CH632591A5

CH632591A5 - Navigation device for a surface vehicle

Info

Publication number: CH632591A5
Application number: CH546979A
Authority: CH
Inventors: Jacques Resseguier; Jacques Barriac; Jean Doreau
Original assignee: Sagem Soc Applic Gen Elekt Mec
Priority date: 1978-06-14
Filing date: 1979-06-12
Publication date: 1982-10-15
Also published as: GB2023294B; IT1121290B; FR2428819A1; SE7905206L; SE448321B; GB2023294A; FR2428819B1; DE2923988C2; IT7923527A0; DE2923988A1; JPS5536788A

Description

L'invention est relative à un dispositif de navigation pour un véhicule de surface, cette expression désignant un véhicule appelé à se déplacer sur une surface matérielle, telle que notamment une surface maritime ou une surface terrestre. The invention relates to a navigation device for a surface vehicle, this expression designating a vehicle called upon to move on a material surface, such as in particular a sea surface or a land surface.

L'invention concerne plus particulièrement un dispositif de navigation pour un véhicule terrestre, tel qu'un char ou autre engin blindé. The invention relates more particularly to a navigation device for a land vehicle, such as a tank or other armored vehicle.

On a déjà proposé de faire comporter à de tels dispositifs une plate-forme gyrostabilisée suivant trois axes, ce qui implique un encombrement et un coût de fabrication élevés. It has already been proposed to make such devices comprise a gyro-stabilized platform along three axes, which implies a bulk and a high manufacturing cost.

Pour simplifier ces dispositifs, on a alors proposé de remplacer la plate-forme gyrostabilisée suivant trois axes par une plate-forme gyrostabilisée à deux axes (moins encombrante et moins coûteuse), le troisième axe étant matérialisé par une suspension pendulaire externe ou interne. Des dispositifs de ce genre fournissent des indications dont la précision peut être considérée comme insuffisante pour certaines applications dans lesquelles la stabilisation de la suspension pendulaire du troisième axe peut être mauvaise (véhicules blindés, notamment à chenilles, tels que chars). To simplify these devices, it was then proposed to replace the gyro-stabilized platform along three axes with a gyro-stabilized platform with two axes (less bulky and less expensive), the third axis being materialized by an external or internal pendulum suspension. Devices of this type provide indications, the precision of which can be considered insufficient for certain applications in which the stabilization of the pendulum suspension of the third axis may be poor (armored vehicles, in particular with tracks, such as tanks).

L'invention a pour but un dispositif de navigation dans lequel la mesure relative au troisième axe (que cet axe soit gyrostabilisé ou simplement pendulaire) est supprimée et remplacée par une mesure de détection de la verticale qui sert alors de base à des calculs de correction. The object of the invention is to provide a navigation device in which the measurement relating to the third axis (whether this axis is gyrostabilized or simply pendulum) is deleted and replaced by a measurement for detecting the vertical which then serves as the basis for correction calculations. .

On obtient alors un dispositif qui, grâce à cette mesure de détection de la verticale qui peut être très précise, donne, dans son ensemble, une précision bien supérieure à celle des dispositifs à plateforme gyrostabilisée suivant deux axes connus jusqu'à ce jour. A device is then obtained which, thanks to this vertical detection measurement which can be very precise, gives, as a whole, a precision much higher than that of the devices with gyrostabilized platform along two axes known to date.

Dans une forme d'exécution du dispositif, les différents bouclages fonctionnels (qu'ils soient relatifs à la recherche du nord ou à la conservation du cap) sont réalisés par un calcul et non pas physiquement par une commande de précession de l'appareil gyros-copique selon des axes fixes vis-à-vis de la terre. Cela contribue à augmenter la précision d'ensemble du dispositif par rapport aux dispositifs existants. In one embodiment of the device, the various functional loopbacks (whether relating to the search for the north or the conservation of the heading) are carried out by a calculation and not physically by a precession command of the gyros device -copic along fixed axes with respect to the earth. This contributes to increasing the overall accuracy of the device compared to existing devices.

Le dispositif selon l'invention comporte: The device according to the invention comprises:

— une plate-forme à deux cardans et présentant deux axes perpendiculaires entre eux, à savoir un premier et un second axe, - a platform with two gimbals and having two axes perpendicular to each other, namely a first and a second axis,

— un gyroscope porté par le cœur de cette plate-forme et présentant deux axes de sensibilité respectivement parallèles (ou coaxiaux) aux deux axes de la plate-forme, ledit gyroscope stabilisant par asservissement les deux cardans de la plate-forme contre l'effet des frottements mécaniques au niveau des axes, - A gyroscope carried by the heart of this platform and having two axes of sensitivity respectively parallel (or coaxial) to the two axes of the platform, said gyroscope stabilizing by slaving the two cardans of the platform against the effect mechanical friction at the axes,

— des moyens de détection de la verticale selon une direction parallèle ou coaxiale au premier axe de la plate-forme, et selon une direction parallèle au moment cinétique du gyroscope, et Means for detecting the vertical in a direction parallel or coaxial to the first axis of the platform, and in a direction parallel to the kinetic moment of the gyroscope, and

