АНТЕННЫЙ УЗЕЛ СПУТНИКОВОГО КОМПАСА

Заявляемое устройство относится к областям навигации и топографии, в частности к устройствам определения угловых координат цели/ориентира (пеленга/азимута и угла места) на неподвижном, движущемся и/или качающемся объекте, и может быть использовано при решении задач судовождения, наземной навигации и топографии.
Известно переносное устройство для пеленгования и измерения азимутов и углов места целей/ориентиров относительно объекта, в котором неподвижно закреплены на едином основании 3-4 антенны спутникового приемника глобальной навигационной системы GPS, а также лазерный дальномер и средства обработки и индикации данных об относительном положении цели (см. патент США №5568152, МПК G01S 5/02, F41G 1/00, НКИ 342.357, 89/41.17).
В указанном переносном устройстве измеряются и индицируются азимут и угол места цели при совмещении изображения цели с линией визирования. Недостатком такого устройства является отсутствие измерения и индикации курса объекта, на котором может быть размещен наблюдатель.
Известен антенный узел спутникового компаса (СК) SC-60/120, FURUNO ELECTRIC Co, Ltd, содержащий основание, на котором установлены 3 спутниковых антенны, жестко соединенные со средствами крепления его к объекту. Антенный узел с тремя антеннами предназначен для измерения курса, угла крена и угла дифферента, но не позволяет определять угловые координаты целей ориентиров.
Известны антенные узлы различных спутниковых компасов (см., например, СК JLR-10, Japan Radio Co, Ltd, СК KODEN, Koden Electronics Co, Ltd, СК Raytheon Marine, Raytheon Anschiitz GmbH с двумя спутниковыми антеннами, установленными на основании, жестко соединенном со средствами крепления его к объекту.
В антенном узле спутникового комплекса Raytheon Marine (принят за прототип) основание, на котором установлены две спутниковых антенны, снабжено жестко связанной с ним опорой, которая в свою очередь крепится к объекту. Опора представляет собой элемент с профилем прямоугольного треугольника, плоскости катетов которого на болтах жестко скреплены с основанием и строительной конструкцией объекта.
Известный антенный узел используется при измерении курса и угла дифферента, если антенны расположены вдоль диаметральной плоскости судна. Для измерения пеленга, азимутов и углов места целей/ориентиров необходимо дополнительное оборудование: пеленгаторный репитер и гирокомпас.
Решаемая техническая задача - обеспечение возможности измерения курса объекта, а также пеленга, азимутов и углов места целей/ориентиров без дополнительного использования пеленгаторного репитера и гирокомпаса, в результате чего сокращается объем объектовой аппаратуры, снижается ее энергопотребление и стоимость.
Указанная задача решается за счет того, что в антенном узле спутникового компаса, содержащем основание, на котором установлены две спутниковых антенны, и опору для основания, жестко закрепленную на объекте, основание снабжено визиром, оптическая ось которого параллельна линии соединения спутниковых антенн и размещено на держателе, установленном на опоре.
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежом, где на фиг.1 - заявляемое устройство, вид сбоку, на фиг.2 - вид сверху, на фиг.3 - разрез по А-А.
Антенный узел содержит основание 1, на котором закреплены две антенны 2, 3 и визир 4. Основание 1 установлено на держателе 5, который укреплен на опоре 6, например, посредством элементов крепления 7.
Опора 6 крепится жестко к строительным плоскостям объекта 8. Держатель 5 может быть выполнен, как показано на чертеже 3, если основание 4 имеет прямоугольный профиль. Возможны различные формы профилей выполнения держателя 5 в зависимости от формы выполнения основания 1, а также различное выполнение средств его крепления на опоре 6. При необходимости держатель 5 может быть соединен с опорой 6 через известные средства, обеспечивающие вращение и фиксацию его в горизонтальной плоскости и в вертикальной плоскости оси визирования (на чертеже не показано).
Для измерения курса объекта наблюдатель располагает основание 1 с размещенными на нем спутниковыми приемными антеннами 2, 3 неподвижно на корпусе 8 объекта так, чтобы ось, образованная приемными антеннами, была параллельна строительным осям объекта (например, параллельна основной (горизонтальной) и диаметральной плоскости судна). Для пеленгования и измерения пеленгов/азимутов и углов места целей/ориентиров относительно объекта наблюдатель вручную или с использованием средств вращения (на чертеже не показаны) располагает основание 1 с размещенными на нем спутниковыми приемными антеннами 2, 3 и визиром 4 так, чтобы цель попала на линию визирования.
Частота производства угловых измерений спутниковыми компасами сегодня достигает значения 20 Гц, что позволит с такой частотой фиксировать углы ориентации визира. Такая частота фиксации угловых координат цели полностью удовлетворяет требованиям пеленгования при решении задач навигации судов и топографии.
При измерении значений азимута и угла места линии, проходящей через приемные антенны 2, 3 спутникового компаса, не требуются дополнительно датчики курса и углов качки объекта. Таким образом, при производстве пеленгования наблюдаемого ориентира будут достигнуты заявленные цели изобретения:
- обеспечение возможности одновременного измерения пеленга и угла места ориентира, в том числе на качающемся объекте;
- обеспечение возможности измерения пеленга и угла места ориентира без использования пеленгаторного репитера и гирокомпаса или магнитного компаса;
- снижение стоимости оборудования за счет отказа от использования дорогостоящих гирокомпаса и пеленгаторного репитера.
Известно, что погрешности определения углов курса и тангажа в навигационных данных от мультиантенного спутникового приемника ограничены величиной 0,05-0,5° и не зависят от времени, следовательно погрешности азимута и угла места также будут составлять доли градусов при размещении антенн на расстоянии друг от друга 0,5 м и более. Кроме того, погрешности определения углов курса и тангажа не будут зависеть от знания магнитного поля Земли и компенсации магнитного поля объекта, что характерно для магнитных компасов, а также не будут зависеть от ускорений объекта, вызванных его качкой и изменением параметров движения, что характерно для гирокомпасов.