СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ВЕТРА НА БОРТУ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА И КОМПЛЕКСНАЯ НАВИГАЦИОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Российский патент 2012 года по МПК G01C23/00 

Описание патента на изобретение RU2461801C1

Предлагаемые способ и комплексная навигационная система относятся к области авиационного приборостроения и могут быть использованы при разработке навигационного оборудования летательных аппаратов (ЛА).

В навигационных системах ЛА широко используется курсовоздушный метод счисления пути (Селезнев В.П. Навигационные устройства, М.: Машиностроение, 1974 г., гл.X).

Для обеспечения большей точности определения координат местоположения в режиме курсовоздушного счисления пути и при решении многих функциональных задач на борту ЛА необходимо иметь информацию о скорости и направлении ветра.

Теоретические и практические аспекты функционирования бортового оборудования, обеспечивающего определение и использование скорости ветра на борту ЛА, приведены в следующих работах:

1. Воробьев Л.М. Воздушная навигация, М.: Машиностроение, 1984.

2. Кирст М.А. Навигационная кибернетика полета. М.: Воениздат, 1971.

3. Помыкаев И.И., Селезнев В.П., Дмитроченко Л.А. Навигационные приборы и системы. М.: Машиностроение, 1983.

4. Ривкин С.С., Ивановский Р.И., Костров А.В. Статистическая оптимизация навигационных систем. Л.: Судостроение, 1976.

5. Рогожин В.О., Синеглазов В.М., Фiяшкiн М.К. Пiлотажно-навiгацiйнi комплекси повiтряних суден. К.: Книжкове видавництво НАУ, 2005 (на украинском языке).

6. Селезнев В.П. Навигационные устройства. М.: Машиностроение, 1974.

7. Справочник пилота и штурмана гражданской навигации. Под редакцией Васина И.Ф. М.: Транспорт, 1988.

Скорость и направление ветра обычно задаются с помощью задатчика по командам с земли либо определяются на борту ЛА каким-либо косвенным способом (см. [6], гл.X; [2], гл.VII; [5], гл.7; [7], гл.9). Измерение скорости и направления ветра непосредственно на борту ЛА более предпочтительно, т.к. позволяет постоянно уточнять их значения в районе нахождения ЛА.

В книге [6] на стр.276 описан способ измерения скорости ветра на борту ЛА, при котором скорость и направление ветра в полете получаются в результате сравнения координат ЛА XB, YB, полученных счислением пути относительно воздуха и координат фактического места ЛА, измеренных любым из известных методов ориентировки (визуальным, астрономическим, радиотехническим и др.) X, Y.

Составляющие скорости ветра в земной системе координат равны:

,

,

где t - время счисления пути.

Конкретным примером реализации этого способа в авиационной аппаратуре может служить комбинированная навигационная система, описанная в книге [2] на стр.131-135. В этой системе в качестве интегральных ошибок системы с помощью данных радиоизмерений определяются погрешности датчика воздушной скорости и датчика курса, включающие составляющие вектора скорости ветра:

что принципиально не мешает рассматривать эту систему как определяющую составляющие скорости ветра в земной географической системе координат

В книге [6] на стр.546-556, на примере курсовоздушно-доплеровской навигационной системы, описан способ измерения скорости ветра, при котором скорость и направление ветра в полете определяют в результате сравнения скорости ЛА относительно воздуха VB, измеренной аэрометрическим методом, с путевой скоростью ЛА W, измеренной радиотехническим доплеровским методом. В принципе, для определения скорости ветра может быть использован любой метод измерения путевой скорости W, например инерциальный или широко применяемый в настоящее время радиотехнический спутниковый.

Полагаем, что в обоих случаях описан один и тот же способ определения скорости ветра, основанный на измерении параметров движения ЛА относительно воздуха и сравнении их с аналогичными параметрами движения ЛА относительно поверхности земли.

Этот способ, как наиболее близкий к предлагаемому, выбран в качестве прототипа.

При этом, учитывая, что измерителям путевой скорости и фактического места ЛА, например радиотехническим системам (ДИСС - доплеровский измеритель скорости и сноса, СНС - спутниковая навигационная система, РСБН - радиотехническая система ближней навигации, РСДН - радиотехническая система дальней навигации) присущи случайные погрешности, имеющие высокочастотный характер, полагаем, что способ предполагает статистическую фильтрацию этих погрешностей.

