Давыдов В. Б., Подгорная Л. Н., Ткаченко А. Н.

Д-13 Приборы навигации и их метрологическое обеспечение: Учеб. пособие.

СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2012. 39 с.

 

ISBN

Содержит материалы для подготовки к практическим занятиям по дисциплинам «Приборы ориентации» и «Метрологическое обеспечение навигационных систем».

Предназначено магистрам, обучающимся по направлению «Приборостроение».

 

 

УДК 681.783.322.3

ББК К948я7

 

Рецензенты: кафедра аэрокосмических систем ориентации, навигации и стабилизации СПбГУАП; д-р техн. наук О.А. Степанов (ОАО «Концерн ЦНИИ “Электроприбор”»).

 

Утверждено

редакционно-издательским советом университета

в качестве учебного пособия

ISBN ã СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2012
Содержание

Глава 1. Гироскопические вертикали (ГВ)................................................... 4

1.1. Общая характеристика................................................................... 4

1.2. Уравнение движения ГВ с постоянной коррекцией...................... 6

1.3. Об упрощениях уравнений при анализе поведения ГВ

на подвижном основании.................................................................... 10

1.4. Поведение ГВ при отсутствии ускорений объекта...................... 11

1.5. Поведение ГВ при равноускоренном движении объекта

постоянным курсом............................................................................. 12

1.6. Поведение ГВ при правильном вираже (циркуляции) объекта.. 15

1.7. Поведение ГВ в условиях правильного виража при

выключенной поперечной коррекции................................................. 25

1.8. Влияние качки на ГВ.................................................................... 27

Глава 2. Методы и средства контроля угловых величин.......................... 30

2.1. Автоколлиматоры......................................................................... 30

2.2. Интерференционные приборы..................................................... 34

2.3. Гониометры................................................................................... 37

Список рекомендуемой литературы............................................................ 40

Глава 1. гироскопические вертикали

Общая характеристика

Гировертикали (ГВ) – это гироскопические приборы, которые пространственным положением главной оси гироскопа воспроизводят на борту подвижного объекта в месте его нахождения направление земной вертикали.

ГВ используют для определения углового положения (ориентации) подвижного объекта относительно плоскости горизонта, то есть для определения углов дифферента и крена корабля, углов тангажа и крена самолета или аналогичных углов других подвижных объектов.

В настоящее время обычно применяют гировертикали с радиальной коррекцией. Название их связано с важной практической особенностью - после включения прибора при произвольном начальном отклонении от положения равновесия главная ось гироскопа под действием системы коррекции кратчайшим путем (на фазовой плоскости (рис. 1.1) – по радиусу r) движется к направлению вертикали. Наиболее распространенная схема ГВ с радиальной коррекцией (рис. 1.2) построена на базе трехстепенного астатического гироскопа в карданном подвесе. Оси подвеса – горизонтальны, главная ось гироскопа – вертикальна. Наружную ось подвеса ориентируют параллельно продольной оси объекта. На кожухе гироскопа устанавливают два маятниковых чувствительных элемента и (или один двухосный маятниковый чувствительный элемент) с электрическим выходом. Их сигналы используют для коррекции гироскопа.

Маятниковый элемент выдает сигнал, зависящий от наклона главной оси гироскопа относительно вертикали, вызванного поворотом гироскопа вокруг оси наружной рамки подвеса. Маятниковый элемент дает сигнал, зависящий от наклона гироскопа, вызванного поворотом вокруг оси внутренней рамки. Сигнал маятникового элемента подается на датчик момента , установленный на оси внутренней рамки, а сигнал маятникового элемента – на датчик момента , установленный на оси наружной рамки.

В ГВ с радиальной коррекцией при повороте гироскопа вокруг наружной оси подвеса с помощью датчика момента создается момент вокруг внутренней оси подвеса. Этот момент вызывает прецессионное движение гироскопа вокруг наружной оси подвеса, которое прекращается, когда сигнал маятникового элемента обратится в ноль, то есть когда главная ось гироскопа совместится с вертикалью.

а б в

Рис. 1.3. Виды характеристик системы коррекции

Рассмотренные ГВ с радиальной коррекцией по виду характеристики системы коррекции (зависимости коррекционного момента , развиваемого датчиком момента, от угла рассогласования между главной осью гироскопа и маятниковым чувствительным элементом) делятся на гировертикали с пропорциональной (линейной) коррекцией (рис. 1.3, а), с постоянной (релейной) коррекцией (рис. 1.3, б) и со смешанной (линейной с насыщением) коррекцией (рис. 1.3, в).