Вопрос у меня такой, я в одной старой книжечке по навигации прочитал, что в сравнении с платформенными навигационными системами бесплатформенные менее точные. Там еще написано, что сделать бесплатфоменную нав. систему более точной чем платформенную физичиски фактически не возможно (при прочих равных условия естесно).
Более новых данных нет у меня. Может ктонить знающий прояснить?
С изобретением лазерных гироскопов стало возможно.
Тоесть бесплатф. НС точнее платформеной в итоге?
ЦитироватьТоесть бесплатф. НС точнее платформеной в итоге?
Да.
Buldozer: "Там еще написано, что сделать бесплатфоменную нав. систему более точной чем платформенную физичиски фактически не возможно (при прочих равных условия естесно)."
Правильно написано. В платформенной системе датчики находятся в лучших условиях чем в бесплатформенной, потому что они установленны на платформе, которая не вращается относительно инерциального пространства. В бесплатформенной системе условия хуже, потому что датчики установлены на вращающемся КА.
Например, для датчиков угловой скорости ошибка измерений в платформенной системе возникает в основном из-за смещения нуля. А в бесплатформенной еще и из-за масштабных коэффициентов.
Акселерометры платформенных систем измеряют непосредственно линейное ускорение КА (с учетом гравитации). А в ускорения, измеряемые с помощью акселерометров беплатформенных систем, входят также дополнительные, ненужные члены, связанные с вращением КА.
Поэтому при прочих равных условиях платформенные системы точнее.
Старый: "С изобретением лазерных гироскопов стало возможно"
Это здесь не при чем. В платформенных системах можно использовать гироскопы любых типов.
ЦитироватьВ платформенной системе датчики находятся в лучших условиях чем в бесплатформенной, потому что они установленны на платформе, которая не вращается относительно инерциального пространства. В бесплатформенной системе условия хуже, потому что датчики установлены на вращающемся КА.
А колебания Шулера? А невозможность платформе мгновенно отслеживать вращения ЛА?
ЦитироватьА в ускорения, измеряемые с помощью акселерометров беплатформенных систем, входят также дополнительные, ненужные члены, связанные с вращением КА.
Вы считаете что на платформу не действуют ускорения связанные с вращением ЛА? ;)
ЦитироватьЭто здесь не при чем. В платформенных системах можно использовать гироскопы любых типов.
Можно. Но лазерный гироскоп это датчик угловой скорости. Чтобы он заработал платформа уже должна получить угловую скорость т.е. выйти из горизонта.
Основное преимущество БИНС связано с отсутствием системы подвеса и силовой стабилизации платформы которая вносит погрешности.
Я так думаю, что БИНС и ИНС с платформой надо сравнивать только с учетом конкретного использования. Для самолета и КА условия применеия разные. Например, на оба типа ИНС большое влияние оказывают вибрация корпуса. Для самолета этот вид возмущений имеет большее значение, для КА меньшее. Дальше, в самолете система работает часы, в КА инерциальная навигация в чистом виде используется только во время работы двигателей - единицы минут. Накапливаемая погрешность будет меньше. Вот и надо смотреть, какие виды возмущений оказывают болшее или меньшее влияние на какой тип ИНС.
Если же смотреть не с позиций конкретного технического применения а с позиций голой абстрактной теории то единственной причиной выведения шулерского маятника из состояния равновесия является трение в подвесе. Избавляемся от подвеса - и вот оно - счастье! :(
Старый: "А колебания Шулера? А невозможность платформе мгновенно отслеживать вращения ЛА?"
А пусть себе колеблется, пусть не мгновенно отслеживает. Все равно угловое вращение платформы маленькое по сравнению с вращением КА или ЛА.
В условиях задачи написано - "при прочих равных условиях".
Поэтому для обоих систем (бесплатформенной и платформенной),
возьмем одинаковые датчики угловой скорости и будем интегрировать их показания одинаковым способом. То есть, фактически сделаем бесплатформенную систему для самой платформы. У нас будет две одинкаовые по составу бесплатформенные системы - БИНС для одного КА, и БИНС для платформы, установленной на другом КА. Второй БИНС будет точнее, потому что платформа меньше вращается и следовательно, датчики установленные на платформе, находятся в лучших условиях.
Старый: "Вы считаете что на платформу не действуют ускорения связанные с вращением ЛА"
Действуют, почему же нет. Но для обработки измерений акселерометров, установленных на корпусе ЛА, нужно учитывать повороты КА,например, относительно Земли. То есть нужно учитывать вращение КА, измеренное с какой-то ошибкой, например, из-за ошибки знания масштабных коэфициентов датчиков угловй скоросто.