Как уже говорилось выше, систему, описанную в книге [2] на стр.131-135, можно рассматривать как определяющую составляющие скорости ветра в земной географической системе координат:

где XE, YN - измеренные координаты фактического местоположения ЛА в географической системе координат, а координаты ХЕВ, YNB получают счислением горизонтальных составляющих вектора воздушной скорости VEB, VNB в географической системе координат относительно координат начального местоположения ЛА ХЕ0, YN0:

VEB=VsinΨ+VcosΨ+UE,

VNB=VcosΨ+VsinΨ+UN,

V, V - составляющие вектора воздушной скорости в горизонтальной самолетной системе координат:

V=VИ(cosϑ+αАТsinϑcosγ+βCKsinϑsinγ),

V=VИCKcosγ-αATsinγ),

VИ - продольная составляющая вектора воздушной скорости, измеряемая датчиком воздушной скорости, αАТ, βCK - углы атаки и скольжения, измеряемые датчиками угла атаки и угла скольжения, Ψ, γ, υ - курс, крен, тангаж, измеряемые инерциальной курсовертикалью.

Конкретным примером реализации способа-прототипа в авиационной аппаратуре, с использованием данных о путевой скорости ЛА, может служить вышеупомянутая курсо-воздушно-доплеровская навигационная система, описанная в книге [6], на стр.546-556.

В системе, описанной в книге в книге [6], на стр.546-556, составляющие скорости ветра в географической системе координат определяются путем интегрирования результатов сравнения составляющих векторов путевой WE, WN и воздушной скорости VEB, VNB:

Измеренные по способу-прототипу составляющие скорости будут определены с большими погрешностями, т.к. они включают в себя составляющую, обусловленную погрешностью датчика воздушной скорости.

UE*=UE+ΔUEV,

UN=UN+ΔUNV,

где ΔUEV, ΔUNV - ошибки в определении по соответствующим осям составляющих скорости ветра, обусловленные погрешностью датчика воздушной скорости, UX, UY - действительные составляющие вектора скорости ветра.

Постоянные коэффициенты K1 и К2 обычно подбираются из условия минимума среднеквадратической ошибки по координатам и скорости.

Так как ошибки измерителей вектора воздушной скорости связаны с самолетной системой координат, а ветер с земной системой координат, то навигационные системы, использующие способ-прототип для измерения ветра, наиболее эффективно работают при полетах с неизменным курсом, когда положение самолетной системы координат относительно земной не меняется.

Если же ЛА совершает маневр по курсу, то входящие, в предварительно измеренный по способу-прототипу вектор скорости ветра, ошибки его измерения, обусловленные погрешностью датчика воздушной скорости, вносят дополнительные погрешности в счисляемые координаты, т.к. они разворачиваются вместе с самолетной системой координат, но продолжают учитываться в составляющих вектора скорости ветра, определенных при другом взаимоположении земной и самолетной систем координат.

Поскольку информация о скорости ветра используется при решении многих задач на борту ЛА, то точность данных о скорости ветра имеет существенное самостоятельное значение.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности измерения скорости ветра и расширение функциональных возможностей способа путем раздельного определения составляющих вектора скорости ветра и погрешности датчика воздушной скорости на участках маневра по курсу, при котором взаимное расположение осей земной системы координат и самолетной системы координат, в которой работает датчик воздушной скорости, меняются.

Указанная цель достигается тем, что в способе измерения скорости ветра на борту ЛА, основанном на измерении угловой ориентации и скорости относительно воздуха, счисления пути пройденного относительно воздуха, измерения путевой скорости и/или координат местоположения любым из известных методов, например инерциальным, радиотехническим или визуальным, сравнения путевой скорости с скоростью относительно воздуха и/или сравнения текущих координат с координатами, полученными счислением, и интегрирования полученных разностных сигналов по скорости и/или координатам, дополнительно результат сравнения скоростей и/или координат перед интегрированием изменяют в функции текущего значения курса, а само определение скорости ветра осуществляют непосредственно в процессе маневрирования по курсу.

Составляющие вектора скорости ветра UE, UN, погрешность датчика воздушной скорости ΔV определяются следующим образом:

где ΔX и ΔY - разностные сигналы по координатам или скорости.

При использовании разностных сигналов по координатам:

ΔХ=ХEB-XE, ΔY=YNB-YN,

где ХЕ и YN координаты фактического местоположения ЛА, измеренные любым из известных способов, а ХЕВ и YNB получают интегрированием составляющих вектора воздушной скорости в земной системе координат:

VEB=VsinΨ+VcosΨ+UE,

VNB=VcosΨ+VsinΨ+UN,

V, V - составляющие вектора воздушной скорости в горизонтальной самолетной системе координат:

V=(VИ-ΔV)(cosϑ+αАТsinϑcosγ+βCKsinϑsinγ),

V=(VИ-ΔV)(βCKcosγ-αATsinγ),

VИ - продольная составляющая вектора воздушной скорости, измеряемая датчиком воздушной скорости, αАТ, βСК - углы атаки и скольжения, измеряемые датчиками угла атаки и угла скольжения, Ψ, γ, υ - параметры угловой ориентации ЛА: курс, крен, тангаж, измеряемые инерциальной курсовертикалью.

При использовании разностных сигналов по скорости:

ΔХ=VEB-WE, ΔY=VNB-WN,

где WE и WN составляющие вектора путевой скорости, измеренные любым из известных способов.

Поскольку, как указывалось выше, в измеренных координатах фактического местоположения и путевой скорости ЛА присутствуют случайные ошибки, а курс, крен, тангаж, скорость, угол атаки и угол скольжения изменяются вследствие произвольных маневров ЛА, то для определения закона регулирования коэффициентов усиления Kij целесообразно использовать один из известных методов статистического оптимального оценивания систем с переменными параметрами, например метод оптимальной фильтрации Калмана [4], который в настоящее время широко применяется для оценивания случайных параметров, в том числе погрешностей систем, в различных областях техники.

При этом коэффициенты усиления Kij будут являться элементами изменяющейся во времени матрицы усиления K(t), определяемой матричными уравнениями:

K(t)=P(t)H(t)R-1(t),

P(t0)=P0.

При использовании разностных сигналов по координатам матрицы H(t) и R(t) имеют вид:

При использовании разностных сигналов по скорости матрицы H(t) и R(t) имеют вид:

Матрица F(t) и начальное значение матрицы P(t) для обоих вариантов разностных сигналов имеют вид:

, ,

где , , , , - дисперсии случайных погрешностей системы по координатам, составляющим скорости ветра, воздушной скорости - дисперсии случайных погрешностей измерителя координат фактического местоположения ЛА, - дисперсии случайных погрешностей измерителя путевой скорости ЛА, а коэффициенты матрицы F(t) равны:

f1V=sinΨ,

f2V=cosΨ.

Зависимость коэффициентов усиления Kij от текущих значений курса ЛА позволяет на участках маневра по курсу по отдельности определить составляющие скорости ветра и погрешность датчика воздушной скорости.

Предлагаемый способ измерения скорости ветра на борту ЛА выгодно отличается от способа-прототипа тем, что измерение скорости ветра производится оптимальным образом при маневрах ЛА по курсу с одновременным автоматическим определением погрешности датчика воздушной скорости, что позволяет повысить точность определения составляющих скорости ветра.

Реализация способа-прототипа в виде устройства, с учетом только существенных для предлагаемого изобретения признаков, может быть представлена в виде функциональной блок-схемы, изображенной на фиг.1.

Устройство-прототип включает в себя:

- датчик воздушной скорости (ДВС) - 1;

- датчик углов атаки и скольжения (ДУАС) - 2;

- датчик курса и вертикали (ДКВ) - 3;

- датчик путевой скорости и координат местоположения (ДСК) - 4;

- блок определения составляющих вектора относительной скорости (БОС) - 5;

- четыре интегратора (И1, И2, И3, И4) - соответственно 6, 7, 8, 9;

- шесть усилителей (У1, У2, У3, У4, У5, У6) - соответственно 10, 11, 12, 13, 14, 15;

- десять сумматоров C1, C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9, C10 - соответственно 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25.

Недостатки устройства-прототипа аналогичны недостаткам способа-прототипа, приведенным выше.

Цель изобретения в виде комплексной навигационной системы (КНС) аналогична цели изобретения в виде способа, приведенной выше.

Поставленная цель для КНС, реализующей способ определения скорости ветра на борту ЛА, достигается тем, что в КНС, включающую датчик воздушной скорости, сумматор, датчик путевой скорости и координат местоположения, соединенный четырьмя выходами соответственно с входами четвертого, восьмого, пятого и девятого сумматоров, датчики углов атаки и скольжения, курса и вертикали, выходами соединенные с входами блока определения составляющих вектора относительной скорости, два выхода которого соответственно через последовательно соединенные второй сумматор, третий сумматор, первый интегратор и последовательно соединенные шестой сумматор, седьмой сумматор, второй интегратор поданы на вторые входы четвертого и восьмого сумматоров, причем вторые входы второго, шестого, пятого и девятого сумматоров соединены соответственно с выходами третьего интегратора, четвертого интегратора, второго и шестого сумматоров, введен блок формирования корректирующих сигналов, пятью входами подключенный соответственно к выходам датчика курса и вертикали, четвертого, пятого, восьмого и девятого сумматоров, а пятью выходами соединенный с входами третьего сумматора, седьмого сумматора, третьего интегратора, четвертого интегратора и вновь введенного пятого интегратора, выход которого подан на вход первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом датчика воздушной скорости, а выход подан на третий вход блока определения составляющих вектора относительной скорости

Предлагаемая КНС представлена на фиг.2 в виде функциональной блок-схемы и включает в себя:

- датчик воздушной скорости - ДВС;

- датчик углов атаки и скольжения - ДУАС;

- датчик курса и вертикали - ДКВ;

- датчик путевой скорости и координат местоположения - ДСК;

- блок определения составляющих вектора относительной скорости - БОС;

- пять интеграторов - И1, И2, И3, И4, И5;

- девять сумматоров - C1, С2, С3, С4, С5, С6, С7, С8, С9;

- блок формирования корректирующих сигналов - БКС.

Предлагаемая КНС работает следующим образом.

ДВС измеряет продольную составляющую вектора скорости ЛА относительно воздуха - истинную воздушную скорость VИ. В настоящее время для измерения истинной воздушной скорости наибольшее распространение нашли системы, основанные на аэрометрическом методе.

ДУАС измеряет углы ориентации ЛА относительно вектора воздушной скорости: угол атаки αАТ и угол скольжения βСК. В настоящее время для измерения углов атаки и скольжения наибольшее распространение нашли системы, основанные на аэрометрическом методе.

ДВС и ДУАС совместно реализуют функцию измерения вектора воздушной скорости ЛА.

ДСК измеряет скорость ЛА относительно земной поверхности - путевую скорость W и координаты фактического местоположения ХЕ и YN. В настоящее время для измерения составляющих вектора путевой скорости и координат фактического местоположения наибольшее распространение нашли инерциальные, радиотехнические и обзорно-сравнительные (визуальные, по полям рельефа) методы. В частности, для одновременного измерения путевой скорости и координат местоположения, на борту современных ЛА очень широко применяются спутниковые навигационные системы (СНС).

ДКВ измеряет параметры угловой ориентации ЛА относительно земной поверхности - курс Ψ, крен γ и тангаж υ. В настоящее время для измерения углов ориентации ЛА наиболее распространены системы, основанные на инерциальном методе. В качестве такого датчика может быть использована инерциальная навигационная система, инерциальная курсовертикаль, совокупность специализированных датчиков курса и вертикали.

В сумматоре C1 осуществляется учет погрешности ДВС ΔV, оценка которой произведена на интеграторе И5:

V=VИ-ΔV.

В БОС определяются составляющие вектора воздушной скорости ЛА в земной системе координат:

VE=V[cosϑ+αATsinϑcosγ+βCKsinϑsinγ)sinΨ+(βCKcosγ-αATsinγ)cosΨ],

VN=V[cosϑ+αATsinϑcosγ+βCKsinϑsinγ)cosΨ+(βCKcosγ-αATsinγ)sinΨ].

В сумматорах C2 и C6 осуществляется учет составляющих скорости ветра UE, UN, оценка которых произведена на интеграторах И3 и И4:

VEB=VE+UE,

VNB=VN+UN.

Счислении координат ХЕВ и YNB осуществляют интегрированием составляющих вектора воздушной скорости и корректирующих сигналов δК1, δК2 из БКС на интеграторах И1 и И2:

где ХЕ0 и YN0 - начальные значения координат ХЕ и YN.

Составляющие вектора скорости ветра UE, UN и погрешность датчика воздушной скорости ΔV определяют на интеграторах И3, И4 и И5 на основе корректирующих сигналов δK3, δК4, δК5 из БКС следующим образом:

Корректирующие сигналы δK1, δK2, δK3, δK4, δK5 в БКС формируются следующим образом:

δK1=K11ΔX+K12ΔY,

δK221ΔХ+K22ΔY,

δK3=K31ΔX+K32ΔY,

δK4=K41ΔX+K42ΔY,

δK5=K51ΔX+K52ΔY,

где ΔX и ΔY - разностные сигналы по координатам или скорости.

