навигационный комплекс

Формула изобретения

Навигационный комплекс, содержащий инерциальную навигационную систему (ИНС) с гироплатформой (ГП) в инерциальной системе координат OXYZ, системе координат OX'Y'Z', связанной с Землей, географическим сопровождающим трехгранником ONHE, опорным трехгранником ГП O , реальным трехгранником, связанным с ГП, навигационный вычислитель фильтр-идентификатор оценок (ФИО), приемник спутниковой навигационной системы (СНС), причем на основании ГП установлены первый, второй и третий акселерометры, измерительные оси которых направлены соответственно по осям X, Y, Z ГП, на основании ГП установлены гироскопы, измерительные оси которых направлены по осям X, Y, Z ГП соответственно, по каждой из осей X, Y, Z ГП установлены синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ) и двигатель стабилизации, в ИНС выполнены преобразователи аналог-код для обработки сигналов акселерометров и СКВТ, преобразователи код-частота (ПКЧ) для стабилизации и управления ГП, выходы ИНС с данными о приращениях скоростей V_x, V_y по осям X, Y ГП соответственно, о составляющих абсолютных скоростей V , V , V , о гироскопическом курсе , об углах крена , тангажа соединены с одними из входов навигационного вычислителя, в приемнике СНС образованы выходы с данными о географической широте _снс, географической долготе _снс, курсе ^СНС, северной восточной и вертикальной составляющих относительной скорости, в навигационном вычислителе выполнены вычислительные средства для расчета выдаваемых сигналов географической широты , географической долготы , азимута ГП, линейных скоростей V_x, V_y по осям X, Y ГП соответственно, проекции U , U , U угловой скорости U Земли на оси опорного трехгранника ГП, абсолютных ускорений W , W , W , относительных скоростей , , абсолютных угловых скоростей , , скоростей U_N, U_E в осях сопровождающего трехгранника ГП, радиусов кривизны R , R земного эллипсоида по сечениям, проходящим через оси ГП, радиусов кривизны R_N меридиана, R_E параллели, вспомогательного параметра R_O, отличающийся тем, что в него введено вычислительное устройство для расчета угловых скоростей (ВУРУС), в цепи соединения входов и выходов после навигационного вычислителя введены одиннадцать сумматоров (с первого по одиннадцатый), первое, второе, третье, четвертое устройства умножения, выходы приемника СНС с данными _снс, , , , подключены к другим входам навигационного вычислителя, в навигационном вычислителе выполнены устройства для расчета составляющих , , абсолютной скорости в проекциях на оси опорного трехгранника ГП, выход с данными скорости V_x навигационного вычислителя подсоединен к входу первого сумматора, к инверсному входу которого подсоединен выход ФИО с оценкой погрешности скорости выход первого сумматора подключен к одному из входов ВУРУС и к входу второго сумматора, к инверсному входу которого подсоединен выход данных скорости навигационного вычислителя, выход навигационного вычислителя с данными скорости V подсоединен к одному входу первого устройства умножения, к другому входу которого подключен выход ФИО с данными оценки угла рассогласования между осью Х реального трехгранника ГП и осью опорного трехгранника ГП, выход навигационного вычислителя с данными скорости V подсоединен к одному входу второго устройства умножения, к другому входу которого подсоединен выход ФИО с данными оценки угла рассогласования между осью Y реального трехгранника ГП и осью опорного трехгранника ГП, выход второго сумматора подключен к первому входу третьего сумматора, к второму входу которого подключен выход первого устройства умножения, а к инверсному входу подсоединен выход второго устройства умножения, к входу четвертого сумматора подсоединен выход навигационного вычислителя с данными широты , выход приемника СНС с данными широты _снс подключен к первому инверсному входу четвертого сумматора, к второму инверсному входу которого подсоединен выход ФИО с данными оценки погрешности широты, выход навигационного вычислителя с данными долготы подсоединен к входу пятого сумматора, к первому инверсному входу которого подключен выход приемника СНС с данными долготы _снс, а к второму инверсному входу подключен выход ФИО с данными оценки погрешности долготы, выход навигационного вычислителя с данными скорости V подсоединен к одному из входов третьего устройства умножения, к другому входу которого подключен выход ФИО с данными оценки угла рассогласования , выход навигационного вычислителя с данными скорости V подсоединен к первому входу четвертого устройства умножения, к второму входу которого подсоединен выход ФИО с оценкой угла рассогласования между осью Z реального трехгранника ГП и осью опорного трехгранника ГП, выход навигационного вычислителя с данными скорости V_у подключен к входу шестого сумматора, к инверсному входу которого подсоединен выход ФИО оценки погрешности определения скорости V_y, выход шестого сумматора подключен к одному из входов ВУРУС и входу седьмого сумматора, инверсный вход которого соединен с выходом навигационного вычислителя с данными скорости , выход третьего устройства умножения подключен к первому входу восьмого сумматора, к второму входу которого подсоединен выход седьмого сумматора, к инверсному входу восьмого сумматора подключен выход четвертого устройства умножения, выходы навигационного вычислителя с данными V_x, V_y, V , V , V , , , W , W , W , u_n, u_e, , , , , U , U , U , R , R , R_O, R_N, R_E, соединены с входами ВУРУС, в ВУРУС выполнены вычислительные устройства для расчета угловых скоростей , , , составляющих , относительной угловой скорости по осям географического трехгранника, составляющих , , ускорения свободного падения, переменных коэффициентов:















