ЖИРОСКОПИ И ИНЕРЦИАЛНИ НАВИГАЦИОННИ СИСТЕМИ
УДК 629.7.052 / 051.07 : 531.383
ISBN 954-713-046-3
Автор: инж. Анастас Николов Маджаров, д-р
ВЪВЕДЕНИЕ ______________________________________________________________ 3
ГЛАВА ПЪРВА: Матрични диференциални уравнения, описващи
въртене на твърдо тяло
___________________________________ 51.1. Понятие за инерциална координатна система 6
1.2. Използване на направляващи косинуси между подвижни координатни системи 12
1.2.1. Преобразуване на скорости и ускорения 18
1.2.2. Кинематични уравнения на Пуасон 21
1.2.3. Подобни преобразувания на кососиметрични матрици 22
1.2.4. Случай на малки завъртания между подвижни координатни системи 25
1.3. Параметри на ъглово положение 28
1.3.1. Параметри на Ойлер 32
1.3.2. Кинематични параметри на Родриг-Хамилтън 33
1.4. Диференциални уравнения за параметрите на Родриг-Хамилтън 40
1.4.1. Аналог на диференциалното уравнение на Пуасон 41
1.4.2. Аналог на обобщеното уравнение на Пуасон 44
ГЛАВА ВТОРА: Основи на теорията на жироскопа ______________________ 47
2.1. Общи сведения за жироскопичните устройства 47
2.1.1. Някои исторически сведения 52
2.2. Ускорение и кориолисова сила на инерцията 55
2.2.1. Жироскопичен момент 58
2.2.2. Закон за прецесията 66
2.3. Пълни уравнения за движението на жироскоп в рамките на прецесионната теория 74
2.4. Пълни уравнения за движението на жироскоп в рамките на нутационната теория 78
2.4.1. Понятие за картинна равнина 81
2.5. Анализ на уравненията за движение на жироскоп 83
2.6. Кинематика на карданно окачване 91
2.6.1. Kинематика на двурамково външно карданно окачване 91
2.6.2. Kинематика на трирамково външно карданно окачване 96
2.7. Двустепенни жироскопи 102
2.7.1. Уравнения за движение на двустепенен жироскоп с външно окачване 102
2.7.2 Интегриращи жироскопи 106
2.7.3. Двустепенни скоростни жироскопи 108
2.7.4. Особености в конструкцията на двустепенни скоростни жироскопи 113
2.8. Жирофлекс 122
2.8.1. Анализ на уравненията за движение на жирофлекс 134
2.8.2. Измерване на ъглова скорост с вибрационен жироскоп 141
2.8.3. Особености в конструкцията на жирофлексите 145
ГЛАВА ТРЕТА: Лазерни жироскопи __________________________________ 157
3.1. Принцип на работа на оптичните датчици за измерване на въртене 157
3.1.1. Инерциално свойство на светлината 158
3.1.2. Ефект на Саняк 159
3.2. Градивни елементи на оптичните жироскопи 165
3.2.1. Оптичен резонатор 165
3.2.2. Оптични влакна 173
3.2.3. Елементи на влакнестата оптика 181
3.3. Влакнесто-оптичен жироскоп 186
3.3.1. Базов влакнесто-оптичния жироскоп без обратна връзка 188
3.3.2. Взаимност и "Минимална конфигурация" 192
3.3.3. Обратна връзка и компенсационно измерване на фаза 193
3.4. Кръгов лазерен жироскоп 201
3.4.1. Синхронизация 205
3.4.2. Жироскоп с механично регулиране на прага 206
3.4.3. Жироскоп с магнитно огледало 209
3.4.4. Мултигенераторен жироскоп 211
3.4.5. Квантова Фундаментална граница 214
3.4.6. Шум от квантоване 215
ГЛАВА ЧЕТВЪРТА: Форма на Земята и основни навигационни
координатни системи ________________________ 217
4.1. Общи сведения за формата на Земята 219
4.1.1. Видове вертикали 223
4.2. Навигационни координатни системи 225
4.2.1. Инерциална координатна система, свързана със Земята 227
