Комбинированная система инерциальной навигации в сочетании с доплеровским измерителем w и ус

В рассматриваемой комбинированной системе (Рис. 30) результат измерения путевой скорости W_Дс помощью радиолокационного измерителя 5 сравнивается устройством сравнения 6 с величиной путевой скоростиW_ист, вычисленной инерциальной системой с ошибками, содержащими постоянные составляющие и составляющие, изменяющиеся с периодом Шулера.

Инерциальная часть системы условно представлена площадкой с акселерометрами 1, двумя интеграторами 2 и 3. преобразователем координат 4 и указателем географических координатφ, λ. При наличии установившейся разницы в величинах скоростей во второй интегратор вводится компенсирующее смещение.

Во время полета самолета в условиях, когда радиолокационный измеритель может работать непрерывно, последний используется в качестве основного датчика скорости, а инерциальная система служит для осреднения высокочастотных ошибок.

Необработанный сигнал датчика доплеровской системы имеет спектр частот с постоянно колеблющимся центром. Для определения положения центра необходимо осреднение в течение некоторого времени.

На рис. 31 приведен график погрешностей доплеровской системы в функции времени для летательного аппарата, перемещающегося с постоянной путевой скоростью. Из графика видно, что для осреднения нужно лишь несколько секунд, чтобы затем точно измерять доплеровскую частоту, пропорциональную скорости летательного аппарата.

В датчике инерциальной системы дело обстоит иначе — максимальная точность здесь получается сразу после начала измерений, затем с течением времени эта точность падает в результате ухода вертикали с периодом Шулера. Следствием ошибок вертикали являются погрешности определения путевой скорости. Зависимость этих погрешностей от времени из-за частных ошибок в работе акселерометра и свободного (курсового) гироскопа показана на рис. 32 и 33. Точке t = 0на графиках соответствует момент начала работы системы-

Так как точность определения путевой скорости доплеровским датчиком для периодов, больших нескольких секунд, постоянна (т. е. не зависит от времени), то полученную разность сигналов можно использовать для внесения поправок в значение путевой скорости на выходе инерциального датчика. Тем самым становится возможным непосредственно с выхода интегратора ускорений инерциального датчика снимать мгновенное достаточно точное значение путевой скорости, не имеющее высокочастотных колебаний свойственных доплеровскому измерителю. Такая комбинированная система позволяет с высокой точностью определять путевую скорость на этапах полета любой продолжительности.

На рис. 34 приведена схема, показывающая последовательность прохождения информации в комбинированной инерциально-доплеровской системе, основными узлами которой являются: доплеровский датчик, инерциально-доплеровский компаратор скорости, инерциальный датчик и блок обработки данных информации. В компараторе осуществляется сравнение путевой скорости, измеренной раздельно доплеровским и инерциальным датчиком. Компаратор через цепь обратной связи передает сигналы ошибки на индикатор путевой скорости, измеренной инерциальным датчиком. Блок обработки, получив данные с выходов инерциальной системы, формирует необходимую информацию для управления полетом.

В инерциально-доплеровской системе полученная от доплеровской аппаратуры информация о путевой скорости формирует демпфирующие и корректирующие сигналы для инерциального датчика. Тем самым демпфируется амплитуда и уменьшается период ошибок; этим же частично нейтрализуются и постоянные, и случайные ошибки.

В общем, инерциально-доплеровская система работает как низкочастотный фильтр для ошибок определения путевой скорости, возникающих в доплеровском датчике, и как высокочастотный фильтр для ошибок, возникающих в инерциальном датчике.

Инерциально-доплеровская система (рис. 35) состоит из доплеровского и инерциального датчиков, вычислительной аппаратуры и блока отсчетных устройств.

Доплеровский датчик имеет четыре основных агрегата: радиолокационный приемник-передатчик, источник питания, усилитель и преобразователь сигналов. В схему радиолокационного приемника-передатчика входит мощный клистронный генератор, передающая и приемная антенны и кристаллические детекторы. На выходе радиолокационного приемника-передатчика получают частоту доплеровского сдвига. Усилитель увеличивает амплитуду сигнала этой частоты и подает его на вход преобразователя. Здесь сигнал преобразуется в серию единичных импульсов, число которых пропорционально доплеровскому сдвигу частот.

Инерциальный датчик состоит из двух узлов: инерциальной платформы и усилителя управления платформой. На выходах инерциальной платформы появляются сигналы, моделирующие поперечные и продольные крены и положение летательного аппарата в азимутальной плоскости, и серии единичных импульсов, частота которых пропорциональна ускорениям летательного аппарата.

Вычислительная аппаратура представляет собой небольшую авиационную цифровую вычислительную машину специального назначения, индикатор контроля и входное-выходное устройство. В последнем формируются требуемые сигналы, устанавливаются нужные соотношения между цифровыми и аналоговыми величинами и добавляются шкальные коэффициенты. Цифровая вычислительная машина рассчитывает по значению частоты доплеровского сдвига путевую скорость, сравнивает данные скорости, полученные от доплеровского и инерциального датчика, и рассчитывает необходимые сигналы ошибок, подаваемые в цепь обратной связи.

Блок отсчетных устройств выдает индикации путевой скорости, угла сноса, курса, расстояния до пункта назначения, величины и знака бокового уклонения от заданной линии пути.