Система навигации —

Трехосные, или пространственные, гиростабилизаторы служат для стабилизации и управления платформой гиростабилизатора с установленными на ней различными устройствами вокруг трех осей стабилизации (рис. XX.1) Хо, /о связанных с платформой. Платформа трехосного гиростабилизатора имеет три степени свободы вращения относительно корпуса самолета и, следовательно, в отличие от двухосных гиростабилизаторов и гироскопов в кардановом подвесе, стабилизирующих какой-либо объект в заданной плоскости, осуществляет стабилизацию и управление движением платформы в пространстве трехосные гиростабилизаторы являются пространственными гиростабилизаторами. Применяются гиростабилизаторы, основанные на принципе силовой и индикаторно-силовой гироскопической стабилизации. С использованием трехосных гиростабилизаторов строят центральные пилотажные датчики курса и направления вертикали, головки самонаведения ракет, инерциальные системы навигации и др. В последнем случае гироскопическими чувствительными элементами платформы обычно служат поплавковые гироскопы, взвешенные в жидкости. [c.475]

Гироскопические системы навигации в настоящей монографии не рассматриваются. [c.125]

Таким образом, схема, представленная на рис. 8.1, является комплексной, так как включает в себя элементы прецизионной системы ориентации и инерциальной системы навигации. [c.127]

Требования к коридору входа. На межпланетном участке траектории перелета системы навигации, наведения и управления должны функционировать таким образом, чтобы обеспечить попадание аппарата в коридор безопасного входа. Корректирующие маневры пилотируемого космического корабля на траектории перелета к Марсу исследовались в работе [40]. Приведенные в этой работе данные позволяют сравнить найденные выше значения глубины коридора входа с требуемыми значениями, которые определяются возможностями системы управления на межпланетном участке траектории. [c.147]

Обеспечение заданных уровней точности и указанных качественных показателей надежности предъявляет особые требования к современным и перспективным системам навигации беспилотных маневренных ЛА. Как уже указывалось выше в гл. 1, к числу основных современных бортовых систем навигации прежде всего следует отнести инерциальные (ИНС) и спутниковые навигационные системы (СНС). Инерциальные навигационные системы уже давно являются штатным оборудованием на крупных самолетах. Авиационным стандартом для высокоточных ИНС гражданских самолетов считается точность, соот-ветствуюш ая ошибке по координате в 1 морскую милю за час полета (1,8 км/час). Известны также примеры реализации более точных систем, в которых ошибка определения координат не превышает нескольких сот метров за час полета [2.3]. Спутниковые навигационные системы стали активно использоваться в авиационных приложениях лишь в последнее десятилетие и быстро завоевывают место в штатном составе бортового оборудования. Этому способствует, прежде всего, их высокая точность, которая для открытого канала после отмены Правительством США в мае 2000 года кода селективного доступа, S/A составляет 10-15 м (1сг). Опыт эксплуатации СНС показал, что при многих положительных качествах СНС не могут удовлетворить всем предъявляемым сегодня требованиям по качественным характеристикам, перечисленным выше. В таблице 2.1 суммированы основные свойства и недостатки СНС и ИНС. [c.26]

Математическая модель движения ЛА, на борту которого установлен многоканальный навигационный приемник, также включает два типа моделей модель истинного движения, используемая при формировании истинной траектории ЛА, включая положение, скорость и ориентацию ЛА и бортовую модель, использующуюся в НМО бортовой интегрированной системы навигации и наведения. [c.58]

