Способ определения направления меридиана на подвижном объекте

 

Союз Советскнк

Сощналнстнческн»

Республик но 72ОЗ() 1 (á1) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 030578 (21) ?608814/40-23 (51)М. ХЛ.

С 01 С 19/38 с присоединением заявки М

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (23) Приоритат (53) УДК 629.7.054, . 07 (088. 8) Опубликовано 050380. Бюллетень Ио 9

Дата опубликования описания 050380 (72) Автор изобретения

В,В.CåðåãèH

Ленинградский институт точной механики и оптики (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ МЕРИДИАНА

НА ПОДВИЖНON ОБЬЕKTE

Изобретение относится к навигации и может быть использовано при автономном определении направления меридиана на подвижных объектах, перемещающихся по поверхности Земли.

Известны немагнитные способы определения направления меридиана, основанные на использовании горизонтальной составляющей вектора угловой скорости вращения Земли для создания направляющего момента, обеспечивающего колебательное движение оои гироскопа относительно плоскости меридиана, При введении демпфирования колебаний ось гироскопа устанавливается в плоскости меридиана, При реализации такого способа с помощью трехстепенного гироскопа осуществляется измерение угла поворота плоскости горизонта в инерциальном пространстве (11 и (2) .

Момент сил сопротивления, действующий на гироскОп относительно вертикальной оси подвеса, вызывает появление погрешности в определении направления меридиана, Введение демпфирования не позволяет реализовать принцип инвариантности при измерении горизонтальной составляющей угловой скорости вращения Земли, что приводит о к дополнительным погрешностям при движении с линейными ускорениями объекта, на котором осуществляется определение направления меридиана, Известен способ определения направления меридиана, в котором положение горизонтальной составляющей угловой скорости вращения Земли (тем самым положение плоскости меридиана, в которой расположена эта составляющая) определяется по экстремальному значению угла отклонения двухстепенного гироскопа при развороте его вокруг вертикальной оси. При этом двухстепенной гироскоп используется как измеритель угловой скорости поворота плоскости горизонта в инерциальном пространстве, а его входная (измерительная) ось должна находиться в плоскости горизонта (вектор кинетического момента направлен вертикально) (3) .

Однако известные способы определения направления меридиана при их использовании на объектах, перемещающихся по поверхности Земли, обладают следующим недостатком: появляется скоростная погрешность. Это объясняется тем, что при перемещении объекта по поверхности Земли появляется цополнительная угловая скорость вращени я плОскасти Гари зОнта в инерциаль —. нам прастранстне, которая суммируется с горизонтальной составля(ощей уг-" ловой скорости вращения Земли. Ес?(и

Объект имеет састазляющую скОрОсти перемещения, направленную по меридиану (северную составляющую скорости) „ то сум(арнкй вектор угловой скорости вращен(((я плоск(зсти»-ори зонта He C»»Tl(- Г лежать в плоскости меридиана H сосТВ=вит с ней (JI 0J» радиус Земли, угловая скорость Б ращеЗ емли, щкротB. местапол((з!кения объекта ( состанляюшие скора"ти днижения абъек- В, и-.-правленные по мер -.Ди.-""ну и параллели соотнетCTI? Е Н НО, (, к 1(( >"ак как гироскоп реагирует на;- б.= солютную угловую скорость, то прк движeнки ое>- екта будет o(ipeqeJ?e(?r»

На>(равление не плоскости мерид??а на, а ПЛОСКОСТИ; ПРОХОДЯЩЕЙ ЧЕРЕ-:.> C»(Ммарнь?й вектор угловой скорс)стк Бра-щениЯ плОскости гари эс»нта,, Эта и ?(р.:. " водит к появлению скоростной пс:.-pet»iчасти,равной .углуб

Н связи с зткм при приме,".-!ени» »н знестньр . способов требуются дси?ол -((-тельнне Операции по Бь?числе ;-:.ию с.;10

