RU2436043C1 - Method for alignment of inertia navigation system axes with that of land-based vehicle and measurement facility for its implementation - Google Patents
Method for alignment of inertia navigation system axes with that of land-based vehicle and measurement facility for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2436043C1 RU2436043C1 RU2010128424/28A RU2010128424A RU2436043C1 RU 2436043 C1 RU2436043 C1 RU 2436043C1 RU 2010128424/28 A RU2010128424/28 A RU 2010128424/28A RU 2010128424 A RU2010128424 A RU 2010128424A RU 2436043 C1 RU2436043 C1 RU 2436043C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vehicle
- axis
- angles
- azimuth
- sight
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к коррекции угловых параметров (углов азимута, крена, тангажа), определяемых инерциальной навигационной системой наземного транспортного средства, для их учета в процессе проведения топогеодезических измерений.The invention relates to measuring technique, namely to the correction of angular parameters (azimuth, roll, pitch) determined by the inertial navigation system of a land vehicle, for their consideration in the process of surveying.
Известен топопривязчик УА3-452Т (см. Топопривязчик УА3-452Т. Техническое описание и инструкция по эксплуатации БИ2 511 003 ТО, стр.38, 39, 41, 42, 75).Known top loader UA3-452T (see Top loader UA3-452T. Technical description and instruction manual BI2 511 003 TO, p. 38, 39, 41, 42, 75).
В данном Техническом описании и инструкции по эксплуатации изложены основы (способ) выверки визира и приборов навигационной аппаратуры и определены необходимые средства для выверки, принятые за прототип.In this Technical Description and Operating Instructions, the fundamentals (method) of the alignment of the visor and the instruments of the navigation equipment are outlined and the necessary means for the alignment adopted for the prototype are determined.
Выверка визира заключается в том, что при установке нулевого отсчета на его угломерных шкалах оптическая ось визира должна быть параллельна продольной оси транспортного средства, т.е. направлению движения (курсу).Alignment of the sighting device consists in the fact that when setting a zero reading on its goniometric scales, the optical axis of the sighting device must be parallel to the longitudinal axis of the vehicle, i.e. direction of movement (course).
Выверка визира производится в следующем порядке:Alignment of the visor is performed in the following order:
- на прямолинейном участке дороги (около 1000 м) отмечается начальная и конечная точки маршрута выверки (за створами точек выставляются вехи);- on a straight section of the road (about 1000 m), the starting and ending points of the alignment route are marked (milestones are set beyond the point alignments);
- топопривязчик устанавливается на начальной точке по направлению к конечной;- the top loader is installed at the starting point in the direction of the final;
- на счетчиках Х и Y навигационной аппаратуры устанавливаются нулевые показания;- On the counters X and Y of the navigation equipment, zero readings are set;
- визир наводится на веху, выставленную за створом конечной точки, и снимается отсчет (угол βвиз);- the sight is aimed at the milestone set behind the target endpoint, and the countdown is taken (angle β visas );
- определяется исходный дирекционный угол αоси по формуле: αоси=60-00-βВИЗ и устанавливается на курсовых шкалах навигационной аппаратуры;- the initial directional angle of the α axis is determined by the formula: α axis = 60-00-β VIZ and is set on the course scales of navigation equipment;
- далее топопривязчик проезжает отмеченный участок маршрута по прямой и устанавливается на конечной точке;- further, the toggler passes the marked section of the route in a straight line and is installed at the end point;
- снимается отсчет по счетчикам Х и Y навигационной аппаратуры;- the count is taken on the counters X and Y of the navigation equipment;
- определяется величина углового смещения оптической оси визира относительно продольной оси топопривязчика по формуле:- determines the magnitude of the angular displacement of the optical axis of the sight relative to the longitudinal axis of the topographic device according to the formula:
где XПР - отсчет по счетчику X;where X PR - counting on the counter X;
δY - отсчет по счетчику Y;δ Y - counting on the counter Y;
- делается два рейса (в прямом и обратном направлении) и определяется величина углового смещения оптической оси визира для каждого рейса в отдельности;- two flights are made (in the forward and reverse directions) and the angular displacement of the optical axis of the sight for each flight is determined;
Из полученных значений Δβ определяется средняя ошибка Δβср. Если величина Δβср превышает установленное значение, необходимо в установку визира ввести поправку в следующем порядке:From the obtained Δβ values, the mean error Δβ avg is determined. If the value Δβ sr exceeds the set value, it is necessary to introduce an amendment to the installation of the sighting device in the following order:
- на неподвижном топопривязчике горизонтируется визир по уровню;- on a motionless topographic device the sight is leveled by level;
- визир наводится на удаленный на расстояние не менее 1000 м ориентир;- the sight is aimed at a landmark landmark remote at a distance of at least 1000 m;
- вводится поправка Δβср в соответствии с инструкцией по использованию визира;- the amendment Δβ cf is introduced in accordance with the instructions for using the sight;
- после внесения поправки Δβср совершается контрольный рейс и определяется ΔβКонт, которая должна быть не более установленного значения.- after the amendment Δβ Wed is made, a control flight is made and Δβ Comte is determined, which should be no more than the established value.
Далее производится выверка приборов навигационной аппаратуры топопривязчика по координатам двух опорных точек.Next, the alignment of the navigation equipment of the topographic device is performed according to the coordinates of two reference points.
Опорные точки должны располагаться на удалении 2-3 км одна от другой. На каждой из точек должны быть известны дирекционные углы направлений на ориентирные точки.Reference points should be located at a distance of 2-3 km from one another. At each point, the directional angles of directions to the reference points should be known.
