7. Podstawy INS.pdf

(1725 KB) Pobierz
Lotnicze systemy nawigacyjne
Podstawy teoretyczne inercjalnych systemów
nawigacyjnych.
mgr inż. Bartosz BRZOZOWSKI
konsultacje: wtorek 15-17
pokój/budynek: 126/36
bartosz.brzozowski@wat.edu.pl
tel.: 261 839 851
Inercjalne systemy nawigacyjne
Inercjalne systemy nawigacyjne
(ang.
Inertial navigational
systems, INS)
zaliczane są do nawigacji zliczeniowej. Nazwa wywodzi
się od sposobu wyznaczania wartości i kierunku przebytej odległości
względem wyjściowego punkt trasy. Znając miejsce startu, kierunek
lotu oraz prędkość względem przyjętego układu odniesienia, można
obliczyć aktualne miejsce położenia samolotu, tj. określić współrzędne
jego środka masy, przez całkowanie równania ruchu środka masy w
bezwzględnym (inercjalnym) układzie współrzędnych. Stosowana
równolegle nazwa - systemy bezwładnościowe wywodzi się od zasady
działania jednego z pierwotnych czujników - akcelerometrów.
Akcelerometry wykorzystywane są do pomiaru wektora wypadkowej
siły przyłożonej do samolotu, określenie której niezbędne jest do
całkowania równania ruchu. Przyspieszeniomierze działają na zasadzie
pomiarów sił bezwładności masy pomiarowej równoważonej siłami
sprężystego zawieszenia.
WAT 2016
mgr inż. Bartosz Brzozowski
2
Czujniki inercjalnych systemów
nawigacyjnych
Inertial measurement unit - IMU
WAT 2016
mgr inż. Bartosz Brzozowski
3
Rodzaje inercjalnych systemów
nawigacyjnych
Dwie metody orientacji przyspieszeniomierzy
:
1) Modelowanie przestrzeni inercjalnej w oparciu o pomiary prędkości kątowej
samolotu za pomocą giroskopów podczas wyznaczania odpowiednich
składowych przyspieszeń, sztywno związanych z konstrukcją samolotu. W
tym rozwiązaniu układ współrzędnych realizuje się na drodze obliczeń
analitycznych. Jest to tzw.
bezkardanowy system nawigacji inercjalnej.
2) Odizolowanie platformy od samolotu i takie jej wysterowanie sygnałami z
giroskopów, aby jej położenie kątowe w przyjętym układzie współrzędnych
nie uległo zmianie. Do izolowania platformy od samolotu wykorzystuje się
zawieszenie kardana oraz sygnały z giroskopów do sterowania jej
położeniem. Jest to tzw.
kardanowy system nawigacji inercjalnej.
Systemy z zawieszeniem kardana, w zależności od metody realizacji pionu
miejscowego oraz sposobu wyznaczania współrzędnych położenia dzieli się na:
• systemy typu
geometrycznego;
• systemy typu
półanalitycznego;
• systemy typu
analitycznego.
WAT 2016
mgr inż. Bartosz Brzozowski
4
Rodzaje inercjalnych systemów
nawigacyjnych
Typ geometryczny
charakteryzuje się tym, że blok giroskopów orientuje i
stabilizuje swoje położenie względem przestrzeni inercjalnej, a platforma
z blokiem przyspieszeniomierzy jest orientowana względem pionu
lokalnego. Współrzędne miejsca położenia samolotu otrzymuje się,
mierząc odpowiednie kąty między platformą z przyspieszeniomierzami a
blokiem giroskopów.
Typ półanalityczny
to blok giroskopów i przyspieszeniomierzy
umieszczony na jednej platformie utrzymywanej w płaszczyźnie
horyzontu miejscowego. Współrzędne miejsca położenia wyliczane są
analitycznie.
Typ analityczny
realizują giroskopy i przyspieszeniomierze ustawione na
platformie stabilizowanej w przestrzeni inercjalnej, a współrzędne
położenia samolotu wyznacza wylicznik (komputer), który przelicza
informacje
o
ruchach
kątowych
i
liniowych,
otrzymane z bloku pomiarowego.
WAT 2016
mgr inż. Bartosz Brzozowski
5

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin