
- •Предисловие
- •§ 1.1. Небесная сфера
- •§ 1.4. Эклиптические системы координат
- •§ 2.2. Навигационные светила
- •§ 2.5. Телевизионные и радиационные пеленгаторные системы
- •§ 2.6. Измерительная плоскость и плоскость пеленгации
- •§ 2.7. Измеряемые параметры. Оценка качества плоскости пеленгации
- •§ 4.7. Летоисчисление
- •§ 5.1. Поверхности и линии положения летательного аппарата
- •§ 5.2. Астрономические линии положения самолета
- •§ 5.4. Поверхности положения космических летательных аппаратов
- •§ 6.4. Поправка секстанта и способы ее определения
- •§ 6.5. Астрономические расчетные пособия
- •§ 7.1. Принципы устройства астрономических компасов
- •§ 7.3. Методы компенсации перемещения самолета
- •§ 7.5. Методика измерения курса в полете
- •§ 7.6. Методика выполнения полета по заданному маршруту с помощью астрокомпаса
- •§ 8.3. Астроинерциальные навигационные системы
- •§ 8.5. Погрешности астроориентаторов
- •§ 10.2. Общая оценка эффективности астронавигационных систем и средств
- •§ 10.3. Оценка факторов, определяющих эффективность применения астронавигационных средств
Этот метод применяется в горизонтальных астрокомпасах, для которых на основании (2.52) параметры пеленгации F и С будут
/ 7 =tgAcos Л, G = — tgAsin Л.
Учитывая эти значения параметров пеленгации, получим следующее значение угла поворота плоскости пеленгации относительно вертикальной оси:
tg A cos (Л —Л/) di.
Для восстановления пеленгации плоскость пеленгации нужно повернуть относительно оси поискового вращения на угол ее ухода, но в обратном направлении.
Следовательно, поправка в значение курса для компенсации кренового вращения будет равна углу поворота плоскости пеленгации, взятому с обратным знаком:
д ИК/ = — tg A cos (А — Ai) di |
(7. 7) |
||
и тогда точное значение курса |
будет |
||
|
И К = И К и з м + д И К „ |
|
(7.8) |
где |
ИКизм — измеренное |
значение |
|
курса. |
|
|
|
Этот метод компенсации применен
|
|
в ДАК-ДБ |
всех модификаций. По- |
|
Рис. |
7. 7. Принцип дейст- |
правка в значение курса ДИК* в этом |
||
вия |
кренокорректора |
астрокомпасе |
вычисляется с |
помощью |
|
ДАК-ДБ |
кренокорректора и вводится |
непосред- |
ственно в указатель.
Чувствительным элементом кренокорректора является маятник с осью вращения, расположенной в плоскости пеленгации.
Как видно из рис. 7.7, при наличии кренового вращения di маятник М кренокорректора повернется относительно оси ЬЬ на угол cos (Л—A{)di. Высота светила, необходимая для вычисления поправки (7.7), определяется с помощью сферанта — построителя небесной сферы, расположенного в вычислителе астрокомпаса.
Наличие маятникового чувствительного элемента в механизме компенсации является причиной появления погрешности измерения курса за счет ускорений самолета.
§ 7.3. МЕТОДЫ КОМПЕНСАЦИИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ САМОЛЕТА
Измерение курса самолета в полете для контроля и коррекции показаний курсовой системы при работе в режиме ГПК, а также выполнение полета по заданному маршруту с помощью астрокомпаса требуют компенсации перемещения самолета.
188
С помощью астрономического компаса возможно выполнение полета по заданной ортодромии, по локсодромии и по так называемой астрономической локсодромии *.
В этом параграфе будут рассмотрены методы компенсации при измерении (коррекции) курса и выполнении полета по ортодромии и локсодромии.
1. Методы компенсации при измерении (коррекции) ортодромического курса и выполнении полета по ортодромии
Ортодромия характеризуется равенством нулю, навигационной компоненты da. Поэтому возможные методы компенсации должны предусмотреть необходимость компенсации только поворота плоскости пеленгации за счет перемещения самолета dS.
Возможны два метода компенсации перемещения самолета при измерении ортодромического курса и выполнении с помощью астрокомпаса полета по ортодромии: метод путевой коррекции и метод азимутальной коррекции.
