Interested Article - Курсовертикаль

Бесплатформенная курсовертикаль на микромеханических гироскопах

Курсовертикаль — прибор, поставляющий данные об углах между географической системой координат (ГСК) и связанной системой координат (ССК), начальная точка которой совпадает с начальной точкой ГСК, а оси соответствуют, как правило — Y — продольной оси, Z — вертикальной, X — перпендикулярной им боковой оси транспортного средства, на котором установлена курсовертикаль. В высоких широтах вместо географической используется полусвободная в азимуте система координат . Технически курсовертикаль чаще всего реализуется как гировертикаль и датчик курса, сделанный, как правило, также на основе гироскопа и иногда корректируемый, например показаниями приёмника спутниковой системы позиционирования и навигации .

Три платформенные курсовертикали КВ-1 системы «Румб-1А» в отсеке самолёта Ту-22М

Измерение углов поворота и матрицы направляющих косинусов

Математически трёхгранник в ГСК можно перевести в трёхгранники связанной системы координат тремя последовательными поворотами.

  1. По оси Z на угол — угол курса ( рысканье , yaw). Курс по традиции отсчитывается по часовой стрелке, — по общим правилам — против часовой.
  2. По оси X на угол — угол тангажа (pitch).
  3. По оси Y на угол — угол крена (roll).

В матричной форме переход между географической и связанной системой координат осуществляется по формуле

При этом коэффициенты матрицы принимают значения

Внутреннее устройство курсовертикали

Соответственно курсовертикаль должна иметь три гироскопа , измеряющих повороты системы по этим трём углам. На деле, однако, курсовертикаль может измерять углы между связанной и так называемой «платформенной» системой координат, которая совпадает с ГСК в начале работы курсовертикали, однако не совершает вместе с нею вращения относительно инерциальной системы координат , поэтому для коррекции необходимо сообщать курсовертикали сведения о текущей широте , долготе и высоте транспортного средства, на котором установлен прибор. Используя эту информацию, можно провести адекватное преобразование из «платформенной» системы координат в ГСК.

Исполнение

В случае резервирования применяются многоканальные системы, работающие одновременно и параллельно и выдающие сигналы потребителям. Примером может служить трёхканальный (трижды резервированный) комплекс курсовертикалей типа «Румб-1 (А, Б)», который устанавливается на некоторых отечественных тяжёлых самолётах. На более лёгких самолётах устанавливается система ИКВ-1, технически представляющая собой один канал системы «Румб-1».

Выставка системы

Выставкой системы является задание верной начальной ориентации прибора в географической системе координат либо поворотом платформы, либо алгоритмически. Выставка проходит в два этапа — горизонтирование и выставка в азимуте. Горизонтирование осуществляется чаще всего с помощью акселерометров (внутренних или внешних). При указании точной широты горизонтирование можно провести используя только гироскопы , измеряя вращение Земли. При выставке вертикали с помощью акселерометров возможно наоборот, определить с помощью гироскопов широту . Выставка в азимуте осуществляется с помощью гироскопов .

Выставка комплекса Румб-1А занимает 20 минут — это минимальное время, необходимое на подготовку самолёта к вылету.

Источник —

Same as Курсовертикаль