А для акселерометров, установленных на платформе, повороты КА учитывать не надо.
Старый: " Но лазерный гироскоп это датчик угловой скорости. Чтобы он заработал платформа уже должна получить угловую скорость"
Да, и эта скорость будет тут же скомпенсирована. Предположим что чувствительность лазерных гироскопов по углу - 1 угловая секунда (у современных механических гироскопических датчиков угловой скоорости - доли угловой секунды).
Значит как только лазерный гироскоп почувствует поворот платформы на 1 угловую секунду, система обратной связи вернет платформу на ме место. Коненчо будет запаздывание, конечно платформа будет колебаться, но эти колебания будут существенно меньше колебаний самого КА или ЛА.
При этом колебания платформы не ухудшают точность, поскольку мы их учитываем в той самой БИНС для этой платформы. То есть мы всегда знаем, как повернулась платформа относительно инерциального пространства.
Старый: "силовой стабилизации платформы которая вносит погрешности"
Еще раз подчеркну, что эти погрешности можно скомпенсировать с помощью датчиков угловой скорости, установленных на платформе. Как я уже написал, например, с помощью БИНС, определяющей положение платформы относительно инерциального пространства. Но можно и другими способами.
Единственным принципиально дополнительным источниками погрешности у платформенных систем по сравнению с бесплатформенными, являются ошибки датчиков, измеряющих положение платформы относительно корпуса ЛА. Но их можно сделать произвольными маленькими и эти погрешности не накапливаются.
При этом у бесплатформенных систем есть свои погрешности, вызванные ошибкой знания положения датчиков угловой скорости относительно корпуса ЛА.
ЦитироватьСтарый: "силовой стабилизации платформы которая вносит погрешности"
Еще раз подчеркну, что эти погрешности можно скомпенсировать с помощью датчиков угловой скорости, установленных на платформе. Как я уже написал, например, с помощью БИНС, определяющей положение платформы относительно инерциального пространства. Но можно и другими способами.
Нет, стоп. Шулерские колебания никак не фиксируются. Система их не воспринимает, считает что "так и надо", что всё в горизонте. А погрешность от них в том что платформа выходит из горизонта и на акселерометры начинает действовать неучтённая составляющая силы тяжести. Естественно это имеет значение только для самолётов, для КА это неактуально.
Вобщем как учит теория: "маятник Шулера может вывести из равновесия только трение в подвесе". А у БИНС подвеса нет.
Старый: "Нет, стоп"
В том то и дело, что "стопа" не было - было дальнейшее развитие гироскопических навигационных систем.
Старый: "Шулерские колебания никак не фиксируются. Система их не воспринимает, считает что "так и надо", что всё в горизонте."
Шулеровские колебания относятся к "древним", но по своему хорошим и активно использующимся, системам типа "гировертикаль". Датчики угловых скоростей им, вообще говоря, не нужны. Но в принципе они могут применяться и в них - для компенсации погрешностей, связанных с колебаниями.
Датчики угловых скоростей измеряют угловые скорости объекта, на котором они установлены, независмо от природы возникновения этих скоростей. Если они стоят на платформе, то они измеряют угловые колебания платформы относительно инерциального пространства, независимо от того, почему возникли такие колебания.
Если сигналы датчиков угловой скорости не используются в системе стабилизации платформы, то, конечно, сама система стабилизации может не замечать колебания - может считать, что их нет, что "так и надо". Но используя сигналы датчиков угловых скоростей мы можем обнаружить и определить любые колебания платформы, с точностью лучше чем у БИНС, потому что колебания платформы малы, по сравнению с колебаниями КА или ЛА.
Вот пример такого датчика
http://www.npcap.ru/production/giro.htm
Старый: "А погрешность от них в том что платформа выходит из горизонта"
Для платформ, использующих датчики угловых скоростей в системе стабилизации, отклонения платформы за счет колебаний очень малы. Они могут составлять величины порядка угловых секунд. При этом мы при желании и необходимости можем определять и учитывать эти отклонения, реализовав, например, как я уже писал, БИНС для платформы, аналогичный бесплатформенному БИНС для КА или ЛА.
Естественно, что точность платформ ухудшается со временем из-за смещения нуля датчиков угловых скоростей. Если сигналы датчиков угловых скоростей равны 0, то нам кажется, что платформа стоит, в то время как она медленно уходит из-за того, что 0 датчиков на самом деле не соответствуют нулевой скорости платформы.
Но у БИНС с датчиками угловых скоростей, установленными на корпусе КА или ЛА, происходит абсолютно тоже самое, только их точность ухудшается еще и за счет других составляющих погрешностей датчиков угловых скоростей - погрешностей знания масштабных коэффициентов и прочих погрешности, зависящих от величины угловой скорости.
