Система определения координат трассы подземного трубопровода

 

Изобретение относится к устройствам контрольно-измерительной техники и предназначено для определения географических координат точек продольной оси подземного газонефтепровода. Система определения координат трассы подземного трубопровода содержит внутритрубный инспектирующий снаряд, который включает герметичный контейнер, эластичные манжеты, датчик пути, блок вычислений и управления, регистратор, трехкомпонентный гироскопический измеритель угловой скорости, трехкомпонентный акселерометр, три ряда расположенных по окружностям ультразвуковых приемопередающих преобразователей, акселерометр широкого диапазона измерения по продольной оси контейнера, три усилителя, датчики сигналов маркеров с аналого-цифровым преобразователем и контроллером, датчик температуры. Ультразвуковые приемопередающие преобразователи расположены попарно и диаметрально противоположно на внешней поверхности по n в каждом ряду в носовой, хвостовой и средней частях контейнера. Усилители соединены своими входами с выходами трехкомпонентного измерителя угловой скорости. Акселерометр широкого диапазона измерения, три усилителя, датчики сигналов маркеров с аналого-цифровым преобразователем и контроллером, датчик температуры расположены внутри контейнера и соединены через первую системную шину с регистратором. Технический результат состоит в исключении нарастания со временем погрешностей определения координат трассы трубопровода. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Система относится к устройствам контрольно-измерительной техники. Она предназначена для определения географических координат точек продольной оси подземного газонефтепровода с помощью бесплатформенной инерциальной системы ориентации и навигации, а также датчика пути и других приборов, устанавливаемых на борту внутритрубного инспектирующего снаряда и на земле.

Уровень техники в данной области характеризуется приведенными ниже сведениями.

Известна "Инерциальная система контроля за трубопроводом" (Pat. USA 4945775, G 01 C 9/06, 1990), содержащая снаряд-носитель, имеющий несколько уретановых скребков для обеспечения движения снаряда, бесплатформенную инерциальную систему навигации, включающую триаду акселерометров и гироскопов, одометры, вычислитель, устройства и датчики неинерциальной природы для диагностики состояния трубопровода. Недостатком данной системы является сложность и необходимость применения бесплатформенной инерциальной системы и одометров высокой точности, что во многих случаях неприемлемо для реализации из-за чрезмерно высокой стоимости.

Имеется изобретение "Устройство для определения места дефекта трубопровода" (А. с. 1770750, G 01 D 5/00, 1992, БИ 39), которое содержит маркерные станции, установленные вдоль трубопровода, снаряд-дефектоскоп, причем маркерные станции содержат таймеры, а снаряд-дефектоскоп - высокостабильные таймеры и измерители пройденного пути, при этом устройство содержит блок синхронизации и хранения информации, синхровыход которого соединен со входом синхротаймера каждой маркерной станции, входом синхротаймера снаряда-дефектоскопа, а информационный вход блока синхронизации и хранения информации присоединен к информационному выходу маркерной станции.

Недостатком данного устройства является недостаточная точность определения географических координат трассы трубопровода по той причине, что они с нужной точностью определены только для мест установки маркерных станций. Места дефектов привязываются к ним только по времени и расстоянию вдоль трубы.