k₂₁=U ; k₂₂=V ; k₂₃=V ; k₂₄=V ; ;

k₂₆=V U_N+U²R_Ecos2 cos ; ; k₂₈=U ; k₂₉=V ;

k₃₀=V ; k₃₁=V ; k₃₂=U²R_Ecos2 sin -V U_N;

k₃₆=U ;

k₄₀=U ;

k₄₃= ; k₄₄= ;

в ФИО выполнен выход оценки погрешности курса ; выход линии ВУРУС с данными коэффициентов k₁ -k₄₄, выходы третьего, четвертого, пятого и восьмого сумматоров подключены к входам ФИО, выход ВУРУС с данными угловой скорости подсоединен к входу девятого сумматора, к инверсному входу которого подключен выход ФИО с оценкой дрейфа по оси Х ГП, к выходу девятого сумматора подсоединен вход первого преобразователя «код-частота» (ПКЧ), выход ВУРУС с данными угловой скорости подключен к входу десятого сумматора, инверсный вход которого соединен с выходом ФИО с оценкой дрейфа по оси У ГП, к выходу десятого сумматора подключен вход второго ПКЧ, выход ВУРУС с данными угловой скорости подсоединен к входу одиннадцатого сумматора, к инверсному входу которого подключен выход ФИО с оценкой дрейфа по оси Z ГП, к выходу одиннадцатого сумматора подключен вход третьего ПКЧ; в ФИО выполнены устройство формирования данных рассогласования географических координат и линейных скоростей между ИНС и СНС (УФР), устройство формирования оценки погрешности географической широты, устройство формирования оценки погрешности географической долготы, устройство формирования оценки погрешности курса, устройство формирования оценки погрешности скорости , устройство формирования оценки погрешности скорости , устройство формирования оценки угла рассогласования , устройство формирования оценки угла рассогласования , устройство формирования оценки угла рассогласования , устройство формирования оценки дрейфа по оси Х ГП; устройство формирования оценки дрейфа по оси Y ГП; устройство формирования оценки дрейфа по оси Z ГП; в УФР выполнено одиннадцать преобразователей входных воздействий ФИО, каждый преобразователь входных воздействий ФИО содержит первый, второй, третий и четвертый регистры хранения, первое, второе, третье и четвертое устройства умножения, сумматор, выход первого регистра хранения подсоединен к первому входу первого устройства умножения, к второму входу которого подключен выход четвертого сумматора, подключенного к входу ФИО, выход второго регистра хранения подсоединен к первому входу второго устройства умножения, второй вход которого подсоединен к выходу пятого сумматора, подключенного к входу ФИО, к одному входу третьего устройства умножения подключен выход третьего регистра хранения, к другому входу третьего устройства умножения подсоединен выход третьего сумматора, подключенного к входу ФИО, выход четвертого регистра хранения подключен к первому входу четвертого устройства умножения, к второму входу которого подсоединен выход восьмого сумматора, подключенного к входу ФИО, выходы первого, второго, третьего и четвертого устройств умножения подключены к входам сумматора, в каждом из первого, второго, третьего и четвертого регистров хранения прошит код коэффициента усиления, соответствующий тому устройству умножения, к входу которого он подключен, во всех других преобразователях входных воздействий ФИО в регистрах хранения прошиты коды, соответствующие тому устройству умножения, к входу которого подключен соответствующий регистр хранения; в устройстве формирования оценки погрешности географической широты выполнены первое, второе, третье, четвертое, пятое и шестое устройства умножения, первый, второй, третий и четвертый сумматоры, интегратор, к входам первого устройства умножения подключены выход ФИО с оценкой угла рассогласования и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₁, выход ФИО с оценкой угла рассогласования и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₂ подсоединены к входам второго устройства умножения, к входам третьего устройства умножения подключен выход ФИО с оценкой угла рассогласования и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₃, выходы первого и второго устройств умножения подключены к входам первого сумматора, к инверсному входу которого подсоединен выход третьего устройства умножения, к входам четвертого устройства умножения подсоединены выход ФИО с оценкой погрешности скорости и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₄, выход ФИО с оценкой погрешности скорости и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₅ подсоединены к входам пятого устройства умножения, выходы первого сумматора и четвертого устройства умножения подключены к входам второго сумматора, к входам третьего сумматора подключены выход пятого устройства