РОСтиай ПОГРЕШНОСТИ За СЧЕТ .:>ИСПCr?-.;.,-" эонания информации 0 ((!кроте -.- с:.-;Оасти пз»ижен?(я об>. к TB кот>»?за»;(Б-,"1. рабать?вается другими изме»зителями к

ПО КОМПЕНСацИИ ее В ИЗМЕрЕННО(-; чении курса объекта. При э(0?,:.:;;Смпе?-.,сацня Осуществляется с некОторой T(GГрещнОстью из-ЗB ПОГPe??(HOcT»BA садер" жащихся в используемой информации, Кроме того, эти операции усложняю:. способ определения напранле. ".-кя ((e?ñ;: диана, ударожают его и требу(от дапОлнительньж расхОдОБ Б эKс луат-

ЦИИ, Целью изобретения является исключение влияния (евернай cocTBB JIHK?>Ie?( линейной скорости движения объекта на определение направления меридиаHB и, как следствие,- поньщенке тачнсс-.и определения направления меридиана. на ПОДЬижном объекте.

ЭТО ДОСТИГаЕТСЯ ТЕМ ЧТО П(О;t p=! в-лагаемаму способу определения направ-= ления меридиана, нключающему операцию измерения горизонтальной составляющей уГлОБОЙ скОрОсти вращениЯ Земли с па мощью измерителя абсолютной угланай скорости, предварительно ориентир»гзт входную ось этого измерителя Б вертикальной плоскости, гроходящей 4е рез нектар линейной скорости движения объекта, Причем .=:-"(адная oc(кэ: »е>?з((.. =ля (00-оя нHo v, e»i(æèв ает ся н

".-. «»Ой; (осиoc и а не эра?»(аеTc (1 B. H p»»i.

ВЕР ИКBJ:»:HОЙ ОCH Как В КBBeCТН»ЗХ СПO сабах, При указанной ориентации входной

0сН и эмерителя угловой скорости сосТ а В Л .(! (ОЩ а Я *-," ГЛ 0 Б О Й : К 0 >З О = Т И B i:. B L»I С Н И R плас :ос- -.. Горизонт:-(Обусловлен:-- я (?е pe(eJ?» нисм с»бъек B :((>(ОБ re(хн(!c TH

Землв, б „.l;åò лежать Б плоско зтя,. Iep ,> „пендикулярнО -1 H зме зительнОЙ Оси

Об»за=;ОзателЯ и сз»еданательнО не бу-»»г(ет иметь проекции на зтv ось, П->ед»".=-ã:Båìèé способ -оясняется

>чертежом„, на ко=îðîì изображена плоскость ГО(зизонта с ?заспОлОженнь»ми н

ll ней полуденной линией (О ?) ат пересечения .= Плоскостью меркциàH и ли: -!не ;. ((зы ) с т перес = ч -.-HH H It J?OC BOO тью

1 (з?знс(г» Бе; ". :-1, ала 3 "iiecь „"-.;e пок Bз BH(.» з

ВЕК ТО(ЗЫ(Î И ((З» К ЗМЕРЯС((ЫХ (Г. 10ЗЬ!Х ей и aeH Top (7 линейной ти,движе .- .(:->я объект - . ( — a. IестБе измерителя абсолютной .»(" Л>:..- -: ОЙ С(ro ЗС(сти НРБ(((ЕН(» Я »B? J(r! CK QC. TH

—:г-,>З?.; ОH": B H IIHep»q(r(B»JI»(BHC>,-; Bpoi«TpBHCTБ>н

3,";: при осуществлении !Bpeq!.:BI.Be(«oга спс==

cQGB Магу::" бь(ть (H?cIIO > ь зов ань?,L(Byõc епеннОЙ "»(pocYOп рабатBющHЙ в (зе.—

;:.(»(.е ?-ир(зтаха!»>етра ??азr!peüÔ пир закан ! i!зо -.((0»>к»?e<- (IÎ((ó(-.-(-(зо»(с.- r» .3 кr.—