Наиболее близким аналогом предлагаемого изобретения является "Устройство для определения и регистрации геометрических параметров трубопроводов" (Патент РФ 2102704, G 01 В 17/02, 1998, БИ 2). Устройство содержит герметичный контейнер, эластичные манжеты, жестко закрепленные в носовой и хвостовой частях герметичного контейнера, последовательно соединенные датчик пути, установленный на внешней поверхности контейнера, блок вычислений и управления и регистратор, размещенные внутри герметичного контейнера, ультразвуковой измеритель радиальных расстояний, состоящий из n ультразвуковых приемопередающих преобразователей, расположенных попарно и диаметрально противоположно на внешней поверхности герметичного контейнера, и расположенного внутри контейнера измерительного модуля, первая группа выходов которого подключена к шине ввода, а первая группа входов - к управляющей шине блока вычислений, вторая группа выходов - к передатчикам, а вторая группа входов - к приемникам ультразвукового приемопередающего преобразователя, при этом оно снабжено трехкомпонентным гироскопическим измерителем угловой скорости и трехкомпонентным акселерометром, подключенными к информационным входам блока вычислений, и вторым и третьим ультразвуковыми измерителями радиального расстояния, аналогичного первому, первые группы их выходов подключены к шине ввода, а первая группа входов - к управляющей шине блока вычислений, при этом ультразвуковые приемопередающие преобразователи одного измерителя радиальных расстояний расположены по окружности в носовой части контейнера, другого измерителя - в средней части контейнера, третьего - в хвостовой части контейнера, а центр тяжести контейнера смещен к боковой поверхности.

Недостатком данного изобретения является наличие нарастающих во времени погрешностей определения координат трассы трубопровода, для уменьшения которых нужны гироскопы, акселерометры и одометры высокопрецизионного типа, но и эта мера не устраняет накопления погрешностей.

Задачей изобретения является обеспечение возможности исключения нарастания во времени погрешностей определения координат трассы трубопровода.

Поставленная задача решается за счет того, что в систему для определения координат трассы подземного трубопровода, содержащую внутритрубный инспектирующий снаряд, включающий герметичный контейнер, эластичные манжеты, жестко закрепленные в носовой и хвостовой частях контейнера, последовательно соединенные датчик пути, установленный на внешней поверхности контейнера, блок вычислений и управления и регистратор, трехкомпонентный гироскопический измеритель угловой скорости и трехкомпонентный акселерометр, размещенные внутри контейнера, три ряда расположенных по окружностям ультразвуковых приемопередающих преобразователей, расположенных попарно и диаметрально противоположно на внешней поверхности по n в каждом ряду в носовой, хвостовой и средней частях контейнера, подключенные к информационным входам блока вычислений и управления введены акселерометр широкого диапазона измерения по продольной оси контейнера, три усилителя, соединенные своими входами с выходами трехкомпонентного измерителя угловой скорости, датчики сигналов маркеров с аналого-цифровым преобразователем, контроллером и датчик температуры, которые расположены внутри контейнера и соединены через первую системную шину с регистратором.

При этом регистратор выполнен в виде переносного долговременного запоминающего устройства, а блок вычислений и управления - в виде бортового процессора и наземной подсистемы в составе блоков ввода данных маркерных точек, переключения диапазонов гироскопических измерителей угловой скорости и переключения продольных акселерометров, вычисления сигналов коррекции по углам тангажа и крена, вычисления оценок параметров ориентации, идентификации смещения нулей, гироскопических измерителей угловой скорости и акселерометров, а также устройства согласования, сумматора, вычислителя декартовых координат, фильтра нижних частот, детектора уровня вибрации и устройства сравнения, причем выходы переносного долговременного запоминающего устройства по каналам измерения угловых скоростей и линейных ускорений соединены через вторую системную шину с блоком переключения диапазонов измерителей угловой скорости и акселерометров, первая группа выходов которого соединена с первой группой входов блока идентификации смещения нулей гироскопических измерителей угловой скорости и акселерометров и через сумматор с первыми группами входов блока вычисления оценок параметров ориентации и блока вычисления сигналов коррекции по углам тангажа и крена, вторая группа входов которого соединена с второй группой выходов блока переключения диапазонов гироскопических измерителей угловой скорости и акселерометров, а два выхода соединены с соответствующими входами блока вычисления оценок параметров ориентации, третий вход которого соединен через вторую системную шину и устройство согласования с одним из выходов блока ввода данных маркерных точек, остальные выходы которого через устройство согласования и системную шину связаны с второй группой входов блока идентификации смещения нулей гироскопических измерителей угловой скорости и акселерометров, третья группа выходов переносного долговременного запоминающего устройства через вторую системную шину соединены с соответствующими входами блоков вычисления сигналов коррекции по углам тангажа и крена, идентификации смещения нулей инерциальных датчиков, а также вычислителя декартовых координат, вычисления оценок параметров ориентации, выходы которого соединены с четвертой группой входов блока идентификации смещения нулей инерциальных датчиков и второй группой входов вычислителя декартовых координат, выходы которого соединены с пятой группой входов блока идентификации смещения нулей гироскопических измерителей угловой скорости и акселерометров, группа выходов которого соединена с второй группой входов сумматора, а два одиночных выхода соединены с соответствующими входами блоков вычисления оценок параметров ориентации и вычисления сигналов коррекции по углам тангажа и крена, выход переносного долговременного запоминающего устройства по каналу измерения температуры через вторую системную шину соединен с соответствующим входом блока идентификации смещения нулей инерциальных датчиков, кроме того, ультразвуковые приемопередающие преобразователи соединены через вторую системную шину, фильтр нижних частот и детектор уровня вибрации с входами устройства сравнения.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена функциональная схема бортовой подсистемы внутритрубного инспектирующего снаряда, на фиг.2 - функциональная схема наземной подсистемы для определения координат трассы трубопровода, на фиг. 3 - опытный образец инерциального модуля бортовой аппаратуры системы определения координат трассы трубопровода, на фиг.4 - представлен график траектории движения снаряда в плоскости горизонта, определенной в результате обработки с помощью наземной аппаратуры записей сигналов датчиков бортовой аппаратуры и данных маркеров.

