- •Содержание
- •3.3. Контрольные вопросы 69
- •4.5. Контрольные вопросы 85
- •Введение
- •Основные условные обозначения
- •Определения основных параметров ориентации подвижного объекта:
- •Определения использованных систем координат:
- •1Параметры угловой ориентации подвижного объекта
- •1.1. Углы ортогональных поворотов.
- •Варианты последовательностей ортогональных поворотов
- •1.2. Направляющие косинусы
- •1.2.1. Обозначения векторов и матриц
- •1.2.2. Матрицы направляющих косинусов
- •1.2.3. Матрица конечного поворота
- •1.2.4. Матричная форма формулы Эйлера
- •1.2.5. Формула Пуассона
- •1.2.6. Производная матрицы направляющих косинусов, определяющей ориентацию промежуточных систем координат
- •1.2.7. Сводная таблица основных формул матриц направляющих косинусов
- •1.3. Методы графов в решении кинематических задач.
- •1.3.1. Схемы связи между системами координат
- •1.1Элементарные графы ортогональных поворотов.
- •1.5. Кватернионы
- •1.2Определение кватернионов и их свойства
- •1.3Связь параметров кватернионов с углами ортогональных поворотов
- •1.4Связь направляющих косинусов с параметрами кватернионов
- •1.5Кинематические уравнения (в кватернионной форме)
- •Контрольные вопросы
- •2. Определение параметров ориентации ла по показаниям гиу Постановка задачи.
- •Определения углов наклона ла по показаниям гиу
- •Определение угла направления ла по показаниям гироагрегата
- •Контрольные вопросы
- •Погрешности определения углов ориентации подвижных объектов
- •Кардановые погрешности гироустройств
- •Определение
- •1.1Способы определения кардановых погрешностей
- •1.2Определение кардановой погрешности гировертикали.
- •1.2.1Гировертикаль
- •1.2.2Способ, основанный на использовании Правил Непера
- •1.2.3Способ, основанный на решении матричных кинематических уравнений
- •3.1.3.4. Способ, основанный на использовании проекций вектора кинетического момента
- •3.2. Уравнения погрешности работы гироскопической вертикали
- •1.3Введение.
- •1.4Идеальный режим.
- •1.5Общий режим.
- •1.6Составление прецессионных уравнений погрешности работы гировертикали
- •3.3. Контрольные вопросы
- •4. Совместное определение угловой ориентации подвижного объекта и параметров его движения
- •4.1. Однородные координаты
- •4.2. Задание положения используемых систем координат
- •4.3. Определение абсолютных линейных скоростей и ускорений места установки измерительных устройств
- •4.4. Пример: абсолютные угловые скорости и линейные ускорения места установки блока датчиков.
- •1.7Постановка задачи
- •1.8Показания датчиков угловой скорости
- •1.9Показания акселерометров
- •4.5. Контрольные вопросы
- •Список литературы
- •Параметры угловой ориентации подвижных объектов: прикладные задачи
Основные условные обозначения
АББРЕВИАТУРЫ:
ГСК – географическая система координат
ГЦСК – геоцентрическая система координат
ДПИ – датчики первичной информации
ДУС – датчик угловой скорости
ИГСК – инерциальная геоцентрическая система координат
ЛА – летательный аппарат
ПО – подвижный объект
ПСК – путевая (маршрутная) система координат
СК – система координат
ССК – связанная система координат
СКР – система координат Резаля
УСК – установочная система координат
ЛАТИНСКИЙ АЛФАВИТ:
H – горизонтальная составляющая напряженности магнитного поля Земли
h – высота полета ПО
Z – вертикальная составляющая напряженности магнитного поля Земли
W – путевая скорость ПО
WN , WE – северная и восточная составляющие путевой скорости ПО
xu, ,yu, zu – координаты места установки ДПИ на борту ПО
g – ускорение свободного падения
МАТРИЦЫ И ВЕКТОРА:
–
матрицы (размера 3×3 и 3×1 соответственно),
определяющие мультипликативную и аддитивную составляющие погрешности работы ј – ого ДПИ
–
вспомогательные матрицы
– единичная матрица (размера 33)
– расширенная матрица
– однородная матрица поворота системы
координат
– однородная матрица параллельного
переноса системы координат
–
однородная матрица перемещения
–
обозначение перехода от кососимметрической
матрицы (размера 3×3) к матрице-столбцу
(размера 3×1) и обратно
–
вектор, матрица-вектор и кососимметрическая
матрица угловой скорости ПО
–
вектор, матрица-вектор и кососимметрическая
матрица углового ускорения ПО
– символ кватернионного умножения
– эквивалентно
;
(например,
)
ВЕРХНИЕ ИНДЕКСЫ:
– матрица
(тильда) кососимметрическая матрица
→ вектор
^ – символ кватерниона
Т – символ транспонирования матрицы
-1 – символ обращения матрицы
ГРЕЧЕСКИЙ АЛФАВИТ:
Ψ – угол истинного курса ПО
Ψм – угол магнитного курса ПО
– угол тангажа ПО
γ – угол крена ПО
– географическая широта места ПО
– географическая долгота места ПО
–
угловая скорость Земли
Определения основных параметров ориентации подвижного объекта:
Угол курса подвижного объекта Y – угол между плоскостью меридиана и проекцией подвижного объекта на плоскость горизонта. За положительное значение угла принят угол поворота объекта по ходу часовой стрелки от плоскости меридиана.
Угол магнитного курса подвижного объекта Yм – угол курса подвижного объекта, при определении которого используется плоскость магнитного меридиана.
Угол тангажа (дифферента) подвижного объекта J – угол между плоскостью горизонта и продольной осью подвижного объекта. За положительное значение угла принят угол поворота объекта от плоскости горизонта вверх.
Угол крена подвижного объекта g – угол между вертикальной плоскостью, проходящей через продольную ось подвижного объекта, и его плоскостью симметрии. За положительное значение угла принят угол поворота нормальной оси подвижного объекта от вертикальной плоскости в сторону правого крыла.
Определения использованных систем координат:
O0X0Y0Z0 – инерциальная система координат (ИСК); начало координат О0 находится в центре Земли; ось O0X0 –направлена по оси вращения Земли к северному полюсу; ось O0Y0 – направлена по линии пересечения гринвичского меридиана и плоскости экватора Земли (в момент начала рассмотрения движения ПО ось "замирает" относительно звезд); ось O0Z0 – дополняет систему координат до правой.
OXgYgZg – географическая система координат (ГСК); начало координат О находится в центре масс ПО; ось OYg –направлена вверх по вертикали места; ось O Zg – направлена на Восток, перпендикулярно географическому меридиану; ось OXg – направлена на Север по полуденной линии.
OvXvYvZv – условно названа путевой (маршрутной) система координат (МСК), образована ортогональным поворотом ГСК на угол курса Y.
O X Y Z (иногда OcXcYcZc) – связанная система координат (ССК); ось – OX (OcXc) продольная ось ЛА; начало координат Ос находится в центре масс ПО; ось OY (OcYc) – нормальная ось ЛА, а ось OZ (OcZc) – поперечная ось ЛА.
OuXuYuZu – установочная приборная система координат (УСК); начало координат Оu находится в центре масс приборного блока; оси УСК ортогональны и, как правило, совпадают с входными осями измерительных устройств.
OiXiYiZi – система координат Резаля (СКР) i – ого гироскопа; размещение СКР и направление осей системы координат определяется постановкой задачи и конструкцией конкретного гироскопического устройства; обычно (в данной работе) ось OiYi – главная ось гироскопа.
