СПОСОБ КОРРЕКЦИИ ПРОГРАММНОГО ДВИЖЕНИЯ ПОЛЯРНОГО ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ГИРОСКОПА КОРАБЕЛЬНОЙ НАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
METHOD OF ADJUSTING PROGRAMMED MOVEMENT OF POLAR ELECTROSTATIC GYROSCOPE OF SHIPBORNE NAVIGATION SYSTEM

Предлагаемое изобретение относится к области точного приборостроения и может быть использовано в составе навигационных комплексов.
Рассматривается корабельная навигационная система, построенная на двух электростатических гироскопах (ЭСГ) с карданным съемом информации об угловом положении векторов кинетического момента (ВКМ) роторов ЭСГ относительно объекта (корабля). Обычно в навигационной системе, построенной на ЭСГ, начальное направление ВКМ устанавливается следующим: одного - по оси Мира (полярный ЭСГ), второго - в плоскости Земного экватора (экваториальный ЭСГ) (см. В.З.Гусинский и др. «Использование информационной избыточности в инерциальных навигационных системах на свободных гироскопах», сб. докладов на III Санкт-Петербургской конференции по интегрированным навигационным системам. 1996 г.).
0
1
0
Известен способ повышения точности полярного ЭСГ путем ориентации ВКМ таким образом, чтобы видимое движение было минимально (патент РФ №2308004). Способ включает установку ЭСГ в двухосный гироориентатор таким образом, чтобы при запуске гироскопа ось его ротора была ориентирована близко к направлению оси Мира, приведение гироориентатора в рабочий режим, измерение углов поворота корпуса гироскопа в ортогональной системе координат, связанных с Землей, отсчитываемых в плоскости, перпендикулярной оси Мира, и последующую установку оси симметрии корпуса гироскопа, при которой видимое движение этой оси в системе координат, связанной с Землей, минимально (установку в равновесное положение). В этом случае нет необходимости определять раздельно коэффициенты модели ухода (КМУ), обозначенные в патенте РФ №2308004 (принятом за прототип) индексами n, n, m, так как при такой установке корпуса гироскопа нет нарастающих со временем погрешностей определения координат места β и γ.
Однако при всеширотном плавании корабля необходима корректировка равновесного положения, так как оно зависит от широты места (из патента
0
где Ω - частота вращения Земли, φ - широта места).
Корректировка равновесного положения сопряжена с выводом из обработки показаний полярного гироскопа, знания широты места от постороннего источника, проведения операций выставки оси ротора в новое положение. Все это усложняет использование полярного гироскопа в корабельной навигационной системе при всеширотном плавании.
Задачей изобретения является повышение точности корабельной навигационной системы на ЭСГ при всеширотном плавании.
0
1
Поставленная задача решается тем, что во время калибровки полярного гироскопа определяются КМУ n и n.
В патенте РФ №2308004 приведена модель ухода ротора полярного гироскопа:
x
y
где ω, ω - составляющие скорости ухода ротора по осям Х и У, связанным с ротором, определяемые из выражений:
0
1
Там же приведены выражения ошибок определения координат места из-за невозможности разделения коэффициентов n и n.
Так, по координате β
0
0
где β, γ - значения β, и γ при t=0;
t - время.
Подставив выражения (1) в (3), получим
при t=0 Δβ=0;
при  (24 часа)
1
Если обозначить β=β при
1
0
то Δβ=β-β и из (5)
Из выражения (2)
p
0
0
1
0
1
Таким образом, если определена величина β, известна широта φ, измерены значения β и β, из выражений (6) и (7) определяются величины n и n.
0
равн
Из (6) следует, что величина β должна отличаться от β (например, в 3-5 раз).
0
1
Последовательность операций предлагаемого способа определения величин n и n:
- приведение гироориентатора в рабочий режим;
x
y
p
p
- определение составляющих скорости ухода ротора по осям Х и У (ω, ω) и направления оси симметрии корпуса полярного гироскопа (β, γ), при котором видимое движение этой оси в системе координат, связанной с Землей, минимально;
x
y
- вычисление ω и ω;
- выключение следящих систем гироориентатора и системы автокомпенсации;
- разворот внутреннего кольца гироориентатора на угол, в 3-5 раз больший угла
равн
β, включение демпфирующей катушки;
- ожидание совмещения оси ротора с осью симметрии корпуса;
- выключение демпфирующей катушки;
- включение следящих систем гироориентатора и системы автокомпенсации;
0
- измерение углового положения внутреннего кольца, β;
1
- через 24 часа повторное измерение положения внутреннего кольца, β;
0
1
- вычисление величин n и n по формулам:
0
1
- введение величин n и n в уравнения программного движения полярного гироскопа.
Реализация этого способа позволяет повысить точность корабельной навигационной системы на ЭСГ.
Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в повышении точности корабельной навигационной системы.
В связи с отсутствием сведений о потребностях страны в количестве навигационных систем на ЭСГ экономический эффект изобретения подсчитать не представляется возможным.