Интегрированные системы ориентации и навигации для морских подвижных объектов - Анучин О.Н.
ISBN 5-90780-22-8
Скачать (прямая ссылка):
316
движущегося объекта. Время переходного процесса в этом случае при обеспечении погрешностей по курсу на уровне 0.5° составляет -2 ч.
Существенное отстояние места установки БИИМ от ц.м. судна сокращает время выставки ИСОН в условиях рыскания объекта и составляет примерно 20 - 30 мин. В этом случае возможно также ограничиться применением модуляционных поворотов ИБ БИИМ только при калибровке системы в процессе запуска. Кроме того, следует ожидать, что будет значительно снижаться и уровень динамических погрешностей ИСОН в процессе эксплуатации при воздействии ступенчатых возмущений, связанных, например, с изменением уровня инструментальных погрешностей ЧЭ БИИМ или при сбоях в опорной информации CHC по линейной скорости.
При построении БИИМ на _л„ДК.,р,угл.мин ВОГ с уровнем точности порядка 0,1 град/ч можно отказаться от модуляционного вращения его измерительного блока. В то же время эффективность (повышение точности в выработке курса) установки БИИМ на объекте с существенным отстоянием от его
ц.м. сохраняется. Это ия люстри- """0 2000 4000
руст рис. 4.15, на котором приведены графики изменения погрешностей выработки курса й построения вертикали места в
300 200 100 0
300 200
-дкл
Рис.4.15. Графики изменения погрешностей выработки курса и построения вертикали места в БИИМ на ВОГ
БИИМ на ВОГ с дрейфами 0,1 град/ч и акселерометрами, уровень точности которых приведен в табл.4.2, при размещении измерительного блока в ц.м. объекта (индекс «0*) и при его отстоянии (индекс «1») при малой качке и рыскании.
Использование в составе ИСОН на основе БИИМ с грубыми ЧЭ типа ВОГ недорогой ПА CHC с фазовыми интерферометрй-ческими измерениями, которая обеспечивает выработку также и поправки курса с погрешностью на уровне 0,2-0,3°, позволит существенно снизить требования к точностным характеристикам . инерциальных элементов. Очевидно, что это приведет к с ниже- » нню стоимости БИИМ, Вместе с тем в интересах обеспечения навигационной безопасности при маневрировании и плавании в узкостях целесообразно из-за возможных сбоев в приеме данных
317
LnC сохранение информационной автономности ИСОН по курсу, хотя бы и на более грубом уровне точности. Это требует применения решений, которые рассмотрены выше и обеспечивают постоянную калибровку дрейфов БИИМ с точностью не хуже 0,1 град/ч.
Отметим также, что в перспективе возможно включение ПА СНС, обеспечивающей выработку поправки курса, и в состав корабельных ИСОН с прецизионными БИИМ. Использование в этом случае такой ПА CHC было бы целесообразно при решении таких частных задач, как калибровка ЧЭ БИИМ при запуске системы и в обсервационном режиме ее работы, обеспечение коррекций БИИМ в полярных широтах, а также для эталонирования по курсу при мореходных испытаниях ИСОН. Однако для этого требуется аппаратура CHC с точностными характеристиками по курсу на порядок выше, создание которой является достаточно серьезной проблемой для условий МПО, например, из-за динамических и тепловых деформаций корпуса объекта и измерительной базы ПА СНС.
4.5. Интегрированная система ориентации и навигации на базе безгироскоппого БИИМ
ИСОН на базе БИИМ на измерителях угловых ускорений (ИУУ) ооешает стать самой дешевой интегрированной системой. Кроме того, к существенным достоинствам данной системы при информационном обеспечении САУД (AP или СДП) МПО следует отнести тот факт, что в ней наряду с выработкой стандартных навигационных и динамических параметров осуществляется непосредственное измерение угловых ускорений объекта. Это дает возможность находить эффективные оценки действующих на объект возмущающих моментов к использовать их при формировании в САУД МПО оптимального закона управления, тем самым повышая точность удержания объекта на заданной траектории движения. Однако информационная автономность таких ИСОН в части выработки координат места не превышает единиц секция, что обеспечивает их работоспособность по НП в автономном режиме только на время кратковременных сбоев в приеме данных CHC [2, 3J.
Математическое обеспечение данной ИСОН в основном аналогично алгоритмам режима начальной выставки и калибровки, а также обсервационного режима рассмотренных раннее ИСОН
318
на базе БИИМ на ЛГ и ВОГ. Отличительной особенностью рассматриваемой системы является то, что данные о составляюищх угловой скорости вращения связанного с корпусом объекта трехгранника получают путем интегрирования информации измерителей угловых ускорений, а также то, что она работоспособна лишь при наличии информации о курсе объекта, вырабатываемой, например, с помощью ПА CHC с фазовыми интерферомет-рическими измерениями.
Блок-схема взаимодействия основных задач, решаемых в вычислителе ИСОН, представлена на рис.4.16, где:
a,?.y.&VE,N,h> A<p:A\,AJj, Aax^ z, AsQx_0y0z, Aax^2 — оценки погрешностей БИИМ: в моделировании горизонтного трехгранника с географической ориентацией осей, в выработке составляющих вектора линейной скорости, координат места и составляющих вектора угловой скорости объекта, а также оценки низкочастотных случайных составляющих дрейфов ИУУ и погрешностей линейных акселерометров в связанных осях соответственно.