умножения и выход сумматора первого преобразователя входных воздействий ФИО в УФР, к входам шестого устройства умножения подсоединены выход ФИО с оценкой погрешности курса и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₆, выходы второго и третьего сумматоров подсоединены к входам четвертого сумматора, к инверсному входу которого подсоединен выход шестого устройства умножения, выход четвертого сумматора подключен к входу интегратора, выход интегратора предназначен для выдачи сигнала оценки погрешности географической широты; в устройстве формирования оценки погрешности географической долготы выполнены первое, второе, третье, четвертое, пятое, шестое и седьмое устройства умножения, первый, второй, третий и четвертый сумматоры, интегратор, к входам первого устройства умножения подсоединен выход ФИО с оценкой угла рассогласования и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₇, выход ФИО с оценкой угла рассогласования и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₈ подключены к входам второго устройства умножения, к входам третьего устройства умножения подсоединены выход ФИО с оценкой угла рассогласования и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₉, выходы второго и третьего устройств умножения подключены к входам первого сумматора, к инверсному входу которого подключен выход первого устройства умножения, выход ФИО с оценкой погрешности скорости и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₁₀ подсоединены к входам четвертого устройства умножения, к входам пятого устройства умножения подключены выход ФИО с оценкой погрешности скорости и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₁₁, к входам второго сумматора подсоединены выходы первого сумматора, четвертого и пятого устройств умножения, выход ФИО с оценкой погрешности курса и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₁₂ соединены с входами шестого устройства умножения, к входам седьмого устройства умножения подключены выход ФИО с оценкой погрешности географической широты и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₁₃, выход седьмого устройства умножения и выход сумматора второго преобразователя входных воздействий ФИО в УФР подключены к входам третьего сумматора, выходы второго и третьего сумматоров, выход шестого устройства умножения подсоединены к входам четвертого сумматора, к выходу которого подключен вход интегратора, выход интегратора предназначен для выдачи сигнала оценки погрешности географической долготы ; в устройстве формирования оценки погрешности курса выполнены первое, второе, третье, четвертое, пятое, шестое и седьмое устройства умножения, первый, второй, третий, четвертый и пятый сумматоры, интегратор, к входам первого устройства умножения подсоединены выход ФИО с оценкой погрешности скорости и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₁₄, выход ФИО с оценкой погрешности скорости и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₁₅ подключены к входам второго устройства умножения, выход которого подсоединен к инверсному входу первого сумматора, к другому входу которого подключен выход первого устройства умножения, к входам третьего устройства умножения подсоединены выход ФИО с оценкой угла рассогласования и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₁₆, выход ФИО с оценкой угла рассогласования и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₁₇ подключены к входам четвертого устройства умножения, к входам пятого устройства умножения подсоединены выход ФИО с оценкой угла рассогласования и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₁₈, выходы первого сумматора и третьего устройства умножения подключены к входам второго сумматора, выход которого, а также выход четвертого устройства умножения подсоединены к входам третьего сумматора, выход пятого устройства умножения подключен к инверсному входу третьего сумматора, выход ФИО с оценкой погрешности курса и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₁₉ подключены к входам шестого устройства умножения, выход которого соединен с одним входом четвертого сумматора, а с его другим входом соединен выход сумматора третьего преобразователя входных воздействий ФИО в УФР, к входам седьмого устройства умножения подключены выход ФИО с оценкой погрешности географической широты и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₂₀, выходы третьего и четвертого сумматора и выход седьмого устройства умножения подсоединены к входам пятого сумматора, выход которого соединен с входом интегратора, выход интегратора предназначен для выдачи сигнала ФИО с оценкой погрешности курса ; в устройстве формирования оценки погрешности скорости выполнены первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой сумматоры, первое, второе, третье, четвертое, пятое, шестое и седьмое устройства умножения, интегратор, к входам первого устройства умножения подсоединены выход ФИО с оценкой погрешности скорости и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₂₁, выход ФИО с оценкой дрейфа по оси Z ГП, выход линии ВУРУС с коэффициентом k₂₂ подключены к входам второго устройства умножения, выход которого подключен к инверсному входу первого сумматора, а к его другому входу подсоединен выход первого устройства умножения, выход ФИО с оценкой угла рассогласования и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₂₃ подсоединены к входам третьего устройства умножения, выход которого подключен к инверсному входу второго сумматора, а к его второму входу подсоединен выход первого сумматора, выход ФИО с оценкой дрейфа по оси У ГП и выход линии ВУРУС с коэффициентом k ₂₄ соединены с входами четвертого устройства умножения, выход которого подключен к одному входу третьего сумматора, а к его другому входу подсоединен выход второго сумматора, к входам четвертого сумматора подключены выход ФИО с оценкой погрешности курса и выход ФИО с оценкой угла рассогласования , выход четвертого сумматора и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₂₅ подсоединены к входам пятого устройства умножения, выход которого и выход третьего сумматора подключены к входам пятого сумматора, выход ФИО с оценкой погрешности географической широты и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₂₆ подсоединены к входам шестого устройства умножения, выход которого и выход сумматора четвертого преобразователя входных воздействий ФИО в УФР подключены к входам шестого сумматора, к входам седьмого устройства умножения подключены выход ФИО с оценкой угла рассогласования и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₂₇, выходы пятого и шестого сумматоров подсоединены к первому и второму входам седьмого сумматора, к инверсному входу которого подключен выход седьмого устройства умножения, выход седьмого сумматора соединен с входом интегратора, выход которого предназначен для выдачи сигнала оценки погрешности скорости ; в устройстве формирования оценки ФИО погрешности скорости выполнены первый, второй, третий, четвертый, пятый и шестой сумматоры, первое, второе, третье, четвертое, пятое, шестое и седьмое устройства умножения, интегратор, к входам первого устройства умножения подсоединены выход ФИО с оценкой погрешности скорости и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₂₈, выход ФИО с оценкой угла рассогласования и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₂₉ подключены к входам второго устройства умножения, выход которого подключен к одному инверсному входу первого сумматора, а к его второму инверсному входу подсоединен выход первого устройства умножения, к входу третьего устройства умножения подключены выход ФИО с оценкой дрейфа по оси Z ГП и выход линии ВУРУС с коэффициентом k ₃₀, выходы первого сумматора и третьего устройства умножения подсоединены к входам второго сумматора, выход которого подключен к входу третьего сумматора, выход ФИО с оценкой дрейфа по оси Х ГП и выход линии ВУРУС с коэффициентом k ₃₁ подключены к входам четвертого устройства умножения, выход которого соединен с инверсным входом третьего сумматора, к входу четвертого сумматора подсоединены выход третьего сумматора и выход сумматора пятого преобразователя входных воздействий ФИО в УФР, выход ФИО с оценкой погрешности географической широты и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₃₂ подсоединены к входам пятого устройства умножения, выход которого подключен к входу пятого сумматора, к входам шестого устройства умножения подключены выход четвертого сумматора устройства формирования оценки погрешности скорости и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₃₃, выход шестого устройства умножения соединен с инверсным входом пятого сумматора, выход ФИО с оценкой угла рассогласования , выход линии ВУРУС с коэффициентом k₃₄ подсоединены к входам седьмого устройства умножения, выход которого подключен к одному из входов шестого сумматора, а к двум его другим входам подсоединены выходы четвертого и пятого сумматоров, к выходу шестого сумматора подключен вход интегратора, выход которого предназначен для выдачи сигнала ФИО с оценкой погрешности