Устройство для определения курса с компенсацией магнитных помех Советский патент 1991 года по МПК G01C17/38 

(21)4353623/10

(22)13.10.37

(46) 23.04.91. Бюл. № 15

(71)Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции и Раменс- кое приборостроительное конструкторе кое бюро

(72)10.Г.Жуковский, В.В.Корнейчук, З.В.Мелешко, С.В.Прозоров, С.В.Тар- навский и С,А.Шаров

(53) 629.105.Л (038.8) (56) Патент США If 4031630, кл. G 01 С 17/33, 23.06.37.

Патент Великобритании № 2020037, кл. G 01 С 19/36, 1979.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КУРСА С КОМПЕНСАЦИЕЙ МАГНИТНЫХ ПОМЕХ (57) Изобретение относится к навига- i ционному приборостроению, в частности к устройствам по автоматическому списанию девиаций индукционного компаса. Цель изобретения - повышение точности. После включения устройст- ва производитель девиационных работ поворачивает объект до тех пор,пока блок фиксации курса 5 не выдает сигнал Начало измерения. На первый вход блока фиксации курса 5 поступает сигнал с измерителя эталонного курса 6, а на второй вход с выхода

блока управления и индикации 4-6 о числе курсов,Блок фиксации курса 5 разрешает работу осреднителей магнитного курса 3 и эталонного курса 7. На блоке управления и индикации загорается табло Начало измерения, по которому прекращается поворот объекта. С первого выхода этого блока поступает сигнал на осреднители о заданном шаге измерений,а на первый вход счетчика числа измерений 8 - о заданном количестве измерений. После того как сигналы на первом и втором входах счетчика числа измерений 8 будут равны, на вход блока управления и индикации 4 поступит сигнал Конец измерений и объект поворачивают на следующий курс. В

осреднителях магнитного 3 и эталонного курсов 7 вычисляются средние значения, которые поступают в блок вычисления девиации, где вычисление коэффициентов девиации осуществляется по алгоритму непоследовательного метода наименьших квадратов. Аналогичные измерения проводятся на остальных курсах через 45°. По окончании девиационных работ сигналы,пропорциональные девиации, поступают на блок управления и индикации 4 для визуального наблюдения и на второй вход сумматора 2, на первый вход которого поступает сигнал с измерителя магнитного курса 1. 3 сумматоре 2 происходит вычисление магнитного курса. 1 ил.

Изобретение относится к навигационному приборостроению, в частности к устройствам по автоматическому устранению девиаций индукционного компаса.

Целью изобретения является повышение точности.

На чертеже изображена структурная схема устройства.

Устройство определения курса с компенсацией магнитных помех содержит измеритель магнитного курса, выход которого подключен к . первым входам сумматора 2 и осреднителя 3 магнитного курса. Второй и третий входы осреднителя 3 подключены к первым входам соответственно блока 4 управления и индикации и блока 5 фиксации курса. Выход измерителя 6 эталонного курса подключен к первому входу блока 5 фиксации курса и первому входу осреднителя 7 эталонного курса. Второй и третий входы осреднителя 7 подключены к первым выходам соответственно блока 4 управления и индикации и блока 5 фиксации курса. Первые выходы осреднителей 3 и 7 подключены к второму входу счетчика 8 числа измерений. Первый вход счетчика 8 числа измерений подключен к первому выходу блока 4 управления и индикации, а выход к второму входу этого блока. Второй вход блока 5 фиксации курса подключен к второму выходу блока 4 управления и индикации, а второй выход к первому входу блока 4.Вторые выходы осреднителей эталонного 7 и компасного магнитного 3 курсов подключены к блоку вычисления девиации, состоящему из узла 9 запоминания значений курса и-девиации,вычислите- Q ля 10 текущей девиации, вычислителя

