Инерциальное счисление. Навигационные характеристики инерциальных систем. Определение навигационных элементов.
Исходной информацией для инерциальной навигационной системы (ИНС) являются составляющие
,
ускорения самолёта по осям принятой системы координат, которая моделируется с помощью стабилизированной гироплатформы по вертикали и в азимуте. В современных ИНС используются географическая (геодезическая) и частная ортодромическая системы координат.
По измеренным значениям ускорения по осям рассчитываются соответствующие составляющие путевой скорости путём интегрирования во времени:
( 28.1 )
Расстояние, пройденное по соответствующим осям, определяется посредством дальнейшего интегрирования составляющих скорости:
(28.2)
При определении географических координат места самолёта соотношения примут вид:
(28.3)
где - начальные координаты самолёта.
Если гироплатформа будет стабилизирована строго в горизонтальной плоскости и азимуте, то получают правильные значения составляющих и
вектора путевой скорости
по двум взаимно перпендикулярным осям, связанным с истинным меридианом или ортодромией. Следовательно, координаты места самолёта по соответствующим осям и другие параметры также будут определены без погрешности.
Важное преимущество ИНС состоит в том, что она позволяет определить вектор путевой скорости независимо от перемещения воздушной среды. Модуль этого вектора и его направление, определяемое путевым углом:
(28.4)
Наряду с этим ИНС обеспечивает измерение и формирование гироскопического и истинного
курса. Гироплатформа ИНС по своим свойствам подобна трёхстенному гироскопу с горизонтально расположенной горизонтальной осью. По этому она позволяет измерять курс такими же методами, как и другие гироскопические приборы. Так, в процессе формирования истинного курса
=А -
(рис.28.1). На рисунке ОХ
- горизонтальная ось гироплатформы, ОС
- направление истинного меридиана места самолёта, А – истинный азимут оси гироплатформы. Для определения истинного курса
вычисляется азимут А в цифровом вычислителе и измеряется гироскопический курс
(угол между горизонтальной осью гироплатформы и линией курса самолёта). Если разность
-А<0, то
принимается равным дополнению этой разности до 360
. Азимут А вычисляется в цифровом вычислителе:
А=А +
А,
где А - начальный азимут определяемый при гирокомпосировании;
А – приращение азимутального угла за счёт сходимости меридианов.
Рис. 28.1 Рис. 28.2
Начальный азимут определяется после окончания горизонтирования гироплатформы при цифровой выставке.
Угол сноса с помощью ИНС находят по рассчитанным значениям истинного путевого угла и истинного курса
:
.
Ввод программы полета
При программировании маршрута производятся ввод географических координат (в настоящее время девяти) поворотных пунктов с помощью блока управления, ввода и индикации в запоминающее устройство навигационного вычислителя. На основе этих координат осуществляется формирование заданного путевого угла и бокового уклонения от линии заданного пути для обеспечения автоматизированного самолётовождения в горизонтальной плоскости на каждом из запрограммированных участков маршрута. При необходимости в полёте можно ввести географические координаты дополнительных ППМ по мере пролёта запрограммированных.
Введение в ИНС параметры являются достаточными, чтобы обеспечить автономно или совместно с системой автоматического управления (САУ) автоматический полёт по маршруту в соответствии с программой, введенной в неё перед полётом или в полёте.
Определяемые и индицируемые навигационные параметры в автоматическом режиме управления приведены на рис. 28.2. Из него видно, что ИНС также обеспечивает определение ортодромических координат, направления скорости и ветра (при наличии информации о воздушной скорости от СВС). Координата Z и её производная используются в САУ для выработки сигналов автоматизированного управления полётом по линии заданного пути. Текущий и заданный путевые углы вычисляются относительного истинного меридиана начальной точки текущего ортодромического участка маршрута. Истинный курс самолёта определяется относительно географического меридиана фактического места самолёта. Направление ветра - навигационное.
Перечень и возможный диапазон измеряемых навигационных параметров с помощью ИНС дозвуковых магистральных самолётов приведён в табл. 28.1.
Таблица 28.1
Навигационные параметры | Диапазон измерения | Точность отсчёта | ||
Наименование | Обозначение | |||
Географические координаты (широта, долгота) | ![]() | ![]() |
0,1 ![]() | |
![]() | ![]() | |||
Истинный курс (текущий) | ИК | 0-360 ![]() | 1 ![]() | |
Заданный путевой угол | ЗПУ | |||
Путевой угол | ПУ | ![]() | 0,1 ![]() | |
Угол сноса | УС | |||
Путевая скорость | W | 0-1300км/ч | 1км/ч | |
Составляющие путевой скорости | W ![]() | |||
W ![]() | ||||
Скорость ветра | U | 0-700км/ч | 1км/ч | |
Направление ветра | ![]() | 0-360 ![]() | 1 ![]() | |
Продолжение таблицы 28.1 | ||||
Боковое отклонение от ЛЗП | Z | ![]() | 0,1км | |
Оставшееся расстояние до очередного ППМ | S ![]() | 0-5000км | 1км | |
Время полёта до очередного ППМ | T | 0-400мин | 0,1мин | |