При использовании разностных сигналов по координатам сигналы ΔX и ΔY формируются на сумматорах C3 и C4:

ΔХ=ХЕВ-XE,

ΔY=YNB-YN,

где ХЕ и YN координаты фактического местоположения ЛА, измеренные ДСК.

При использовании разностных сигналов по скорости сигналы ΔХ и ΔY формируются на сумматорах C5 и C9:

ΔХ=VEB-WE,

ΔY=VNB-WN,

где WE и WN составляющие вектора путевой скорости, измеренные ДСК.

Коэффициенты усиления Kij формируются в БКС и являются элементами изменяющейся во времени матрицы усиления K(t), определяемой матричными уравнениями:

K(t)=P(t)H(t)R-1(t),

P(t0)=P0.

При использовании разностных сигналов по координатам матрицы H(t) и R(t) имеют вид:

При использовании разностных сигналов по скорости матрицы H(t) и R(t) имеют вид:

Матрица F(t) и начальное значение матрицы P(t) для обоих вариантов разностных сигналов имеют вид:

где , , , , - дисперсии случайных погрешностей системы по координатам, составляющим скорости ветра, воздушной скорости - дисперсии случайных погрешностей измерителя координат фактического местоположения ЛА, - дисперсии случайных погрешностей измерителя путевой скорости ЛА, а коэффициенты матрицы F(t) равны:

f1V=sinΨ,

f2V=cosΨ.

Формирование в БКС коэффициентов усиления Kij в зависимости от текущих значений курса ЛА позволяет на участках маневра по курсу по отдельности оценить на интеграторах И3 и И4 составляющие скорости ветра UE, UN, а на интеграторе И5 - погрешность датчика воздушной скорости ΔV.

Предлагаемая КНС выгодно отличается от устройства-прототипа тем, что измерение скорости ветра производится оптимальным образом при маневрах ЛА по курсу с одновременным автоматическим определением погрешности датчика воздушной скорости, что позволяет повысить точность определения составляющих скорости ветра, определения вектора воздушной скорости и счисления координат местоположения ЛА.

На фиг.3 представлены результаты моделирования работы предлагаемых способа и КНС-графики переходных процессов оценивания составляющих вектора скорости ветра UE, UN и погрешности ДВС ΔV на участке разворота по курсу, полученные при моделировании на ЭВМ.

При этом предполагалось, что в качестве измерителя скорости и фактического местоположения используется спутниковая навигационная система и были сделаны следующие предположения:

- составляющие скорости ветра UX, UY являются случайными процессами с корреляционными функциями вида RUxUx=RUyUy2e-β|τ|, где σ2 меняется в зависимости от высоты полета и времени года в пределах 10÷25 м/сек, а коэффициент затухания корреляционной функции ветра β=10-3÷10-4 сек-1;

- погрешность ДВС для определенной высоты и скорости полета является суммой постоянной величины ΔV0 и случайной функции времени типа "белого" шума ΔVC:

ΔV=ΔV0+ΔVC;

- ошибка измерения составляющих вектора путевой скорости W датчиком путевой скорости представляют собой флуктуационные помехи типа белого шума, интенсивность которого

где σVxVy=0.2÷0.3 м/сек.

Графики переходных процессов построены для моделируемого полета со скоростью V=250 м/с, с разворотом с угловой скоростью через 50 сек после начала коррекции и значениями составляющих скорости ветра UE=20 м/сек, UN=15 м/сек и погрешности ДВС ΔV=10 м/сек.

Из приведенных графиков следует, что можно ожидать выделение составляющих скорости ветра и ошибки ДВС с заданными точностями U=ΔV=2 м/сек через 90-120 сек после начала разворота.

Использование предлагаемых способа и устройства в авиационной аппаратуре позволит увеличить точность решения навигационных и других задач и, следовательно, увеличить эффективность использования ЛА.

Реализация предлагаемого способа и устройств не подразумевает изменение или дополнение аппаратуры, устанавливаемой на борту ЛА, предполагает использование только известных устройств и систем из состава бортового оборудования ЛА и поэтому изобретение может быть реализовано на существующей технической базе практически на любых типах ЛА.