Такие погрешности практически не влияют на точность платформенных систем, потому что датчики угловых скоростей, установленные на платформе, работают в режиме "нуль-индикаторов" - в среднем угловые скорости платформы близки к 0 и, следовательно, эти погрешности в среднем тоже близки к 0.
Поэтому платформенн
Поэтому платформенные навигационные системы принципиально более точные, чем бесплатформенные.
ЦитироватьДля платформ, использующих датчики угловых скоростей в системе стабилизации, отклонения платформы за счет колебаний очень малы.
А как же датчик отличает чем вызвана угловая скорость платформы - колебаниями или движением объекта вокруг Земли?
Старый: "А как же датчик отличает чем вызвана угловая скорость платформы - колебаниями или движением объекта вокруг Земли?"
Датчики угловых скоростей, установленные на платформе, измеряют угловые колебания платформы и не измеряют движение объекта относительно Земли. Поэтому для них нет проблемы, как отличить одно от другого.
1) И платформа и сам объект, на котором она установлена, могут летать вокруг Земли с нулевой угловой скоростью. То есть система координат, закрепленная ("замороженная") относительно не только корпуса плаформы, но и корпуса объекта, может иметь нулевую угловую скорость. Для кораблей, подводных лодок и самолетов это, по-видимому, нереально, а для космических аппаратов такое бывает. МКС примерно так и летает в режиме PCO (он же XPOP) с небольшими угловыми колебаниями градусов до 15.
2) Если платформа идельно стабилизированна относительно инерциального пространства, то идеальные датчики угловых скоростей, установленные на платформе, не чувствуют ни вращений объекта вокруг его центра масс, ни движения его центра масс вокруг Земли. Ускорения, возникающие при движении объекта, могут влиять и влияют на реальные датчики угловых скоростей, но это "плохое" влияние, в идеале его не должно быть, а на практике оно мало.(Смело пренебрегаем релятивистскими зависимостями между движением центра масс и движением вокруг центра масс, как не имеющими практического значения. Хотя в теории что-то такое вроде как есть.)
В платформенных и бесплатформенных навигационных системах, движение центра масс объекта, в том числе и движение вокруг Земли, определяется с помощью других датчиков, например, акселерометров, которые измеряют ускорения объекта.
Гость, застабилизировать платформу в инерциальном пространстве никак невозможно. Земля то круглая! Чтоб при движении объекта платформа всё время находилась в горизонте её надо поварачивать. Земля закругляется и соответственно этому закруглению платформу надо поварачивать.
Угловая скорость поворота платформы пропорциональна линейной скорости объекта. Эта скорость измеряется акселерометрами. Поэтому любая погрешность прокравшаяся на акселерометры приведёт к ошибке определения скорорсти и соответственно выходу платформы из горизонта. Отсюда собственно и возникают шулерские колебания.
Старый, акселерометры меряют линейные ускорения, а не угловые скорости.
ЦитироватьСтарый, акселерометры меряют линейные ускорения, а не угловые скорости.
Ускорение интегрируется, получается линейная скорость, она делится на радиус Земли и получается угловая скорость.
Ну если это сложно сходу понять то можно сказать так: примерно 100 км перемещеения по повенрхности Земли в одну сторону требуют поворота платформы на 1 градус.
Тогда верно.
Цитироватьпримерно 100 км перемещеения по повенрхности Земли в одну сторону требуют поворота платформы на 1 градус.
один градус примерно 111.12 км.
:roll:
ЦитироватьЦитироватьпримерно 100 км перемещеения по повенрхности Земли в одну сторону требуют поворота платформы на 1 градус.
один градус примерно 111.12 км.
:roll:
Это на экваторе
ЦитироватьЦитироватьЦитироватьпримерно 100 км перемещеения по повенрхности Земли в одну сторону требуют поворота платформы на 1 градус.
один градус примерно 111.12 км.
:roll:
Это на экваторе
по меридиану, на экваторе больше
это 60 научных миль.
научная миля = усреднённая длина одной минуты по меридиану
А Земля ещё и вертится! И поэтому нужно всё время вычислять в какую сторону направлена земная ось и подкручивать платформу в нужную сторону на градус ажно каждые 4 минуты! И вот вся эта электромеханическая усилительно-моторно-редукторная тряхомудия и вносит погрешности которых в принципе нет в БИНС.
