Brevet FR2636132A1 — publié le 19900309

BLOC DE CAPTEUR GYROSCOPIQUE POUR APPAREILS DE NAVIGATION DESCRIPTION DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne Les systèmes de navigation inertieLs en général et plus particulièrement les blocs de capteurs inerties. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Des systèmes de navigation inertiels incorporant des gyroscopes et des accéléromètres sont connus pour diverses applications. Dans Les systèmes de navigation actuellement utilisés, une part considérable d'erreur provient d'imprécisions de paramètres tels que la dérive du gyroscope, la dérive de sensibilité à La pesanteur, et la dérive d'accéLéromètre. Ces paramètres n'ont pas une valeur constante. Ils varient à chaque fois que Le système est mis en fonctionnement et aussi périodiquement en cours de fonctionnement. SOMMAIRE DE L'INVENTION La présente invention cherche à fournir un bloc de capteur amélioré pour une utilisation dans des systèmes de navigation inertiels. Une forme préférée de la présente invention prévoit ainsi un bloc de capteur inertiel comprenant une base de bloc de capteur, un élément de montage de capteurs inertiels monté à rotation par rapport à la base de bloc de capteur de façon à tourner autour d'un axe de rotation et un gyroscope monté sur L'élément de montage et présentant un axe de révoLution de gyroscope incliné par rapport à-l'axe de rotation. SeLon une forme préférée de l'invention, l'axe de révolution de gyroscope est incliné par rapport à l'axe de rotation de 45 . De plus, selon une forme préférée de l'invention, le gyroscope comprend un gyroscope à double axe ou bien au moins deux gyroscopes à axe unique. En outre, selon une forme préférée de l'invention, un appareil d'indexation est prévu pour faire tourner de façon sélective l'élément de montage par rapport à la base de bloc de capteur autour de l'axe de rotation. De plus, selon une forme préférée de la présente invention, l'appareil d'indexation fonctionne de façon à faire tourner l'élément de montage vers des orientations séparées d'une position de référence de et 90 . En outre, selon une forme de réalisation préférée de la présente invention, deux accéléromètres au moins sont prévus sur l'élément de montage, fournissant ainsi à la fois une fonction de gyro-compas et de navigation par la combinaison des accéLéromètres et du gyroscope. Deux mesureurs de niveau, au moins, peuvent aussi remplacer les au moins deux accéléromètres. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera comprise et appréciée davantage d'après la description détaillée suivante, en liaison avec Les dessins dans lesquels: La figure I est une vue Latérale en coupe représentant un bloc de capteur inertiel construit et fonctionnant selon une forme de réalisation préférée de La présente invention; et la figure 2 est une vue de dessus représentant le bloc de capteur de la figure 1. DESCRIPTION DETAILLEE D'UNE FORME DE REALISATION PREFEREE On fait maintenant référence aux figures 1 et 2, qui représentent un bloc de capteur construit et fonctionnant selon une forme de réalisation préférée de La présente invention et comprenant une base 10 de bloc de capteur qui est associée de préférence à pLusieurs silent-blocs 12. Un élément de montage de capteur 14 est monté à rotation sur la base 10 pour tourner autour d'un axe de rotation représenté par L'axe Z. De préférence, le montage de rotation est effectué via un roulement à bille 16 pré-chargé. Sur L'éLément de montage 14 de capteur, est monté de façon fixe un gyroscope 18 à axe double tel que le gyroscope Minitune fabriqué par La division Taman de Israel Aircraft Industries d'Israel. Un gyroscope 18 à axe double peut être également remplacé par deux gyroscopes à axe unique. Les premier et second accéléromètres 20 et 22 à axe unique sont aussi montés de façon fixe sur L'éLément de montage 14 de capteur. Les accéléromètres 20 et 22 peuvent être aussi remplacés par des mesureurs de niveau. On prévoit également une butée 24 à 0o et