— une unité de traitement recevant des premiers signaux délivrés respectivement par les deux détecteurs de position angulaire relative de cardan disposés selon les deux axes de la plate-forme, et des seconds signaux délivrés par les moyens de détection de la verticale, cette unité de traitement tant agencée pour calculer, à partir de ces premiers et seconds signaux, et à partir d'un signal temps représentant le temps mis par le véhicule pour parcourir une certaine distance, l'angle dit de dépointage fait par l'axe de rotation du gyroscope et la direction nord, ce grâce à quoi on peut, à partir des deux composantes de cet angle de dépointage, déterminer le cap du véhicule. A processing unit receiving first signals delivered respectively by the two relative angular position detectors of the gimbal arranged along the two axes of the platform, and second signals delivered by the vertical detection means, this processing unit so arranged to calculate, from these first and second signals, and from a time signal representing the time taken by the vehicle to travel a certain distance, the so-called depointing angle made by the axis of rotation of the gyroscope and the north direction, which makes it possible, from the two components of this deflection angle, to determine the heading of the vehicle.

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3

632591 632591

Connaissant ainsi l'évolution du cap, on peut alors, à partir d'un signal distance représentant la distance parcourue, calculer la position du véhicule. Knowing the evolution of the course, we can then, from a distance signal representing the distance traveled, calculate the position of the vehicle.

Les moyens de détection de la verticale peuvent être constitués The means for detecting the vertical can be constituted

— par une centrale accélérométrique à deux axes de sensibilité (centrale à deux accéléromètres à un axe, ou à un accéléromètre à deux axes), ou - by an accelerometric central unit with two sensitivity axes (central unit with two single-axis accelerometers, or a two-axis accelerometer), or

— par des dispositifs à niveaux, ou encore - by level devices, or

— par un moyen interne automatique orienté suivant le premier axe de la plate-forme (accéléromètre à un axe ou dispositif à niveau) et un moyen externe de nivellement manuel du deuxième axe de la plateforme. - by an automatic internal means oriented along the first axis of the platform (single-axis accelerometer or level device) and an external means of manual leveling of the second axis of the platform.

Selon un procédé de mise en action du dispositif conforme à l'invention, on effectue les étapes successives suivantes, le véhicule étant arrêté: According to a method of actuating the device according to the invention, the following successive steps are carried out, the vehicle being stopped:

— on procède d'abord à une recherche automatique préliminaire du nord en amenant l'axe de rotation du gyroscope à être coaxial, ou sensiblement coaxial, à la direction du nord, cette opération étant effectuée en commandant les moteurs couples d'asservissement des deux cardans de la plate-forme, - we first carry out a preliminary automatic search for the north by causing the axis of rotation of the gyroscope to be coaxial, or substantially coaxial, in the direction of the north, this operation being carried out by controlling the torque servo motors of the two platform gimbals,

— on laisse le gyroscope en dérive libre, les cardans étant stabilisés, - the gyroscope is allowed to drift free, the gimbals being stabilized,

— on calcule alors l'angle de dépointage fait par l'axe de rotation du gyroscope et la direction du nord, et l'angle d'erreur de perpendi-cularité fait par l'axe de rotation du gyroscope et la pesanteur, et - the depointing angle made by the axis of rotation of the gyroscope and the direction of north is then calculated, and the angle of error of perpendicularity made by the axis of rotation of the gyroscope and gravity, and

— on en déduit le cap du véhicule arrêté. - we deduce the heading of the stopped vehicle.

Le véhicule peut alors être mis en route, le gyroscope étant ensuite uniquement exploité comme conservateur de cap et n'opérant plus la recherche du nord; le dispositif fournit alors le cap du véhicule. Après la mise en route du véhicule (c'est-à-dire dans la phase de déplacement), les dérives dites de couple fixe sont corrigées physiquement au niveau du gyroscope, et les dérives dites de balourd sont corrigées par le calcul au niveau de l'unité de traitement. The vehicle can then be started, the gyroscope being then only operated as a course conservator and no longer searching for the north; the device then provides the heading of the vehicle. After starting the vehicle (that is to say in the movement phase), the so-called fixed torque drifts are corrected physically at the gyroscope, and the so-called unbalance drifts are corrected by calculation at the processing unit.

Cette fonction recherche du nord à l'arrêt du gyroscope est effectuée par des méthodes classiques de calcul, le cœur de la plateforme étant préorienté en agissant sur les deux moteurs couples des deux cardans de la plate-forme. This search for the north function when the gyroscope is stopped is carried out by conventional calculation methods, the heart of the platform being preoriented by acting on the two torque motors of the two cardan joints of the platform.