Маршрут движения топопривязчика между опорными точками выбирается так, чтобы он приближался к прямолинейному. Для выверки необходимо:The route of movement of the topographic link between the reference points is chosen so that it approaches a straight line. For reconciliation, you must:
- по координатам начальной A (X1, Y1) и конечной B (X2, Y2) точек маршрута вычислить дирекционный угол направления этой линии (αх) по формуле:- using the coordinates of the initial A (X 1 , Y 1 ) and final B (X 2 , Y 2 ) points of the route, calculate the directional angle of the direction of this line (α x ) according to the formula:
- установить топопривязчик на начальной точке, навести визир на ориентир и снять отсчет (βВИЗ);- set the topographic device at the starting point, point the sight at the landmark and take the count (β VIZ );
- вычислить дирекционный угол оси топопривязчика αОСИ УСЛ в условной системе координат, координатные оси которой повернуты на величину угла αX так, что ось X совпадает с направлением на конечную точку, по формуле:- calculate the directional angle of the axis of the top-linker α OSI USL in the conditional coordinate system, the coordinate axes of which are rotated by the value of the angle α X so that the X axis coincides with the direction to the end point, according to the formula:
αОСИ УСЛ=(αОР-αХ)-βВИЗ,α AXIS USL = (α OP -α X ) -β VIZ ,
где αОР - дирекционный угол направления с начальной точки на ориентир;where α OP is the directional angle from the starting point to the landmark;
- включить навигационную аппаратуру;- turn on the navigation equipment;
- установить нулевые значения на счетчиках X, Y навигационной аппаратуры, а на курсовых шкалах установить αОСИ УСЛ;- set zero values on the counters X, Y of the navigation equipment, and on the course scales set α OSI USL ;
- зафиксировать время начала движения и проехать по выбранному маршруту до конечной точки;- fix the start time of the movement and drive along the chosen route to the end point;
- на конечной точке зафиксировать время прибытия и снять отсчеты со счетчика X (XПР) и со шкал курса;- at the end point, record the time of arrival and take readings from the counter X (X PR ) and from the course scales;
- определить величину ухода гироскопа (Δα), для этого навести визир на ориентир, снять отсчет (βВИЗ) и по вышеуказанной формуле вычислить дирекционный угол оси топопривязчика αОСИ УСЛ;- determine the magnitude of the departure of the gyroscope (Δα), to do this, point the sight at a landmark, take a reference (β VIZ ) and, using the above formula, calculate the directional angle of the axis axis of the topographic aid α OSL USL ;
определить величину поправки как разность вычисленной величины дирекционного угла оси топопривязчика αОСИ УСЛ и величины, считанной со курсовых шкал αОСИ ПР:to determine the correction value as the difference between the calculated value of the directional angle of the axis of the top-linker α OSI USL and the values read from the course scales α OSI PR :
Δα=αОСИ УСЛ-αОСИ ПР,Δα = α OSI USL -α OSI PR ,
- делается два рейса (в прямом и обратном направлении) и определяется величина поправки для каждого рейса в отдельности;- two flights are made (in the forward and reverse directions) and the correction value for each flight is determined separately;
из полученных значений Δα определяется средняя ошибка Δαср, которая в качестве поправки вводится в навигационную аппаратуру.From the obtained Δα values, the average error Δα sr is determined, which is introduced as a correction into the navigation equipment.
Недостатками способа, принятого за прототип, являются:The disadvantages of the method adopted for the prototype are:
- недостаточная точность согласования осей навигационной аппаратуры и продольной оси топопривязчика;- insufficient accuracy of coordination of the axes of the navigation equipment and the longitudinal axis of the topographic device;
- невозможность определения поправок на углы наклона транспортного средства относительно горизонта (углов крена и тангажа);- the impossibility of determining corrections for the tilt angles of the vehicle relative to the horizon (roll and pitch angles);
- высокая трудоемкость и большие временные затраты на проведение регулировочных работ, обусловленные длительным временем нахождения топопривязчика на маршруте (испытательной трассе).- high complexity and large time costs for carrying out adjustment work, due to the long time spent by the topographic device on the route (test track).
Предлагаемым изобретением решается задача по повышению эффективности и точности регулировочных работ, проводимых на наземном транспортном средстве, оснащенном инерциальной навигационной системой и оптическим прибором визирования, с помощью измерительного комплекса, реализующего данный способ.The present invention solves the problem of improving the efficiency and accuracy of the adjustment work carried out on a land vehicle equipped with an inertial navigation system and an optical sighting device, using a measuring system that implements this method.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в формировании способа согласования осей инерциальной навигационной системы с осью наземного транспортного средства и создании с минимальными затратами измерительного комплекса для его осуществления, обеспечивающих достижение параллельности линии визирования оптического прибора (визира) при нулевой установке шкалы угла места относительно продольной оси транспортного средства с наименьшей погрешностью и определение исходных поправок в угловые параметры (углы азимута, крена, тангажа), определяемые инерциальной навигационной системой для их учета в бортовом программно-аппаратном комплексе.The technical result obtained by carrying out the invention consists in the formation of a method for matching the axes of the inertial navigation system with the axis of the ground vehicle and creating, with minimal expenses, a measuring complex for its implementation, ensuring the parallelism of the line of sight of the optical device (sight) with zero setting of the elevation angle scale relative to the longitudinal axis of the vehicle with the smallest error and the determination of the initial amendments to the angular parameter (Azimuth angles, roll, pitch) determined by inertial navigation system for incorporation in the onboard software and hardware complex.
Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе согласования осей инерциальной навигационной системы с осью наземного транспортного средства, заключающемся в том, что на первоначальном этапе производятся регулировочные работы с визиром, определяется величина углового смещения оптической оси визира относительно продольной оси транспортного средства, далее производится выверка навигационной аппаратуры, определяется величина поправки дирекционного угла оси транспортного средства, определение величины поправки повторяется несколько раз с дальнейшим вычислением средней ошибки, новым является то, что на первом этапе производятся регулировочные работы со штатным визиром транспортного средства (ТС), для чего ТС в поле допуска устанавливается на юстировочном участке, вывешивается на домкратах или иных подъемных устройствах, после чего горизонтируется установочная плита, на которой закреплен визир, а затем - собственно сам визир, далее выставляются нулевые отсчеты визира при наведении его на перекрестие юстировочной мишени, установленной таким образом, чтобы ее ось симметрии совпадала с вертикальной плоскостью, проходящей через ось симметрии юстировочного участка, а вертикальное положение было выставлено по отвесу, на втором этапе проводится горизонтирование установочной плиты под инерциальную навигационную систему (ИНС), на третьем этапе производится определение исходных значений «эталонных» углов: азимута Ax (дирекционного угла αх), продольной оси ТС и углов наклона ТС относительно горизонта (углов крена βк и тангажа γк) после установки ТС на контрольной точке (КТ), его поддомкрачивания с одновременным обеспечением видимости теодолитом удаленного ориентира и зеркала переходной плиты ИНС, с дальнейшим определением с помощью теодолита автоколлимационным способом угла Aт, (αт) между направлением на ориентир и нормалью юстировочного зеркала переходной плиты и вычислением азимута (дирекционного угла) на нормаль зеркала переходной плиты, который в дальнейшем принимается за «эталонное» значение исходного азимута (дирекционного угла) Aэ (αэ), определение с помощью приборов для измерения и установки углов наклона к горизонтальной плоскости, размещаемых на площадке переходной плиты, углов крена и тангажа, которые принимаются за «эталонные» значения βэ и γэ, на четвертом этапе производится включение и перевод ИНС в режим «Навигация», при котором определяются значения углов Aгк (αгк), βгк, γгк, на пятом этапе производится вычисление исходных поправок на угловые показания ИНС для их ввода в бортовой программно - аппаратный комплекс ТС.The specified technical result is achieved by the fact that in the proposed method of coordinating the axes of the inertial navigation system with the axis of the ground vehicle, which consists in the fact that at the initial stage the adjustment work is performed with the sight, the angular displacement of the optical axis of the sight relative to the longitudinal axis of the vehicle is determined, then reconciliation of navigation equipment, the value of the correction of the directional angle of the axis of the vehicle is determined, the determination of p corrections are repeated several times with further calculation of the average error, the new one is that at the first stage adjustment work is performed with the vehicle’s standard sight (vehicle), for which the vehicle is installed in the tolerance area on the adjustment section, hung on jacks or other lifting devices, after of which the mounting plate is horizontally mounted, on which the sight is fixed, and then the sight itself, then zero counts of the sight are set when pointing the crosshair of the alignment target installed by so that its axis of symmetry coincides with the vertical plane passing through the axis of symmetry of the alignment section, and the vertical position is set up on a plumb line, at the second stage, the installation plate is horizontized for the inertial navigation system (ANN), at the third stage, the initial values “ "reference" angles: azimuth A x (directional angle α x ), longitudinal axis of the vehicle and the inclination angles of the vehicle relative to the horizon (roll angles β to and pitch γ to ) after installing the vehicle at a control point (CT), e about jacking while simultaneously ensuring theodolite's visibility of a remote reference point and the ANS adapter plate mirror, with the further determination of the angle A t , (α t ) between the direction of the landmark and the normal of the adapter mirror of the adapter plate and the azimuth (directional angle) normal transition plate mirror which is hereinafter taken as the "reference" value of the original azimuth (azimuth) a e (α e) determining with the aid of instruments for measuring and setting the coal a tilt to a horizontal plane placed at the site of the adapter plate, the roll and pitch angles that are taken for the "reference" value β e and γ e, in the fourth step is performed on and INS translation in "Navigation" mode in which the determined values of the angles A hk (α hk ), β hk , γ hk , at the fifth stage, the initial corrections for the ANN angular readings are calculated for their input into the on-board hardware and software system of the TS.
Для упрощения процесса определения поправок на угловые показания ИНС третий этап может выполняться следующим образом. После установки ТС на контрольной точке (КТ), его поддомкрачивания «эталонные» углы Ax=Aэ, αх=αэ, βк=βэ, γк=γэ определяются с использованием штатного визира ТС.To simplify the process of determining corrections for ANN angular readings, the third stage can be performed as follows. After installing the vehicle at the control point (CT), jacking it up, the “reference” angles A x = A e , α x = α e , β k = β e , γ k = γ e are determined using the standard vehicle sight.
Этот способ согласования осей инерциальной навигационной системы с осью наземного транспортного средства реализуется в предлагаемом измерительном комплексе для его осуществления, содержащем визир и навигационную аппаратуру контролируемого транспортного средства, контрольную точку маршрута (испытательной трассы) с известными координатами и азимутом (дирекционным углом) на удаленный на расстояние ориентир, в котором новым является то, что согласование осей ИНС с осью наземного ТС проводят на измерительном комплексе, включающем в себя следующие сооружения, измерительные и вспомогательные средства: котировочный участок, оборудованный площадкой для ТС в закрытом помещении с твердым напольным покрытием, оснащенным разметкой, для установки ТС, выносной юстировочной мишенью с разметкой на ее поле, внешним источником электропитания для подключения аппаратуры ТС, домкратами или иными подъемными устройствами соответствующей грузоподъемности, приборами для измерения и установки углов наклона к горизонтальной плоскости, отвесом, угломерным измерительным прибором, испытательную трассу для оценки точности определения геодезических данных, оборудованную контрольными точками (КТ) с известным азимутом (дирекционным углом) на удаленный предмет (ориентир), представляющую собой физический предмет (металлический костыль, кол, камень и т.п.) или специальную метку на площадке, обеспечивающую прямую видимость на ориентир.This method of matching the axes of the inertial navigation system with the axis of the ground vehicle is implemented in the proposed measuring complex for its implementation, containing the sight and navigation equipment of the controlled vehicle, a control point of the route (test track) with known coordinates and azimuth (directional angle) at a distance a landmark in which new is that the alignment of the axes of the ANN with the axis of the ground vehicle is carried out on a measuring complex, which includes the following facilities, measuring and auxiliary means: a quotation area equipped with a vehicle platform in an enclosed space with a hard floor covering equipped with a marking, for installing a vehicle, an external adjustment target with marking on its field, an external power source for connecting vehicle equipment, jacks or other lifting devices of appropriate capacity, devices for measuring and setting angles of inclination to the horizontal plane, plumb, goniometer, tested a track for assessing the accuracy of determining geodetic data, equipped with control points (CT) with a known azimuth (directional angle) to a remote object (landmark), which is a physical object (metal crutch, stake, stone, etc.) or a special mark on site providing direct visibility to the landmark.