Применительно к проблемам навигации и наведения беспилотных маневренных летательных аппаратов предметом данного рассмотрения являются системы второго класса (автономные). В таких системах подготовка эталонной информации осуществляется заранее, до вылета самолета-носителя, с помощью специализированного наземного комплекса подготовки полетных заданий. Среди многочисленных задач, решаемых таким комплексом, есть и задачи выбора оптимального маршрута автономного полета беспилотного летательного аппарата в вертикальной и горизонтальной плоскостях, выбора зон коррекции системы навигации, в том числе — с использованием характеристик физических полей Земли (поля рельефа, поля оптического контраста, и т.п.), определения зоны обнаружения, распознавания и целеуказания заданного объекта, формирования эталонного описания сцены и заданного объекта, нанесения точки прицеливания и т. д. При этом обязательно учитывается структура и характеристики автономной системы наведения беспилотного маневренного летательного аппарата, структура её алгоритмов обнаружения, распознавания и целеуказания, характеристики текущего изображения. [c.158]

Полная объектная структура моделирования. Таким образом рассмотрены все классы, формализующие блоки функциональной схемы (рис. 6.4) моделирования бортовой интегрированной системы навигации и наведения маневренных ЛА. Следующая задача состоит в объединении созданных фрагментов ПМО в объектную схе- [c.243]

В современных приборах и системах навигации, стабилизации и управления движением объектов различного класса, управления автоматическими технологическими процессами, гибкими автоматизированными производствами, а также в автоматизированных системах научных исследований широкое распространение получили преобразователи измеряемых физических (неэлектрических) величин в электрические аналоговые и дискретные (кодовые) сигналы. Среди большого многообразия преобразователей первичной информации, отличающихся по принципу действия и конструктивному исполнению в области приборостроения наиболее часто применяются потенциометрические, электромагнитные, емкостные, фотоэлектрические преобразователи. При построении замкнутых систем управления используют не только измерительные преобразователи первичной информации, но и силовые устройства для воспроизведения управляющих воздействий (сил и моментов), а также демпфирующие устройства для обеспечения устойчивости движения и исключения резонансных режимов в процессе функционирования. При этом рассматри- [c.583]

Бортовые аналоговые и цифровые вычислительные устройства в системе навигации и управления полетом [c.378]

Лазерные гироскопы обладают рядом преимуществ по сравнению с гироскопами других типов и используются в системах навигации, стабилизации и управления кораблями, самолетами и космическими аппаратами, а также в геодезии и в измерительной технике. [c.416]

Непосредственное развитие гироскопической техники началось, по существу, в начале XX века. В настоящее время этот процесс интенсивно продолжается. Гироскопические приборы применяются в системах управления ракетами и самолетами, в системах навигации кораблей и подводных лодок, в системах управления искусственными спутниками Земли, в системах управления межпланетными кораблями. Они применяются также для определения азимута при прокладке шахт, для контроля буровых скважин. [c.245]

Остановимся теперь на инерциальных системах навигации. Эти системы широко используются в настоящее время для определения местоположения движущихся по поверхности Земли или вблизи ее поверхности морских судов, самолетов, ракет и других объектов. [c.257]

Взлетная ступень (сухая масса без космонавтов 2181,0 кг) содержит кабину (объем 6,7 м , в том числе 4,53 м — свободный объем для двух космонавтов), основную часть системы жизнеобеспечения, системы навигации и управления, источники электроэнергии. Кабина лишена кресел космонавты поддерживаются ременной системой. Основной двигатель взлетной ступени имеет постоянную тягу 1,59 тс и не поворачивается характеристическая скорость равна 2,3 км/с (запас топлива 2367,2 кг). 16 вспомогательных двигателей собраны в четыре блока (тяга каждого двигателя 45,4 кгс) и служат для ориентации и стабилизации всего лунного отсека или взлетной ступени, а также для отделения лунного отсека от основного блока, горизонтальных перемещений при висении над лунной поверхностью и т. д. (запас топлива 274,2 кг). [c.282]