Les moyens de détection de la verticale permettent, grâce à celui des seconds signaux qu'ils délivrent et qui correspond à l'inclinaison de l'axe de rotation du gyroscope à deux axes, de déterminer la vitesse de rotation du cœur de la plate-forme par rapport à la terre et d'en déduire le décalage de l'axe de rotation du gyroscope par rapport à la direction nord et à la pesanteur. The vertical detection means allow, thanks to that of the second signals which they deliver and which corresponds to the inclination of the axis of rotation of the gyroscope with two axes, to determine the speed of rotation of the heart of the platform. shape with respect to the earth and deduce from it the offset of the axis of rotation of the gyroscope with respect to the north direction and gravity.

Il est à remarquer que, dans ce type de dispositif, on ne cherche pas à ramener l'axe de rotation du gyroscope dans le plan méridien. It should be noted that, in this type of device, no attempt is made to bring the axis of rotation of the gyroscope back to the meridian plane.

Cette opération également peut alors être effectuée en tenant compte des corrections de redressement basées sur la mesure de la verticale, en maintenant horizontal l'axe de rotation du gyroscope par précession électrique. This operation can also be carried out taking into account the correction corrections based on the measurement of the vertical, while keeping the axis of rotation of the gyroscope horizontal by electrical precession.

La lecture du cap utilise le signal de position du second cardan (correspondant à sa position par rapport au véhicule), ce signal de position étant corrigé d'un signal d'erreur (erreur de cardans) en utilisant les données des positions relatives entre, d'une part, les deux cardans de la plate-forme et, d'autre part, l'inclinaison par rapport à l'axe est-ouest. The heading reading uses the position signal from the second universal joint (corresponding to its position relative to the vehicle), this position signal being corrected by an error signal (cardan error) using the data of the relative positions between, on the one hand, the two gimbals of the platform and, on the other hand, the inclination relative to the east-west axis.

Cette façon de procéder présente, par rapport aux dispositifs classiques (du type gyrocompas), l'avantage de conduire à des temps de réaction plus courts et à une meilleure précision. This way of proceeding has, compared to conventional devices (of the gyrocompass type), the advantage of leading to shorter reaction times and better precision.

En ce qui concerne la fonction conservation du cap du gyroscope, on se base sur le fait que le cœur de la plate-forme est déjà orienté vers le nord avec une erreur connue, donnée par le gyroscope au bout de quelques minutes, lorsque le véhicule est arrêté. Regarding the conservation function of the gyroscope heading, we base ourselves on the fact that the heart of the platform is already oriented towards the north with a known error, given by the gyroscope after a few minutes, when the vehicle stopped.

Pour conserver cette orientation, lorsque le véhicule est en marche, on fait porter au dispositif une centrale accélérométrique équipée, comme déjà indiqué ci-dessus, d'un accéléromètre asservi à deux axes, ou de deux accéléromètres asservis à un axe, accéléromètres présentant une grande précision et un temps de réponse très court (grande bande passante). To maintain this orientation, when the vehicle is in motion, the device is made to carry an accelerometric unit equipped, as already indicated above, with an accelerometer slaved to two axes, or two accelerometers slaved to one axis, accelerometers having a high accuracy and very short response time (large bandwidth).

Lors du déplacement du véhicule, le gyroscope reste en dérive libre tout en stabilisant les deux cardans de la plate-forme et il est uniquement compensé physiquement des dérives dites de couple fixe et par le calcul des dérives dites de balourd. During the movement of the vehicle, the gyroscope remains in free drift while stabilizing the two cardan joints of the platform and it is only physically compensated for the so-called fixed torque drifts and by the calculation of the so-called unbalance drifts.

L'axe de rotation du gyroscope reste fixe vis-à-vis des étoiles, tout en décrivant un cône, par rapport à la terre, qui est parfaitement prévisible et donc calculable. The axis of rotation of the gyroscope remains fixed with respect to the stars, while describing a cone, relative to the earth, which is perfectly predictable and therefore calculable.

C'est par la mesure précise de la verticale (mesure réalisée par la centrale accélérométrique et par les deux détecteurs de position des deux axes de la plate-forme) qu'il est possible, connaissant par ailleurs la distance parcourue (signal distance) et le temps écoulé (signal temps), de calculer l'angle de dépointage entre l'axe de rotation du gyroscope et le nord, cet angle variant d'ailleurs de façon calculable du fait de la rotation de la terre. It is by the precise measurement of the vertical (measurement made by the accelerometer and by the two position detectors of the two axes of the platform) that it is possible, knowing also the distance traveled (distance signal) and the elapsed time (time signal), to calculate the depointing angle between the axis of rotation of the gyroscope and the north, this angle varying moreover in a calculable manner due to the rotation of the earth.

Cette façon de procéder présente l'avantage, par rapport à celle utilisée dans les dispositifs connus jusqu'à ce jour, d'éliminer les erreurs qui résulteraient de l'application de couples de précession pour compenser la rotation terrestre dans des directions qui seraient entachées de l'erreur due à la verticale apparente; pour la même raison, les dérives dites de balourd sont compensées par le calcul au niveau de l'unité de traitement. This way of proceeding has the advantage, compared to that used in the devices known to date, of eliminating the errors which would result from the application of torques of precession to compensate for the terrestrial rotation in directions which would be tainted the error due to the apparent vertical; for the same reason, the so-called unbalance drifts are compensated for by the calculation at the level of the processing unit.

Pour faciliter les calculs et, par là, la conception de l'unité de traitement, et ce tout en conservant les avantages indiqués ci-dessus, il est avantageux de prévoir une boucle d'asservissement pour maintenir l'axe de rotation du gyroscope dans un plan horizontal. De la sorte, le déplacement en azimut de l'axe de rotation du gyroscope dans le plan horizontal s'effectue de façon linéaire et uniforme suivant une périodicité égale à la période d'un pendule de Foucault (33 h/tr à la latitude de 45°). To facilitate the calculations and, thereby, the design of the processing unit, while retaining the advantages indicated above, it is advantageous to provide a control loop to maintain the axis of rotation of the gyroscope in a horizontal plane. In this way, the displacement in azimuth of the axis of rotation of the gyroscope in the horizontal plane is carried out in a linear and uniform manner according to a periodicity equal to the period of an eddy pendulum (33 h / rev at the latitude of 45 °).

A cet effet, l'unité de traitement est agencée pour délivrer un signal de commande agissant sur les deux moteurs couples de précession du gyroscope, de sorte que l'axe de rotation du gyroscope soit maintenu dans un plan horizontal. To this end, the processing unit is arranged to deliver a control signal acting on the two torque motors of precession of the gyroscope, so that the axis of rotation of the gyroscope is maintained in a horizontal plane.

On va maintenant exposer le principe de navigation tel qu'il peut être appliqué avec le dispositif selon l'invention. We will now explain the navigation principle as it can be applied with the device according to the invention.

Le signal distance est décomposé suivant l'axe perpendiculaire au plan défini par les deux axes de la plate-forme et le premier axe de la plate-forme. The distance signal is broken down along the axis perpendicular to the plane defined by the two axes of the platform and the first axis of the platform.

Les seconds signaux délivrés par les moyens de détection de la verticale permettent d'effectuer une correction due à la pente de la surface sur laquelle se déplace le véhicule, ce qui permet d'obtenir un signal distance corrigé, c'est-à-dire ramené dans le plan horizontal. The second signals delivered by the vertical detection means make it possible to make a correction due to the slope of the surface on which the vehicle is moving, which makes it possible to obtain a corrected distance signal, that is to say brought back in the horizontal plane.

Grâce au temps de réponse très court (grande bande passante) des moyens de détection de la verticale (centrale accélérométrique), il est possible de filtrer efficacement les fluctuations de la verticale apparente (vibrations du véhicule, irrégularités de la surface sur laquelle se déplace le véhicule). Thanks to the very short response time (large bandwidth) of the vertical detection means (accelerometer unit), it is possible to effectively filter the fluctuations of the apparent vertical (vehicle vibrations, irregularities of the surface on which the vehicle moves. vehicle).

De plus, il est avantageux de prévoir des moyens de compensation pour corriger, au niveau de l'unité de traitement, les décalages existant entre le vecteur déplacement du véhicule et la direction de référence de la plate-forme stabilisée. In addition, it is advantageous to provide compensation means for correcting, at the level of the processing unit, the offsets existing between the displacement vector of the vehicle and the reference direction of the stabilized platform.

Grâce à ces moyens de compensation, il est possible d'introduire, dans l'unité de traitement, un facteur d'échelle tenant compte de l'usure des organes moteurs du véhicule lorsqu'il s'agit d'un véhicule terrestre (roues et/ou chenilles). Thanks to these compensation means, it is possible to introduce, into the processing unit, a scaling factor taking into account the wear of the motor components of the vehicle when it is a land vehicle (wheels and / or tracks).

On peut, en particulier, utiliser la formule de décomposition suivante selon les deux axes suivants: We can, in particular, use the following decomposition formula according to the following two axes:

— axe horizontal est-ouest, et - east-west horizontal axis, and

— axe horizontal nord-sud. - north-south horizontal axis.

( K \ (K \

AE=ASdI 1 lcosasin(i};+p) AE = ASdI 1 lcosasin (i}; + p)

V K mJ ( K \ V K mJ (K \

AN=ASd I 1 1 cos a cos (v + p) AN = ASd I 1 1 cos a cos (v + p)

V Km/ V Km /

5 5

10 10

15 15

20 20

25 25

30 30

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

632591 632591

4 4

Dans cette formule K In this formula K

kI kI

(,-î) (, -î)

V K J V K J

représente le facteur d'échelle évalué à partir du coefficient K représentant la somme des distances parcourues et du coefficient Km dépendant du véhicule, represents the scale factor evaluated from the coefficient K representing the sum of the distances traveled and the coefficient Km depending on the vehicle,

— a représente l'angle formé par le vecteur de déplacement VD du véhicule et le plan horizontal (a est connu en partie par les indications fournies par le gyroscope, en partie par les indications fournies par la centrale accélérométrique), - a represents the angle formed by the displacement vector VD of the vehicle and the horizontal plane (a is known in part by the indications provided by the gyroscope, in part by the indications provided by the accelerometric unit),

— 'y représente l'angle de dépointage (prévisible en grande partie) fait par l'axe de rotation du gyroscope et la direction nord (en projection horizontale), et - 'y represents the depointing angle (largely predictable) made by the axis of rotation of the gyroscope and the north direction (in horizontal projection), and

— p représente le cap, c'est-à-dire l'angle d'écart fait par la projection horizontale du vecteur déplacement VD du véhicule et l'axe de référence du gyroscope, cet angle correspondant à la lecture de l'un des détecteurs de position corrigée de l'erreur du cardan. - p represents the heading, that is to say the angle of deviation made by the horizontal projection of the displacement vector VD of the vehicle and the reference axis of the gyroscope, this angle corresponding to the reading of one of the position sensors corrected for cardan error.

L'invention pourra être bien comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont relatifs à un mode d'application et à des modes de réalisation préférés de l'invention. The invention may be better understood with the aid of the additional description which follows, as well as of the appended drawings, which supplement and drawings relate to a mode of application and to preferred embodiments of the invention.

La fig. 1 de ces dessins est une vue schématique d'un dispositif de navigation pour véhicule terrestre, établi suivant un premier mode de réalisation de l'invention. Fig. 1 of these drawings is a schematic view of a navigation device for land vehicle, established according to a first embodiment of the invention.

La fig. 2 de ces dessins est une vue schématique d'un dispositif de navigation conservateur de cap pour véhicule terrestre, établi suivant un autre mode de réalisation de l'invention. Fig. 2 of these drawings is a schematic view of a heading-conserving navigation device for a land vehicle, established according to another embodiment of the invention.

Comme montré sur le mode de réalisation illustré sur la fig. 1 (correspondant à une position horizontale du véhicule), le dispositif de navigation pour véhicules terrestres comporte: As shown in the embodiment illustrated in FIG. 1 (corresponding to a horizontal position of the vehicle), the navigation device for land vehicles comprises:

a) une plate-forme 1 à deux cardans et présentant deux axes YY et ZZ perpendiculaires entre eux, a) a platform 1 with two universal joints and having two axes YY and ZZ perpendicular to each other,

b) un gyroscope 2 porté par le cœur 3 de cette plate-forme 1 et présentant deux axes de sensibilité eoY et wz respectivement parallèles (ou coaxiaux) aux deux axes YY et ZZ delà plate-forme 1, ledit gyroscope 2 stabilisant par asservissement les deux cardans de la plate-forme I contre l'effet des frottements mécaniques au niveau des axes, b) a gyroscope 2 carried by the heart 3 of this platform 1 and having two axes of sensitivity eoY and wz respectively parallel (or coaxial) to the two axes YY and ZZ beyond platform 1, said gyroscope 2 stabilizing by slaving two gimbals of platform I against the effect of mechanical friction on the axes,

c) des moyens de détection de la verticale 4 selon une direction fy parallèle ou coaxiale à l'axe YY de la plate-forme 1 et selon une direction fx parallèle à l'axe de rotation H du gyroscope 2, c'est-à-dire parallèle (ou à peu près parallèle) à l'axe XX du moment cinétique du gyroscope 2, et d) une unité de traitement 5 recevant des premiers signaux SwY et SwZ délivrés respectivement par les deux détecteurs de position angulaire de cardan 6Y et 6Z relatifs aux deux axes YY et ZZ de la plate-forme 1, et des seconds signaux Sfx et Sjy délivrés par les moyens de détection de la verticale 4, cette unité de traitement 5 étant agencée pour calculer, à partir de ces premiers et seconds signaux SmY, S6jZ et Sfx, Sfy, et à partir d'un signal temps ST représentant le temps mis par le véhicule pour parcourir une certaine distance, l'angle de dépointage i fait par l'axe de rotation H du gyroscope 2 et la direction nord. c) means for detecting the vertical 4 in a direction fy parallel or coaxial with the axis YY of the platform 1 and in a direction fx parallel to the axis of rotation H of the gyroscope 2, that is to say -to say parallel (or roughly parallel) to the axis XX of the angular momentum of the gyroscope 2, and d) a processing unit 5 receiving first signals SwY and SwZ delivered respectively by the two angular position detectors of the gimbal 6Y and 6Z relating to the two axes YY and ZZ of the platform 1, and of the second signals Sfx and Sjy delivered by the vertical detection means 4, this processing unit 5 being arranged to calculate, from these first and second signals SmY, S6jZ and Sfx, Sfy, and from a time signal ST representing the time taken by the vehicle to travel a certain distance, the deflection angle i made by the axis of rotation H of the gyroscope 2 and the north direction.

On peut alors, à partir des deux composants de cet angle de dépointage, déterminer le cap du véhicule. We can then, from the two components of this deflection angle, determine the heading of the vehicle.

La stabilisation de la plate-forme 1 par le gyroscope 2 s'opère par des détecteurs de position angulaire disposés à l'intérieur du gyroscope 2 et par des moteurs d'asservissement disposés sur les axes de cardan de la plate-forme 1, de façon classique, lesdits détecteurs et moteurs d'asservissement n'étant pas représentés pour cette raison. The stabilization of the platform 1 by the gyroscope 2 is effected by angular position detectors placed inside the gyroscope 2 and by servo motors arranged on the cardan axes of the platform 1, of conventionally, said detectors and servo motors not being shown for this reason.