Проведение на первом этапе регулировочных работ со штатным визиром ТС позволяет обеспечить параллельность линии визирования визира при нулевой установке шкалы угла места относительно продольной оси топопривязчика с погрешностью не более 30″.Carrying out at the first stage of adjustment work with the standard sight of the vehicle allows for parallelism of the line of sight of the sight with zero setting of the elevation scale relative to the longitudinal axis of the topographic unit with an error of no more than 30 ″.
Установка ТС в поле допуска на юстировочном участке с вывешиванием его на домкратах позволяет обеспечить необходимую точность проведения регулировочных работ, исключив при этом качание ТС за счет амортизаторов и рессор.Installation of the vehicle in the tolerance area on the adjustment section with hanging it on the jacks allows to ensure the necessary accuracy of the adjustment work, while excluding the swing of the vehicle due to shock absorbers and springs.
Горизонтирование установочной плиты, на которой закреплен визир, а затем - собственно самого визир, позволяет:Leveling the mounting plate, on which the sight is fixed, and then the sight itself, allows you to:
- провести предварительную оценку уровня горизонтирования установочной плиты визира вдоль и поперек продольной оси ТС, определить ее углы наклона;- conduct a preliminary assessment of the leveling level of the mounting plate of the sight along and across the longitudinal axis of the vehicle, determine its angles;
- пользуясь домкратами или иными подъемными устройствами соответствующей грузоподъемности, вывести приборы для измерения и установки углов наклона к горизонтальной плоскости в нулевое положение;- Using jacks or other lifting devices of the corresponding carrying capacity, bring the instruments for measuring and setting the tilt angles to the horizontal plane to the zero position;
- отгоризонтировать визир за счет его штатных механизмов горизонтирования.- to level the sight due to its regular leveling mechanisms.
После выставки нулевых отсчетов визира при наведении его на перекрестие юстировочной мишени, установленной таким образом, чтобы ее ось симметрии совпадала с вертикальной плоскостью, проходящей через ось симметрии юстировочного участка, а вертикальное положение было выставлено по отвесу, позволяет обеспечить требуемую параллельность линии визирования визира относительно продольной оси ТС.After exhibiting zero samples of the sight when pointing it at the crosshairs of the alignment target, set in such a way that its axis of symmetry coincides with the vertical plane passing through the axis of symmetry of the alignment section, and the vertical position is set along the plumb line, this ensures the required parallelism of the sight line of sight relative to the longitudinal axis of the vehicle.
Проведение на втором этапе горизонтирования установочной плиты под ИНС позволяет обеспечить параллельность установочных поверхностей визира и ИНС.Carrying out at the second stage of leveling the mounting plate under the ANN allows you to ensure parallel installation surfaces of the sight and ANN.
Проведение на третьем этапе определения исходных значений «эталонных» углов: азимута Ax (дирекционного угла αх), продольной оси ТС и углов наклона ТС относительно горизонта (углов крена βк и тангажа γк) позволяет в дальнейшем обеспечить коррекцию расширенного состава угловых параметров, вырабатываемых ИНС.Carrying out at the third stage of determining the initial values of the "reference" angles: azimuth A x (directional angle α x ), the longitudinal axis of the vehicle and the tilt angles of the vehicle relative to the horizon (roll angles β to and pitch γ to ) allows further correction of the expanded composition of the angular parameters generated by ANN.
Установка ТС на КТ, его поддомкрачивание с одновременным обеспечением видимости теодолитом удаленного ориентира и зеркала переходной плиты ИНС позволяет обеспечить неподвижность ТС и выполнить подготовительные работы для определения «эталонного» значения исходного азимута (дирекционного угла) Aэ (αэ).The installation of the vehicle on the CT, its jacking while ensuring theodolite's visibility of the remote reference and the mirror of the ANN adapter plate allows the vehicle to be stationary and to carry out preparatory work to determine the “reference” value of the initial azimuth (directional angle) A e (α e ).
Определение с помощью теодолита автоколлимационным способом угла Aт (αт) между направлением на ориентир и нормалью юстировочного зеркала переходной плиты и вычислением азимута (дирекционного угла) на нормаль зеркала переходной плиты, который в дальнейшем принимается за «эталонное» значение исходного азимута (дирекционного угла) Aэ (αэ), позволяет обеспечить требуемую точность вычисления.Using the theodolite, using the theodolite using the autocollimation method, determines the angle A t (α t ) between the direction to the reference point and the normal of the adapter plate’s alignment mirror and the calculation of the azimuth (directional angle) to the normal plate adapter mirror, which is then taken as the “reference” value of the initial azimuth (directional angle) ) A e (α e ), allows to provide the required accuracy of the calculation.
Определение с помощью приборов для измерения и установки углов наклона к горизонтальной плоскости, размещаемых на площадке переходной плиты, углов крена и тангажа, которые принимаются за эталонные значения βэ и γэ, позволяет обеспечить простым способом, за счет применения приборов с соответствующим классом точности, минимальную погрешность измерений.The determination with the help of instruments for measuring and setting angles of inclination to the horizontal plane, placed on the adapter plate site, roll and pitch angles, which are taken as the reference values of β e and γ e , allows to provide in a simple way, through the use of devices with the corresponding accuracy class, minimum measurement error.