На начальном этапе исследования космического пространства, как известно, запускались КА, предназначенные для полета к одной планете, например, Марсу или Венере. Это советские аппараты типа Марс и Венера , американские аппараты типа Маринер , Викинг и Пионер . Ограничения по располагаемым энергетическим возможностям и по времени надежного функционирования бортовых систем не позволяли решать более сложных задач, связанных с последовательным облетом нескольких небесных тел. Повышение энергетических возможностей ракет-носителей и совершенствование бортовых систем КА позволили уже сейчас перейти к реализации программы многоцелевых полетов. За счет такого> совмещения нескольких целевых задач в одну многоцелевую экономятся ресурсы на проведение космических исследований, сокращается суммарное время получения научных результатов. При близком облете небесного тела КА совершает гравитационный, или пертурбационный маневр, получая некоторое приращение вектора скорости без включения двигательной установки. Вместе с тем при последовательном облете нескольких небесных тел повышаются требования к системе навигации и управления КА. [c.310]

Для обеспечения выполнения многообразия задач, возлагаемых на самолет, удовлетворения противоречивых требований большой дальности полета, высокой маневренности и больших скоростей полета (М>2) принята схема самолета с крылом изменяемой (в полете) стреловидности, применено мощное вооружение и сложное оборудование. Все это обусловило его большую массу. В целях обеспечения безопасности полета применены два двигателя, а сложное электронное оборудование системы навигации и управления при боевом применении потребовало двух членов экипажа. [c.62]

Особенно высокие требования по точности и надежности предъявляются к гироскопическим приборам инерциальной системы навигации, поскольку они должны быть нечувавительными к внешним помехам и обеспечивать точное и надежное управление объектом. Очень важным также является требование обеспечения минимального момента трения в опорах карданового подвеса гироскопа. Повышенные требования к точности работы прибора приводят к необходимости применять гироскопы поплавкового типа, а также гироскопы с воздушным подвесом. [c.363]

Поставим себе задачу анализа процесса конструирования некоторого технического устройства. Устройство, которое надлежит сконструировать, определим в наиболее общем случае как часть некоторой подсистемы, которая в свою очередь является частью более крупной технической системы. Такое деление может считаться достаточно типичным, так как уровень сложности современных систем заставляет уже при проектировании разбивать их на более мелкие подсистемы. Так, если для рассматриваемого ниже случая системой является бортовая система навигации летательного аппарата, подсистемой — астронавигационный комплекс, то гиростабилизатор с астрокоррекцией может рассматриваться как сложное локальное устройство, весьма удобное в качестве примера для дальнейшего анализа. [c.5]

Гиростабилизатор с астрокоррекцией, устанавливаемый на борту самолета, решает сложные задачи ориентации и дальней навигации. При совместной работе с другими устройствами системы навигации он может обеспечить получение достаточно точных данных о местонахождении самолета, величине пройденного пути, направлении полета и, наконец, об угловых смещениях самолета относительно вертикали и по курсу в каждый данный момент полета. Информация от гиростабилизатора может поступать как к пилоту и штурману, так и в автоматические устройства (например, в автомат курса). [c.37]

Высокие удельные прочность и жесткость, теплопроводность в сочетании с размерной, геометрической и термической стабильностью, низким коэффициентом термического расширения и хорошей отражательной способностью делают бериллий незаменимым материалом для зеркал оптических приборов, в том числе и космического назначения, деталей высокоточных приборов. Его применяют в инерциальных системах навигации для ракет, самолетов, подводных лодок. Из него изготовляют детали ги-ростабилизированных платформ и гироскопов. [c.431]

Из рис. 14 видно, что при скоростях входа до 15 км1сек система управления на межпланетном участке траектории способна обеспечить выведение аппарата в допустимый коридор входа это, по-видимому, невозможно при более высоких скоростях входа. Правда, на этот счет существуют различные мнения, но автор настоящего обзора полагает, что вход с высокими скоростями может вообще не потребоваться, поскольку скорость входа ограничивается условиями проведения операции, а не точностью системы навигации. Следует также указать, что данные о коррекции траектории на межпланетном участке [40] основаны на использовании единственного измерения, выполненного бортовыми оптическими средствами. Использование данных слежения с Земли для расчета корректирующих импульсов безусловно повысит точность коррекции ). К тому же при необходимости глубина коридора безопасного входа может быть увеличена путем увеличения аэродинамического качества аппарата, управления по тангажу [41—43] или, возможно, путем увеличения предельно допустимой перегрузки. [c.149]

