Автономная навигационная система

АВТОНОМНАЯ НАВИГАЦИОННАЯ СИСТЕМА
Полезная модель относится к области авиационного приборостроения.
Курс и скорость относятся к основным навигационным параметрам, измеряемым на борту самолетов и вертолетов.
Системы для измерения курса и скорости относятся к основным навигационным средствам на борту самолетов и вертолетов. От качества их работы во многом зависит эффективность применения этих ЛА.
На борту современных летательных аппаратов (ЛА) для измерения курса и скорости широкое применение нашли инерциальные навигационные системы (ИНС). Описание некоторых из них приведено в книге Аппаратура измерения курса и вертикали на воздушных судах гражданской авиации. М: Машиностроение, 1989.
ИНС имеют в своем составе несколько гироскопов и акселерометров. С их помощью в ИНС, которые могут быть платформенного или бесплатформенного типа, измеряют одновременно курс, крен, тангаж и составляющие вектора ускорения, интегрируя которые определяют составляющие вектора скорости.
Современные ИНС, как правило, имеют два основных режима работы - ПОДГОТОВКА и РАБОТА.
В режиме ПОДГОТОВКА осуществляется выставка ИНС в горизонте (приведение гиростабилизированной платформы или ее математической моМПК СОЮ 23/00
дели в плоскость местного горизонта и формирование начального состояния интеграторов) и азимуте (определяется ориентация измерительных осей ИНС относительно географического меридиана).
От точности выставки во многом зависит точность работы ИНС в последующем полете.
Теоретически, для осуществления выставки ИНС самодостаточна, но в полной мере это относится только к выставке в горизонте. Конструкция современных ИНС и погрешности используемых в их составе гироскопов и акселерометров обеспечивают достаточный уровень точности автономной выставки в горизонте. Точность автономной выставки в азимуте зависит от уровня постоянных составляющих дрейфов гироскопов ИНС, которые, как правило, очень существенны.
Поэтому на практике для выставки ИНС в азимуте очень часто используют данные о начальном курсе, полученные каким либо иным способом, например визуальным. В этом случае сигнал начального курса, как правило, вводится в систему с помощью специального устройства ввода. Это устройства ввода также обычно используется для ввода в систему юстировочных поправок, учет которых обеспечивает повышение точности определения скорости.
Наиболее близким по технической сущности из известных аналогов является автономная навигационная система самолета, описание которой приведено в Руководстве по эксплуатации навигационного комплекса 6Д1.790.084РЭ.
Данная система, с учетом только существенных для рассматриваемой модели признаков содержит ИНС, пульт управления и ввода (ПУВ), блок памяти (БП) и два сумматора.
В данной системе определение курса и вектора скорости осуществляется путем учета в сигналах ИНС начального курса самолета и юстировочных поправок по скорости, которые в режиме ПОДГОТОВКА вводятся в БП
с помощью ПУВ.
У Уине + Ч/о
У Уинс+АУю.
Основными недостатками данной системы является недостаточный уровень автоматизации при определении начального курса и котировочных поправок по скорости в режиме ПОДГОТОВКА, а также недостаточная точность определения скорости в режиме РАБОТА.
Предлагаемая автономная навигационная система позволяет обеспечить устранение данных недостатков.
Для достижения технического результата в состав автономной навигационной системы дополнительно введены блок расчета начального курса (БРНК), блок расчета котировочных поправок (БРЮП), блок прогноза погрешностей (БПРП) и таймер (ТМ).
На фиг. представлена блок-схема предлагаемой автономной навигационной системы, обеспечивающей достижение поставленных целей.
С помощью ИНС определяют курс самолета относительно продольной измерительной оси ИНС и скорость его полета в инерциальной системе координат. ИНС связана с ПУВ и обоими сумматорами.
С помощью сумматоров в сигналах ИНС учитывают начальный курс самолета, сигналы котировочных поправок по скорости и прогнозируемых
погрешностей ИНС по скорости:
У/  финс + W,
У УИНС$ + АУЮ; + АУПРЈ У,  Уине, + АУЮ,+ АУПРг.
С помощью ПУВ осуществляют управление режимами работы системы и вводят в систему значения начального курса у/о, начальных координат местоположения (ро,о, котировочных поправок по скорости АУЮЈ, АУЮг и параметры, характеризующие изменение погрешностей ИНС во времени АУ,ь AV21; ИАУ1г}, AV2r}. ПУВ связан с ИНС, БРНК, БРЮП, ТМ и БП.
БП предназначен для долговременного хранения вводимых с ПУВ параметров. БП связан с ПУВ, БРНК, БРЮП, БПРП и обоими сумматорами.
БРНК предназначен для автоматического определения начального курса самолета ц/о-, в случае если с ПУВ в систему были введены значения котировочных поправок по горизонтальных составляющим вектора скорости
АУЮЈ и/4Гю„:
1/о  arctg(VHHCs - АУЮ4)/-(УИНс„ - АУЮг,);
БРЮП предназначен для автоматического определения котировочных поправок по горизонтальным составляющим вектора скорости АУЮ и АУЮл, в случае если с ПУВ в систему было введено значение начального курса самолета у/огде УЗ - модуль скорости вращения Земли.
БПРП предназначен для автоматического определения в режиме РАБОТА сигналов прогноза погрешностей ИНС по горизонтальным составляющим вектора скорости ЛУПР и ЛУПРт, в случае если с ПУВ в систему были введены значения параметров, характеризующих изменение погрешностей ИНС во времени AV АУЦ и AVi,,, AV2ll:
AVnPs   + V2  1- cos(v-tp); АУПРл  V,n-tp + V2n  /1- cos(v-tp),
где V - частота Шулера, a tp - время нахождения ИНС в режиме РАБОТА, отсчитываемое в ТМ с момента подачи соответствующего сигнала с ПУВ в ИНС.
Таким образом, на примерах реализации показано достижение технических результатов.
ФОРМУЛА ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
1.Автономная навигационная система, содержащая инерциальную навигационную систему, два выхода которой поданы соответственно на входы двух сумматоров, блок памяти, два выхода которого поданы соответственно на вторые входы сумматоров и пульт управления и ввода выход которого одновременно соединен со входами инерциальной навигационной системы и блока памяти, ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ тем, что в ее состав между выходом второго сумматора и вторым входом блока памяти дополнительно введен блок расчета начального курса, второй вход которого соединен с выходом пульта управления и ввода.
2.Автономная навигационная система, по п. 1, ОТЛИЧАЮЩАЯСЯ тем, что в ее состав между выходом второго сумматора и третьим входом блока памяти дополнительно введен блок расчета котировочных поправок, второй вход которого соединен с выходом пульта управления и ввода.
3.Автономная навигационная система, по п. 1, О1ЛИЧАЮЩАЯСЯ тем, что в ее состав между выходом пульта управления и ввода и третьим входом второго сумматора дополнительно введены последовательно соединенные таймер и блок прогноза погрешностей, второй вход которого соединен с третьим выходом блока памяти.
Экз. №1 Автономная навигационная система