Устройство для определения азимута

(72) (53) (56) идр ат,Ши скопь Наука ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР 4370437/1021.12. 8728. 02. 91. Бюл. У 8С.В.Соколов и А,Н.Фальченко528,526(088.8)Назаров Б,И Хлебников Г.А,стабилизаторы ракет, М.: Воениз1975, с. 188-191,линский А.Ю, Ориентация, гирои инерциальная навигация. М.:1980, с. 12-21. 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АЗИМУТА(57) Изобретение относится к техникеавтономной ориентации и может бытьиспользовано при определении азнмутального положения стационарных объектов на Земле. Цель изобретения - повышение точности измерения путем учета изменения величины кардановойошибки. В устройство., содержащее двестабилизированные платформы 1 и 2,введен оптический канал измерениякардановой ошибки, содержащий оптический излучатель 5, зеркало 6 и ко"ординатно-чувствительный фотоприемник 7. 2 ил.Изобретение относится к технике автономной ориентации и может быть использовано при определении азимутального положения стационарных объ 5 ектов на Земле.Цель изобретения - повышение точности измерения путем учета изменения величины кардановой ошибки.На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - схема расположения системы кардановых подвесов относительно Земли.Устройство содержит две стабилизированные платформы, каждая из которых состоит из первого 1 и второго 2 двухстепенного карданового подвеса, оси внешних колец которых взаимоперпендикулярны, Кольца 3 и 4 шарнирно закреплены на основании объекта, их плоскости в начальный момент времени параллельны плоскости горизонта - это легко обеспечивается перед началом работы системы использованием любой типовой систе мы горизонтирования. Плоскости внутренних колец платформ 5 и 6 стабилиэировавы в плоскости Ор(О) в инерциальном пространстве, взаимо- параллельны и в исходном положении параллельны плоскостями внешних ко- . лец. Стабилизация колец 5 и 6 в плоскости 0может быть осуществлена с помощью типовой системы стабилизации при соответствующем размещении по осям подвесов двигателей 7 стабилизации и гидроблоков 8 на платформах 5 и 6, Выход датчика угла гидроблока 8 Ц подключен к управляющему входу двигателя 7 д 1, 1,1 = 1,2. 40 На платформе 5 расположен источник 9 точечного (с высокой степенью фокусировки) излучения, оптически связанный через зеркало 10, расположенное 45 на платформе 6, с координатно-чувствительным фотоприемником (КЧФ) 11, также расположенным на платформе 6, В качестве источника излучения может быть использован обычный лазер (диаметр луча 1-4 мкм), КЧФ может быть выполнен. в виде фотодиодной матрицы. Шаг А между чувствительными элементами КЧФ лт 5 мкм при расстоянии между кольцами та 1 м обеспечивает разрешающую55 способность при измерении угла взаимного разворота платформ 5,6 1".При)5 мкм необходимо осуществлять разводку.оптических сигналов от зеркала 10 с помощью плотно упакованных оптических волокон (диаметр 3-4 мкм).Устройство работает следующим образом.Основание с закрепленными на нем подвесами 1, 2 вместе с Землей вращается вокруг оси Осо скоростью (Десоз А, вокруг оси О- со скоростью Яа здп А, где А - угол между направлением меридиана и осью О(азимутальный угол), как показано на фиг. 2. По истечении заданного време" ни Т угол взаимного разворота х внутренних колец 5 и 6 - "кардановая" 1 ЯЙ .ошибка - станет равным х =з 1 п 2 А2 Ти луч источника 9, отраженный от зеркала 10, переместится на соответствующий чувствительный элемент КЧФ 11, сигнал с которого определяет величину угла х, что позволяет определить угол А. При известном угле А информация о величине х делает возможным определение широты места С.В основу работы системы положены следующие соображения. При расположении на подвижном основании двух двухстепенных кардановых подвесов таким образом, что оси их внешних колец взаимноперпендикулярны, а плоскости внутренних колец стабилизированы в инерциальном пространстве и параллельны друг другу (фиг. 1), в процессе вращения основания вокруг осей У и Х соответственно на углы 9 и Ц возникает так называемая "кардановая ошибка - точнее взаимный разворотФ внутренний колец подвесов (осей ,и ,) относительно вертикальной оси ф/на угол х. Угол х определяется при малых углах 0 и(7 следующим образом: х = Д 7,На чертежах система координат ОХУЕ связана с основанием, система ОУ Х Еэ (ОХУ Ег) связана с внешним кольцом 1-го (2-го) подвеса, система 01(О1 связана с внутренним кольцом 1-го (2-го) подвеса и инерциальным пространством при стабилизации внутренних колец.В устройстве реализуется идея использования кардановой" ошибки для определения азимута (широты) объекта. При расположении системы кардановых подвесов (фиг. 2) относительно Земли так, что плоскости их внешних колец1 б 31275 Ьх При заданныляется потребн измерения:)г ИН гол разворота Х 2, относитель лоскости плоскост где Если с,иир= 4Таким вой ош тахвн позволя Аминобрки меридиана (а уугол);Й соя(;скорость вращения Зе зим тальныи Яг - Яв ен стемь Фор бре тения и У 1А = -агсз 1 п 2 При известиэом можно измезначение обным обр известное угле А ь также(5)1 Ы Ч) = агссо ражение (4 прощается при А=45 2 х Я С аниченияи диапаз ваемые на то ность польз лены овании д разрешаю иксирующ ения угл х объек (3) оче ка, ф измер онар ся влияние параллельны плоскости горизонта в начальный момент времени работы устройства, а взаимопараллельные плоскости внутренних колец стабилизированы в инерциальном пространстве и в начальный момент времени также параллельны плоскости горизонта, "кардановая" ошибка подвесов - угол х взаимного вращения внутренних колец, с течением 1 О времени будет изменяться в соответствии с (1) по законух = Я з 1 п А сов А с2(2)- известная широта места; текущее время, о = О. Из (2) легко определяется угол А по измеренному х:н измерения А при нсного подхода, обусловй способностью датчио угол х, и временемх, играющим для стацив второстепенную роль.дным образом опредеазрешающей способности датчика угла Дх на точность определения азимута Д А при фиксированном с: ДА и Дх легко опредеминимальное значение Г о 2, то при( = 45на экваторе с,чирмин. зом, измерение "карданоугла взаимного развороих стабилизируемых колец, ерить азимутальное полоУстройство для определения азимута, содержащее две стабилизированные платформы, каждая из которых состоит из двухстепенного карданового подвеса с установленными в нем попарно гидро- блоками, датчиками углов поворота гидроблоков и двигателями стабилизации, кинематически связанными с осями кар" данового подвеса, выходы датчиков углов поворота гидроблоков соединены с входами управления двигателей стабилизации, а оси внешних колец, кардановых подвесов взаимно перпендикулярны, отличающее с я тем, что, с целью повышения точности путем учета изменения величины кардановой ошибки, оно снабжено источником излучения, закрепленным на одной из платформ, и координатно-чувствительным фотоприемником, закрепленным на другой платформе и оптически связанным с источником излучения через введенное зеркало.1631275Составитель Л. Корнеева Редактор Е.Копча Техред Л.Сердюкоав Корректор М.Кучерявая Заказ 533 Тираж 309 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССР113035, Москва, Ж, .Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101