Открыть главное меню

Курсовертикаль

Бесплатформенная курсовертикаль на микромеханических гироскопах

Курсовертикаль — прибор, поставляющий данные об углах между географической системой координат (ГСК) и связанной системой координат (ССК), начальная точка которой совпадает с начальной точкой ГСК, а оси соответствуют, как правило — Y — продольной оси, Z — вертикальной, X — перпендикулярной им боковой оси транспортного средства, на котором установлена курсовертикаль. В высоких широтах вместо географической используется полусвободная в азимуте система координат. Технически курсовертикаль чаще всего реализуется как гировертикаль и датчик курса, сделанный, как правило, также на основе гироскопа и иногда корректируемый, например показаниями приёмника спутниковой системы позиционирования и навигации.

Три платформенные курсовертикали КВ-1 системы «Румб-1А» в отсеке самолёта Ту-22М

Измерение углов поворота и матрицы направляющих косинусовПравить

Математически трёхгранник в ГСК можно перевести в трёхгранники связанной системы координат тремя последовательными поворотами.

  1. По оси Z на угол   — угол курса (рысканье, yaw). Курс по традиции отсчитывается по часовой стрелке,   — по общим правилам — против часовой.
  2. По оси X на угол   — угол тангажа (pitch).
  3. По оси Y на угол   — угол крена (roll).

В матричной форме переход между географической и связанной системой координат осуществляется по формуле

 

При этом коэффициенты матрицы принимают значения

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Внутреннее устройство курсовертикалиПравить

Соответственно курсовертикаль должна иметь три гироскопа, измеряющих повороты системы по этим трём углам. На деле, однако, курсовертикаль может измерять углы между связанной и так называемой «платформенной» системой координат, которая совпадает с ГСК в начале работы курсовертикали, однако не совершает вместе с нею вращения относительно инерциальной системы координат, поэтому для коррекции необходимо сообщать курсовертикали сведения о текущей широте, долготе и высоте транспортного средства, на котором установлен прибор. Используя эту информацию, можно провести адекватное преобразование из «платформенной» системы координат в ГСК.

ИсполнениеПравить

В случае резервирования применяются многоканальные системы, работающие одновременно и параллельно и выдающие сигналы потребителям. Примером может служить трёхканальный (трижды резервированный) комплекс курсовертикалей типа «Румб-1 (А, Б)», который устанавливается на некоторых отечественных тяжёлых самолётах. На более лёгких самолётах устанавливается система ИКВ-1, технически представляющая собой один канал системы «Румб-1».

Выставка системыПравить

Выставкой системы является задание верной начальной ориентации прибора в географической системе координат либо поворотом платформы, либо алгоритмически. Выставка проходит в два этапа — горизонтирование и выставка в азимуте. Горизонтирование осуществляется чаще всего с помощью акселерометров (внутренних или внешних). При указании точной широты горизонтирование можно провести используя только гироскопы, измеряя вращение Земли. При выставке вертикали с помощью акселерометров возможно наоборот, определить с помощью гироскопов широту. Выставка в азимуте осуществляется с помощью гироскопов.

Выставка комплекса Румб-1А занимает 20 минут — это минимальное время, необходимое на подготовку самолёта к вылету.