Ces détecteurs de position angulaire de cardan 6Y et 6Z peuvent être constitués par des resolvers ou des synchros. These cardan angular position detectors 6Y and 6Z can be constituted by resolvers or synchros.

Le gyroscope 2 peut être constitué par un gyroscope du type S commercialisé par le titulaire. The gyroscope 2 can be constituted by a type S gyroscope sold by the holder.

Les moyens de détection de la verticale 4 peuvent avantageusement comporter une centrale accélérométrique portée par le cœur 3 5 de la plate-forme 1 et présentant deux axes de sensibilité fY et fx. The vertical detection means 4 can advantageously include an accelerometric unit carried by the heart 3 5 of the platform 1 and having two axes of sensitivity fY and fx.

Il est possible de faire comporter à la centrale accélérométrique deux accéléromètres asservis à un axe de sensibilité, orientés l'un selon fx et l'autre selon fY. It is possible to make the accelerometer central include two accelerometers slaved to a sensitivity axis, one oriented according to fx and the other according to fY.

Cependant, il semble préférable de faire comporter à cette 10 centrale accélérométrique un seul accéléromètre asservi à deux axes de sensibilité, orientés l'un selon fx et l'autre selon fY, However, it seems preferable to make this accelerometric unit have a single accelerometer controlled by two axes of sensitivity, one oriented along fx and the other along fY,

Un tel accéléromètre asservi à deux axes de sensibilité peut être constitué par un accéléromètre du type F2 commercialisé par le titulaire. Such an accelerometer controlled by two axes of sensitivity can be constituted by an accelerometer of the F2 type marketed by the holder.

15 Selon une variante de l'invention, les moyens de détection de la verticale 4 peuvent comporter deux dispositifs à niveau portés par le cœur 3 de la plate-forme 1 et orientés suivant deux axes de sensibilité fx et fY, fY étant parallèle (ou coaxial) à l'axe YY de la plateforme 1, et fx étant perpendiculaire à l'axe YY de la plate-forme 1. 20 De tels dispositifs à niveau peuvent être des dispositifs électrolyti-ques du genre de ceux du type niveaux VARS commercialisés par le titulaire. According to a variant of the invention, the means for detecting the vertical 4 may comprise two level devices carried by the heart 3 of the platform 1 and oriented along two axes of sensitivity fx and fY, fY being parallel (or coaxial) to the YY axis of platform 1, and fx being perpendicular to the YY axis of platform 1. 20 Such leveled devices can be electrolytic devices of the kind of those of the VARS level type marketed by the holder.

Sur la fig. 2, on a représenté un autre mode de réalisation de l'invention qui est relatif à un dispositif qui assure uniquement la 25 fonction conservation du cap. Sur cette fig. 2, les mêmes chiffres de référence désignent les mêmes organes que sur la fig. 1. In fig. 2, there is shown another embodiment of the invention which relates to a device which only ensures the conservation function of the heading. In this fig. 2, the same reference numbers designate the same members as in FIG. 1.

Les moyens de détection de la verticale 4 comportent un moyen interne automatique à un axe 4a orienté suivant l'axe XX et la plateforme 1 et détectant l'inclinaison de l'axe de rotation H du gyros-30 cope 2 (accéléromètre asservi à un axe de sensibilité ou dispositif à niveau), et un moyen externe manuel à deux axes 4b nivelant manuellement l'axe ZZ de la plate-forme I. The vertical detection means 4 comprise an automatic internal means with an axis 4a oriented along the axis XX and the platform 1 and detecting the inclination of the axis of rotation H of the gyros-30 cope 2 (accelerometer controlled by a sensitivity axis or level device), and an external manual means with two axes 4b manually leveling the axis ZZ of the platform I.

Il convient de remarquer qu'un seul axe de mesure de l'inclinaison du cœur 3 de la plate-forme 1 suffit. It should be noted that a single axis of measurement of the inclination of the heart 3 of the platform 1 is sufficient.

35 Le moyen interne automatique à un axe fx peut être constitué par un accéléromètre 4a à un axe de sensibilité porté par le cœur 3 de la plate-forme 1. The automatic internal means with an axis fx can be constituted by an accelerometer 4a with an axis of sensitivity carried by the heart 3 of the platform 1.

Le moyen externe manuel à deux axes fx et fY peut être constitué par un dispositif à bulle de nivellement 4b porté par une structure 40 suspendue 11, monté à la cardan sur le châssis du véhicule, et servant de support à la plate-forme 1. The manual external means with two axes fx and fY can be constituted by a leveling bubble device 4b carried by a suspended structure 40 11, mounted on the gimbal on the chassis of the vehicle, and serving as support for the platform 1.

Pour mettre cette structure pendulaire 11 horizontale, on prévoit quatre vis de blocage 12. To put this horizontal pendulum structure 11, four locking screws 12 are provided.