et un dispositif de verrouiLage 26 à 90 associé à la base 10 de bloc pour définir précisément des positions d'indexation. Une caractéristique particulière de La présente invention réside en ce que Le gyroscope 18 est monté avec son axe de révolution incliné à 45 par rapport à L'axe de rotation, c'est-à-dire L'axe Z. Cet agencement incLiné du gyroscope par rapport à L'axe de rotation permet une extraction simultanée des paramètres de dérive de gyroscope et de dérive- de sensibLité à La pesanteur pour le gyroscope. SeLon ta présente invention, une fois installé à L'intérieur du système de navigation, L'axe de révolution du gyroscope est horizontal lorsque le bloc de capteur est à la position 0 . L'axe de révolution du gyroscope est vertical lorsque le bloc est à la position 180 . L'axe de révolution du gyroscope est incliné selon un angle à 45 par rapport à l'axe vertical Z lorsque le bloc de capteur est à la position 90 . Lorsqu'on est dans les positions ci-dessus, les opérations suivantes ont lieu: 1. A la position 0O, la navigation a lieu en utilisant un axe sensible du gyroscope. 2. Aux positions 1800 et 0 , la fonction de gyro-compas a lieu. 3. A la position 90 , le second axe sensible est lu de façon que les lectures puissent être utilisées durant la navigation pour accroître la précision. Lors de la fonction de gyro-compas, les accéléromètres extraient des données représentant le défaut de niveau du bloc de capteur. Une indexation de l'élément de montage 14 par rapport à la base 10 de bloc est fournie de préférence par une unité d'entraînement 30, incorporant un moteur à courant continu sans balais, des rouages intermédiaires et une transmission à vis sans fin. Les hommes de l'Art pourront se rendre compte que la présente invention n'est pas limitée à ce qui a été représenté et décrit de façon particulière précédemment, la portée de la présente invention étant plut8t définie seulement par les revendications en annexe. REVENDICATIONS 1. Un bloc de capteur inertiel comprenant: une base (10) de bloc de capteur; un élément (14) de montage de capteurs inertiels monté à rotation par rapport à ladite base de bloc de capteur pour tourner autour d'un axe de rotation; et un gyroscope (18) monte sur ledit élément de montage et présentant un axe de révolution de gyroscope incliné par rapport audit axe de rotation. 2. Un bloc de capteur inertiel selon la revendcation 1 et dans lequel ledit axe de révolution de gyroscope est incliné de 45 par rapport audit axe de rotation. 3. Un bloc de capteur inertiel selon l'une quelconque des revendications précédentes. et dans lequel ledit gyroscope (18) comprend un gyroscope à axe double. 4. Un bloc de capteur inertiel selon l'une quelconque des revendications 1.et;2, - - dans lequel ledit gyroscope (18) comprend au moins deux gyroscopes à axe unique. 5. Un bloc de capteur inert-iel selon l'une quelconque des revendications précédentes et comprenant également des moyens d'indexation (24, 26) pour faire tourner de façon sélective ledit élément de montage (14) par rapport à ladite base (10) de bloc de capteur autour dudit axe de rotation. 6. Un bloc de capteur inertiel selon la revendication 4 et dans lequel lesdits moyens d'indexation (24, 26) sont suceptibles de faire tourner Ledit élément de montage vers des orientations séparées d'une position de référence de 180 et 90 . 7. Un bloc de capteur inertiel selon l'une quelconque des revendications précédentes et comprenant également au moins deux accéLéromètres (20, 22) montés sur ledit élément de montage, permettant ainsi à La fois la fonction de gyro-compas et la navigation par la combinaison desdits au moins deux accéléromètres et dudit gyroscope. 8. Un bloc de capteur inertiel selon l'une quelconque des revendications précédentes et comprenant aussi au moins deux mesureurs de niveau montés sur ledit élément de montage (14) permettant ainsi à la fois la fonction de gyro-compas et la navigation par la combinaison desdits au moins deux accéléromètres et dudit gyroscope.