ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА ФОРМИРОВАНИЯ АБСОЛЮТНОЙ ВЫСОТЫ Российский патент 1997 года по МПК G01C23/00 

Изобретение относится к измерительной технике. Известны комплексные системы формирования абсолютной высоты на основе обработки физически разнородных датчиков [1 и 2]
Наиболее близкой из аналогов является радиоинерциальная система наведения с коррекцией от датчиков абсолютной высоты: канала измерения высоты и вертикальной скорости спутникового датчика координат, радиовысотомера с блоком карты рельефа местности [3] Недостатком такой системы является наличие погрешности при расчете откорректированной абсолютной инерциальной высоты.

Задача изобретения повышение точности формирования абсолютной высоты.

Задача достигается тем, что в информационную систему формирования абсолютной высоты, содержащую объединенные в кольцо вертикальный инерциальный датчик, первый блок разности, корректирующий фильтр, а также радиовысотомер, спутниковый датчик координат и блок карты рельефа местности, на один и другой, входы которого подключены первый и второй выходы спутникового датчика координат, введены блок формирования функций управления и комплексный фильтр системы, на первый шестой входы которого подключены соответственно выход радиовысотомера, один выход блока карты рельефа местности, третий выход спутникового датчика координат, первый, второй и третий выходы блока формирования функций управления, на первый второй и третий входы которого подключены соответственно выход радиовысотомера, другой выход блока карты рельефа местности, четвертый выход спутникового датчика координат, а на другой вход первого блока разности подключен выход комплексного фильтра системы, причем комплексный фильтр системы выполнен на последовательно соединенных втором блоке разности, первом блоке умножения, первом интеграторе, первом блоке деления, третьем блоке разности, втором интеграторе, четвертом блоке разности, выход которого подключен к выходу комплексного фильтра системы, первый, второй и третий входы которого подключены соответственно к первому и второму входам второго блока разности и к другому входу четвертого блока разности, выход которого подключен также к третьему входу второго блока разности включен второй блок умножения, на другой вход которого подключен четвертый вход комплексного фильтра системы, пятый и шестой входы которого подключены соответственно к другому входу первого блока умножения и к другому входу первого блока деления; блок формирования управляющих функций выполнен на последовательно соединенных пятом блоке разности, втором блоке деления, третьем блоке деления, шестом блоке разности, третьем интеграторе, блоке возведения в степень, третьем блоке умножения, блоке дифференцирования, седьмом блоке разности, а также содержит задатчик постоянных параметров, один и другой выходы которого подключены соответственно к другому входу третьего блока деления и к другому входу шестого блока разности, включенный между выходом второго блока деления и другим входом седьмого блока разности четвертый блок деления, на другой вход которого подключен выход третьего блока умножения, на другой вход которого подключен выход третьего блока деления, подключенный также к первому выходу блока формирования функций управления, на второй и третий выходы которого подключены соответственно выход седьмого блока разности и выход блока возведения в степень, а первый, второй и третий входы блока формирования функций управления, на второй и третий выходы которого подключены соответственно выход седьмого блока разности и выход блока возведения в степень, а первый, второй и третий входы блока формирования функций управления подключены соответственно к другому входу второго блока деления и к одному и другому входам пятого блока разности.

На фиг. 1 представлена блок-схема системы, содержащей:
1 вертикальный инерциальный датчик ВИД;
2 первый блок разности БР1;
3 корректирующий фильтр КФ;
4 спутниковый датчик координат СДК;
5 блок карты рельефа местности БКРМ;
6 радиовысотомер РВ;
7 комплексный фильтр системы КФС;
8 блок формирования функций управления БФФУ.

На фиг. 2 представлена блок-схема КФС7, содержащего:
9 второй блок разности БР2;
10 первый блок умножения БУ1;
11 первый интегратор И1;
12 первый блок деления БД1;
13 третий блок разности БР3;
14 второй интегратор И2;
15 четвертый блок разности БР4.

На фиг. 3 представлена блок-схема БФФУ8, содержащего:
17 пятый блок разности БР5;
18 второй блок деления БД2;
19 третий блок деления БД3;
20 шестой блок разности БР6;
21 третий интегратор И3;
22 блок возведения в степень БВС;
23 третий блок умножения БУ3;
24 блок дифференцирования БДИ;
25 седьмой блок разности БР7;
26 задатчик постоянных параметров ЗПП;
27 четвертый блок деления БД4.

Информационная система формирования абсолютной высоты работает следующим образом.