11отсчетов девиации, вычислителя

12коэффициентов девиации и счетчика 13 измеренных девиаций. Эти выходы осреднителей подключены соответственно к первому и второму входам вычислителя отсчетов девиации.Дополнительно второй выход осреднителя 3 подключен к второму входу блока 10 вычислителя текущей девиации. На друQ гие входы вычислителя 11 может подаваться информация о значениях угла крена X1 , наклонения J, вектора напряженности МПЗ, а также магнитного склонения d. Первый и второй выходы 5 вычислителя 11 подключены к соответствующим входам блока запоминания значений курса и девиации. Первый и второй выходы блока 9 подключены соответственно к первому и второму входам блока 12 вычислителя коэффициентов девиации, а третий выход к входу счетчика 13 измеренных девиаций. Выход счетчика 13 подключен к третьему входу блока 12 вычисления коэффициентов девиации. Выход блока 12 вычисления коэффициентов девиации подключен к первому входу блока 10 вычислителя текущей девиации и третьему входу блока 4 управления и инди0

5

кации. Выход блока 10 вычисления текущей девиации подключен к второму входу сумматора 2 и четвертому входу блока 4 управления индикации. С выхода сумматора 2 снимается информация о магнитном курсе К... Третий выход блока 4 управления и индикации подключен к второму входу счетчика 13 измеренных девиаций.

Устройство работает следующим образом.

Производитель девиационных работ на земле (в полете - летчик), начиная с произвольного курса (после включения устройства), поворачивает объект до тех пор, пока блок 5 фиксации курса не выдаст сигнал Начало измерения. Па первый вход блока 5 фиксации курса поступают сигналы

о текущем курсе К с выхода измерителя 6 эталонного курса, а на второй вход блока 5 фиксации курса с второго блока 4 управления и индикации о числе J отсчетных курсов. Сигнал с первого выхода блока 5 фиксации курса поступает на третьи входы осреднителей магнитного 3 и эталонного 7 курсов, подключая их первые входы соответственно к выходам измерителей компасного магнитного 1 и эталонного 6 курсов, а с второго выхода - на первый вход блока 4 управления и индикации. На блоке 4 по этому сигналу загорается табло Начало измерения, по которому производитель работы прекращает поворот объекта. С первого выхода блока 4 управления и индикации на вторые входы осреднителей компасного магнитного 3 и эталонного 7 курсов поступает сигнал о заданном шаге tc измерений, а на первьй вход счетчика 8 числа измерений о заданном количестве 1 измерений. При выполнении Ц измерений в осреднителях компасного магнитного 3 и эталонного 7 курсов с их первых выходов на второй вход счетчика 8 числа измерений поступает сигнал о количестве выполняемых измерений, а на первый вход счетчика 8 числа измерений поступа- ет сигнал о заданных 1 числе измерений. Если сигналы на первом и втором входах- счетчика 8 числа измерений равны, то 1 1. Тогда с выхода счетчика 8 числа измерений на второй вход блока 4 управления и индикации поступает сигнал Конец измерений,

g

5

0

5

0

5

0

5

0

5

суммирование осредненных компасного магнитного К

и производитель девиационных работ приступает к следующему маневру.

В осреднителях компасного магнитного 3 и эталонного 7 курсов происходит осреднение результатов 1 измерений. С вторых выходов осреднителей компасного магнитного 3 и эталонного 7 курсов сигналы соответственно о средних значениях К и К5 поступают на первый и второй входы вычислителя 11 отсчетов девиации, а на его другой вход подается информация о магнитном склонении d. В вычислителе 11 осуществляется алгебраическое

значений и эталонного курсов, учет склонения d,a на его первом и втором выходах соответственно получают значения курса компасного К и девиации о .