Технический результат, который может быть получен при реализации данного изобретения - это создание системы определения координат трассы подземного трубопровода повышенной точности.

На фиг.1 и фиг.2 приняты следующие обозначения: 1, 2, 3 - гироскопические измерители угловых скоростей (ГИУС) _x1, _x2, _x3 по осям ОХ₁, ОХ₂, OX₃ внутритрубного инспектирующего снаряда; 4, 5, 6, 7 - акселерометры, причем по оси OX₁ акселерометры 4 и 5 измеряют ускорение W_x1, по оси OX₂ - акселерометр 6, по оси ОХ₃ - акселерометр 7; 8, 9, 10 - усилители сигналов ГИУС 1, 2 и 3 соответственно; 11 - датчик температуры внутри контейнера, 12 - датчик пути. Выходы ГИУС 1, 2, 3, усилителей 8, 9, 10, акселерометров 4, 5, 6, 7, датчик пути 12 соединен с соответствующими входами первого аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 13, выходы которого соединены с первой системной шиной 14. Выходы ультразвуковых приемопередающих преобразователей (УППП) с усилителями 15 соединены с входами второго АЦП 16, выходы которого присоединены к входам первого контроллера 17; устройства 15, 16 и 17 образуют трехрядный блок измерителей перемещений УППП снаряда относительно трубы, причем они расположены в носовой, средней и хвостовой частях корпуса снаряда, где x_l ^s - боковое перемещение снаряда, причем s - номер ряда, l - номер датчика в ряду; 18 - датчик сигналов маркера, содержащий усилитель, выходы которого соединены через третье АЦП 19 с входами контроллера маркеров 20. Выходы контроллера 20 связаны с соответствующими входами первой системной шины 14. С первой системной шиной 14 соединены также бортовой процессор 21, таймер 22 и долговременное запоминающее устройство (ДЗУ) 23. В качестве устройства 23 может использоваться флэш-память или другие запоминающие устройства.