Включение и перевод ИНС в режим «Навигация» на четвертом этапе, при котором определяются значения углов Aгк (αгк), βгк, γгк, позволяет получить реальные значения угловых параметров, определяемых ИНС на КТ.Turning on and putting the ANN into the “Navigation” mode at the fourth stage, in which the angles A gk (α gk ), β gk , and γ gk are determined, allows you to get real values of the angular parameters determined by the ANN on CT.
Вычисление исходных поправок на угловые показания ИНС для их ввода в бортовой программно-аппаратный комплекс ТС позволяет получить отклонение средних значений угловых параметров ИНС от «эталонных» значений, определить значения поправок на угловые показания ИНС для их учета при работе в реальных условиях эксплуатации.Calculation of the initial corrections for the ANN angular readings for their input into the on-board hardware and software system of the TS allows us to obtain the deviation of the average values of the ANN angular parameters from the "reference" values, to determine the values of the corrections for the ANN angular readings for taking them into account when operating in real operating conditions.
Определение углов Ax=Аэ, αх=αэ, βк=βэ, γк=γэ с использованием штатного визира ТС позволяет:The determination of the angles A x = A e , α x = α e , β k = β e , γ k = γ e using a standard sight of the vehicle allows:
- упростить процесс определения поправок на угловые показания ИНС при сохранении точностных характеристик получаемых параметров;- simplify the process of determining corrections for the angular readings of the ANN while maintaining the accuracy characteristics of the obtained parameters;
- использовать переходную плиту ИНС менее сложной конструкции;- use the adapter plate ANN less complex design;
- снизить временные затраты.- reduce time costs.
Проведение согласования осей ИНС с осью наземного ТС на измерительном комплексе, включающем в себя сооружения и комплект измерительных и вспомогательных средств, позволяет обеспечить реализацию способа согласования осей ИНС с осью наземного ТС, а также выполнение других проверок и регулировочных работ с навигационной и топогеодезической аппаратурой ТС.Alignment of the axes of the ANN with the axis of the ground vehicle on the measuring complex, which includes structures and a set of measuring and auxiliary means, allows for the implementation of a method for matching the axes of the ANN with the axis of the ground vehicle, as well as other checks and adjustments with the navigation and topographic and geodetic equipment of the vehicle.
Оборудование юстировочного участка площадкой для ТС в закрытом помещении с твердым напольным покрытием, оснащенным разметкой для установки ТС, выносной юстировочной мишенью с разметкой на ее поле, позволяет:Equipping the adjustment area with a platform for the vehicle in an enclosed space with a hard floor covering, equipped with a marking for the installation of the vehicle, a remote adjustment target with marking on its field, allows you to:
- проводить регулировочные работы при различных климатических условиях;- carry out adjustment work under various climatic conditions;
- производить безопасное поддомкрачивание ТС различной грузоподъемности;- make safe jacking of vehicles of various load capacities;
- устанавливать и обеспечивать сохранность вспомогательного оборудования;- establish and ensure the safety of auxiliary equipment;
- устанавливать ТС на юстировочном участке в поле допуска в соответствии с нанесенной разметкой.- install the vehicle on the alignment area in the tolerance field in accordance with the marked markings.
Внешний источник электропитания позволяет производить подключение аппаратуры ТС без запуска его двигателя.An external power source allows the vehicle equipment to be connected without starting its engine.
Оснащение юстировочного участка домкратами или иными подъемными устройствами соответствующей грузоподъемности, приборами для измерения и установки углов наклона к горизонтальной плоскости, отвесом, угломерным измерительным прибором позволяет обеспечить весь комплекс регулировочных работ с оптическими и навигационными приборами, автошасси ТС.Equipping the adjustment section with jacks or other lifting devices of the corresponding carrying capacity, devices for measuring and setting angles of inclination to the horizontal plane, a plumb line, a goniometric measuring device allows us to provide a full range of adjustment work with optical and navigation devices, and the vehicle chassis.
Введение в состав измерительного комплекса испытательной трассы для оценки точности определения геодезических данных, оборудованной КТ с известным азимутом (дирекционным углом) на удаленный предмет (ориентир), представляющую собой физический предмет (металлический костыль, кол, камень и т.п.) или специальную метку на площадке, обеспечивающую прямую видимость на ориентир, позволяет:Introduction to the measurement complex of the test track to assess the accuracy of determining geodetic data, equipped with a CT with a known azimuth (directional angle) to a remote object (landmark), which is a physical object (metal crutch, stake, stone, etc.) or a special mark on the site, providing direct visibility to the landmark, allows you to:
- выполнять работы по согласованию осей инерциальной навигационной системы с осью наземного ТС, а также по проверке навигационных параметров, определяемых аппаратурой ТС;- perform work on matching the axes of the inertial navigation system with the axis of the ground vehicle, as well as on checking the navigation parameters determined by the vehicle hardware;
- обеспечить необходимую точность при регулировочных и проверочных работах;- provide the necessary accuracy during adjustment and verification work;
- обеспечить долговременное и надежное размещение оборудования.- provide long-term and reliable placement of equipment.
