Система эталонного давления
Система отсчета давления (PRS) представляет собой усовершенствованную версию инерциальной системы отсчета , а также системы отсчета ориентации и курса, предназначенную для обеспечения стабильных во времени измерений углов положения и не подверженных долговременному дрейфу, вызванному несовершенством датчика. [1] Система измерения использует поведение международной стандартной атмосферы , при которой атмосферное давление снижается с увеличением высоты , и две пары единиц измерения. Каждая пара измеряет давление в двух разных положениях, которые механически связаны с известным расстоянием между блоками, например, блоки установлены на концах крыла. В горизонтальном полете перепад давления, измеряемый измерительной системой, отсутствует, что означает, что угол положения равен нулю. В случае крена самолета (поворота) кончики крыльев взаимно меняют свое положение: один идет вверх, второй опускается, а датчики давления в каждом блоке измеряют разные значения, которые переводятся в угол положения .
Обзор
[ редактировать ]Бесплатформенная инерциальным инерциальная навигационная система использует двойное интегрирование ускорений, измеряемых измерительным блоком (IMU). [2] Этот процесс суммирует выходные данные датчиков вместе со всеми ошибками датчиков и измерений. Точность и долговременная стабильность системы ИНС зависит от качества датчиков, используемых в ИДУ. Качество датчика можно оценить с помощью метода Allan Variance . Точный IMU использует лазерные гироскопы и точные акселерометры, которые стоят дорого. INS — это единственная система, не имеющая других входов. В настоящее время тенденция современной навигации заключается в интеграции [3] сигналы от IMU вместе с данными, предоставленными системой глобального позиционирования (GPS). Этот подход обеспечивает долговременную стабильность выходного сигнала ИНС за счет подавления влияния ошибок датчика на расчет положения самолета. Система измерения становится системой отсчета ориентации и курса , которая может снизить требования к точности датчика, поскольку долгосрочная стабильность обеспечивается GPS. Датчики, используемые в AHRS, используются только для определения углов положения, поэтому угловой скорости требуется только одно численное интегрирование измерений . Система AHRS дешевле, и многие университеты и компании разрабатывают системы AHRS на основе датчиков микроэлектромеханических систем (MEMS). Датчики MEMS не обладают характеристиками, необходимыми для целей навигации . Об этом говорится в отчете об экспериментальном исследовании. [4] где выходные данные навигационного решения исчезают через 2 секунды. Устройства AHRS на основе инерциальных датчиков MEMS обычно также используют векторный магнитометр, приемник GPS и алгоритм объединения данных для устранения ошибок инерциальных датчиков MEMS. Помимо недостатков датчика, существуют также параметры окружающей среды, которые влияют на расчетные значения (углы положения):
- температурные воздействия (а также влажность, давление и т. д.)
- вибрации двигателя
- ускорения, вызванные движением самолета, например, повороты
- и т. д. [5]
Все эти влияния вызывают отклонения в вычисленных выходных данных, что может сбить с толку пилота, выполняющего полет.
Система эталонного давления
[ редактировать ]Понятие ССБ было определено Павлом Пачесом в его кандидатской диссертации. [6] где также были опубликованы результаты, измеренные в лабораторных условиях. Были оценены три варианта ССБ:
- центральный датчик/датчики [7]
- распределенные датчики с отдельными объемами
- распределенные датчики с эталонным объемом [8]
Хотя первый метод дает лишь неоднозначные результаты, второй метод работает хорошо, поскольку его можно заменить двумя высотомерами. Недостатком второго метода является высокая неопределенность измерения обеих величин. Эта проблема решается путем расширения эталонных объемов, используемых даже в датчиках абсолютного давления. [8]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Кинг, AD (1998). «Инерциальная навигация – сорок лет эволюции» (PDF) . Обзор GEC (General Electric Company PLC) . 13 (3): 140–149 . Проверено 3 марта 2013 г.
- ^ Стовалл, Шерил Х. (сентябрь 1997 г.). «Основы инерциальной навигации» (PDF) . Дивизия вооружения Центра воздушной войны ВМФ . Проверено 31 декабря 2012 г.
- ^ Виид, Д.; Бродерик, Дж.; Любовь, Дж.; Рино, Т. (2004). GPS Align In Motion гражданской бесплатформенной INS . Позиция Расположение и навигационный симпозиум. 26–29 апреля 2004 г., стр. 184–192. дои : 10.1109/PLANS.2004.1308992 .
- ^ ( Криттенден, Джордан; Эванс, Паркер (8 мая 2008 г.). «Инерциальная навигационная система MEMS» (PDF) . Проверено 31 декабря 2012 г. )
- ^ «МГЛ Авионика. Магнитометр СП-2. АГРС СП-4. Руководство пользователя и установки» (PDF) . Авионика МГЛ . Проверено 31 декабря 2012 г.
- ^ Пейс, Павел. «Повышение безопасности полетов самолетов сверхлегкой категории за счет поддержки системы авионики» (PDF) (на чешском языке). Чешский технический университет в Праге . Проверено 31 декабря 2012 г.
- ^ Пейс, Павел; Попелка, Ян; Левора, Томас (2012). «Усовершенствованные системы отображения и измерения углов положения» (PDF) . 28-й Международный конгресс авиационных наук .
- ^ Jump up to: а б Пейс, Павел; Попелка, Ян (2012). Помощь IMU с использованием двух блоков AHRS . Конференция по цифровым авиационным системам (DASC), 31-я конференция IEEE/AIAA, 2012 г. 14–18 октября 2012 г. стр. 5B1–1–5B1–13. дои : 10.1109/DASC.2012.6382359 .