Похожие патенты RU2461801C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ВЕТРА НА БОРТУ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА И УСТРОЙСТВО, ЕГО РЕАЛИЗУЮЩЕЕ 2011
  • Никулин Александр Степанович
  • Герасимов Геннадий Иванович
  • Джанджгава Гиви Ивлианович
  • Кавинский Владимир Валентинович
  • Негриков Виктор Васильевич
  • Никулина Анна Александровна
  • Орехов Михаил Ильич
  • Сухоруков Сергей Яковлевич
RU2486527C2
КОМПЛЕКСНАЯ НАВИГАЦИОННАЯ СИСТЕМА 2000
  • Никулин А.С.
  • Герасимов Г.И.
  • Горелов А.А.
  • Джанджгава Г.И.
  • Колосов А.И.
  • Куколевский О.И.
  • Никулина А.А.
  • Орехов М.И.
  • Рогалев А.П.
  • Семаш А.А.
RU2178147C1
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПИЛОТАЖНО-НАВИГАЦИОННОГО КОМПЛЕКСА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2016
  • Чернов Владимир Юрьевич
RU2658538C2
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ВОЗДУШНО-СКОРОСТНЫХ ПАРАМЕТРОВ МАНЕВРЕННОГО ОБЪЕКТА 2019
  • Манохин Вячеслав Иванович
  • Алексеев Алексей Николаевич
  • Бражник Валерий Михайлович
  • Габбасов Сает Минсабирович
  • Кавинский Владимир Валентинович
  • Коркишко Юрий Юрьевич
  • Кузнецов Алексей Михайлович
  • Курдин Василий Викторович
  • Линник Максим Юрьевич
  • Лобко Сергей Валентинович
  • Негриков Виктор Васильевич
  • Орехов Михаил Ильич
  • Сотников Вадим Иванович
RU2713585C1
КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КУРСА 2000
  • Никулин А.С.
  • Джанджгава Г.И.
  • Колосов А.И.
  • Никулина А.А.
  • Орехов М.И.
  • Рогалев А.П.
  • Шелепень К.В.
RU2178146C1
КОМПЛЕКС НАВИГАЦИИ И ЭЛЕКТРОННОЙ ИНДИКАЦИИ 2003
  • Волков Г.И.
  • Коржуев М.В.
  • Родин Л.В.
  • Савин В.А.
  • Сеземов С.Н.
  • Зайцев Ю.А.
RU2215995C1
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КУРСА ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА 2000
  • Никулин А.С.
  • Джанджгава Г.И.
  • Колосов А.И.
  • Никулина А.А.
  • Рогалев А.П.
  • Шелепень К.В.
  • Аксиненко Г.Г.
RU2178145C1
КОМБИНИРОВАННАЯ СИСТЕМА НАВИГАЦИИ 2003
  • Вавилова Н.Б.
  • Волков Г.И.
  • Ильин В.В.
  • Коржуев М.В.
  • Масленников В.Г.
  • Староверов А.Ч.
RU2229686C1
ИНТЕГРИРОВАННАЯ БЕСПЛАТФОРМЕННАЯ СИСТЕМА НАВИГАЦИИ СРЕДНЕЙ ТОЧНОСТИ ДЛЯ БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА 2013
  • Салычев Олег Степанович
  • Григорьев Виктор Евгеньевич
  • Макаров Николай Николаевич
RU2539140C1
МАЛОГАБАРИТНАЯ БЕСПЛАТФОРМЕННАЯ ИНЕРЦИАЛЬНАЯ НАВИГАЦИОННАЯ СИСТЕМА СРЕДНЕЙ ТОЧНОСТИ, КОРРЕКТИРУЕМАЯ ОТ СИСТЕМЫ ВОЗДУШНЫХ СИГНАЛОВ 2012
  • Салычев Олег Степанович
RU2502049C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 461 801 C1