Здесь уместно сказать несколько слов о преимуществах автономной навигации. Как указывается в монографии [15] (см. литературу к докладу Т. Н. Эдельбаума), при значительном удалении от Земли навигационные измерения могут быть выполнены более точно, когда применяются бортовые приборы. К тому же большие межпланетные расстояния могут приводить к нарушению прежде достаточно надежной связи с Землей, которая необходима для обработки основной навигационной информации и передачи на борт корабля команд наведения. Поэтому космические корабли будуш.его, по-видимому, должны иметь полностью автономные системы навигации и наведения. Прим. перев.) [c.149]

Советская промышленность уже в 1975 году освоила серийный выпуск лазеров различных типов, серий ГОС и ГОР, серии ЛГ и др. Они демонстрировались на iMho-гих международных выставках, и вызывали всеобщий интерес [4, 5, 6]. Ускоренными темпами развивалась лазерная техника и в США, Франции, Англии, Италии, ФРГ. В новое научное направление вовлекалось все больше ученых и исследователей. Они принесли новые идеи, часть из которых оказалась давно забытыми старыми. Так, например, использование схемы эксперимента А. Майкельсона, который он приводил еще в npomJioM веке, привело к созданию лазерного гироскопа, а точнее, датчика угловой скорости вращения (ДУС), который отличается от роторного более высокой точностью, широким диапазоном измеряемых скоростей, практически мгновенным включением в работу (не нужно время на раскрутку ротора), малой чувствительностью к перегрузкам [7, 8]. Эти приборы стали использовать в системах навигации и стабилизации. Для решения ряда научных проблем были построены различные локаторы и дально-. меры с лазером в качестве источника излучения. Например, при проведении локации Луны локатор был размещен в Крымской обсерватории и им осуществлялось зондирование поверхности Луны. С тем, чтобы получить отраженный сигнал значительной мощности, на Луну был доставлен зеркальный отражатель, изготовленный французскими учеными и техниками [9, 10]. О высокой точности лазерной локации говорит такой эксперимент.. Он был выполнен сотрудниками обсерватории Мишель де Прованс по американскому спутнику Эксплорер-22 . Этот спутник был также оснащен зеркальной панелью, состоящей из 360 оптических элементов. В локаторе в качестве источника излучения использовался рубиновый лазер. После обработки результатов локации выяснилось, что в момент измерений наклонная дальность от локатора до спутника составляла 1571 км 992 м. Причем это Расстояние было измерено с ошибкой всего 8 м. Такой эксперимент дает ученым возможность составить более правильное представление о форме Земли и о распределении поля тяготения. И если раньше считалось, что поле тяготения имеет сферическую форму, затем стали говорить об эллиптической форме, то теперь о поле тяго- [c.6]

В конце 40-х годов в связи с наметившимся использованием гиростабилизаторов в системах навигации появляется тенденция к резкому повышению точности этих приборов и, прежде всего,— к сокраш,ению скорости ухода стабилизированных платформ. В 50-х годах обозначилось развитие двух типов гиростабилизаторов — с тремя двухстепенными гироскопами или с двумя свободными (трехстепенными) гироскопами в качестве чувствительных элементов. Сами эти элементы выделяются в конструктивно обособленные и взаимозаменяемые блоки прибора, которые настойчиво совершенствуются для снижения произвольных моментов сил, налагаемых на гиро-178 скоп. [c.178]

Перейдем к инерциалъным системам навигации. В наши дни навигацией принято называть процесс определения местоположения и скорости движущегося объекта — корабля, самолета, ракеты, космического летательного аппарата. Искусство определять место корабля по известным ориентирам на берегах и путем наблюдения высоты светил над линией видимого горизонта было известно еще древним. Позже научились счислять перемещение судна по земной поверхности, принимая во внимание скорость его хода, курс и время движения. [c.179]