Технические решения с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не известны и явным образом из уровня техники не следуют. Это позволяет считать, что заявляемое решение является новым и обладает изобретательским уровнем.Technical solutions with features distinguishing the claimed solution from the prototype are not known and do not follow explicitly from the prior art. This suggests that the claimed solution is new and has an inventive step.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема выверки приборов навигационной аппаратуры топопривязчика по координатам двух точек (условная система координат указана пунктиром); на фиг.2 - схема юстировочного участка; на фиг.3 - схема юстировочной мишени; на фиг.4 - схема размещения оборудования КТ; на фиг.5 - схема размещения ИНС на ТС; на фиг.6 - схема согласования осей ТС и ИНС на переходной плите с зеркалом; на фиг.7 - схема согласования осей ТС и ИНС на переходной плите без зеркала.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a reconciliation diagram of the navigation equipment of the topographic reference device at the coordinates of two points (the conditional coordinate system is indicated by a dotted line); figure 2 - diagram of the adjustment section; figure 3 - diagram of the alignment target; figure 4 - layout of CT equipment; figure 5 - layout of the ANN on the vehicle; figure 6 is a diagram of the coordination of the axes of the vehicle and the ANN on the adapter plate with a mirror; 7 is a diagram of the coordination of the axes of the vehicle and the ANN on the adapter plate without a mirror.
Измерительный комплекс для осуществления данного способа содержит юстировочный участок 1, оборудованный площадкой 2 для ТС 3 в закрытом помещении 4 с твердым напольным покрытием, оснащенным разметкой для установки контролируемого ТС 3, состоящей из разметочных полос 5 для колес, линий установки передней 6 и задней 7 осей ТС 3, осевой линии юстировочного участка 8, выносной юстировочной мишенью 9 с разметкой на ее поле, состоящей из осевой линии 10 юстировочной мишени 9, линий наведения 11, точки крепления отвеса 12 (отвес на чертежах не показан), внешним источником электропитания 13 для подключения аппаратуры ТС 3, домкратами или иными подъемными устройствами соответствующей грузоподъемности (на чертежах не показаны), приборами для измерения и установки углов наклона к горизонтальной плоскости (на чертежах не показаны), угломерным измерительным прибором (теодолитом) 14, испытательную трассу 15 для оценки точности определения геодезических данных, оборудованную КТ 16, располагающимися на правом краю дорожного полотна в прямом и обратном направлении и закрепленными пронумерованными створными знаками 17. Осевые линии разметочных полос 5 размещены друг от друга на расстоянии «a», равном ширине колеи ТС 3. Расстояние «b» между осями 6 и 7 соответствует колесной базе ТС 3. Центр юстировочной мишени 9 располагается от поверхности грунта на высоте H, равной высоте размещения оптической оси визира 18 ТС 3.The measuring complex for the implementation of this method contains an
Способ согласования осей инерциальной навигационной системы с осью наземного транспортного средства реализуется в измерительном комплексе для его осуществления следующим образом.The method of matching the axes of the inertial navigation system with the axis of the land vehicle is implemented in the measuring complex for its implementation as follows.
1. На первом этапе производятся регулировочные работы со штатным визиром 18 ТС 3:1. At the first stage, adjustment work is being carried out with a
а) ТС устанавливается на юстировочном участке 1 так, чтобы его колеса не выходили из поля допуска, обозначенного разметочными полосами 5;a) The vehicle is installed on the
б) используя домкраты или иные подъемные устройства, ТС 3 вывешивается, исключив при этом качание за счет амортизаторов и рессор;b) using jacks or other lifting devices, the
в) устанавливается юстировочная мишень 9 таким образом, чтобы вертикальная плоскость, проходящая через ось симметрии 8 юстировочного участка 1, совпадала с осью симметрии 10 юстировочной мишени 9. Вертикальное положение юстировочной мишени 9 выставляется по отвесу (на чертежах не показан), закрепленному в точке 12;c) the
г) горизонтируется установочная плита 19 визира по приборам для измерения и установки углов наклона к горизонтальной плоскости (квадрантам КО-10, на чертежах не показаны);d) the mounting
д) квадранты КО-10 устанавливаются на установочную плиту 19 визира 18 для предварительной оценки уровня горизонтирования вдоль и поперек продольной оси ТС 3, определяются углы наклона установочной плиты 19;d) the KO-10 quadrants are mounted on the mounting
е) пользуясь домкратами, квадранты выводятся в нулевое положение;f) using jacks, quadrants are brought to the zero position;
ж) далее горизонтируется визир 18 за счет механизмов его горизонтирования;g) then the
з) перекрестие сетки визира 18 совмещается с перекрестием линий наведения 11 на юстировочной мишени 9 и устанавливаются отсчеты по шкале угломерного механизма 0-00 и по шкале отражателя 0-00 визира 18.h) the crosshair of the
2. На втором этапе проводится горизонтирование установочной плиты 20 под ИНС 21:2. At the second stage, leveling of the mounting
а) квадранты КО-10 устанавливаются на установочную плиту 20, на которой будет установлена переходная плита 22 ИНС 21, для предварительной оценки уровня горизонтирования вдоль и поперек продольной оси ТС 3, определяются углы наклона установочной плиты 20;a) the KO-10 quadrants are installed on the mounting
б) при необходимости дальнейшего горизонтирования ослабляются крепежные болты и при помощи юстировочных прокладок (на чертежах не показаны), устанавливаемых под плиту 20, квадранты КО-10 выводятся в нулевое положение, после чего затягиваются крепежные болты;b) if further leveling is necessary, the fixing bolts are loosened and with the help of adjusting gaskets (not shown in the drawings) installed under the
г) ТС снимается с домкратов.d) The vehicle is removed from the jacks.