Выход блока 25 ввода маркерных точек через устройство согласования 26 соединен с второй системной шиной 24. Первые две группы выходов ДЗУ 23 через вторую системную шину 24 связаны с блоком 27 переключения диапазонов измерителей угловой скорости и выходов продольных акселерометров, первая группа выходов которого соединена через сумматор 28 с блоком 29 вычисления сигналов коррекции по углам тангажа и крена и блоком 30 вычисления оценок параметров ориентации. Два выхода блока 29 соединены с соответствующими входами блока 30, третий вход которого соединен через вторую системную шину 24 и устройство согласования 26 с одним из выходов блока 25 ввода данных маркерных точек. Третья группа выходов переносного долговременного запоминающего устройства 23 через вторую системную шину 24 соединены с соответствующими входами блоков вычисления сигналов коррекции по углам тангажа и крена - 29, вычислителя оценок параметров ориентации - 30, вычислителя декартовых координат -31, идентификации смещения нулей инерциальных датчиков - 32. Остальные выходы блока 25 через устройство согласования и системную шину связаны с второй группой входов блока 32 идентификации смещения нулей ГИУС и акселерометров. Выходы вычислителя 30 соединены с четвертой группой входов блока 32 идентификации смещения нулей инерциальных датчиков и второй группой входов вычислителя 31 декартовых координат, выходы которого соединены с пятой группой входов блока 32 идентификации смещения нулей ГИУС и акселерометров. Группа выходов блока 32 соединена с второй группой входов сумматора 28, а два одиночных выхода соединены с соответствующими входами блоков 29 и 30. Выход переносного ДЗУ 23 по каналу измерения температуры через вторую системную шину 24 соединен с соответствующим входом блока 32.

Выход ультразвукового приемопередающего преобразователя через вторую системную шину 24, фильтр нижних частот 33 и детектор 34 соединен с входом устройства сравнения 35.

Новыми по отношению к наиболее близкому аналогу являются: дополнительный акселерометр 4, прецизионные усилители сигналов ГИУС 8, 9, 10, датчик температуры 11 и датчик сигналов маркеров 18 с АЦП 19 и контроллером маркеров 20. Кроме того, регистратор выполнен в виде переносного ДЗУ 23, а блок вычислений и управлений - в виде бортового процессора 21 и наземной подсистемы.

Работает система определения координат трассы подземного трубопровода следующим образом. После помещения внутритрубного инспектирующего снаряда в камеру запуска его выдерживают в неподвижном состоянии в течение двух-трех минут для обеспечения начальной выставки системы при обработке данных, а затем пропускают по инспектируемому участку, записывая под управлением бортового процессора 21 в ДЗУ 23 текущие значения системного времени и кажущихся ускорений, угловых скоростей, пройденного расстояния, температуры внутри блока инерциальных датчиков, а также сигналов УППП и маркеров. После извлечения снаряда из приемной камеры ДЗУ 23 отсоединяют от бортовой аппаратуры и присоединяют через системную шину 24 к наземной подсистеме, в которой производится начальная выставка системы определения координат трассы подземного трубопровода. Для этого в блок 25 ввода данных маркерных точек вводится информация по углам азимута ^*_m и координатам ^m₁ ^m₂ ^m₃ камеры запуска (m=0), а затем маркеров (m=1,.., - порядковый номер маркера), которые преобразуются АЦП 26 и подаются на системную шину 24.

При работе системы блок 27 определяет по величинам из каких каналов - грубого или точного отсчета - использовать в блоках 29 и 30 значения угловых скоростей. Если сигналы малы, то используются каналы точного отсчета - с усилителей 8, 9, 10 и с акселерометров 5, 6, 7. Если велики - то с ГИУС 1, 2, 3 и акселерометра 4 для измерения ускорений от ударов от выступов в стенке трубы.

В блоке 32 на этапе начальной выставки (t[t_o,t_o+T_в]) в камере запуска определяются оценки нулевых сигналов ГИУС ^o_xi где t₀, T_B - время начала и окончания выставки, - сигналы ГИУС.

Затем в блоке 28 производится компенсация смещений нулей в сигналах ГИУС которые передаются в блок 29, а также в блок 30.

