Способ определения координат исполнительного механизма подвижного объекта
Использование: в системах обеспечения инженерно-технических, спасательных и др. работ, для определения координат исполнительного механизма с высокой точностью. Сущность изобретения: в двух контролируемых точках и на опорном пункте принимают сигналы от навигационых спутников, измеряют на опорном пункте и в двух контролируемых точках подвижного объекта навигационные параметры от соответствующих спутников, на подвижном объекте переизлучают навигационные параметры и параметры положения исполнительного механизма относительно подвижного объекта, принимают на опорном пункте сигналы, излученные с подвижного объекта, определяют координаты исполнительного механизма по расстояниям, полученным между соответствующими навигационными спутниками и по крайне мере двумя контролируемыми точками объекта, а также по измеренному положению исполнительного механизма относительно подвижного объекта. 7 ил.
Настоящее изобретение относится к способам определения координат исполнительного механизма подвижного объекта.
Изобретение может быть использовано в системах обеспечения инженерно-технических, спасательных и других работ при выполнении которых стоит задача дистанционного определения координат исполнительного механизма с высокой точностью. Известен способ определения координат каждого из m активных объектов, заключающийся в том, что последовательно во времени излучают сигнал каждым из m активных объектов, принимают излученный каждый из m активных объектов сигнал на ведущем маяке, запоминают фазы, задерживают и переизлучают сигналы, принятые от каждого их m активных объектов сигналов на первом и втором ведомых маяках, запоминают их фазы, задерживают и их переизлучают, принимают на k-м активном объекте сигналы k-го активного объекта, переизлученные ведущим и первым и вторым ведомыми маяками и определяют дальность к-го объекта до первого и второго ведомых маяков, на k-м активном объекте принимают сигналы, переизученные ведущим и первым и вторым ведомыми маяками от каждого из m активных объектов, а дальность до первого и второго ведомых маяков определяют по определенной формуле. Данный способ позволяет дистанционно определять местоположение объекта, на котором установлена приемопередающая антенна и соответствующая аппаратура. Недостатком данного способа является снижение точности измерения при увеличении рабочей зоны (увеличение расстояний от ведущего и ведомых маяков), ограниченная рабочая зона и невозможность определения координат исполнительного механизма в недоступных местах (например, при радиоактивном заряжении, под водой, при тушении пожаров и т.д. Известен способ измерения, осуществляемый в устройстве для съемки дражного забоя. Способ заключается в том, что измеряют расстояние от двух опорных пунктов до двух контролируемых точек подвижного объекта, определяют ориентацию подвижного объекта в забое и измеряют глубину забоя по продольной оси объекта [1] Указанному способу присущи следующие недостатки: ограниченная рабочая зона, низкая точность измерения при увеличении рабочей зоны, невозможность автоматического определения местоположения исполнительного механизма. Целью изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей за счет автоматического дистанционного определения местоположения исполнительного механизма подвижного объекта. Это достигается тем, что способ определения координат исполнительного механизма подвижного объекта, заключается в том, что измеряют положение исполнительного механизма относительно подвижного объекта и измеряют расстояние по крайней мере до двух контролируемых точек подвижного объекта, расположенных вдоль оси объекта, в по крайне мере двух контролируемых точках подвижного объекта и на опорном пункте принимают сигналы от навигационных спутников, измеряют на опорном пункте и по крайней мере в двух контролируемых точках подвижного объекта навигационные параметры от соответствующих спутников, на подвижном объекте переизучают, полученные навигационные параметры и параметры положения исполнительного механизма, принимают на опорном пункте сигналы, излученные с подвижного объекта и определяют координаты исполнительного механизма по расстояниям, полученным между соответствующими навигационными спутниками и по крайней мере двумя контролируемыми точками объекта, а также по измеренному положению исполнительного механизма относительно подвижного объекта. Введение перечисленных операций позволяет повысить точность и расширить функциональные возможности при дистанционном определении местоположения исполнительного механизма. Повышение точности дистанционного определения координат исполнительного механизма подвижного объекта в трехмерном пространстве достигается за счет определения навигационных параметров по крайней мере в двух контролируемых точках подвижного объекта и на опорном пункте по навигационным сигналам, излучаемым соответствующими спутниками, а также за счет измерения положения исполнительного механизма относительно подвижного