (условий) в блоке курсовой коррекции 6 начинается расчет поправки Δα в измеренное значение α_i дирекционного угла продольной оси колесного транспортного средства. Для расчета используются выражения

где и - значения прямоугольных координат конца участка курсовой коррекции А-Б заданного маршрута движения транспортного средства,

m - количество циклов измерения навигационной информации, полученное за время движения колесного транспортного средства по участку курсовой коррекции.

Одновременно, в блоке курсовой коррекции координаты X_i и Y_i в каждом i-ом цикле измерений сравниваются со значениями координат и . Для их сравнения используются следующие неравенства:

При одновременном выполнении данных неравенств расчет поправки Δα завершается, и ее значение поступает на третий вход вычислительного устройства 3, в котором данная поправка используется для расчета уточненных значений прямоугольных координат X_i и Y_i текущего местоположения транспортного средства в процессе его дальнейшего движения по заданному маршруту:

Значения параметров ΔХ и ΔY устанавливаются по результатам специальных испытаний одометрической системы навигации и, в общем случае, равны предельному значению погрешности определения одометрической системой навигации прямоугольных координат местоположения транспортного средства.

Значения координат , и , , соответственно, начала и конца участка курсовой коррекции определяются заблаговременно в процессе геодезической привязки заданного маршрута движения колесного транспортного средства и записываются в запоминающее устройство 7. Погрешность определения данных координат на порядок меньше погрешности одометрической системы навигации.

В качестве участков курсовой коррекции выбираются прямолинейные участки заданного маршрута, протяженность которых не менее, чем в десять раз превышает величину предельной погрешности одометрической системы навигации.

Заявляемое устройство обеспечивает коррекцию курсовой системы одометрической системы навигации без проведения периодических остановок транспортного средства на заданном маршруте движения. Тем самым обеспечивается требуемая точность измерения дирекционного угла продольной оси колесного транспортного средства и, в конечном итоге, достигается заданная точность определения плоских прямоугольных координат его текущего местоположения. Применение заявляемого устройства также способствует уменьшению, за счет исключения необходимости проведения его остановок для коррекции курсовой системы, времени, затрачиваемому транспортным средством на прохождение заданного маршрута.

Аналоги:

Полевой В.А. «Работа с трехкоординатным топопривязчиком». М.: «Недра», 1978 г., стр. 25.

Псарев А.А. и др. «Военная топография». М.: «Воениздат», 1986 г., стр. 267 (прототип).

Одометрическая система навигации, содержащая механический датчик пути, курсовую систему, вычислительное устройство, курсоуказатель и планшет индикаторный, причем выход механического датчика пути соединен с первым входом вычислительного устройства, со вторым входом которого соединен выход курсовой системы, выходы вычислительного устройства соединены со входами курсоуказателя и планшета индикаторного, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены блок курсовой коррекции и запоминающее устройство, при этом выход блока курсовой коррекции соединен с третьим входом вычислительного устройства, первый вход соединен со вторым выходом курсовой системы, второй вход соединен с третьим выходом вычислительного устройства, а третий вход соединен с выходом запоминающего устройства.

Группа изобретений относится к навигации морских районов. Самоходный гидроакустический буй-маяк содержит источник тока, аппаратуру управления, антенну и приемник спутниковой системы навигации типа ГЛОНАСС, аппаратуру подводной связи, приема и излучения гидроакустических сигналов, приемный усилитель и дешифратор, электронную аппаратуру маяка, якорное устройство с якорем, якорным канатом и вьюшкой, бортовую систему управления, радиопередатчик, запоминающее устройство, вычислительное устройство, датчики гидростатического и гидродинамического давления, фиксатор вытравленного с вьюшки якорного каната и устройство отделения коренного конца якорного каната от крепления на вьюшке.

Способ навигации подвижных объектов и устройство многофункциональной рентгеновской навигационной системы для его реализации // 2772687

Группа изобретений относится к способу навигации подвижных объектов (ПО) и многофункциональной рентгеновской навигационной системе. Для навигации подвижных объектов формируют на борту ПО импульсное рентгеновское излучение в сторону платформы (ПЛ), на которой производят его прием и обработку, формируют выходной сигнал с помощью рентгеновского канала связи, который принимают на борту ПО, где формируют навигационную информацию о дальности и углах взаимной ориентации ПО относительно ПЛ.

Устройство автоматического оценивания проходимости местности военной техникой // 2772079

Изобретение относится к области вооружения, военной и специальной техники и является устройством автоматического оценивания проходимости местности с целью исключения человеческого фактора при оценке местности и прогнозировании действий войск противника. Данное устройство основано на работе искусственных нейронных сетей (ИНС) пяти типов: I тип - вычисление скорости при симуляции нормальных метеоусловий для объектов карты без дорожного покрытия; II тип - вычисление скорости при симуляции нормальных метеоусловий для объектов карты с дорожным покрытием; III тип - вычисление скорости при наличии увлажненности грунта для объектов карты без дорожного покрытия; VI тип - вычисление скорости при наличии увлажненности грунта и положительной глубины снежного покрова для объектов карты без дорожного покрытия; V тип - вычисление скорости при наличии положительной глубины снежного покрова для объектов карты с дорожным покрытием.