3. На третьем этапе производится определение исходных значений «эталонных» углов: азимута Ax (дирекционного угла αх), продольной оси ТС 3 и углов наклона ТС 3 относительно горизонта (углов крена (βк и тангажа γк):3. At the third stage, the initial values of the “reference” angles are determined: azimuth A x (directional angle α x ), longitudinal axis of the
а) ИНС 21 устанавливается и закрепляется на переходной плите 22 с совмещением привалочных площадок основания ИНС 21 и соответствующих площадок плиты 22;a)
б) переходная плита 22 с ИНС 21 закрепляется на установочной плите 20 так, чтобы направление оси «X» ИНС 21 совпало с направлением движения ТС 3 «Вперед»;b) the
в) теодолит 14 устанавливается на линии «КТ-Ориентир» с отклонением не более ±0,25 м;c)
г) ТС 3 должно быть установлено на КТ 16 испытательной трассы 15, на площадке с твердым грунтом, с одновременным обеспечением видимости теодолитом 14 удаленного ориентира и зеркала 23 переходной плиты 22 ИНС 21;d)
д) обеспечивается неподвижность ТС 3 его поддомкрачиванием с допустимыми углами крена и тангажа ±2°;e) the immobility of the
е) с помощью теодолита 14 ТС 3 автоколлимационным способом определяется угол Aт, (αт) между направлением на ориентир и нормалью юстировочного зеркала 23 переходной плиты 22;f) using
ж) вычисляется азимут (дирекционный угол) на нормаль зеркала 23 переходной плиты 22, который в дальнейшем принимается за эталонное значение исходного азимута (дирекционного угла) Aэ (αэ) для ИНС 21 по формуле:g) the azimuth (directional angle) to the normal of the
Aэ(αэ)=Aор(αop)±Aт(αт)±360°(±60-00);A e (α e ) = A op (α op ) ± A t (α t ) ± 360 ° (± 60-00);
3) формульные зависимости определения Aэ (αэ):3) the formula dependence of the definition of A e (α e ):
- при Aэ>360° (60-00) вычесть 360° (60-00), при Aэ<0° (00-00) прибавить 360° (60-00);- at A e > 360 ° (60-00) subtract 360 ° (60-00), at A e <0 ° (00-00) add 360 ° (60-00);
и) с помощью квадранта КО-10, размещаемого на площадке переходной плиты 22, определяются углы крена и тангажа, которые в дальнейшем принимаются за «эталонные» значения βэ и γэ для изделия ИНС 21.i) using the KO-10 quadrant placed on the platform of the
4. На четвертом этапе определяются значения углов Aгк (αгк), βгк, γгк:4. At the fourth stage, the values of the angles A gk (α gk ), β gk , γ gk are determined:
а) включается ИНС 21 и осуществляется работа в режиме «Гирокомпасирование»;a) the
б) после перехода ИНС 21 в режим «Навигация» определяются значения углов, определенных ИНС 21:b) after the transition of the
Aгк (αгк), βгк, γгк;A gk (α gk ), β gk , γ gk ;
в) работа ИНС 21 повторяется не менее 6 раз;c) the work of
г) общее число запусков может быть увеличено при несоблюдении неравенств:d) the total number of launches can be increased if inequalities are not observed:
д) ИНС 21 выключается, а ТС 3 снимается с домкратов.d)
е) находятся средние значения углов 
где Xji - значение j углового параметра в «i»-м запуске;where X ji is the value of j of the angular parameter in the “i” th launch;
n - общее число запусков.n is the total number of starts.
5. На пятом этапе производится вычисление исходных поправок на угловые показания ИНС для их ввода в бортовой программно-аппаратный комплекс ТС:5. At the fifth stage, the initial corrections for the ANN angular readings are calculated for their input into the on-board hardware and software system of the vehicle:
а) определяется отклонение средних значений угловых параметров ИНС 21 от их «эталонных» значений:a) the deviation of the average values of the angular parameters of
б) определяются значения поправок на угловые показания ИНС 21 для их ввода в бортовой программно-аппаратный комплекс ТС:b) the values of the corrections for the angular readings of the
ΔAП=-ΔA; ΔαП=-Δα; ΔβП=-Δβ; ΔγП=-Δγ.ΔA P = -ΔA; Δα P = -Δα; Δβ P = -Δβ; Δγ P = -Δγ.
Для упрощения процесса определения поправок на угловые показания ИНС 21 третий этап может выполняться следующим образом:To simplify the process of determining amendments to the angular readings of
а) после установки ТС 3 на КТ 16, его поддомкрачивания «эталонные» углы Ax=Aэ, αх=αэ, βк=βэ, γк=γэ, определяются с использованием штатного визира 18 ТС 3;a) after installing
б) ТС 3 устанавливается на КТ 16, на площадке с твердым грунтом, с допустимым отклонением места закрепления штатного визира 18 относительно центра КТ в диапазоне ±0,4 м;b)
в) с использованием визира 18 ТС 3 определяется азимут Ax (дирекционный угол αх), продольной оси «X» ТС 3 и углы его наклона относительно горизонта (углов крена βк и тангажа γк), которые в дальнейшем принимаются в качестве «эталонных»:c) using the
Ax=Aэ, αх=αэ, βк=βэ, γк=γэ.A x = A e , α x = α e , β k = β e , γ k = γ e .
