Индукционный компас

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОР СИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3957l6

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

М. Кл. G Olc 21/08

Заявлено 23Х111.1971 (№ 1693144/40-23) с присоединенном заявки ¹

Государственный камитв

Совета Министров СССР, по делам изооретений и открытий

Приоритет

Опубликовано 28.VIII.1973. Бюллетень № 35

Дата опубликования списания 11.1.1974

УДК 538.74(088.8) Авторы изобретения

М. П. Цветков, А. А. Одинцов, К. А. Барицкий, И. Т. Бойко и

P. И. Одинцова

Заявитель

ИНДУКЦИОННЫЙ КОМПАС

Изобретение относится к навигационным приборам и предназначено для определения магнитного, курса подвижного объекта и магнитной широты (наклонения).

Известен индукционный компас, чувствительный элемент которого состоит из трех взаимно перпендикулярных феррозондов, по электрическим сигналам которых производится в блоке обработки информации построение с помощью расшифровывающих следящих систем, углов магнитного курса объекта и магнитной широты места его нахождения.

Однако такие индукционные компасы имеют большую погрешность определения магнитного курса в области высоких широт (больших углов магнитного наклонения). Это объясняется малым значением горизонтальной составляющей магнитного поля Земли в областн высоких широт, что приводит к сильному влиянию различного ряда помех при выработке магнитного курса объекта с помощью решающей следящей системы, строящей полный вектор горизонтальной составляющей магнитного поля Земли по двум его проекциям на горизонтальные продольные и поперечные оси подвижного объекта, на котором установлен индукционный компас.

Цель изобретения — повышение точности определения магнитного курса в области высоких широт применительно к малоподвижным объектам, например, дрейфующим льдинам.

Это достигается тем, что индукционный датчик, состоящий из чувствительного элемента, содержащего три взаимно перпвнд икулярных зонда, установленных на стабилизированной в плоскости горизонта площадке, и двух расшифровывающих следящих систем, выполняю10 щих построение углов магнитного курса объекта и магнитной широты его местонахождения, снабжают дополнительным блоком зенитных координат полного вектора магнитного поля Земли, выполненного на двух решаю15 щих следящих системах, вырабатывающих угол между вертикалью места и плоскостью, проходящей через вектор напряженности магнитного поля Земли и горизонтальную поперечную ось объекта, и угол между вектором

20 магнитного поля Земли и продольной вертикальной плоскостью. Выработка этих двух углов производится следящими системами непосредственно по -игналам зондов чувствительного элемента. Эти углы могут быть вырабо25 таны (в предположении высокой точности стабилизации в плоскости горизонта площадки с зондами) с высокой точностью, поскольку вертикальная составляющая магнитного поля Земли, участвующая в их выработке, не

30 является малой. Далее этп углы используют

395716

15 го г5

Зо

35 0

65 для выработки по ним углов магнитного ку.са и магнитной широты.

Поскольку в этом случае слабые сигналы зондов оказываются замененными сигналами выходHbIx ВТ следящих систем блока зенитных координат, точность гыработк„магн п— ного курса объекта может быть повышена.

В условиях малоподвижного объекта высокая точность стабилизации площадки с зондами в плоскости горизонта может быть по,лучсна сравнительно просто, например, с помощью физического маятника с использованием поплавкового подвеса для разгрузки опор.

На фиг. 1 схематически изображена характеристика положения вектора напряженности магнитного поля Земли относительно земной системы координат; на фиг. 2 — функциональная схема индукционного компаса.

Как видно из геометрического чертежа (фиг. 1), положение вектора напряженности земного магнитного поля Т относительно земных осей 0 1 25 (ось 0(направлена на север, ось Oq —,по вертикали места, ось Π— на восток) как обычно определяется углом q>— магнитной широтой, а относительно системы координат объекта или дрейфующей льдины

OXp YpZp (ось cYp — продольная ось объекта, Zp — поперечная ось объекта, а ось Yp — вертикаль места) определяется еще и углом курса К.