На один из входов комплексного фильтра 7 системы поступает с выхода спутникового датчика 4 сигнал измеренной абсолютной высоты H_c= H+ΔH_c (где ΔH_c систематическая погрешность). В соответствии с координатами местоположения, поступающими с двух выходов спутникового датчика 4 координат на два входа блока 5 карты рельефа местности, с одного выхода которого сигнал высоты рельефа h_р поступает на второй вход фильтра 7, на первый вход которого поступает сигнал измеренной геометрической высоты H_рв H_r + КН_r + (где К постоянная величина, высокочастотная погрешность) с выхода радиовысотомера 6. На входы блока 8 формирования функций управления поступают соответственно сигналы H_рв с выхода радиовысотомера 6, производная изменения рельефа с выхода блока 5 и вертикальной скорости с выхода датчика 4.

В блоке 8 формируются функции управления
,
; A и B заданные постоянные величины). Сигналы F₀, F₂, F₃ поступают на входы фильтра 7, где формируется сигнал откорректированной абсолютной высоты H_K1= H+δH_K1 (где δH_K1_→ 0 и по окончании переходного процесса H_к H).

В блоке 2 разности сигнал H_К1 вычитается из поступающего на другой вход блока 2 сигнала откорректированной инерциальной высоты H_Кn и поступает на вход корректирующего фильтра 3 с выхода которого компенсирующий сигнал x поступает на вход вертикального инерциального датчика 1, где формируется H_ки. В замкнутом контуре H_ки H (абсолютной высоте), т.е. погрешности абсолютной высоты близки к нулю.

Использование: изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при формировании абсолютной высоты полета летательных аппаратов. Сущность изобретения: на комплексный фильтр системы КФС 7 поступают сигналы соответствующие высоте рельефа h_р, измеренной геометрической высоте H_рв и измеренной абсолютной высоте H_с, с учетом которых формируется сигнал откорректированной абсолютной высоты H_к1. Сигнал H_к1 поступает на вход блока разности (БР1), на другой вход которого поступает сигнал откорректированной инерциальной высоты H_ки. Разностный сигнал поступает на вход корректирующего фильтра КФ3 с передаточной функцией. Корректирующий сигнал поступает на вход вертикального инерциального датчика, где формируется H_ки. В замкнутом контуре H_ки - H (абсолютной высоте). 3 ил.

Информационная система формирования абсолютной высоты, содержащая объединенные в кольцо вертикальный инерциальный датчик, первый блок разности, корректирующий фильтр, а также радиовысотомер, спутниковый датчик координат и блок карты рельефа местности, на один и другой входы которого подключены первый и второй выходы спутникового датчика координат, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены блок формирования функций управления и комплексный фильтр системы, на первый шестой входы которого подключены соответственно выход радиовысотомера, один выход блока карты рельефа местности, третий выход спутникового датчика координат, первый, второй и третий выходы блока формирования функций управления, на первый, второй и третий входы которого подключены соответственно выход радиовысотомера, другой выход блока карты рельефа местности, четвертый выход спутникового датчика координат, а на другой вход первого блока разности подключен выход комплексного фильтра системы, причем комплексный фильтр системы выполнен на последовательно соединенных втором блоке разности, первом блоке умножения, первом интеграторе, первом блоке деления, третьем блоке разности, втором интеграторе, четвертом блоке разности, выход которого подключен к выходу комплексного фильтра системы, первый, второй и третий входы которого подключены соответственно к первому и второму входам второго блока разности и к другому входу четвертого блока разности, выход которого подключен также к третьему входу второго блока разности, между выходом второго блока разности и другим входам третьего блока разности включен второй блок умножения, на другой вход которого подключен четвертый вход комплексного фильтра системы, пятый и шестой входы которого подключены соответственно к другому входу первого блока умножения и к другому входу первого блока деления, блок формирования управляющих функций выполнен на последовательно соединенных пятом блоке разности, втором блоке деления, третьем блоке деления, шестом блоке разности, третьем интеграторе, блоке возведения в степень, третьем блоке умножения, блоке дифференцирования, седьмом блоке разности, а также содержит задатчик постоянных параметров, один и другой выходы которого подключены соответственно к другому входу третьего блока деления и к другому входу шестого блока разности, включенный между выходом второго блока деления и другим входом седьмого блока разности четвертый блок деления, на другой вход которого подключен выход третьего блока деления, подключенный также к первому выходу блока формирования функций управления, на второй и третий выходы которого подключены соответственно выход седьмого блока разности и выход блока возведения в степень, а первый, второй и третий входы блока формирования функций управления подключены соответственно к другому входу второго блока деления и к одному и другому входам пятого блока разности.