2. Биим на вог

(разработка ЦНИИ «Электроприбор» на ВОГ ф.«Физоптика», г. Москва)

2.1. Инерциальный измерительный модуль на базе ВОГ, акселерометров и встроенного микрокомпьютера предназначен для выработки курса и динамических параметров движения быстроходных судов, катеров, яхт и наземного транспорта.

При интегрировании с ПА GPS/ГЛОНАСС точность определения координат места, скорости и путевого угла соответствует параметрам используемого приемника с учетом инерциального сглаживания помех на интервале до 100 с.

Интерфейс канала связи — RS232 по протоколу NMEA 0183. Выдача потребителю угла курса, динамических и навигационных параметров движения по интерфейсу RS 232/422/485 на частоте до 100 Гц.

Электропитание системы – 24В постоянного тока. Потребляемая мощность – 60 Вт.

Время готовности – не более 60 мин (в зависимости от температуры окружающей среды).

Габаритные размеры – 252x342 мм, Масса – 17 кг.

2.2. Допустимые значения () погрешностей выработки:

- курса географического — 0,4sec;

- углов качки и рыскания – 0,1;

- составляющих угловой скорости по трем осям – 0,1/с ;

- составляющих линейной скорости качки – 0,1 м/с;

- вертикальных перемещений – 0,1 м;

- вертикальных ускорений – 0,1 м/с².

Указанные погрешности выработки динамических параметров движения обеспечиваются при качке до 15.

Условия эксплуатации:

- линейная скорость — до 60 узлов,

- углы качки — до 45,

- угловые скорости качки — до 30/с,

- линейные ускорения — до 2g,

- диапазон рабочих температур – 0…+55C,

- диапазон предельных температур (для хранения изделия) -20…+60C,

- допустимый уровень одиночных ударов — до 20g.

2.3. Особенности конструкции.

БИИМ на ВОГ (прибор ВИИМ – рис. 2.3.1а) является основным прибором изделия «Мининавигация-К» и состоит из измерительного модуля (ИМ) с блоком электроники и основания с элементами системы автокомпенсационного вращения.

Состав ИМ:

три ВОГ - ВГ 951;
три линейных акселерометра АК10/4 (с кварцевым чувствительным элементом);
плата вторичного источника питания (ВИП) чувствительных элементов;
плата системы термостатирования (СТС) с нагревательными транзисторами и терморезистором;
плата датчика температуры (ДТ);
модуль аналогового ввода-вывода (АЦП) DM6430HR-1;
модуль процессорный СМС16686GX300HR-32;
расширитель интерфейса РСМ-3610-А;
источник питания IPWR104-L60W;
плата индикации.

Состав основания:

микроконтроллер МК-БСС управления моментным двигателем и датчиком угла;
моментный двигатель БМДР-12-2;
преобразователь угла ИПУ-ДУЦ;
токоподвод неограниченного угла вращения;
арретир.

Функциональная схема прибора ВИИМ приведена на рис. 2.3.1б.

ВОГ и акселерометры являются чувствительными элементами прибора, которые измеряют вращательное и поступательное движение носителя в пространстве.

Гироскопы и акселерометры устанавливаются на кронштейне ИМ, который подогревается двумя нагревательными транзисторами. Контроль за температурой ИМ осуществляется ДТ, который выдает в модуль процессорный, через АЦП, текущее значение температуры. СТС обеспечивает прогрев чувствительных элементов до рабочей температуры порядка +40 С с последующей стабилизацией ее с точностью не хуже 1 С.

Питание чувствительных элементов обеспечивает ВИП.

АЦП принимает сигналы от чувствительных элементов в аналоговом виде и преобразовывает их в машинный код. Далее этот код по шине ISA или PCI передается в модуль процессорный, где решаются задачи выработки углов наклона и курса географического. Для решения этих задач с заданной точностью используется автокомпенсационное вращение ИМ и внешняя информация от потребителя о скорости движения и месте нахождения носителя. Связь с потребителем и микроконтроллером МК-БСС, отвечающим за автокомпенсационное вращение, осуществляется через расширитель интерфейса.

Питание АЦП, модуля процессорного, расширителя интерфейса и платы индикации осуществляет специализированный источник питания.

АЦП, модуль процессорный, расширитель интерфейса и источник питания конструктивно выполнены в формате РС/104. Это исполнение позволяет соединять эти модули посредством проходного разъема РС/104, образуя блок вычислителя, обмен между модулями которого осуществляется по шине ISA (16-разр.) или PCI (32-разр.).

ИМ устанавливается на основание и имеет одну степень свободы относительно оси, перпендикулярной основанию прибора, т.е. ИМ относительно основания прибора может разворачиваться на неограниченный угол. Разворот обеспечивается моментным двигателем, а значение угла рассогласования ИМ с основанием вырабатывается двухотсчетным преобразователем угла, который обеспечивает точность съема угла порядка 10 угловых секунд.

Электрическая связь ИМ с неподвижными элементами прибора и с потребителем осуществляется через кольцевой токоподвод неограниченного угла поворота.