В процессе развития теории гировертикалей и гирокомпаса был, однако, несколько прояснен вопрос о принципиальной возможности создания инер-циальной системы навигации объекта, движущегося по поверхности Земли. Это произошло, прежде всего, благодаря упоминавшейся выше работе М. Шулера (1923). Поскольку он показал, что принципиально возможно создать гировертикаль, не, подверженную баллистическим и скоростным девиациям, цриэбретала правомерность и схема системы, имитирующей астрономическое определение места посредством гировертикали и двух свободных гиро-скоцов. Однако оставалась, разумеется, неразрешенной проблема радикального сокращения ошибок, обусловленных уходами гироскопов, М. Шулер считал ее безнадежно трудной и потому полагал, что его вертикаль могла быть использована для навигации лишь совместно с астрономическими определениями. [c.180]

Немецкий изобретатель И. Бойков с 1928 по 1933 г. также вел разработку инерциальной системы навигации для кораблей и самолетов. Примечательно, что она закончилась обширным патентом Измерителя пути , в котором описывалась система, в основных своих чертах совпадавшая с предложением Коф-мана и Левенталя. Отличия состояли в том, что для стабилизации площадки с акселерометрами предлагались двухстепенные гироскопы с поплавковым подвесом, а для измерения и интегрирования горизонтальных ускорений объекта — двойной роторный акселерометр. В последнем момент сил относительно оси маятника, обусловленных измеряемым ускорением, автоматически, с помощью асинхронного электродвигателя, уравновешивался моментом сил, приводивших в движение маховик. Благодаря этому угловое ускорение маховика оказывалось пропорциональным измеренному линейному ускорению объекта, и прибор позволял дважды йнтегрировать по времени ускорение объекта, выдавая показания, пропорциональные пути последнего в виде угла поворота маховика. Азимутальный гироскоп йвтор предполагал периодически корректировать от гирокомпаса. [c.182]

В настоящей книге рассматриваются так называемые интегрированные бортовые системы навигации и наведения беспилотных маневренных ЛА, позволяющие наиболее адекватно использовать современные информационные технологии для обеспечения требуемого качества высокоточного оружия. Анализ показывает, что бортовые интегрированные системы управления (БИСУ) характеризуются рядом особенностей, главной из которых является унификация соответствующих функциональных групп на уровне технических решений. Например одно и то же техническое решение на уровне аналого-цифровых преобразователей применяется и в системе целеуказания, и в контуре управления приводом, и в системе встроенного контроля электрических характеристик. Аналогично, все процессорные секции вычислительной системы одинаковы, независимо от того, какую задачу они решают навигационную, наведения или стабилизации. Этим устраняется один из основных недостатков традиционной (составной) бортовой системы управления — избыточность номенклатуры схемно-технических решений. [c.23]

Как уже отмечалось выше, анализ точности решения подобных задач с учетом различных неконтролируемых факторов производится путем имитационного моделирования процесса функционирования системы навигации ЛА на основе многоканального приемника GLONASS/GPS с учетом специфики бортовой реализации алгоритмов, широкого спектра ошибок измерений, разброса начальных условий и возможности работы по разным созвездиям НИСЗ. В конечном счете, характеристика точности может быть получена путем статистического анализа процесса навигационных определений ориентации ЛА на основе метода Монте-Карло. [c.55]

При моделировании процессов функционирования интегрированной бортовой системы навигации и наведения беспилотного высокоманевренного ЛА на разных этапах могут использоваться несколько моделей гравитационного поля Земли, отличающиеся допущениями относительно формы и распределения масс в теле Земли [6.6]. В этой связи в ПМО реализована иерархическая цепочка классов, реализующая необходимые при моделировании модели геонотенцила. Базовым классом в данной иерархии является абстрактный класс TGraviModel, содержащий только лишь объявление единственного абстрактного метода Extra t, возвращающего значения компонент ускорения, обусловленного гравитационным притяжением Земли в зависимости от текущих координат точки. [c.216]