Можно, ка к видно из фиг. 1, положение вектора напряженности магнитного поля Земли определять относительно вертикали углами а и р. Угол а отсчитывается в продольной плоскости объекта и расположен между вертикалью места и плоскостью, проходящей через вектор магнитного поля Т Земли и горизонтальную поперечную ось Zp объекта. Угол

Р является утлом между вектором напряженности магнитного поля Земли и продольной вертикальной плоскостью объекта. Зонды связаны со стабилизированной системой координат и направлены вдоль осей Хо, Уо, Zp. Индукционный компас состоит из трех блоков, чувствительного элемента, блока зенитных координат и блока курса и широты.

Чувствительный элемент 1 состоит из взаимно перпендикулярных индукционных зондов

2, 3, 4, размещенных на стабилизированной в горизонте с помощью маятника площадке 5.

Блок зенитных координат б включает решающую следящую систему угла а, состоящую из синусно-, косинусного вращающегося трансформатора (СКВТ) 7, усилителя 8, двигателя

9 и датчика 10, и решающую систему угла р, состоящую из СКВТ 11, усилителя 12, двигателя 13 и датчика 14.

Блок курса и широты 15 содержит решающую следящую систему построения магнитной широты, состоящую из СКВТ 1б, усилителя 17 и двигателя 18, и решающую следящую систему построения магнитного курса, состоящую из СКВТ 19, усилителя 20 и,двигателя 21.

Принцип работы индукционного компаса за ключается в следующем.

Электрические сигналы, пропорциональные гроекциям вектора напряженности земного магнитного поля на вертикальную ось Ур и одну пз горизонтальных осей Хо, снимаемые с зондов 2 и 3, подают на статорпые обмотки

СКВТ 7. По двум проекциям вертикальной и горизонтальной составляющим вектора Т и с помощью усилителя 8 и двигателя 9 производится определение угла а и построение суммарного вектора Т в продольной плоскости объекта. Угол р получается с помощью решающей следящей системы, состоящей из СКВТ

11, усилителя 12 и двигателя 18, причем на

СКВТ 11 поступает электрический сигнал с зонда 4, пропорциональный проекции вектора

T на ось Zp, и с роторной обмоткой СКВТ 7, пропорциональный вектору Ть

По известным углам а и р с помощью

СКВТ, кинематически связанных с решающими следящими системами а и р, можно получить напряжения, пропорциональные проекциям вектора земного магнитного поля, но в гораздо большем электрическом масштабе с минимальной квадратурной составляющей, используя для этой цели датчики СКВТ 10 и 14.

Магнитный курс объекта получается с помощью решающей системы, состоящей из

СКВТ 19, усилителя 20 и двигателя 21. На статорные обмотки СКВТ 19 поступают напряжения, пропорциональные горизонтальным продольной и поперечной составляющим вектора магнитного поля.

Магнитная широта ср получается с помощью решающей следящей системы (состоящей из

СКВТ 1б, усилителя 17 и двигателя 18). На статоры СКВТ 1б поступают сигналы, пропорциональные вертикальной составляющей магнитного поля Земли и результирующему вектору на горизонтальную составляющую магнитного поля Земли. Для съема углов магнитного курса и широты на осях соответствующих решающих следящих систем установлены да тчики угла СКВТ 22 и 23 и отсчетные шкалы, Предмет изобретения

Индукционный компас, содержащий чувствительный элемент, выполненный в виде трех взаимно перпендикулярных феррозондов, стабилизированных относительно плоскости горизонта, и решающие следящие системы построения курса и магнитной широты, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения точности определения магнитного курса в области высоких широт, в него введен блок зенитных координат, вырабатывающий по сигналам феррозондов два угла, характеризующих положение вектора напряженности земного магнит395716 фиг. 7 ного поля относительно земной вертикали и выполненный на двух решающих следящих системах, причем его входы соединены с феррозе:; амп, à =-ыходы — со входами решающих следящих систем построения курса и магнитной широты. Yg

395716 фиг. 2

Составитель И. Колчин

Техред Т. Курилко

Редактор Д. Пинчук

Корректор О. Тюрина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3520/12 Изад. № 925 Т ираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская наб., д. 475