Старый, смешно, но я с тобой согласен ;)
Старый: "Гость, застабилизировать платформу в инерциальном пространстве никак невозможно. Земля то круглая! Чтоб при движении объекта платформа всё время находилась в горизонте её надо поварачивать"
А платформе необязательно "находиться в горизонте", то есть иметь орбитальную стабилизацию. Конечно, есть навигационные системы с орбитальной стабилизацией платформы. Но системы с инерциальной стабилизацией принципиально точнее, потому что в них платформа имеет меньшую угловую скорость.
Старый: "Угловая скорость поворота платформы пропорциональна линейной скорости объекта. Эта скорость измеряется акселерометрами."
Не так. Если мы рассматриваем платформы с полным набором акселерометров (есть три оси чувствительности, которые не лежат в одной плоскости), то дело обстоит так.
Акселерометры измеряют кажущиеся линейные ускорения объекта. После учета гравитационной составляющей и интегрирования, получаем линейную скорость, после интегрирования которой получаем (с учетом начальных данных) радиус-вектор объекта относительно центра Земли. В соответствии с которым, исполнительные органы палтформ с горизонтальной (орбитальной) стабилизацией поворачивают платформу так, что бы она имела неизменное положение относительно горизонта.
В платформах с инерциальной стабилизацией соответственно не поворачивают и поэтому платформа не сохранеят положения относительно горизонта. Платформа сохраняет положение относительно инерциального пространства.
Старый: "Поэтому любая погрешность прокравшаяся на акселерометры приведёт к ошибке определения скорорсти и соответственно выходу платформы из горизонта"
Ошибки акселерометров одинаково влияют на точность определения движения центра масс ЛА и в платформенных и в бесплатформенных системах. В нашем обсуждении речь шла о вляинии погрешностей датчиков угловых скоростей.
Еще раз напомню, что датчики угловых скоростей используются для определения угловых скоростей, интегрируя которые определяется (с учетом начальных данных) ориентация относительно инерциального пространства.
Старый: "Отсюда собственно и возникают шулерские колебания."
Я уже писал, что колебания Шулера относятся исключительно к особому типу навигационных систем - "гировертикалям", которым не нужны датчики угловых скоростей.
Старый: "Ускорение интегрируется, получается линейная скорость, она делится на радиус Земли и получается угловая скорость."
Таким спообом нельзя определять положение горизонта. Потому что в трехмерном пространстве линейная скорость имеет три компоненты. Для того чтобы получить угловую скорость движения центра масс объекта относительно Земли, необходимо исключить из скорости радиальную составляющую, перпендикулярную горизонту. Для того чтобы это сделать, нужно знать, где находится горизонт.
Старый: "А Земля ещё и вертится! И поэтому нужно всё время вычислять в какую сторону направлена земная ось и подкручивать платформу в нужную сторону на градус ажно каждые 4 минуты!"
Для задач навигации относительно систем координат, жестко связанных с Землей (гринвической, географической), действительно необходимо учитывать вращение Земли. В том числе и для точного расчета силы гравитации, которую нужно учитывать при получении реальных ускорений из кажущихся. Но платформу для этого "подкручивать" совершенно не надо. Соответсвующие вычисление могут производиться, например, в компьютере.
Старый: "И вот вся эта электромеханическая усилительно-моторно-редукторная тряхомудия и вносит погрешности которых в принципе нет в БИНС."
Единственным видом погрешности, которого в принципе нет в бесплатформенных системах по сравнению с платформенными, является погрешность датчиков, определяющих углы поворота платформы относительно корпуса ЛА. Эти погрешности несложно сделать такими маленькими, что они не будут иметь никакого значения.
Зато погрешности измерения датчиков угловых скоростей, зависящие от угловой скорости (типа масштабных коэффициентов), не удается сделать достаточно маленькими. Именно такие погрешности существенно ухудшают точность БИНС и не влияют на точность платформенных систем с инерциальной стабилизацией.
Еще раз обращаю Ваше внимание, что для платформенной системы может использоваться БИНС, аналогичный БИНС для самого ЛА с тем же составом измерительных датчиков.
Представьте крайний случай - платформа жестко закреплена относительно корпуса ЛА. Тогда точности обоих БИНС одинаковы.
Теперь, представим, что платформа незакреплена относительно корпуса ЛА и мы как-то стабилизируем платформу. Точность БИНС платформы будет лучше точности БИНС для ЛА. Чем лучше стабилизируем относительно инерциального пространства, тем БИНС платформы будет точнее, чем БИНС для ЛА, потому что влияние погрешностей датчиков угловой скорости, завиясщих от угловой скорости, будет меньше.
На практике большое значение имеет и то, что для платформы могут использоваться более точные датчики угловых скоростей.