Метод путевой коррекции заключается в полной компенсации
вектора перемещения самолета dS |
путем введения |
компенси- |
рующего вектора dKs, так что |
|
|
dS + d/<s |
= 0. |
(7.9) |
Компенсирующий вектор для компенсации этого вращатель-
ного движения, так же как и в предыдущих случаях, |
является |
||
частью общего компенсирующего вектора dK. |
|
|
|
За счет вектора dS плоскость |
пеленгации |
астрокомпаса |
|
вместе с самолетом поворачивается |
в пространстве вперед по |
||
направлению движения и выходит из направления |
на |
светило. |
Введением компенсирующего вектора dKs плоскость пеленгации на такой же угол поворачивается назад, к хвосту самолета.
На основании (2.26) угол поворота плоскости пеленгации за время полета t будет
(7. Ю)
где R — радиус Земли;
W — путевая скорость самолета.
Этот метод применен в ДАК-ДБ, в котором чувствительный элемент, реализующий плоскость пеленгации, поворачивается назад к хвосту самолета в соответствии с соотношением (7.10). Компенсирующий сигнал AKs=AS вырабатывается в путевом корректоре при ручном вводе штурманом значения путевой скорости самолета.
* Более подробная характеристика этой линии пути самолета будет дана
«иже.
189
Таким образом, ДАК-ДБ всех модификаций позволяет непосредственно измерять ортодромический курс самолета и выполнять полет по заданной ортодромии. В этом смысле его можно назвать ортодромическим астрокомпасом.
Метод азимутальной коррекции. Из уравнения пеленгации (2.37) при выполнении полета по ортодромическому маршруту пройденному самолетом расстоянию dS соответствует поворот плоскости пеленгации относительно вертикальной оси на угол
FdS sin a -f- GdS cos а.
Учитывая значения параметров пеленгации для горизонтального астрокомпаса (2.52), этот угол поворота можно представить как
-tgAsin(,4-a)rf<S. |
|
(7.11) |
||
Сущность этого метода |
заключается в обратном |
вращении |
||
плоскости пеленгации относительно |
вертикальной оси на |
угол |
||
ее ухода из направления на светило |
(7.11). |
|
|
|
Математически это можно представить следующим образом: |
||||
- tg Л s in (A - a) dS + dKs=0, |
|
(7.12) |
||
где dKs — компенсирующее |
вращение относительно |
вертикаль- |
||
ной оси. |
|
|
|
|
Из уравнения (7.12) угол компенсирующего поворота |
будет |
|||
dKs=tg |
Л sin ( А - a) dS. |
|
(7.13) |
Этот метод реализуется в астроориентаторе БЦ-63 (63А) при измерении ортодромического курса самолета.
2. Методы компенсации при измерении (коррекции) истинного курса и выполнении полета по локсодромии
При измерении истинного курса и выполнении полета с помощью астрокомпаса по локсодромии возможны в принципе четыре метода компенсации перемещения самолета: метод азимутальной коррекции, метод азимутально-координатной коррекции, метод непосредственной координатной коррекции и метод азимутально-путевой коррекции.
При измерении истинного курса, так же как и при полете по локсодромии, в уравнениях пеленгации компенсации подлежат члены, содержащие навигационную компоненту da, и характеризующий перемещение самолета угол dS.
Таким образом, при перемещении по локсодромии на величину dS плоскость пеленгации горизонтального астрокомпаса относительно вертикальной оси повернется на угол, определяемый суммой членов (7.11) и члена Hdy из уравнения пеленгации (2.37). Будем считать, что пилотажная компонента полностью скомпенсирована, тогда, учитывая значение навигацион-
190
ной компоненты при полете по локсодромии (2. 23) и значение параметра пеленгации И из (2.52), получим
Hdy= — tgcp sina dS.
Теперь суммарный угол поворота плоскости пеленгации будет
— tg ср sin adS — tg A sin (A — a) dS.
Вследствие этого вращения условие пеленгации светила будет нарушено.