Реферат патента 2012 года СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ ВЕТРА НА БОРТУ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА И КОМПЛЕКСНАЯ НАВИГАЦИОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Использование: в составе комплексов пилотажно-навигационного оборудования летательных аппаратов (ЛА). Способ определения скорости ветра на борту летательного аппарата (ЛА), основанный на измерении скорости ЛА относительно воздуха и счислении пути пройденного ЛА относительно воздуха, измерения путевой скорости и/или текущих координат ЛА любыми другими методами, сравнения путевой скорости с скоростью относительно воздуха и/или текущих координат ЛА с координатами, полученными счислением, и интегрировании полученных разностных сигналов по скорости и/или координатам, в котором результат сравнения скоростей и/или координат перед интегрированием изменяют в функции текущих значений курса и скорости ЛА, а само определение скорости ветра осуществляют непосредственно в процессе маневрирования ЛА по курсу. Устройство, реализующее способ определения скорости ветра, включающее взаимосвязанные датчики воздушной скорости, углов атаки и скольжения, курса и вертикали, путевой скорости и координат местоположения, блок определения составляющих вектора относительной скорости, четыре интегратора, девять сумматоров, в которое дополнительно введены блок формирования корректирующих сигналов и пятый интегратор. Техническим результатом является повышение точности определения скорости ветра на борту ЛА. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Формула изобретения RU 2 461 801 C1

1. Способ определения скорости ветра на борту летательного аппарата, основанный на измерении угловой ориентации и скорости относительно воздуха, счислении пути, пройденного относительно воздуха, измерении путевой скорости и/или координат местоположения любым из известных методов, например инерциальным, радиотехническим или визуальным, сравнении путевой скорости со скоростью относительно воздуха и/или сравнении текущих координат с координатами, полученными счислением, и интегрировании полученных разностных сигналов по скорости и/или координатам, отличающийся тем, что результат сравнения скоростей и/или координат перед интегрированием изменяют в функции текущего значения курса, а само определение скорости ветра осуществляют непосредственно в процессе маневрирования по курсу.

2. Комплексная навигационная система для реализации способа определения скорости ветра на борту летательного аппарата по п.1, включающая датчик воздушной скорости, сумматор, датчик путевой скорости и координат местоположения, соединенный четырьмя выходами соответственно с входами четвертого, восьмого, пятого и девятого сумматоров, датчики углов атаки и скольжения, курса и вертикали, выходами соединенные с входами блока определения составляющих вектора относительной скорости, два выхода которого соответственно через последовательно соединенные второй сумматор, третий сумматор, первый интегратор и последовательно соединенные шестой сумматор, седьмой сумматор, второй интегратор поданы на вторые входы четвертого и восьмого сумматоров, причем вторые входы второго, шестого, пятого и девятого сумматоров соединены соответственно с выходами третьего интегратора, четвертого интегратора, второго и шестого сумматоров, отличающаяся тем, что введен блок формирования корректирующих сигналов, пятью входами подключенный соответственно к выходам датчика курса и вертикали, четвертого, пятого, восьмого и девятого сумматоров, а пятью выходами соединенный с входами третьего сумматора, седьмого сумматора, третьего интегратора, четвертого интегратора и вновь введенного пятого интегратора, выход которого подан на вход первого сумматора, второй вход которого соединен с выходом датчика воздушной скорости, а выход подан на третий вход блока определения составляющих вектора относительной скорости.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2012 года RU2461801C1

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛОВОЙ ОРИЕНТАЦИИ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ 2008
  • Гетманцев Андрей Анатольевич
  • Марков Алексей Михайлович
  • Наумов Александр Сергеевич
  • Саяпин Виталий Никитович
  • Соломатин Александр Иванович
  • Смирнов Павел Леонидович
  • Царик Олег Владимирович
  • Шепилов Александр Михайлович
RU2371733C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОМПОНЕНТА СКОРОСТИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА 2001
  • Собов А.Н.
  • Рябошапка В.Г.
  • Варганов А.В.
RU2192015C1
ИНТЕГРИРОВАННАЯ СИСТЕМА ВИХРЕВОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА 2003
  • Баранов Николай Алексеевич
  • Белоцерковский Андрей Сергеевич
  • Каневский Михаил Игоревич
  • Пасекунов Игорь Владимирович
RU2324953C2
Глушитель шума 1981
  • Комаров Юрий Васильевич
  • Гаряев Алексей Иванович
SU992764A1
US 20100305781 A1, 02.12.2010.

RU 2 461 801 C1

Авторы

Никулин Александр Степанович

Алексеев Алексей Николаевич

Бабиченко Андрей Викторович

Бражник Валерий Михайлович

Джанджгава Гиви Ивлианович

Кавинский Владимир Валентинович

Лобко Сергей Валентинович

Лыткин Павел Дмитриевич

Никулина Анна Александровна

Орехов Михаил Ильич

Семаш Александр Александрович

Даты

2012-09-20Публикация

2011-09-20Подача