скорости ; в устройстве формирования оценки угла рассогласования выполнены первый, второй и третий сумматоры, первое, второе, третье и четвертое устройства умножения, интегратор, к входам первого устройства умножения подключены выход ФИО с оценкой угла рассогласования и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₃₅, выход первого устройства умножения и выход сумматора шестого преобразователя входных воздействий ФИО в УФР подсоединены к входам первого сумматора, к входам второго устройства умножения подключены выход ФИО с оценкой угла рассогласования и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₃₆, к входам третьего устройства умножения подсоединены выход ФИО с оценкой угла рассогласования , и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₃₇, выходы первого сумматора и второго устройства умножения подключены к одним двум входам второго сумматора, к инверсному входу которого подключен выход третьего устройства умножения, выход ФИО с оценкой погрешности скорости и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₃₈ подсоединены к входам четвертого устройства умножения, выход которого подключен к инверсному входу третьего сумматора, а к двум другим его входам подсоединены выход второго сумматора и выход ФИО с оценкой дрейфа по оси Х ГП, выход третьего сумматора соединен с входом интегратора, выход которого предназначен для выдачи сигнала ФИО с оценкой угла рассогласования ; в устройстве формирования оценки угла рассогласования выполнены первый, второй и третий сумматоры, первое, второе, третье и четвертое устройства умножения, интегратор, к входам первого устройства умножения подсоединены выход ФИО с оценкой угла рассогласования и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₃₉, на входы второго устройства умножения подключены выход ФИО с оценкой угла рассогласования и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₄₀, к входам третьего устройства умножения подсоединены выход ФИО с оценкой угла рассогласования и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₄₁, выход первого устройства умножения подключен к входу первого сумматора, к двум инверсным входам которого подсоединены выходы второго и третьего устройств умножения, к входам второго сумматора подсоединены выход первого сумматора и выход сумматора седьмого преобразователя входных воздействий ФИО в УФР, к входам четвертого устройства умножения подключены выход ФИО с оценкой погрешности скорости и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₄₂, выходы второго сумматора, четвертого устройства умножения и ФИО с оценкой дрейфа по оси Y ГП подсоединены к входам третьего сумматора, выход которого соединен с входом интегратора, выход интегратора предназначен для выдачи сигнала ФИО оценки угла рассогласования ; в устройстве формирования оценки угла рассогласования выполнены первый и второй сумматоры, первое и второе устройства умножения, интегратор, к входам первого устройства умножения подсоединены выход ФИО с оценкой угла рассогласования и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₄₃, выход ФИО с оценкой угла рассогласования и выход линии ВУРУС с коэффициентом k₄₄ подключены к входам второго устройства умножения, к инверсному входу первого сумматора подсоединен выход первого устройства умножения, к двум другим входам первого сумматора подключены выход сумматора восьмого преобразователя входных воздействий ФИО в УФР и выход ФИО оценки дрейфа по оси Z ГП, выходы первого сумматора и второго устройства умножения подключены к входам второго сумматора, выход которого подсоединен к входу интегратора, выход интегратора предназначен для выдачи сигнала ФИО оценки угла рассогласования ; в устройстве формирования оценки дрейфа по оси Х ГП выполнен интегратор, к входу которого подключен выход сумматора девятого преобразователя входных воздействий ФИО в УФР, выход интегратора предназначен для выдачи сигнала ФИО оценки дрейфа по оси Х ГП; в устройстве формирования оценки дрейфа по оси Y ГП выполнен интегратор, вход которого соединен с выходом сумматора десятого преобразователя входных воздействий ФИО в УФР, выход интегратора предназначен для выдачи сигнала ФИО оценки дрейфа по оси Y ГП; в устройстве формирования оценки дрейфа по оси Z ГП выполнен интегратор, к входу которого подключен выход сумматора одиннадцатого преобразователя входных воздействий ФИО в УФР, а выход интегратора предназначен для выдачи сигнала ФИО оценки дрейфа по оси Z ГП.

Описание изобретения к патенту

Текст описания приведен в факсимильном виде.