Способ определения навигационных параметров Советский патент 1985 года по МПК G01C21/16 

местоположения, имекщего нулевой порядок, причем вектор скорости имеет первый порядок, вектор ускорения второй порядок,

тф(;

; , составляющие в проекциях на ойи навигационной системы координат с началом в опорной навигационной тЪчке вектора определяемого параметра т- порядка;

f;ifr.T/I УЛ1/

составляющие в проекциях на оси навигационной системы координат с началом в опорной навигационной точке вектора исходного параметра -порядка,

m«(c) m|,i m«,2 тС,3 ° дуль и проекции на оси навигационной

системы координат с началом в опорной навигационной точке или вектора угловой скорости вращения, направленной по оси аппликат вращающейся прямоугольной системы координат, вектора меньшего порядка (или местоположения, или скорости), возникаклцего под действием вектора большего порядка (или скорости, или ускорения) из исходного и определяемого, в плоскости осей абсцисс и ординат вращающейся прямоугольной системы координат, ось абсцисс которой совпадает по направлению с вектором меньшего порядка (местоположения или скорости), ось аппликат направлена перпендикулярно плоскости исходного и определяемого векторов, а ось ординат дополняет две другие оси до правой системы координат, или вектора углового ускорения, направленного по оси аппликат вращающейся прямоугольной системы координат, вектора местоположения, возникающего под действием вектора ускорения, в плоскости абсцисс и ординат вращающейся прямоугольной системы координат, ось абсцисс которой совпадает по направлению с вектором местоположения, ось аппликат направлена перпендикулярно плоскости вектора местоположения и ускорения, один из которых является исходным, а другой определяемым; а ось ординат дополняет две другие оси до правой системы координат;

°«t mr mC 4 m{

Sin

m«

m{

me m|C4f M« ,

угол между направлениями векторов.

Способ определения навигационных параметров объекта, движущегося по траекториям, отличным от движения вдоль линии, соединяющей текущее месtoпoлoжeниe объекта с опорной навигационной точкой, включающий измерение составляющих ускорения или скорости или местоположения в проекциях на оси навигационной системы координат с началом в опорной навигационной точке, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности определения навигационных параметров, дополнительно измеряют угловое рассогласование или между направлением из опорной навигационной точки на объект и направлением скорости движения объекта, или между направлением скорости движения объекта и направлением ускорения, или между направлением из опорной навигационной точки на объект и направлением ускорения, определяют модуль и составлякяцие в проекциях на оси навигационной системы координат с началом в опорной навигационной точке или угловой скорости вращения, направленной по оси аппликат вращающейся прямоугольной системы коор-; динат, вектора местоположения или скорости движения объекта, являющегося вектором меньшего порядка из исходного и определяемого, в плоскости осей абсцисс и ординат вращающейся прямоугольной системы координат, ось абсцисс которой совпадает с направлением от опорной навигационной точки на объект или с направлением скорости - вектором меньшего порядка, ось аппликат направлена перпендикулярно плоскости векторов исходного и определяемого параметров, а ось ординат дополняет две другие оси до правой системы координат, или углового ускорения, направленного по оси (Л аппликат вращающейся прямоугольной системы координат, вектора местоположения в плоскости осей абсцисс и ординат вращающейся прямоугольной системы координат, ось абсцисс которой совпадает с направлением от опорной навигационной точки на объект, ось аппликат направлена перпендикулярно плоскости векторов местоположения и ускорения, а ось ординат дополняет две другие оси правой системы координат, и определяют составляющие искомого параметра по составляющим исходного параметра в соответствии с зависимостью: . ,5 т« т, I Ч -СО, mt W,i т,3 Tj -Cl) с. «8,2 mt,l mt 0} 1; 2 - порядок диф1еренцирования относительно вектора

1

Изобретение относится к области навигационных измерений, а именно к определению навигационных параметров движущихся объектов.

Известен способ определения навигационных параметров движущихся объг ектов, а именно координат местоположения, а также составляющих вектора скорости и ускорения, согласно которому по измеряемым составляющим навигационных параметров (например, вектора скорости) интегрированием определяют текущие координаты движущегося объекта

Основным недостатком такого спосо ба является нарастание ошибок счисления координат местоположения с течением времени, что вызвано интегрированием ошибок измерений вектора скорости.

Наиболее близким техническим рещением к предложенному является способ определения навигационных параметров объекта, включающий измерение

составляющих ускорения или скорости или местоположения в проекциях на оси навигационной системы координат с началом в опорной навигационной точке,

Основным недостатком способа является возрастание ошибки вычисления текущих навигационных параметров во времени, что обусловлено тем, что определение координат ведется путем