В блоке 29 сначала вырабатываются оценки компонент ускорений, обусловленных вращением снаряда относительно его центра подвеса: где r_xi ⁽¹⁾, r_xi ⁽²⁾, r_xi ⁽³⁾ - координаты центра масс акселерометров 5, 6, 7 соответственно относительно центра подвеса снаряда, определяемые по измерениям на снаряде. Затем вычисляются - оценки проекций ускорений сил тяжести по следующим алгоритмам:

где x₁ ⁺ - пройденный снарядом путь, счисляемый в БК 21 по сигналам датчика пути; t_m - время прохождения снарядом маркера с номером m; - путевая скорость снаряда, Т - постоянная времени, выбираемая из условия эффективной фильтрации шумов датчиков при минимальном фазовом сдвиге, W_x1 ⁰ - оценка нулевого сигнала продольного акселерометра (на этапе начальной выставки принимается равной нулю); - зафиксированные в момент t= t_m-1 прохождения снаряда мимо маркера значения оценок проекций ускорений сил тяжести и скорости движения снаряда:

Таким образом, сигналы коррекции по углам тангажа и крена вычисляются в соответствии с выражениями

и передаются в блок 30, где текущие значения оценок параметров ориентации вычисляются на основе корректируемых кинематических уравнений Эйлера:

Здесь K, K, K и K^I, K^I - коэффициенты позиционной и интегральной коррекции, выбираемые, например, на основе теории модального управления с учетом интенсивности шумов ГИУС и сигналов коррекции. При этом коэффициент K обнуляется после начала движения снаряда.

В момент t=t_m прохождения снаряда мимо маркера производится запоминание значений оценок параметров ориентации и скоростей дрейфа:

Сигналы, соответствующие текущим оценкам параметров ориентации поступают в вычислитель 31, где формируется матрица направляющих косинусов , элементы которой используются в блоке 32 для пересчета приращения за один такт счета пройденного пути в горизонтную систему координат O_123/

где k - номер такта вычислений, начиная с момента прохождения снаряда мимо очередного маркера.

Затем здесь производится подсчет оценок декартовых координат снаряда:

В момент t=t_m, прохождения снаряда мимо следующего маркера производится запоминание значений оценок декартовых координат снаряда:

Далее оценки текущих значений декартовых координат, параметров ориентации снаряда и пройденного им пути поступают в блок 32 идентификации смещения нулей ГИУС и акселерометра. В момент t=t_m прохождения снаряда мимо маркера эти значения фиксируются: а ДЗУ 23 считываются значения декартовых координат ^m_i и азимута трубопровода ^*_m для данной маркерной точки.

На основе этих данных производится вычисление невязок ^m_i и вычисленных координат данной маркерной точки

и в случае превышения ошибки позиционирования снаряда в месте установки данного маркера запускается итерационный процесс пересчета декартовых координат на всем участке между двумя последними маркерами по следующему алгоритму:
а) производится вычисление приращений декартовых координат по отношению к моменту прохождения предыдущего маркера

б) аналогичные приращения декартовых координат формируются по данным маркеров

в) вычисляются интервал времени между моментами прохождения двух последних маркеров
t = t_m-t_m-1 (14)
и пройденный за это время снарядом путь
x⁺₁ = x⁺_1,m-x⁺_1,m-1; (15)
г) вычисляются азимутальные углы между двумя последними маркерами на основе следующих выражений

д) вычисляется нескомпенсированная систематическая составляющая азимутального дрейфа ГИУС и обусловленная нулевым сигналом и неточностью выставки продольного акселерометра систематическая ошибка определения угла тангажа

при наличии достаточно точной информации об азимутах трубопровода в местах установки маркеров нескомпенсированный азимутальный дрейф может быть вычислен следующим образом

е) вносятся поправки в оценки азимутального дрейфа ГИУС и смещения нуля продольного акселерометра
I[n] = I[n-1]-^o, W^o_x1[n] = W^o_x1[n-1]+, (19)
где n - номер итерации.

ж) системное время переводится назад t=t_m-1, оценки смещений нулей ГИУС и акселерометров W_x1 ⁰=W_x1 ⁰[n], I = I[n] передаются в блоки 29 и 30, где в качестве начальных значений, определяемых в этих блоках оценок переменных, принимаются их значения, зафиксированные для момента времени t=t_m-1.