Измеренное значение девиации о , соответствующее разности между компасным магнитным К и эталонным Кр курсами с учетом магнитного склонения d, поступает на второй вход блока 9 запоминания значений курса и девиации, а на его первьй вход значение компасного магнитного курса. С первого и второго выходов блока 9 на первый и второй входы блока 12 вычисления коэффициентов девиации поступает информация об I выполненных измерениях компасного магнитного курса-Кр и девиации о соответственно. С третьего выхода блока 9 на первьй вход счетчика 13 измеренных девиаций поступают сигналы о каждом цикле, измерения девиации на курсе i 45°. При совпадении числа заданных измерений, и выполненных, о чем свидетельствуют равенства сигнала,поступающего с третьего выхода блока 4 управления и индикации на второй вход счетчика 3, и сигнала, поступающего с третьего выхода блока 9 на первый вход счетчика 13, с его выхода подается сигнал на третий вход блока 2 вычисления коз Ьфициен- тов девиации. Вход блока 12-открывается и в него вводится информация об I выполненных измерениях- девиации и компасного магнитного курса.

Вычисление коэффициента девиации в блоке 12 осуществляется по алгорит7 му непоследовательного метода наи- меньших квадратов (НМНК). Для этого выражение ряда девиации

7

Ј Л + BsiuK

+ + Ecos2K

где компасный курс

+ CcosK / i

1643932

Фор

мула изобретения

К К5 - ff - Км - Ј

м

представим в матричной форме Y Н X.

Вектор коэффициентов девиаций X A,3,C,D,EJ, а Н - матрица выходных сигналов. Представим Н в виде

Н

aY

1 sinK, cosK,sin2K,cos 2K, I sinK2cosK2sin2K,cos2K2

1 sinK.,cosK sin2K cos2Kl nnnп

LY1 Yn J-B

HTHZ.

L2 АП J-9e

значений девиации, номер измерения i l,..,n; n 1 I. Алгоритм НМНК я векторно-матричной форме имеет вид

- (нтн)-(

А

где X - вектор оцечок X, Z Y + V - вектор реальных измерений девиации с шумом V,

После вычисления коэффициентел девиации в блоке 12 сигналы,им пропорциональные, поступают на третий вход блока 4 управления и индикации в качестве информации и на первый вход блока 10 вычисления девиации. На второй вход блока 10 с второго выхода осреднителя 3 магнитного курса подается сигнал об осреднением значении магнитного курса. После вычисления девиации в блоке 10 сигналы, ей поопорциональные, поступают па четвертый лход блока 4 управления индикации и второй вход сумматора 2, при этом на первый вход сумматора 2 поступает с выхода измерителя 1 магнитного курса сигнал о текущем значении компасного курса К .

В сумматоре 2 происходит вычисление магнитного курса К выражению К ,А

К

ЧМ

Устройство для определения курса

, с компенсацией магнитных помех,содержащее измерители магнитного и эталонного курса, блок вычисления девиации и блок управления и индикации, отличающееся тем, что, с

JQ целью повышения- точности, в него введены осреднитель эталонного курса и осреднитель магнитного курса, сумматор, счетчик числа измерений и блок фиксации курса, выход измерителя

}5 эталонного курса соединен с первыми входами соответствующего осреднителя и блока фиксации курса, второй вход которого соединен с вторым.выходом блока управления и индикации, а перIQ вый выход соединен с третьими входами осреднителей эталонного и магнитного курсов второй выход соединен с первым входом блока управления и индикации, первый выход которого сое25 динен с вторыми входами осреднителей эталонного и магнитного курсов и первым входом счетчика числа измерений, измеритель магнитного курса соединен с первым входом соответствую30 щего осреднителя и с первым входом сумматора, а первый выход осреднителя магнитного курса соединен с первым выходом осреднителя эталонного курса и с вторым входом счетчика числа измерений, вторые выходы осреднителей эталонного и магнитного курсов соединены с вторым и третьим входами блока вычисления девиации, выход счетчика числа измерений соединен с вторым входом блока управления и ин- дпкации, первый выход блока вычисления девиации соединен с вторым входом сумматора и четвертым входом блока управления и индикации, третий вход д5 которого соединен с вторым выходом блока вычисления девиации, а третий выход блока управления индикации сое- Согласно динен с первым входом блока вычисления девиации.

35

40

мула изобретения