4.2.2. Геодезична координатна система 228
4.2.3. Геоцентрична географска координатна система 235
4.3. Ортодромични координатни системи 235
4.3.1. Ортодромична координатна система геоцентричен тип 236
4.3.2. Ортодромична координатна система геодезичен тип 240
4.3.3. Ортополярна координатна система геодезичен тип 243
4.4. Изчисляване на параметрите на ортодромичен маршрут 244
4.4.1. Изчисляване на допълнителни параметри на ортодромичен маршрут 246
4.5. Астрономични координатни системи и измерване на време 250
4.6. Ортогонален репер на геодезична повърхност и неговото движение 255
4.6.1. Ортогонален репер на повърхнина 256
4.6.2. Движение на ортогонален репер 258
ГЛАВА ПЕТА: Изчисляване координатите на самолет по методите
за изчисляване на изминат път ________________________ 266
5.1. Алгоритми за изчисляване на геоцентрични координати 266
5.1.1. Алгоритъм за изчисляване на геоцентрични географски координати 269
5.1.2. Алгоритъм за изчисляване на геоцентрични ортодромични координати 273
5.2. Алгоритми за изчисляване на геодезични координати 274
5.2.1. Основни съотношения 274
5.2.2. Пуасонов алгоритъм за изчисляване на геодезични координати 278
5.2.3. Изчисляване на частно-ортодромични координати геодезичен тип 283
5.2.4. Изчисляване на геодезични координати през кватерниони 285
5.3. Модел на движението на самолет, разглеждан като ортогонален базис 288
ГЛАВА ШЕСТА: Теория на инерциалната навигация ___
________________ 2986.1. Методи за навигация 298
6.1.1. Класификация на навигационните системи 304
6.1.2. Уравнение на идеален акселерометър 310
6.1.3. Показания на акселерометри, поставени върху хоризонтална платформа 317
6.1.4. Метод на Шулер 326
6.2. Гравитационно поле на Земята 330
6.2.1. Сила на тежестта по повърхността на референтен елипсоид 334
6.2.2. Отчитане на хоризонталните съставящи на гравитационното поле в първо приближение 336
6.2.3. Изчисляване на абсолютно ускорение на обект 339
6.3. Жиростабилизирани платформи 342
6.3.1. Жиростабилизирани платформи силов тип 343
6.3.2. Жиростабилизирани платформи индикаторен тип 355
6.4. Принципи за построяване и алгоритми за функциониране на платформени инерциални навигационни системи 359
6.4.1. ИНС геодезичен тип 361
6.4.2. ИНС геодезичен тип с всеширотен алгоритъм 363
6.4.3. ИНС геодезичен тип с изчисляване на ортодромични координати 367
6.4.4. Инерциална курсовертикала 369
6.5. Математически модели на грешките в ИНС 373
6.5.1. Обща линейна схема за образуване на грешките в ИНС 374
6.5.2. Линеен модел на грешките в геодезичен тип ИНС 378
6.5.3. Линеен модел на грешките за ИНС с всеширотен алгоритъм 383
6.5.4. Модел на грешките в ИКВ 385
6.5.5. Анализ на динамиката на грешките в ИНС 391
6.5.6. Нелинейни математически модели на ИНС 394
6.5.7. Модели на дрейфове на жироскопи и акселерометри 396
6.6. Безплатформени инерциални навигационни системи 403
6.6.1. Алгоритми за работа на безплатформени ИНС 405
ЛИТЕРАТУРА __________________________________________________________ 414
СЪДЪРЖАНИЕ ________________________________________________________ 418
Назад Корица
Българска
Първо издание
Формат: 70
ґ 100-1/16Тираж:
100Дадено за печат: 27.09.2000
ISBN 954-713-046-3