Виды автоматического счисления пути

. Система счисления пути предназ­начена для непрерывного расчета координат текущего МС, своего рода «хранения» места ВС во времени и пространстве. В алгоритмах расчёта участвуют элементы, характеризующие перемещение ВС относительно земной поверхности. Счисление пройденного пути ВС не требует внеш­ней по отношению к системе «экипаж — ВС» информации. В этом от­ношении оно представляется автономным процессом, однако, как уже указывалось, это не совсем точно. Современные АНК для счисления пути используют разные по своей сложности алгоритмы, характер ко­торых определяется степенью совершенства вычислительного устрой­ства. Аналоговые вычислители решают задачу счисления, как правило, на плоскости, цифровые вычислительные машины ЦВМ — на сфере с учетом сжатия Земли.

В результате счисления пути рассчитывается приращение прой­денного расстояния при движении ВС за время, прошедшее после по­следнего уточнения (коррекции) МС.

Этот процесс должен протекать непрерывно, так как лю­бая приостановка счисления ведет к утрате навигационной информа­ции тем большей, чем дольше отсутствовало счисление. Для восстанов­ления текущих координат МС должна привлекаться внешняя инфор­мация о фактическом месте ВС. С этого момента (t = 0) начинается снова счисление, которое не может считаться полностью автономным, т. е. независимым от внешних источников навигационной информации.

Для реализации счисления пути выбирается система координат. Выбор этой или иной системы определяется удобством ее применения, возможностью моделирования в полете и степенью совершенства вы­числительного устройства АНК. Обычно применяется частноортодромическая или прямоугольная системы координат, у которых ось OS совмещается с линией заданного пути, а OZ — перпендикулярна ей. Так как эти системы координат являются ортогональными, для их мо­делирования достаточно моделировать только одну ось. С этой целью используются гироскопические курсовые приборы и системы.

Инерциальное счисление. В качестве исходных данных оно исполь­зует составляющие ускорений движения ВС. Чувствительные элемен­ты, изменяющие ускорение, акселерометры удерживаются в горизон­тальной плоскости в течение всего полета гиростабилизированной платформой, обеспечивающей моделирование навигационной системы координат. В процессе счисления решается инерциально-навигационный треугольник скоростей, особенностью которого является необ­ходимость аналитического учета окружной скорости суточного враще­ния Земли.

Счисление пути ведется по формулам:

Полученные координаты φ и λ преобразу­ются в частноортодромические Z, S, т.к. частноортодромическая система координат SOZ последовательно связывается с каждым участ­ком маршрута, полученные значения ортодромических координат по­зволяют непрерывно получать пройденное оставшееся расстояние вдоль ЛЗП от очередного ППМ — координата S и линейное боковое уклонение ВС от ЛЗП — координата Z.

Иногда бывает удобнее, с технической точки зрения, оперировать не линейными скоростями, а угловыми. Тогда решается инерциально-навигационный треугольник угловых скоростей, повернутый отно­сительно инерциально-навигационного на 90°. Характер же аналити­ческих зависимостей остается тот же. На индикаторы АНС текущие ко­ординаты МС могут выдаваться как в частноортодромических, так и в географических координатах.

 

Рис. 25.1

Курсодоплеровское счисление пути. Счисление пути ВС, в основе которого лежат непрерывное измерение и учет курса, угла сноса и пу­тевой скорости называется курсодоплеровским. Указанные парамет­ры позволяют определить положение вектора путевой скорости отно­сительно линии заданного пути в соответствии с введенной простран­ственно-временной программой полета. Со­отношение, определяющее составляющие путевой скорости вдоль осей координат:

; .

где W — модуль вектора путевой скорости, спроектированный на горизон­тальную плоскость; γ, α — курс и угол сноса ВС; — угол, на который развер­нута ось OS навигационной системы координат относительно начального мериди­ана, принятого за начало отсчета курса.

Следовательно, текущие частноортодромические координаты МС на момент Т будут определены значениями S и Z:

Данные путевой скорости, угла сноса и курса вводятся в вычисли­тель АНС непрерывно автоматически. Значение заданного путевого угла вводится или автоматически из пространственно-временной про­граммы полета, или экипажем вручную по мере достижения очередного ППМ.

Курсовоздушное счисление основано на решении навигационного треугольника скоростей. Исходными данными для расчета являются: курс, воздушная скорость, направление и скорость ветра.

Счисление пути ВС в этом режиме ведется по форму­лам:

В полете курс и воздушная скорость вводятся в вычислитель АНС непрерывно автоматически от соответствующих бортовых датчиков. Величина В₃ обычно вводится экипажем при полете по данному участку маршрута. Вектор ветра — его скорость и направление — вводят­ся также вручную. Он остается неизменным до установки новых дан­ных ветра по мере его изменения.

Курсовоздушное счисление является резервным режимом работы АНС и используется в случае невозможности применения доплеровского измерителя скорости и сноса ДИСС по тем или иным причинам. При внезапном отказе ДИСС навигационная система автоматически переходит в режим «Память», при котором счисление ведется по запом­ненному значению вектора ветра. Скорость и направление ветра в по­лете непрерывно рассчитываются и выдаются на индикацию

; , (7-17)

где ψ — курсовой угол ветра.

Эти данные и используются для счисления в режиме «Память».

В тех автоматизированных на­вигационных системах, где не предусмотрено программирование все­го маршрута целиком, возникает сложность в обеспечении непрерыв­ности счисления пути при переходе ВС с одного участка маршрута на другой. У подобных АНС счисление ведется на каждом участке марш­рута раздельно независимо от смежного. Решение этой проблемы до­стигается выполнением одновременного счисления пути на этапе пере­хода по двум частноортодромическим системам координат одновремен­но. При этом происходит преобразование текущих координат S' и Z' первого участка Маршрута в координаты S" и Z" второго участка

(7.18)

Для обеспечения плавного перехода с одного участка маршрута на другой разворот ВС производится заранее на ЛУР:

Счисление пути в АНС с ЦВМ. Особенности счисления пути в ав­томатизированных навигационных системах, построенных на базецифровых вычислительных машин, заключаются в том, что в отличие от аналоговых вычислителей вычисления здесь производятся не с непре­рывными величинами, а с дискретными, поэтому расчеты имеют цик­лический характер. Продолжительность цикла обновления данных обычно 0,2...0,3 с.