объекта. Изобретение поясняется описанием конкретных примеров его осуществления и прилагаемыми чертежами, на которых изображены: на фиг. 1 структурная схема системы дистанционного определения координат исполнительного механизма плавучего крана (манипулятора); на фиг. 2 структурная схема системы дистанционного определения координат исполнительного механизма многочерпакового земснаряда; на фиг. 3 схема аппаратуры, устанавливаемой на подвижном объекте; на фиг. 4 схема аппаратуры, устанавливаемой на опорном пункте; на фиг. 5 блок-схема алгоритма вычислительного блока; на фиг. 6 - временные диаграммы работы вычислительного блока; на фиг. 7 схема варианта вычислительного блока. Выполнение способа может быть реализовано системой, которая (фиг. 1) содержит опорный пункт 1, одну контролируемую точку подвижного объекта 2; вторую контролируемую точку подвижного объекта 3, исполнительный механизм 4, датчик положения например, в вертикальной плоскости относительно продольной оси подвижного объекта 5, датчик положения, например, в горизонтальной плоскости относительно продольной оси подвижного объекта 6, навигационные спутники 71-7к. Аппаратура, функционирующая на подвижном объекте (фиг. 3) содержит первую приемную антенну 8, установленную в одну контролируемую точку 2 и соединенную с первым приемником навигационных сигналов 9, вторую приемную антенну 10, устанавливаемую во вторую контролируемую точку 3 и соединенную со вторым приемником навигационной сигналов 11, первый датчик положения 12, второй датчик положения 13, блок управления 14, коммутатор 15, входы которого соединены с выходами первого приемника 9, второго приемника 11, первого датчика положения 12, второго датчика положения 13 и блока управления 14, выход коммутатора 15 подключен к последовательно соединенным модулятору 16, передатчику 17, передающей антенне 18. Аппаратура, функционирующая на опорном пункте 1 (фиг. 4), содержит первую приемную антенну 19, соединенную с приемником навигационных сигналов 20, последовательно соединенные вторую приемную антенну 21, приемник 22 и демодулятор 23, блок управления 24, вычислительный блок 25, входы которого соединены с выходами приемника 20, демодулятора 23 и блока управления 24, выход вычислительного блока 25 соединен с блоком ввода-вывода 26. Способ осуществляется следующим образом. На подвижном объекте в первой и второй контролируемых точках 2 и 3, а также на опорном пункте 1 принимают одновременно сигналы от навигационных спутников 71-7k, определяют навигационные параметры от соответствующих спутников, которые переизлучают в пространство с подвижного объекта. На подвижном объекте измеряют параметры положения исполнительного механизма 4 датчиками положения в вертикальной и горизонтальной плоскостях 5 и 6 соответственно, значение которых изучают в пространство. На опорном пункте 1 принимают сигналы излучаемые с подвижного объекта. Затем на опорном пункте 1 определяют координаты исполнительного механизма 4 по расстояниям, полученным между соответствующими навигационными спутниками 71-7k и двумя контролируемыми точками 2 и 3 объекта, а также по измеренному положению исполнительного механизма 4 относительно подвижного объекта. Система определения координат исполнительного механизма подвижного объекта работает следующим образом. На подвижном объекте антеннами 8 и 10 принимаются сигналы от навигационных спутников 71-7k, которые обрабатываются в приемниках навигационных сигналов 9 и 11 соответственно. С выходов приемников 9 и 11 через коммутатор 15 сигналы, в которых содержится информация о номере спутника, времени приема навигационного сигнала, измеренных временных задержках и фазах несущих частот по каждому спутнику 71-7k поступает на модулятор 16. Первым датчиком положения 12 измеряется угловое положение исполнительного механизма 4 в вертикальной плоскости относительно подвижного объекта





Формула изобретения
Способ определения координат исполнительного механизма подвижного объекта, заключающийся в измерении положения исполнительного механизма относительно подвижного объекта и в измерении расстояний по крайней мере до двух контролируемых точек подвижного объекта, расположенных вдоль оси объекта, отличающийся тем, что по крайней мере в двух контролируемых точках подвижного объекта и на опорном пункте принимают сигналы от навигационных спутников, измеряют на опорном пункте и по крайней мере в двух контролируемых точках подвижного объекта навигационные параметры от соответствующих спутников, на подвижном объекте переизлучают полученные навигационные параметры и параметры положения исполнительного механизма относительно подвижного объекта, принимают на опорном пункте сигналы, излученные с подвижного объекта, и определяют координаты исполнительного механизма по расстояниям, полученным между соответствующими навигационными спутниками и по крайней мере двумя контролируемыми точками объекта, а также по измеренному положению исполнительного механизма относительно подвижного объекта.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7