Таким образом, в предлагаемом изобретении решена задача по достижению технического результата, заключающегося в формировании способа согласования осей инерциальной навигационной системы с осью наземного транспортного средства и создании с минимальными затратами измерительного комплекса для его осуществления, обеспечивающих достижение параллельности линии визирования оптического прибора (визира) при нулевой установке шкалы угла места относительно продольной оси транспортного средства с наименьшей погрешностью и определение исходных поправок в угловые параметры (углы азимута, крена, тангажа), определяемые инерциальной навигационной системой для их учета в бортовом программно-аппаратном комплексе.Thus, in the present invention, the problem is solved to achieve a technical result, consisting in the formation of a method for matching the axes of the inertial navigation system with the axis of the ground vehicle and the creation of a measuring complex with minimal costs for its implementation, ensuring the parallelism of the line of sight of the optical device (sight) at zero setting the elevation scale relative to the longitudinal axis of the vehicle with the least error and determining the source corrections to the angular parameters (azimuth, roll, pitch) determined by the inertial navigation system for their accounting in the on-board hardware-software complex.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010128424/28A RU2436043C1 (en) | 2010-07-08 | 2010-07-08 | Method for alignment of inertia navigation system axes with that of land-based vehicle and measurement facility for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010128424/28A RU2436043C1 (en) | 2010-07-08 | 2010-07-08 | Method for alignment of inertia navigation system axes with that of land-based vehicle and measurement facility for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2436043C1 true RU2436043C1 (en) | 2011-12-10 |
Family
ID=45405661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010128424/28A RU2436043C1 (en) | 2010-07-08 | 2010-07-08 | Method for alignment of inertia navigation system axes with that of land-based vehicle and measurement facility for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2436043C1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2573247C1 (en) * | 2014-09-02 | 2016-01-20 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" | Hardware-software complex |
| RU2657334C1 (en) * | 2017-03-06 | 2018-06-13 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" | Method of harmonization of the line of sight of optical device with a longitudinal axle of land vehicle |
| CN110160557A (en) * | 2018-09-29 | 2019-08-23 | 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司 | A kind of development machine inertial navigation system two-dimensional position precision calibration method and system |
| CN111141282A (en) * | 2020-01-09 | 2020-05-12 | 北京航天发射技术研究所 | Positioning and aiming control method and device based on godson processor positioning and aiming computer |
| CN112683306A (en) * | 2020-12-04 | 2021-04-20 | 西安爱生技术集团公司 | Be used for unmanned aerial vehicle to be used to lead position appearance precision adjustment installation device |
| CN114543836A (en) * | 2022-01-22 | 2022-05-27 | 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 | Marine attitude reference dynamic installation calibration-free method |
-
2010
- 2010-07-08 RU RU2010128424/28A patent/RU2436043C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2573247C1 (en) * | 2014-09-02 | 2016-01-20 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" | Hardware-software complex |
| RU2657334C1 (en) * | 2017-03-06 | 2018-06-13 | Открытое акционерное общество "Завод им. В.А. Дегтярева" | Method of harmonization of the line of sight of optical device with a longitudinal axle of land vehicle |
| CN110160557A (en) * | 2018-09-29 | 2019-08-23 | 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司 | A kind of development machine inertial navigation system two-dimensional position precision calibration method and system |
| CN110160557B (en) * | 2018-09-29 | 2024-03-12 | 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司 | Two-dimensional position precision calibration method and system for inertial navigation system of heading machine |
| CN111141282A (en) * | 2020-01-09 | 2020-05-12 | 北京航天发射技术研究所 | Positioning and aiming control method and device based on godson processor positioning and aiming computer |
| CN111141282B (en) * | 2020-01-09 | 2023-07-14 | 北京航天发射技术研究所 | Positioning aiming control method and device based on Loongson processor aiming computer |
| CN112683306A (en) * | 2020-12-04 | 2021-04-20 | 西安爱生技术集团公司 | Be used for unmanned aerial vehicle to be used to lead position appearance precision adjustment installation device |
| CN112683306B (en) * | 2020-12-04 | 2023-10-13 | 西安爱生技术集团有限公司 | Be used for unmanned aerial vehicle to inertial navigation position appearance precision adjustment installation device |
| CN114543836A (en) * | 2022-01-22 | 2022-05-27 | 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 | Marine attitude reference dynamic installation calibration-free method |
| CN114543836B (en) * | 2022-01-22 | 2024-02-23 | 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 | Calibration-free method for dynamically installing attitude reference of ship |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2436043C1 (en) | Method for alignment of inertia navigation system axes with that of land-based vehicle and measurement facility for its implementation | |
| CN105910624B (en) | A kind of scaling method of used group of optical laying prism installation error | |
| EP3410063A1 (en) | Geodetic surveying with correction for instrument tilt | |
| CN108981754B (en) | Method for zero alignment of mounting angles of photoelectric platform and carrier | |
| US9091540B2 (en) | Geodetic surveying system and method for operating a geodetic surveying system | |
| CN110313235B (en) | The adjustment method of airplane inertial navigation installation calibration apparatus based on gyroscope north searching instrument | |
| CN109470222B (en) | Supervision control method for super high-rise building engineering measurement | |
| CN106767676A (en) | A kind of space vertical characteristics point location measurement method and system | |
| JPS5912966B2 (en) | Method and device for automatically leveling a goniometer | |
| CN108150154A (en) | The laser target and its measuring device of guidance system in railroad survey and constructing tunnel | |
| CN113295049A (en) | Carrier rocket aiming method and device | |
| CN111473803B (en) | Calibration method for mining laser target | |
| RU2657334C1 (en) | Method of harmonization of the line of sight of optical device with a longitudinal axle of land vehicle | |
| CN104535078A (en) | Measuring method for flying object through photoelectric equipment based on marking points | |
| US20140172199A1 (en) | Vehicle operated in a self-propelled program-controlled manner for measuring, marking and at least pre- punching or pre-drilling holes for foundation devices | |
| US10514464B2 (en) | Portable prism receiver and improved portable GPS receiver and measurement method using same | |
| JP6878051B2 (en) | How to get the position correction amount of the soil removal plate | |
| RU2440558C1 (en) | Method for automated determination of geodetic data using universal topographic surveying vehicle (utv) | |
| CN110313236B (en) | The calibration method of airplane inertial navigation installation calibration apparatus based on gyroscope north searching instrument | |
| Dvulit et al. | Determination of plumb lines with using trigonometric levelling and GNSS measurements | |
| CN108716922B (en) | Self-checking north reference device | |
| Johnston et al. | The 2003 Mount Stromlo local tie survey | |
| RU2810238C1 (en) | Method for coordinating line of sight of optical device with longitudinal axis of basic chassis of anti-aircraft means | |
| CN110313237B (en) | The calibration apparatus of airplane inertial navigation device installation position based on gyroscope north searching instrument | |
| CN105258566B (en) | Method for obtaining reference azimuth by means of rocket aiming system through aiming scaleplate and reference point |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190709 |