Уточненные оценки декартовых координат параметров ориентации выводятся в качестве выходной информации системы. Определяется уровень вибраций, для чего сигналы с усилителей УППП 14, прошедшие через АЦП 15, контроллер 16 и записанные в ДЗУ 23, пропускаются через фильтры нижних частот 33, где усиливаются постоянные составляющие их сигналов о постоянных составляющих расстояний от УППП до стенки трубы и выделяется переменная, сигналы проходят детекторы 34 и затем сравниваются в 35 с заданным уровнем и выводятся для анализа степени вибрации снаряда. По уровню вибрации и изменению зазоров судят о степени износа манжет и смещении центра тяжести снаряда в трубе.

В блоке 32 идентификация смещения нулей ГИУС и акселерометров по сигналам датчика температуры 11 вырабатываются и вводятся температурные поправки в оценки сигналов
Система определения координат трассы подземного трубопровода реализована в ИТЦ "Оргтаздефектоскопия" (г. Саратов) и на кафедре "Приборостроение" Саратовского государственного технического университета.

В состав системы входят:
а) внутритрубный инспектирующий снаряд "ДСУ-1200" с бортовым оборудованием следующего состава:
- инерциальный модуль на основе:
* 3 ГИУС типа ВГ-910 (воспроизводимость нулевого сигнала при переменной температуре - 15. ..30^o/час, 1 СКО; стабильность нулевого сигнала при постоянной температуре - 5...15^o/час, 1 СКО);
* акселерометры типа ДЛУММ-3;
* терморезистора ММТ-4;
- датчик пути в виде блока одометров;
- процессорная плата фирмы "Octagon systems" в стандарте Micro PC модель 5066-586;
- процессор AMD 5586/133 МГц;
- ОЗУ 1 Мбайт;
- долговременное запоминающее устройство на основе:
* накопителя- Flash-диск серии SDP3 в стандарте PC Card (PCMCIA АТА) фирмы SanDisk, емкостью 220 Мбайт (данного объема достаточно для прогона продолжительностью 22 часа)
* контроллера накопителя - двухпортовая плата PCMCIA в стандарте Micro PC фирмы "Octagon systems" модель 5842;
- аналого-цировой преобразователь на основе платы фирмы "LAN Automatic" в стандарте micro PC модель AI8S-5-STB;
б) наземная подсистема - стационарный компьютер типа Pentium с комплексом программ обработки и анализа записей сигналов датчиков первичной информации.

Натурные испытания системы проводились на участке трассы магистрального газопровода "Екатериновка - Балашов" протяженностью 110 км в конце мая 2000 г. Внутритрубный инспектирующий снаряд был пропущен по этому участку дважды: сначала со средней скоростью около 3 м/с, а второй раз со средней скоростью более 4 м/с.

В силу использования относительно грубых ГИУС и акселерометра их дрейф может приводить к накоплению больших погрешностей в решении задачи навигации - определения траектории трубопровода. Для реализации итерационного процесса оценивания нескомпенсированных во время начальной выставки смещений нулей ГИУС и акселерометров и учета данных оценок при определении текущих декартовых координат трубопровода были использованы приемники GPS в составе временной маркерной станции. С их помощью были определены географические координаты 9-ти маркеров 20 км Екатериновского участка трассы и 8-ми маркеров Балашовского участка трассы.

На фиг.4. представлен график траектории движения снаряда в плоскости горизонта. Здесь кружками отмечены маркерные точки, определенные по сигналам GPS.

В ходе проведенных трассовых испытаний установлено:
- разработанный опытный образец системы позиционирования трассы подземного трубопровода на основе бесплатформенной системы ориентации и навигации внутритрубного снаряда позволяет построить траекторию осевой линии трубопровода в декартовой местной системе координат;
- по результатам испытаний на участке трассы Екатериновка-Балашов протяженностью в 110 км отклонения координат маркерных точек, определенных с помощью системы позиционирования трассы подземного трубопровода, от координат, определенных с помощью временных маркерных станций, не превышает 250-300 м (погрешности маркерных станций составляют 100...200 м). Позиционирование трассы без использования коррекции по маркерным точкам при данных точностях датчиков первичной информации практически неосуществимо.