Бесплатформенная инерциальная система объекта управления // 2771790

Изобретение относится к инерционной навигации, а именно к навигационным приборам, определяющих параметры движения объекта управления, и может быть применено в системах навигации и автоматического управления. Бесплатформенная инерциальная система включает корпус, устройство измерения линейного ускорения с тремя чувствительными элементами, расположенными по трем взаимно перпендикулярным осям, устройство измерения угловой скорости с тремя волоконно-оптическими каналами, расположенными по трем взаимно перпендикулярным осям, блок электроники, состоящий из блока сбора данных и блока вычислителя, и блок вторичного электропитания.

Способ формирования корректирующего энергоэффективного трека эксплуатируемого транспортного средства и машиночитаемый носитель данных // 2771590

Изобретение относится к области контроля расхода энергии транспортным средством. Техническим результатом является снижение расхода энергии транспортным средством на конкретном участке пути.

Способ определения плановых координат воздушного судна по измерениям пеленга неизвестного источника помехового излучения // 2771439

Изобретение относится к области радионавигации воздушных судов. Сущность способа заключается в определении координат неизвестного источника помех по измерениям его пеленга на борту воздушного судна в двух точках с координатами, измеренными спутниковой навигационной системой в условиях, когда ее работа еще не нарушена помеховым сигналом, который уверенно принимается бортовым радиопеленгатором.

Навигационная аппаратура санкционированного потребителя с возможностью локальной навигации по сигналам несинхронизированных отечественных средств радиоэлектронного подавления глобальных навигационных спутниковых систем // 2771435

Изобретение относится к области радионавигации в условиях радиоэлектронной борьбы. Заявленная аппаратура функционирует в условиях радиоподавления глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС), формируемого станциями радиопомех, не синхронизированных между собой и с навигационной аппаратурой санкционированного потребителя (НАСП).

Способ, носитель данных и система для определения направления перемещения для пользователя, основанные на фактических данных персонифицированных медицинских рекомендаций в отношении загрязненного воздуха // 2770166

Заявлена группа изобретений, характеризующая компьютеризированный способ, носитель, систему определения направления (TD) перемещения для пользователя, причем способ включает: прием текущего местоположения (CL) пользователя; прием основанного на загрязнении входного значения (PIV), относящегося к загрязнению воздуха в географической области (GA), включающей текущее местоположение (CL); определение направления (TD) перемещения с использованием основанного на загрязнении входного значения так, чтобы пользователь подвергался воздействию самого низкого уровня загрязнения, и/или так, чтобы заданный максимальный уровень воздействия загрязнения, которому подвергается пользователь, не был превышен; получение основанного на активности человека входного значения, причем основанное на активности человека значение основано на данных активности с переносного устройства (100), выполненного с возможностью измерения уровня активности человека, носящего это переносное устройство (100); и обновление направления (TD) перемещения с использованием основанного на активности человека входного значения (HAIV), причем формирование упомянутого направления (TD) перемещения проводится в зависимости от одного или более из (i) заданного максимального уровня активности и (ii) заданного максимального воздействия загрязнения.

Способ локальной радионавигации по сигналам несинхронизированных отечественных средств радиоэлектронного подавления глобальных навигационных спутниковых систем // 2770127

Изобретение относится к области радионавигации в условиях радиоэлектронной борьбы и может быть использовано при разработке системы локальной радионавигации (ЛРН) по сигналам несинхронизированных отечественных средств радиоэлектронного подавления глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС). Целью изобретения является реализация функции альтернативного координатно-временного обеспечения санкционированных потребителей (СП) по сигналам несинхронизированных отечественных средств радиоэлектронного подавления ГНСС.

Способ совместного управления движением транспортных средств // 2769544

Изобретение относится к системам регулирования движения транспорта, а именно к глобальным системам управления движением. На станциях управления принимают навигационную информацию извне и передают ее на транспортные средства (ТС), а также рассчитывают координаты обнаруженных объектов и передают их на станции поиска, где определяют координаты, скорости и размеры обнаруженных объектов и передают их на станции управления, где рассчитывают координаты ТС и передают их на станции поиска, где определяют координаты и скорости ТС и передают их на станции управления.

Амортизатор системы виброзащиты инерциальной навигационной системы // 2774216

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к средствам защиты от вибрационных и ударных нагрузок, воздействующих на бесплатформенную инерциальную навигационную систему в процессе эксплуатации воздушного судна. Амортизатор системы виброзащиты инерциальной навигационной системы включает втулку с осевым каналом, установленный на втулку упругий элемент, имеющий форму тела вращения. При этом на упругом элементе выполнена кольцевая оправка по меньшей мере с двумя равноудаленными от центральной оси точками крепления к корпусу блока чувствительных элементов, при этом внутренняя поверхность упругого элемента, контактирующая с ответной частью втулки, в продольном осевом сечении сформирована из встречно направленных симметрично усеченных участков, переходящих в промежуточный цилиндрический участок со стороны своих малых оснований. Наружная поверхность упругого элемента в продольном осевом сечении сформирована из симметрично усеченных конических участков, сопряженных со стороны своих больших оснований с образованием по поперечной плоскости симметрии наружной кольцевой проточки под ответную поверхность кольцевой оправки. Технический результат – повышение надежности устройства крепления блока чувствительных элементов к корпусу инерциальной навигационной системы, а также снижение трудоемкости монтажа и демонтажа амортизатора в процессе эксплуатации. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.