ТО»ЗОМ МОДЕЛИР>УeTCS? БРаЩЕНИЕ IIËOCÊОСТИ

» »!p .=,0нта „Пусть наг(ри (е"3 (((спс":!ь= э!".=-тся гиротахаметр,, Ега измери-(.;- =ЛЬ Н»"-3 ОСЬ НЕОбХадк(ИО» >В r!!1»OJ(OJrHT=, Б ПЛОСКО(ТИ ГОРИЭС>нта К С BOCT(: т((зчно(ТОЧКОстью »(де?зживать з H — Й (1аъ ек T Дни!(.eTсЯ па ((аз е сх. -?а с .:и 3 ((?1 лин ейнОЙ скopacT >((:, », HB pав "(eHЯОЙ з

:?ад уГлам К к плОс:<Ости (»ерид(иана., ;-(B 1r,СТИМ» ЭМЕОИТЕ.> (»ГЮ (» — Т 1 -.1 ,. 3-(, ах.амет>оа с нарт!.:Хая - яой п1(,зск(.-!(з?» i i !(0 (: с?дя(??ей -через Б(?к ..(Op >»» П»(0 с>(;!сть .i ipHз0нта Врв((з(аетс>? (уг;(,>(»-.1::-(ск;з?зсс 7:; („ I( ((З . 17 (»((.?,»

> (-i:-(Ðoß ct (- B Jt и! От О(!c T з б (, >

?(p0п» >рциОн ален (ipoeêц(", ям э ти - ;,(гл,знь»;(.,Ор,r Те.3, з. Oc.» (З(= * >"i (O J Р О Ь » -; О„(> I (I К =. (П (". С > - "((! (З Ь (. ( — 4З;-„(-,Э(:;. — -CН (.,»(З ((,,"=(, ((ЗЗ»,(- er < (:

». — МЗ;-»-((.(B F-: -H ((> К 0 Э;З ((! И (:,И Е»! " H l - !Х ОД

Н (З и Х - P -;-..- ((T e P (! С т И К»= Г И ) 3 0 Т а Х О— метра -.

УГOJ; f» ЗЬ?ЧИСЛ ЯЕ > СЯ П .3 -ЗО(>" ӻ— (»>(!

Его величина не зависит Ст л?(неьной сКоросТН движения об-.-екта H апреде— л" .åòñÿ без скоростной ногve(:(H з -H, ! ! ! с!!

Составитель Б.Дел екторский

Техред Н=Ковалева

Корректор И.Иуска

Редактор Л.Гохфельд

Заказ 10208/30 Тираж 801 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г,ужгород, ул,Проектная,4

Использование предлагаемого способа определения направления меридиана на подвижном объекте обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимушества: определение направления меридиана на под- .,вижном объекте беэ скоростной погрешности, а следовательно, с большей точностью, что весьма важно для современных судов, кораблей и других подвижных объектов; исключается необходимость применения операций вычислеiQ ния и компенсации скоростной погрешности,что упрощает и удешевляет определение направления меридиана; отпадает необходимость в использовании информации о величине скорости дви- 5 жения объекта, в результате чего способ становится более авт!ономньм.

Все это позволяет повысить точность определения направления меридиана и сни эить расходы, связанные с 2п, решением этой задачи, на подвижном объекте.

Формула и зобретения

Способ определения направления меридиана на подвижном объектЕ, заключающийся в измерении направления горизонтальной составляющей вектора угловой скорости вращения Земли гироскопическим измерителем абсолютной угловой скорости, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения его точности, входную ось измерителя ориентируют и удерживают в вертикальной плоскости, проходящей через вектор линейной скорости движения объекта.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство 1 173429, кл, G 01 С 19/38, 1961 прототип), 2„ Под ред,Пельпора Д.С. Гироско".ê÷eàêèå системы, часть II, Гироскопические приборы и системы, . Высшая школа, Я,, 1971.

3. Патент Англии - 1.332019, кл. G 1 С, 1973,