Интегрированная курсовертикаль

Полезная модель относится к области авиационного приборостроения и может быть использована для определения параметров пространственной ориентации, навигационных параметров, высотно-скоростных параметров, а также в качестве приема и обработки сигналов спутниковой навигационной системы (СНС) в летательных аппаратах.
На сегодняшний день к авиационному оборудованию предъявляются повышенные требования по точности и многофункциональности. Для обеспечения этих требований используют высокоинтегрированные в одном корпусе устройства на современной элементной базе.
Известна бесплатформенная интегрированная инерциальная курсовертикаль, описанная в патенте РФ №168214 от 08.08.2016, МПК G01C 21/12, принятая за прототип. Данная курсовертикаль состоит из блока курсовертикали, установочного модуля, рамы монтажной и магнитного датчика. Блок курсовертикали содержит блок инерциальных датчиков, устройство приема, вычисления и выдачи информации, устройство питания. Курсовертикаль выполняет автономное измерение угловых скоростей и линейных ускорений по трем связанным с блоком курсовертикали осям, расчет параметров пространственной ориентации, навигационных параметров с использованием информации только от встроенных инерциальных датчиков, а также осуществляет коррекцию расчета выходных параметров при наличии информации от внешнего источника СНС и при наличии информации от внешнего источника системы воздушных сигналов (СВС). Курсовертикаль имеет два режима работы: Интегрированный (повышенная точность вычисления параметров с коррекцией от СНС и СВС) и Автономный (пониженная точность вычисления параметров без коррекции от СНС и СВС).
Недостатком данной полезной модели является ограниченная функциональность, вызванная зависимостью точностных характеристик указанной курсовертикали от внешних источников информации, используемых для коррекции параметров пространственной ориентации.
Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей.
Указанный технический результат достигается за счет того, что интегрированная курсовертикаль содержит первый контур питания, включающий первое устройство питания, соединенное с установочным модулем, блоком акселерометров, блоком гироскопов, устройством приема и обработки сигналов с акселерометров и гироскопов и устройством приема, вычисления и выдачи информации, второй контур питания, включающий второе устройство питания, соединенное с узлом датчиков давления и устройством приема и обработки сигналов датчиков давления, а в первый контур питания введено устройство приема и обработки сигналов спутниковых навигационных систем.
На фиг. 1 представлена блок-схема интегрированной курсовертикали, где:
1 - устройство приема и обработки сигналов спутниковых навигационных систем,
2 - установочный модуль,
3 - блок акселерометров,
4 - блок гироскопов,
5 - первое устройство питания,
6 - узел датчиков давления,
7 - второе устройство питания,
8 - устройство приема и обработки сигналов с акселерометров и гироскопов,
9 - устройство приема и обработки сигналов датчиков давления,
10 - устройство приема, вычисления и выдачи информации,
11 - внешнее оборудование.
Интегрированная курсовертикаль содержит два независимых контура электропитания. Первое устройство питания 5 обеспечивает питанием первый контур, включающий инерционные датчики, установочный модуль 2, устройство приема и обработки сигналов спутниковых навигационных систем 1, а также вычислительные устройства. Инерционные датчики представлены блоком акселерометров 3, выполненным в виде трех кварцевых акселерометров со встроенными датчиками температуры, и блоком гироскопов 4, выполненным в виде волоконно-оптического трехосного измерителя угловой скорости со встроенным датчиком температуры. Вычислительные устройства состоят из устройства приема и обработки сигналов с акселерометров и гироскопов 8 и устройства приема, вычисления и выдачи информации 10. Второе устройство питания 7 обеспечивает питанием второй контур, включающий узел датчиков давления 6 и устройство приема и обработки сигналов датчиков давления 9.
Интегрированная курсовертикаль предназначена для определения параметров пространственной ориентации и движения ЛА относительно Земли, гирокомпасирования, приема и обработки сигналов СНС, определения высотно-скоростных параметров.
Работа курсовертикали происходит следующим образом.
При первичной установке курсовертикали в установочный модуль 2, содержащий информацию о составляющих магнитного поля Земли, вносится запись о поправочных коэффициентах.
Во время работы информация об инерциальном воздействии от блока акселерометров 3 и блока гироскопов 4 передается в устройство приема и обработки сигналов с акселерометров и гироскопов 8. После коррекции и преобразования информации с учетом данных от датчиков температуры, а также контроля исправности данных в устройстве приема и обработки сигналов с акселерометров и гироскопов 8, информация передается в устройство приема, вычисления и выдачи информации 10.
Устройство приема и обработки сигналов спутниковых навигационных систем 1, выступая также в качестве модуля питания для активной бортовой приемной антенны спутниковой навигационной системы, принимает сигналы СНС ГЛОНАС/GPS, по которым определят текущие координаты, скорость и время, и передает указанную информацию в устройство приема, вычисления и выдачи информации 10.
Узел датчиков давления 6 преобразует пневматическую информацию, поступающую от внешнего оборудования 11, в частотный сигнал и передает его в устройство приема и обработки сигналов датчиков давления 9, где вместе с информацией о температуре торможения, полученной от внешнего оборудования 11, преобразуется в цифровой код полного и статического давлений и используется для вычисления высотно-скоростных параметров. Обработанная информация передается в устройство приема, вычисления и выдачи информации 10 и внешнее оборудование 11.
После агрегации, поступающей от внутренних модулей телеметрической информации и коррекции пространственной ориентации и навигационных параметров с учетом поправочных коэффициентов, устройство приема, вычисления и выдачи информации 10 производит выдачу информации потребителям, а при поступлении данных от внешних источников информации, таких как, спутниковая навигация, система воздушных сигналов и датчик магнитного курса, устройство приема, вычисления и выдачи информации 10 выдает данные о пространственной ориентации и навигационных параметрах на основе кворум-контроля мажоритарного анализа полученной информации.
Таким образом, благодаря наличию собственных средств измерения воздушных сигналов, а именно датчиков давления и блока акселерометров, у заявленной курсовертикали отсутствует зависимость точностных характеристик от внешних источников информации, используемых для коррекции параметров пространственной ориентации, позволяя эксплуатировать воздушное судно без штатной системы воздушных сигналов, тем самым расширяя функциональные возможности курсовертикали.