Данные табл. 10.1 показывают, что измерения с помощью инерциальных блоков могут выполняться с точностью, достаточной для создания съемочного обоснования; периодическая коррекции их показаний по опорным точкам или иным внешним данным или совмест-
ная их обработка приводит к повышению точности решения в |
|
1,5–3 раза. |
И |
|
|
10.2.4. Обработка инерциальных данных
В целом технологическая схема обработки данных, полученных с помощью акселерометров и гироскоповД, соответствует рассмотрен-
ной выше (10.2) с учетом назначения системы.
Если инерциальная система является частью системы управления полетом летательного аппарата, то ее главная задача – непрерыв-
ная регистрация тангажа, крена и курса с отображением их на соответствующих приборах или (на беспилотных аппаратах) выработка соответствующих противодействующих усилий [37]. Функциональная схема такой системы приведена на рис. 10.6.
Начальные условия
|
|
БЛОК |
nG |
ЛГОРИТМ |
X, Y, Z, V |
|
3 акселерометра |
nC |
ПЕРЕСЧЕТА |
|
|||
|
Н ВИГ ЦИИ |
|
||||
|
|
C |
|
G |
|
|
|
|
АЛГОРИТМОРИЕНТАЦИИ |
, , |
Панельприборов управленияполетом |
||
3 г роскопа |
VX,VY,VZ |
(расчет углов Эйлера и направ- |
||||
ляющих косинусов) |
|
|||||
|
|
|
||||
БЛОК ИЗМЕРЕНИЙ |
|
ВЫЧИСЛИТЕЛЬ |
|
|
||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Начальные условия |
|
|
|
. 10.6. Принципиальная схема работы |
|
|
|||
|
инерциальной навигационной системы |
|
|
|||
Рис |
|
|
|
|
|
|
СПри выставке инерциальной системы платформа с блоком измерений приводится в горизонтальное положение и ориентируется относительно носителя. В дальнейшем все параметры полета (углы, скорость, ускорение, координаты и пр.) будут определены относительно этого положения.
74
Сущность обработки данных заключается в следующем (см. рис. 10.6). Информация гироскопов в виде проекций вектора абсолютной линейной скорости VX, VY, VZ на оси блока инерциальных измерений поступает в алгоритм ориентации.
Алгоритм ориентации выполняет вычисление углов рысканья |
|
|
И |
(курса) , тангажа , крена и параметров матрицы вращения C для |
|
перехода к горизонтной системе координат. |
|
Информация акселерометров nC в виде проекций кажущегося ускорения (т.е. измеренное значение ускорения с учетом силы тяжести) передается в блок пересчета.
Блок пересчета выполняет преобразование проекций ускорения nG на координатные оси горизонтной системы координат, используя элементы матрицы вращений C.
Алгоритм навигации осуществляет обработку данных в соответствии со схемой, приведеннойАна рис. 10.6: выполняет интегрирова-
ние уравнения движения Ньютона, определение текущих координат X, Y, Z и скорости полета V в горизонтной системе координат. Одно-
временно вычисляется абсолютная угловая скорость G вращения |
|||
Земли и передается на вход алгоритма ориентации для коррекции |
|||
|
|
|
б |
матрицы вращения и последующего уточнения координат. |
|||
|
Вычисленные параметры движенияДпередаются на панель |
||
управления полетом; при нео ходимости пространственные коорди- |
|||
наты могут |
ыть перевычислены из горизонтной системы в ортодро- |
||
мическую систему координат, используемую при дальних и |
|||
сверхдальн |
х полетах. |
||
|
Легко в деть, что если инерциальная навигационная система |
||
спользуется для нужд нав гации автомобильного транспорта, то об- |
|||
работка |
нерц альных змерений может быть несколько иной: |
||
|
• выч сленные с помощью гироскопов углы наклона платфор- |
||
мы |
с блоком нерц альных измерений используются только для |
||
сч |
слен |
я |
; |
|
• |
вместо горизонтной системы координат используется систе- |
|
ма, в путикоторой создана навигационная карта (преимущественно систе- |
|||
ма координат 1942 г., проекция Гаусса–Крюгера). |
|||
|
Для получения более точных навигационных данных блок изме- |
||
рений (см. рис. 10.6) дополняется датчиком температуры, давления и |
|||
трехосным магнитометром для измерения параметров атмосферы и |
|||
Смагнитного поля Земли; в связи с этим дополняются и функции блока |
|||
вычислений.
75