De préférence, et comme montré sur la fig. 1, l'unité de traite-45 ment 5 est agencée pour délivrer deux signaux de commande SCY et Scz agissant respectivement sur les deux moteurs couples de précession du gyroscope 2, qui agissent eux-mêmes sur les deux axes YY et ZZ de la plate-forme 1, de sorte que l'axe de rotation H du gyroscope 2 soit maintenu dans un plan horizontal. Preferably, and as shown in fig. 1, the processing unit 45 is arranged to deliver two control signals SCY and Scz acting respectively on the two torque motors of precession of the gyroscope 2, which act themselves on the two axes YY and ZZ of the platform -form 1, so that the axis of rotation H of the gyroscope 2 is maintained in a horizontal plane.

50 Ces moteurs couples de précession ne sont pas représentés et ils sont disposés, de manière tout à fait classique, dans le gyroscope 2 qui peut être, comme déjà dit ci-dessus, du type S commercialisé par le titulaire. 50 These precession torque motors are not shown and they are arranged, in a completely conventional manner, in the gyroscope 2 which can be, as already mentioned above, of the type S marketed by the holder.

En ce qui concerne le signal distance SD et le signal temps ST, ils 55 peuvent être élaborés respectivement par un odomètre 8 (fig. 1) et par une base de temps intégrée à l'unité de traitement 5. With regard to the distance signal SD and the time signal ST, they can be produced respectively by an odometer 8 (FIG. 1) and by a time base integrated in the processing unit 5.

Quant au signal correspondant à l'angle de dépointage t(i, il peut être affiché par un dispositif d'affichage 10 (fig. 1), ainsi d'ailleurs que le cap du véhicule. As for the signal corresponding to the deflection angle t (i, it can be displayed by a display device 10 (fig. 1), as well as the heading of the vehicle.

60 Pour ce qui est des moyens de compensation corrigeant les décalages existant entre le vecteur déplacement de véhicule VD et l'axe de rotation H du gyroscope 2, ils peuvent être constitués par un calculateur numérique connu, donc non représenté et non décrit. Ce calculateur peut être du type UTD 30 commercialisé par le titulaire. 60 As regards compensation means correcting the offsets existing between the vehicle displacement vector VD and the axis of rotation H of the gyroscope 2, they can be constituted by a known digital computer, therefore not shown and not described. This calculator may be of the UTD 30 type marketed by the holder.

1 feuille dessin 1 drawing sheet

Claims

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1. Dispositif de navigation pour véhicule de surface, notamment pour véhicule terrestre, caractérisé par le fait qu'il comporte: 1. Navigation device for surface vehicle, in particular for land vehicle, characterized in that it comprises:

— une plate-forme (1) à deux cardans et présentant deux axes YY et ZZ perpendiculaires entre eux, - a platform (1) with two universal joints and having two axes YY and ZZ perpendicular to each other,

— un gyroscope (2) porté par le cœur (3) de cette plate-forme (1) et présentant deux axes de sensibilité (<oY, mz) respectivement parallèles ou coaxiaux aux deux axes YY et ZZ de la plate-forme (1), ledit gyroscope (2) stabilisant par asservissement les deux cardans de la plate-forme (1), - a gyroscope (2) carried by the heart (3) of this platform (1) and having two axes of sensitivity (<oY, mz) respectively parallel or coaxial with the two axes YY and ZZ of the platform (1 ), said gyroscope (2) stabilizing by slaving the two universal joints of the platform (1),

— des moyens de détection de la verticale (4) selon une direction (fY) parallèle ou coaxiale à l'axe YY de la plate-forme (1) et selon une direction (fx) parallèle à l'axe XX du moment cinétique du gyroscope (2), - means for detecting the vertical (4) in a direction (fY) parallel or coaxial to the axis YY of the platform (1) and in a direction (fx) parallel to the axis XX of the angular momentum of the gyroscope (2),

— une unité de traitement (5) recevant des premiers signaux (S(jY, Sc.z) délivrés respectivement par les deux détecteurs de position relative de cardan (6Y, (>■£) disposés selon les deux axes YY et ZZ de la plate-forme (1) et des seconds signaux (S^, Sfy) délivrés par les moyens de détection de la verticale (4), cette unité de traitement (5) étant agencée pour calculer, à partir de ces premiers et seconds signaux (StjY, S,.)Z; Sjx, Sjy), et à partir d'un signal temps Sj représentant le temps mis par le véhicule pour parcourir une certaine distance, l'angle de dépointage (40 fait par l'axe de rotation (H) du gyroscope (2) et la direction nord, - a processing unit (5) receiving first signals (S (jY, Sc.z) delivered respectively by the two relative cardan position detectors (6Y, (> ■ £) arranged along the two axes YY and ZZ of the platform (1) and second signals (S ^, Sfy) delivered by the vertical detection means (4), this processing unit (5) being arranged to calculate, from these first and second signals ( StjY, S,.) Z; Sjx, Sjy), and from a time signal Sj representing the time taken by the vehicle to travel a certain distance, the depointing angle (40 made by the axis of rotation ( H) of the gyroscope (2) and the north direction,

