Способ ориентирования Советский патент 1991 года по МПК G01C1/00 G01C17/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для навигационных измерений.

Целью изобретения является повышение оперативности.

На фиг. 1 изображено устройство для осуществления способа; на фиг. 2 - схема, поясняющая физический принцип измерения истинного азимута в пределах поля тяготения Земли или любого космического тела.

Способ осуществляется следующим образом.

Тело 1 произвольной массы размещает в пространстве с возможностью его возвратно-поступательного движения вдоль отвесной линии отвеса и вдоль любого направления в плоскости, перпендикулярной этой линии, сообщают этому телу вдоль отвесной линии периодическое колебание и по напрвлению вектора колебаний центра масс тела, перпендикулярного к отвесной линии, определяют истинное географическое направление Восток-Запад и соответственно истинный азимут.

При этом телк 1 массой М сообщают возвратно-поступательное перемещение

вдоль отвесной линии (оси OZ) с угловой частотой по закону

Z Zm-sinun,(1)

где Z - отклонение центра масс тела вдоль оси OZ в момент времени t;

Zm - амплитуда колебаний центра масс тела;

ы - угловая частота колебаний центра масс тела (величина ее выбирается из конструктивных соображений), придают телу возможность возвратнопосту- пательного перемещения в любом направлении в плоскости, перпендикулярной оси OZ, в дальнейшем это тело в таком подвесе будет называться чувствительным элементов (Ч.Э.).

При таких условиях тело участвует в двух движениях: переносном с угловой скоростью горизонатальной составляющей суточного вращения Земли Q равной

Q- ОзсозЈ,(2)

где из - угловая скорость суточного вращения Земли:

(р- широта места,

относительном вдоль линии отвеса (оси OZ) с реверсируемой скоростью Vz, равной

Vz Z Ыг ZmCOS Wr t,(3)

(Л

с

(

VI ел

о

VI

где о) Zm амплитуда скорости перемещения центра масс тела (Н.Э.) вдоль оси OZ.

За счет этого центр масс тела (Н.Э.) одновременно с колебаниями вдоль отвесной чинии совершает колебания в истинном направлении Восток-Запад под действием си лы инерции РГЬ равной

FnM -MW,(4)

вызванной периодическмм поворотным ус корением Wn, равным

Wn 2(Q-j Vz) 2Озсоз tp ; (р 2т slnVz Q (5)

где Vz Qr - угол между векторами Vz и Q , и действующим вдоль направления, перпендикулярного к плоскости, образованной ректорами скоростей V/ и Q . r.e. вдоль географического направления Восток-Запад. Вектор Wn лежит в плоскости ВОС(фиг. 2), перпендикулярной к плоскости по меридиану SON.

При размещении такого чувствительного элемента в поле тяготения Земли Е любой условной точке его центр масс вращается с угловой скоростью о) в плоскости, перпендикулярной вектору горизонтальной составляющей суточного вращения Земли и проходящей через линию отвеса этой точки. Вращение центра масс тела (Н.Э.) всегда происходит против часовой трелки, если смотреть с конца вектора Q- . При этом центр масс тела описывает овальную траекторию с большей полуосью Zm, равной амплитуде его колебаний вдоль вертикальной оси OZ и малой полуосью, равной амплитуде его колебаний под действием сильГРгЛ вызванной поворотным ускорением Wn.

В каких бы направлениях относительно географического меридиана (под углом а- азимут) в плоскости горизонта не перемещался объект, снабженный таким прибором, под действием возникающего поля ускорений чувствительный элемент прибора всегда смещается периодически относительно корпуса объекта в истинном направлении Восток-Запад. Причем при движении тела (Н.Э.) вверх, оно отклоняется на Запад, а при движении вниз - на Восток. Устройство для осуществления способа содержит симметричное тело 1 массой 20 г, подвешивается на тонкой нити 2 длиной 0,25 м к стержню 3, который имеет возможность возвратно-поступательного перемещения вдоль отвесной линии в опоре 4 по скользящей посадке без лифтов в плоскости горизонта. Затем эта плавающая точка подвеса А получившегося маятника выставляется таким образом, чтобы ось перемещения

стержня строго совпадала с отвесной линией и осью симметрии подвешенного тела 1. Стержню 3 а опоре 4 сообщают возвратно-поступательное перемещение вдоль отвесной линии около нулевого положения на величину ± 10 см с частотой а), близкой к частоте собственных колебаний маятника (частота й, близкая к частоте собственных колебаний маятника принимается для повы0 шения чувствительности установки).

Основание установки 5 с лимбом, находящееся в горизонтальной плоскости, ориентируется так, чтобы линия ОУ совлдала с направлением Восток-Запад (90-270.

Предлагаемый способ позволяет определить географическое направление Восток-Запад, т.е. измерять истинный азимут как неподвижных, так и не движущихся объектах, находящихся в поле тяготения Земли

о или любых космических тел, имеющих собственную скорость вращения, с высокой избирательностью, стабильностью и с малым временем готовности средств реализации в сравнении с гидроскопическими из-за воз5 можности использования чувствительного инерционного тела значительно меньшей массы.

Кроме того, способ позволяет без применения внешних источников информации

0 (т.е. автономно) измерять истинный азимут для совершения управляемого перемещения объектов на любые расстояния в течение сколько угодно длительного времени, позволяет создасть приборы для измерения истинного азимута, обладающие высокой

5 надежностью, помехозащищенностью и скрытностью в работе. Приборы, созданные на основе предлагаемого способа, способны надежно сохранять (повторять) истинный азимут после прекращения работы с

0 последующим ее возобновлением.

На основе предлагаемого способа возможно создавать приборы с малыми весога- баритными характеристиками.

Формула изобретения

5Способ ориентирования, включающий

физическое воздействие на твердое тело с точкой свободного подвеса и отождестве- ние направления стран света по положению твердого тела, отличающийся тем, что,

0 с целью повышения оперативности, физическое воздействие на твердое тело производят путем возвратно-поступательного перемещения точки подвеса вдоль отвесной линии, а отождествление направления Восток-Запад осуществляют по направлению

5

качания твердого тела.

У

ЩЗалад)

Фиг.1

SffOg)

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при навигационных измерениях для определения направления стран света. Цель изобретения - повышение оперативности. Точку подвеса твердого тела перемещают возвратно поступательно вдоль отвесной линии и по направлению вектора колебаний центра масс тела, перпендикулярного к линии отвеса, и определяют истинное географическое направление Восток-Запад. 2 ил.