Моделирование бортового измерительного комплекса. Бортовой измерительный комплекс маневренного ЛА включает в себя, как правило, блок чувствительных элементов ориентации в пространстве (инерциальные указатели направлений — гиростабилизиро-ванная платформа на гироскопах, блок датчиков угловых скоростей), блок инерциальных измерителей (акселерометры), высотомеры, датчики угла атаки и т. п. Состав конкретной аппаратуры определяется целевой функцией ЛА и алгоритмом интегрированной системы навигации и управления. [c.229]

П.2.11. Веремеенко К. К. Оценка возможностей идентификации погрешностей вектора выходных параметров БИНС и инструментальных погрешностей ее измерительных элементов путем комплексирования со спутниковой системой навигации в процессе полета // Гироскопия и навигация. 1996. № 1(2). С. 74-75, С.-Петербург. [c.279]

В настоящее время вместо оптических дальномеров повсеместно используют компактные лазерные дальномеры. Это стало возможным с созданием малогабаритных лазеров, при этом точность измерения дальномеров повысилась на несколько порядков. Принцип действия лазерного дальномера достаточно прост. Оператор, направив дальномер на цель, нажатием кНопкй активирует лазер, который посылает луч в сторону цели. Специальное приемное устройство дальномера улавливает отраженный от цели луч. Дальномер имеет счетчик интервалов времени (электронные часы), который включается в момент выхода луча из дальномера и выключается в момент его возвращения. По известной скорости света и времени прохождения луча вперед и обратно определяется расстояние до цели. Наиболее совершенные лазерные дальномеры, применяемые в спутниковых системах навигации, оснащаются счетчиками интервалов времени с точностью 1 10 с (такая единица времени называется наносеюдадой) и даже точнее. Это позволяет определять расстояние с точностью до 0,2 10 %. Стандартные лазерные рулетки и дальномеры, используемые в комплекте с вехами или штативами с уголкрвыми отражателями, имеют точность, достигающую 1,5 мм на 100 м. Широкое распространение в последние годы получили дальномеры, позволяющие измерять расстояние непосредственно до объекта без отражателя, В связи с зависимостью точности измерений от свойств отражающей поверхности и надежности фиксации точки измерения дальность таких приборов не превышает [c.64]

Характерной особенностью работ по контролю технического состояния радиолокационных станций является необходимость проверок совместной работы РЛС с системами навигации и курсовертикали, а также выполнения юстиро-вок комплекса взаимодействующих систем и станций. [c.394]

Результаты работ ГСВЧ СССР используются при доведении информации о текущем времени до широкого круга пользователей в масштабе страны, для повышения качества радио и телепередач в Единой автоматизированной системе связи СССР, в системах навигации и управления движением самолетов, для достижения синхронной работы генераторов Единой энергетической системы СССР, для увеличения эффективности АСУ благодаря четкому временному взаимодействию ЭВМ, при автоматическом регулировании транспортных потоков. [c.206]

В работе ГСВЧ участвуют службы времени десяти соцстран. Непрерывно принимаются и обрабатываются сигналы радиостанций США, Англии и ряда других стран, Международного бюро мер и весов, Службы движения полюсов. Международного консультативного комитета по радиосвязи. Все объекты транспорта, связи и промышленности работают в едином ритме системы навигации и управления самолетами, судами и спутниками, автоматизированная система связи СССР, синхронные генераторы Единой энергетической системы СССР, десятки тысяч АСУ и АСУ ТП, миллионы часов и хронометрических приборов. И точность работы всех этих потребителей зависит от фантастической ючности Государственного эталона времени, частоты и длины. [c.41]

Колчинский В. Е. и др. Автономные доплеровские устройства и системы навигации летательных аппаратов.—М. Советское радио, 1975. [c.196]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...