Устройство определения углового положения летательного аппарата по магнитному полю земли

 

Изобретение относится к системам управления подвижными объектами, а именно к системам ориентации летательных аппаратов. В устройство определения углового положения летательного аппарата по магнитному полю Земли, содержащее блок магнитометров, блок вычисления углов курса и тангенса, блок определения долготы, широты и высоты, вычислитель составляющих вектора индукции магнитного поля Земли, а также синхронизатор, с целью повышения точности введены первый и второй блоки коммутации, первый и второй регистры и блок пересчета составляющих вектора магнитного поля Земли. 2 ил.

Изобретение относится к системам управления подвижными объектами, а именно к системам ориентации летательных аппаратов.

Известно устройство определения углового положения летательного аппарата по магнитному полю Земли, содержащее блок магнитометров и блок вычисления углов курса и тангажа, блоки определения долготы, широты и высоты, вычислитель составляющих вектора индукции магнитного поля Земли, первый, второй и третий входы которого связаны с выходами блоков определения долготы, широты и высоты, а также синхронизатор.

Недостатком указанного устройства является его невысокая точность.

Цель - повышение точности.

В устройство введены первый и второй блоки коммутации, первый и второй регистры и блок пересчета составляющих вектора индукции магнитного поля Земли, причем первый, второй, третий и четвертый входы первого блока коммутации связаны соответственно с первым, вторым и третьим выходами вычислителя составляющих вектора индукции магнитного поля Земли, а также с первым входом синхронизатора, первый и второй входы второго блока коммутации связаны соответственно с первым выходом блока магнитометров и с выходом синхронизатора, первый, второй, третий и четвертый управляющие входы первого регистра связаны соответственно с первым, вторым и третьим выходами блока вычисления составляющих вектора индукции магнитного поля Земли и вторым входом синхронизатора, первый, второй, третий и четвертый входы второго регистра связаны соответственно с первым, вторым, третьим выходами блока вычисления составляющих вектора индукции магнитного поля Земли и с вторым выходом синхронизатора, пятые входы первого и второго регистров связаны с первым выходом синхронизатора, первый, второй, третий, четвертый и пятый входы вычислителя составляющих вектора индукции магнитного поля Земли связаны соответственно с первым и вторым выходами второго регистра, с вторым выходом синхронизатора, а первый, второй, третий и четвертый выходы - соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами блока вычисления углов курса и тангажа летательного аппарата, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый входы которого связаны соответственно с первым, вторым, третьим выходами первого блока коммутации, выходом второго блока коммутации, третьими выходами первого и второго регистров.

На фиг. 1 представлена структурная схема предложенного устройства; на фиг.2 - блок пересчета составляющих вектора индукции магнитного поля Земли, где 1 - блок магнитометров; 2,3 блоки коммутации; 4,5 - регистры; 6 - блок пересчета составляющих вектора индукции магнитного поля Земли; 7 - блок вычисления углов , и ; 8 - синусно-косинусный преобразователь; 9-14 - блоки умножения; 15,16,17 - сумматоры.

Устройство работает следующим образом.

После начального успокоения ЛА в фиксированный момент времени производится измерение составляющих вектора индукции МПЗ в связанной системе координат с помощью блока 1 магнитометров. Одновременно с блока определения долготы, широты и высоты (не показан) на второй, третий, четвертый входы устройства поступают вычисленные по известным значениям , и h составляющие вектора индукции в базовой системе координат, сопровождаемые первым синхроимпульсом, подаваемым на пятый вход устройства, т.е. на четвертые входы первого 4 и второго 5 регистров. Значения долготы , широты _г и высоты h, т. е. координат центра масс ЛА, определяются с помощью системы навигации ЛА [1]. По первому синхроимпульсу измеренные значения вектора индукции МПЗ запоминаются во втором регистре 5, а вычисленные значения - на первом регистре 4, где и хранятся весь промежуток времени между измерениями. В точке измерения О₂ вычисленные значения вектора индукции, сопровождаемые вторым синхроимпульсом, через первый блок 2 коммутации поступают на входы блока 7. По второму синхроимпульсу измеренная составляющая Т_сз^/1/ = T_сз^/2/ через второй блока 3 коммутации поступает также на вход блока 7, а информация из регистров 4 и 5 выдается на входы блока 6 на преобразователь 8, на который от вычислителя (седьмой вход устройства) подается значение угла . После пересчета составляющих из точки О₁ в точку О₂ с выхода блока 6 пересчитанные составляющие также подаются на входы блока 7, на выходе которого получают значения угловых параметров , и ЛА.

Проведенное моделирование показало, что при использовании серийного магнитометра и угловом расстоянии между точками О₁ и О₂ в 30^о ошибки измерения угловых параметров ЛА с помощью предлагаемого устройства составляет 0,1-0,2 градуса, что на порядок превышает точность аналога. При этом время определения углового положения составляет менее 1 с.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ПО МАГНИТНОМУ ПОЛЮ ЗЕМЛИ, содержащее блок магнитометров и блок вычисления углов курса и тангажа, блоки определения долготы, широты и высоты, вычислитель составляющих вектора индукции магнитного поля Земли, первый, второй и третий входы которого связаны с выходами блоков определения долготы, широты и высоты, и синхронизатор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введены первый и второй блоки коммутации, первый и второй регистры и вычислитель составляющих вектора индукции магнитного поля Земли, причем первый, второй, третий и четвертый управляющий входы первого блока коммутации связаны соответственно с первым, вторым и третьим выходами вычислителя составляющих вектора индукции магнитного поля Земли, а также с первым выходом синхронизатора, первый вход и второй управляющий вход второго блока коммутации связаны соответственно с первым выходом блока магнитометров и с первым выходом синхронизатора, первый, второй, третий и четвертый входы первого регистра связаны соответственно с первым, вторым и третьим выходами блока вычисления составляющих вектора индукции магнитного поля Земли и с вторым выходом синхронизатора, первый, второй, третий и четвертый входы второго регистра связаны соответственно с первым, вторым, третьим выходами вычислителя составляющих вектора индукции магнитного поля Земли и с вторым выходом синхронизатора, пятые входы первого и второго регистров связаны с вторым выходом синхронизатора, первый, второй, третий, четвертый и пятый входы блока вычислителя составляющих вектора индукции магнитного поля Земли связаны соответственно с первым и вторым выходами первого регистра, с первым и вторым выходами второго регистра, с первым выходом синхронизатора, а первый, второй, третий и четвертый выходы - соответственно с первым, вторым, третьим и четвертым входами блока вычисления углов курса и тангажа летательного аппарата, пятый, шестой, седьмой, восьмой, девятый и десятый входы которого связаны соответственно с первым, вторым, третьим выходами первого блока коммутации, выходом второго блока коммутации, третьими выходами первого и второго регистров.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2