М е т о д а з и м у т а л ь н о й к о р р е к ц и и. Этот метод предусматривает обратный поворот плоскости пеленгации относительно вертикальной оси на угол ее ухода из направления на светило. Математически это можно представить следующим образом:
— tg ср sin adS — tg Л sin (Л — a) dS -("" dKs =0» |
(7. 14) |
|||||||||
где dKs — угол компенсирующего |
поворота |
плоскости |
пеленга- |
|||||||
ции относительно |
вертикальной оси. |
|
|
|||||||
Из уравнения (7.14) |
получим |
|
|
|
|
|
||||
|
dK$ ~ |
[t£ <р sin a |
tg A sin (А — a)] dS. |
|
(7. 15) |
|||||
Как видно из этой |
формулы, |
угол |
компенсирующего |
пово- |
||||||
рота плоскости пеленгации при данном |
методе является |
функ- |
||||||||
цией пройденного расстояния |
dS. |
|
|
|
|
|
||||
Этот метод в современных астрономических компасах не реа- |
||||||||||
лизуется. |
а з и м у т а л ь н о - к о о р д и н а т н о й |
к о р р е к - |
||||||||
М е т о д |
||||||||||
ции предусматривает обратное вращение плоскости |
пеленга- |
|||||||||
ции относительно вертикальной оси, однако угол поворота |
в ме- |
|||||||||
тоде является |
функцией приращения широты dq> и долготы dK |
|||||||||
места самолета. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из уравнения (7.15) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
dKs=(tg |
<р — tg A cos А) sin adS -f tg A sin A cos |
adS. |
|
|||||||
Из рассмотрения рис. 2.16 можно получить следующие зави- |
||||||||||
симости: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
поэтому |
sin adS=dk |
cos ср, |
cos a dS=rfcp, |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
rf/(5=(sincp |
— tg A cos cp cos A)d\+ |
tgAcos Ado. |
(7.16) |
Таким образом, угол компенсирующего поворота может быть выражен в виде функции приращения широты и долготы места самолета. Метод реализуется в БЦ-63 для измерения истинного курса и при полете с постоянным истинным курсом. В современных астрокомпасах метод не реализуется.
191
М е т о д |
н е п о с р е д с т в е н н о й |
к о о р д и н а т н о й |
кор- |
||||||
р е к ц и и . |
Этот метод сводится к |
введению |
компенсирующих |
||||||
векторов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
— dK\; |
— dK9; |
|
—dKa, |
|
|
|
||
где —dK\ — вектор |
компенсирующего |
поворота |
относительно |
||||||
|
оси мира, равный по модулю приращению долготы |
||||||||
—dK9 |
места |
самолета; |
|
|
|
|
|
|
|
— вектор |
компенсирующего |
поворота |
относительно |
||||||
|
оси запад—восток, равный по модулю приращению |
||||||||
|
широты места |
самолета; |
|
|
|
|
|||
—dKa |
— вектор |
поворота |
относительно вертикальной |
оси, |
|||||
|
компенсирующий |
навигационную |
компоненту. |
|
|||||
Компенсирующие векторы берутся |
из общего |
компенсирую- |
щего вектора dK
Этот метод в современных астрокомпасах не реализуется.
М е т о д а з и м у т а л ь н о - п у т е в о й к о р р е к ц и и . Ази- мутально-путевая коррекция заключается в компенсации нави-
гационной компоненты da путем вращения плоскости |
пеленга- |
||||||
ции относительно вертикальной оси на |
угол, |
характеризуемый |
|||||
вектором —da, и относительно поперечной оси |
назад |
на |
угол, |
||||
характеризуемый |
вектором —dS. |
|
|
|
|
|
|
В современных астрономических компасах этот метод не при- |
|||||||
меняется. |
|
|
|
|
|
|
|
§ 7 . 4 . МЕТОДЫ |
КОМПЕНСАЦИИ ВРАЩЕНИЯ |
ЗЕМЛИ |
|
||||
Известны два метода компенсации этого вращательного дви- |
|||||||
жения — метод полной компенсации вращения |
Земли |
и |
метод |
||||
азимутальной коррекции. |
Земли |
|
|
|
|||
Метод полной |
компенсации вращения |
сводится |
к об- |
||||
ратному вращению |
плоскости пеленгации относительно оси |
||||||
мира. Иначе говоря, метод основан на |
введении |
компенсирую- |
|||||
щего вектора ЛСе в направлении оси мира так, что |
|
|
|||||
|
|
d Q ± d K e = 0. |
|
|
|
|
(7.17) |
Компенсирующий вектор dK* = —dQ является частью общего
компенсирующего вектора dK. Как было показано выше,
d e = co3d/,
где юз — угловая скорость вращения Земли.
Угловая скорость вращения Земли постоянна, вследствие этого компенсирующее вращение плоскости пеленгации относительно оси мира можно осуществлять с помощью часового механизма.
192