ce grâce à quoi on peut, à partir des deux composantes de cet angle de dépointage (i), déterminer le cap du véhicule et, à partir d'un signal distance SD représentant cette distance et de l'évolution du cap, calculer la position du véhicule. this is why we can, from the two components of this deflection angle (i), determine the heading of the vehicle and, from a distance signal SD representing this distance and the evolution of the heading, calculate the position of the vehicle.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens de détection de la verticale (4) comportent une centrale accélérométrique portée par le cœur (3) de la plate-forme (1) et présentant deux axes de sensibilité (fY, fx). 2. Device according to claim 1, characterized in that the vertical detection means (4) comprise an accelerometric unit carried by the heart (3) of the platform (1) and having two axes of sensitivity (fY , fx).

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REVENDICATIONS

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la centrale accélérométrique comporte deux accéléromètres asservis à un axe de sensibilité, orientés chacun selon l'un des axes XX ou YY. 3. Device according to claim 2, characterized in that the accelerometric unit comprises two accelerometers slaved to an axis of sensitivity, each oriented along one of the axes XX or YY.

4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la centrale accélérométrique comporte un accéléromètre asservi à deux axes de sensibilité, orientés chacun selon l'un des axes XX ou YY. 4. Device according to claim 2, characterized in that the accelerometric unit comprises an accelerometer controlled by two axes of sensitivity, each oriented along one of the axes XX or YY.

5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens de détection de la verticale (4) comportent deux dispositifs à niveaux portés par le cœur (3) de la plate-forme et orientés suivant deux axes de sensibilité (fx, fY), l'un (fY) étant parallèle ou coaxial à l'axe Y Y de la plate-forme (1), et l'autre (fx) étant perpendiculaire à l'axe YY de la plate-forme (1). 5. Device according to claim 1, characterized in that the vertical detection means (4) comprise two level devices carried by the heart (3) of the platform and oriented along two axes of sensitivity (fx, fY), one (fY) being parallel or coaxial to the YY axis of the platform (1), and the other (fx) being perpendicular to the YY axis of the platform (1).

6. Dispositif selon la revendication 1, spécialement agencé pour assurer uniquement la fonction conservateur du cap, caractérisé par le fait que les moyens de détection de la verticale (4) comportent un moyen interne automatique à un axe (4a) orienté suivant un axe de la plate-forme (1), et un moyen externe manuel à deux axes (4b) pour le nivellement manuel de l'autre axe de la plate-forme (1). 6. Device according to claim 1, specially arranged to ensure only the conservative function of the heading, characterized in that the vertical detection means (4) comprise an internal means automatic to an axis (4a) oriented along an axis of the platform (1), and a two-axis manual external means (4b) for manual leveling of the other axis of the platform (1).

7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que l'unité de traitement (5) est en outre agencée pour délivrer deux signaux de commande (SCY, Scz) agissant respectivement sur les deux moteurs couples de précession du gyroscope (2) qui agissent eux-mêmes selon les deux axes Y Y et ZZ de la plate-forme (1), de sorte que l'axe de rotation (H) du gyroscope (2) soit maintenu dans un plan horizontal. 7. Device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the processing unit (5) is further arranged to deliver two control signals (SCY, Scz) acting respectively on the two torque motors. precession of the gyroscope (2) which act themselves along the two axes YY and ZZ of the platform (1), so that the axis of rotation (H) of the gyroscope (2) is maintained in a horizontal plane.

8. Procédé de mise en action du dispositif établi suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par les étapes successives suivantes, le véhicule étant arrêté: 8. Method for activating the device established according to any one of claims 1 to 7, characterized by the following successive steps, the vehicle being stopped:

— on procède d'abord à une recherche préliminaire du nord en amenant l'axe de rotation du gyroscope à être coaxial, ou sensiblement coaxial, à la direction du nord, cette opération étant effectuée en commandant les moteurs couples d'asservissement des deux cardans de la plate-forme, - we first carry out a preliminary search for the north by causing the axis of rotation of the gyroscope to be coaxial, or substantially coaxial, to the direction of the north, this operation being carried out by controlling the torque servo motors of the two gimbals of the platform,

— on laisse le gyroscope en dérive libre, les cardans étant stabilisés, - the gyroscope is left to drift freely, the gimbals being stabilized,

— on calcule alors l'angle de dépointage fait par l'axe de rotation du gyroscope et la direction nord, et l'angle d'erreur de perpendicula-rité fait par l'axe de rotation du gyroscope et la pesanteur, et - the depointing angle made by the axis of rotation of the gyroscope and the north direction is then calculated, and the angle of error of perpendicularity made by the axis of rotation of the gyroscope and gravity, and

— on en déduit le cap du véhicule arrêté, celui-ci pouvant alors être mis en route, le gyroscope étant ensuite uniquement exploité en conservateur de cap. - we deduce the heading of the stopped vehicle, it can then be started, the gyroscope being then only operated as a heading conservator.