Формула изобретения

1. Система для определения координат трассы подземного трубопровода, содержащая внутитрубный инспектирующий снаряд, включающий герметичный контейнер, эластичные манжеты, жестко закрепленные в носовой и хвостовой частях контейнера, последовательно соединенные датчик пути, установленный на внешней поверхности контейнера, блок вычислений и управления и регистратор, трехкомпонентный гироскопический измеритель угловой скорости и трехкомпонентный акселерометр, размещенные внутри контейнера, три ряда расположенных по окружностям ультразвуковых приемопередающих преобразователей, расположенных попарно и диаметрально противоположно на внешней поверхности по n в каждом ряду в носовой, хвостовой и средней частях контейнера, подключенные к информационным входам блока вычислений и управления, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены акселерометр широкого диапазона измерения по продольной оси контейнера, три усилителя, соединенные своими входами с выходами трехкомпонентного измерителя угловой скорости, датчики сигналов маркеров с аналого-цифровым преобразователем, контроллером и датчик температуры, которые расположены внутри контейнера и соединены через первую системную шину с регистратором.

2. Система для определения координат трассы подземного трубопровода по п. 1, отличающаяся тем, что регистратор выполнен в виде переносного долговременного запоминающего устройства, а блок вычислений и управления - в виде бортового процессора и наземной подсистемы в составе блоков ввода данных маркерных точек, переключения диапазонов гироскопических измерителей угловой скорости и переключения продольных акселерометров, вычисления сигналов коррекции по углам тангажа и крена, вычисления оценок параметров ориентации, идентификации смещения нулей гироскопических измерителей угловой скорости и акселерометров, а также устройства согласования, сумматора, вычислителя декартовых координат, фильтра нижних частот, детектора уровня вибрации и устройства сравнения, причем выходы переносного долговременного запоминающего устройства по каналам измерения угловых скоростей и линейных ускорений соединены через вторую системную шину с блоком переключения диапазонов измерителей угловой скорости и акселерометров, первая группа выходов которого соединена с первой группой входов блока идентификации смещения нулей инерциальных датчиков и через сумматор с первыми группами входов блока вычисления оценок параметров ориентации и блока вычисления сигналов коррекции по углам тангажа и крена, вторая группа входов которого соединена с второй группой выходов блока переключения диапазонов гироскопических измерителей угловой скорости и акселерометров, а два выхода соединены с соответствующими входами блока вычисления оценок параметров ориентации, третий вход которого соединен через вторую системную шину и устройство согласования с одним из выходов блока ввода данных маркерных точек, остальные выходы которого через устройство согласования и вторую системную шину связаны с второй группой входов блока идентификации смещения нулей инерциальных датчиков, третья группа выходов переносного долговременного запоминающего устройства через вторую системную шину соединены с соответствующими входами блоков вычисления сигналов коррекции по углам тангажа и крена, идентификации смещения нулей инерциальных датчиков, а также вычислителя декартовых координат, вычисления оценок параметров ориентации, выходы которого соединены с четвертой группой входов блока идентификации смещения нулей инерциальных датчиков и второй группой входов вычислителя декартовых координат, выходы которого соединены с пятой группой входов блока идентификации смещения нулей инерциальных датчиков, группа выходов которого соединена с второй группой входов сумматора, а два одиночных выхода соединены с соответствующими входами блоков вычисления оценок параметров ориентации и вычисления сигналов коррекции по углам тангажа и крена, выход переносного долговременного запоминающего устройства по каналу измерения температуры через вторую системную шину соединен с соответствующим входом блока идентификации смещения нулей инерциальных датчиков, кроме того, ультразвуковые приемопередающие преобразователи соединены через вторую системную шину, фильтр нижних частот и детектор уровня вибрации с входами устройства сравнения.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4