интегрирования текущих измерений, содержащих собственные погрешности. Определение навигационных параметров путем дифференцирования текущих измерений также приводит к увеличению погрешностей счисления. Цель изобретения - повьшение точности определения навигационных параметров. Указанная цель достигается тем, что в способе определения навигацион ных параметров объекта, движущегося по траекториям, отличным от движения вдоль линии, соединяющей текущее местоположение объекта с опорной навигационной точкой, включающем измерение составляющих ускорения или ско рости или местоположения в проекциях на оси навигационной системы координат с началом в опорной навигационной точке, дополнительно измеряют угловое рассогласование или между направлением из опорной навигационной точки на объект и направлением скорости движения объекта, или между направлением скорости движения объекта и направлением ускорения, или между направлением из опорной навигационной точки на объект и направлением ускорения, определяют модуль и составляющие в проекциях на оси навигационной системы координат с началом в опррной навигационной точке или угловой скорости вращения направленной по оси аппликат вращающейся прямоугольной системы координат, вектора местоположения или скорости движения объекта, являкщего ся вектором меньшего порядка из исходного и определяемого, в плоскости осей абсцисс и ординат вращающейся прямоугольной системы координат, ось абсцисс которой совпадает с направле нием от опорной навигационной точки на объект или с направлением скорости - вектором меньшего порядка, ось аппликат направлена перпендикулярно плоскости векторов исходного и определяемого параметров, а ось ординат дополняет две другие оси до правой системы координат, или углового ускорения, направленного по оси аппликат вращающейся прямоугольной системы коррдинат, вектора местоположения в плоскости осей абсцисс и ординат вращающейся прямоугольной системы координат, ось абсцисс которой совпадает с направлением от опор ной навигационной точки на объект, ось аппликат направлена перпендикулярно плоскости векторов местоположения и ускорения, а ось ординат дополнАет две другие оси до правой системы координат, и определяют составляющие искомого параметра по составляющим исходного параметра в соответствии с зависимостью: где т, е 0; 1; 2 - порядок дифференцирования относительно вектора местоположения, имеющуго нулевой порядок, причем вектор скорости имеет первый порядок, вектор ускорения второй порядок, f составляющие вектора определяемого параметра m-го порядU). («) , р(е) ;Г.; составлякя1Ц1е вектора исходного параметра и-го порядка; / meicl t, ; те,г т.з модуль и проекции на оси навигационной системы координат с началом в опорной навигационной точке или вектора угловой скорости вращения, направленной по оси аппликат вращающейся системы координат, вектора меньше порядка (ипи местоположения, или скорости), возникающего под действием вектора большего порядка (или скорости, ипи ускорения) из исходного и определяемого, в плоскости осей абсцисс и ординат вращакяцейся прямоугольной системы координат, ось абсцисс которой совпадает по направлению с вектором меньшего порядка (местоположения или скорости), ось аппликат направлена перпендикулярно плоскости исходного и определяемого векторов, а ось ординат дополняет две другие оси до правой системы координат, или вектора углового ускорения, направленного по оси аппликат вращающейся прямоугольной системы координат, вектора местоположения, возникающего под действием вектора ускорения, в плоскости абсцисс и ординат вращающейся прямоугольной системы координат, ось абсцисс которой совпадает по направлению с вектором местоположения, ось аппликат направлена перпендикулярно плоскости вектора местоположения и ускорения, один из которых является исходным, а другой определяемым, а ось ординат дополняет две другие оси до правой системы координат; - угол между направлениями в.екторов; при . Sin Ц прм m : 1Г , Такой способ позволяет исключить дополнительные погрешности счисления навигационных параметров, возникающие при операциях интегрирования и дифференцирования. На Лиг. 1 поеяставлена прямоуголь ная система координат ОХУ, начало которой совпадает с опорной навигационной точкой (с радиомаяком); на фиг. 2 - функциональная схема устрой ства, реализующего предложенный способ В качестве примера реализаций пре ложенного способа рассмотрим навигационную систему, определякадую текущее местоположение объекта. Система содержит координатор цели 1. допплеровский измеритель 2 скорости и угла сноса, курсовую систему 3, вычислитель координат 4, сумматоры 5, 6, 7. На борту подвижного объекта с помощью бортовых измерителей определяются следуищие параметры движения: угловая скорость линии визирования б и курсовой угол радиостанции 0 (координатором цели 1); модуль скорости W и путевой угол (ПУ) (соответственно допплеровским измерителем скорости и угла сноса и курсовой системой 3.При этомПУ у + УС,где f.гироскопический курс; УС -угол сноса. Угол f между радиусом-вектором и вектором скорости (см. фиг. 1) определяется из соотношения: , Тогда, используя зависимость для определения навигационных параметров. Устройство работает следующим образом. Допплеровский измеритель 2 скорос.ти и угла сноса измеряет линейную скорость объекта, посылая сигнал на вход вычислителя координат 4, н угол сноса, значение котброго складывается в сумматоре 5 с величиной гироскопического курса Vr , которая поступает с вькода курсовой системы 3. Выход сумматора 5 подключен ко второму входу вычислителя координат. Координатор цели 1 измеряет углы 9 и 0 , значения которых поступают на вход сумматора 6 и на третий вход вычислителя координат 4 соответственно. На другой вход сумматора 6 поступает сигнал, пропорциональный значе,нию угла jT . Выход сумматора 6 под-, ключен ко входу сумматора 7, на другой вход которого подается сигнал, пропорциональный путевому углу. В вычислителе координат 4 реализуется формула (2) Рассмотренное уст)ройство является одним из возможных устройств реализующих предложенньй спо- соб. I Возможно реализовать способ с помощью других устройств, которые будут отличаться от рассмотренногоэ количеством и составом измерительной аппаратуры для измерения части навигационных параметров, но определение неизвестных навигационных параметров будет по-прежнему производится по фо-рмуле (1). Предложенный способ позволяет существенно повысить точность счисления навигационных параметров, так как ошибки определения навигационных параметров в этом случае не возрастают с течением времени.

9

онт

фиг,2

/

JV