Датчики, устанавливаемые на ЛА, обычно менее точные, потому что должны работать в большем диапазоне измерямых угловых скоростей.
ЦитироватьЕще раз обращаю Ваше внимание, что для платформенной системы может использоваться БИНС, аналогичный БИНС для самого ЛА с тем же составом измерительных датчиков.
На практике большое значение имеет и то, что для платформы могут использоваться более точные датчики угловых скоростей.
Датчики, устанавливаемые на ЛА, обычно менее точные, потому что должны работать в большем диапазоне измерямых угловых скоростей.
Ну фактически в данном случае речь идёт об использовании БИНС а платформа служит только "расплатой" за "некачественные" ДУСы.
Старый: "Ну фактически в данном случае речь идёт об использовании БИНС а платформа служит только "расплатой" за "некачественные" ДУСы."
БИНС - это тоже платформа, только математическая, в виде чисел.
Датчики, установленные на реальной платформе, находятся в более благоприятных условиях работы.
ЦитироватьБИНС - это тоже платформа, только математическая, в виде чисел.
Ну как бы "идеологически" граница проходит примерно так: если платформа находится постоянно в горизонте и её "держат" в горизонте гироскопы то это платформенная ИНС, а если "горизонт" вычисляется интегррованием угловых скоростей - то это бесплатформенная ИНС.
ЦитироватьДатчики, установленные на реальной платформе, находятся в более благоприятных условиях работы.
Да, кстати, я честно не в курсе: неужели эта проблема "масштабного коэффициента" сохранилась до сих пор и при современных лазерных гироскопах?
Старый: "Ну как бы "идеологически" граница проходит примерно так..."
Практически: либо платформа есть, либо платформы нет.
Старый: "я честно не в курсе: неужели эта проблема "масштабного коэффициента" сохранилась до сих пор и при современных лазерных гироскопах?"
Самый точный известный мне датчик угловой скорости - это механический (не лазерный) ГИВУС, который стоит, например, на МКС. Погрешность масштабных коэффициентов в пересчете на оси КА порядка - 0.0005. То есть при повороте КА на 30 градусов возникнает ошибка порядка 1 угловой минуты. Для МКС это ерунда, а для спутников дистанционного зондирования - это большая ошибка.
Какое-то время назад лазерные датчики угловых скоростей были менее точные, чем собственно гироскопические. Сейчас не знаю, не слежу за прогрессом. [/code]
На сколько я помню, у лазерных гироскопов была проблема с измерением малых угловых скоростей. Не знаю, удалось ли решить эту задачу. Но на МКС действительно лазерных гироскопов нет. ГИВУС и ОРТ, оба механические.
Andy_K64: "Но на МКС действительно лазерных гироскопов нет"
В российском сегменте МКС нет. А в американской навигационной системе МКС используются лазерные .датчики угловой скорсти - RGA.
ЦитироватьAndy_K64: "Но на МКС действительно лазерных гироскопов нет"
В российском сегменте МКС нет. А в американской навигационной системе МКС используются лазерные .датчики угловой скорсти - RGA.
Поправку принимаю, я имел в виду РС МКС, действительно.
Откуда ж на российском сегменте лазерный гироскоп... :(
ЦитироватьОткуда ж на российском сегменте лазерный гироскоп... :(
А чем лазерный лучше ДНГ?
Я в своё время слышал что перед лазерными гироскопами не стоит такой проблемы как перед механическими - что дискретность считывания показаний и прочее пропорционално пределу измерений.
Типа если у потенциометра 1000 витков то при диапазоне 1 гр/сек дискретность будет 1/1000, а при 100 гр/сек - 1/10. У лазерного гироскопа как нас учили такого нет ибо длина световой волны одинакова иему пофигу.
И собственно говорили что "вот научимся делать лазерные гироскопы и будет Счастье - БИНС!"
ЦитироватьИ собственно говорили что "вот научимся делать лазерные гироскопы и будет Счастье - БИНС!"
Что-то не так. БИНС на "Союзах" летает с 1978 года. На "Мире" была БИНС, на РС МКС есть. А лазерных гироскопов на них не было и нет.
Да и делают в России лазерные гироскопы: http://www.szmetallist.ru/production.htm#Giroscop
ЦитироватьЦитироватьИ собственно говорили что "вот научимся делать лазерные гироскопы и будет Счастье - БИНС!"
Что-то не так. БИНС на "Союзах" летает с 1978 года. На "Мире" была БИНС, на РС МКС есть. А лазерных гироскопов на них не было и нет.
Да и делают в России лазерные гироскопы: http://www.szmetallist.ru/production.htm#Giroscop
Это мне говорили про авиацию. Там угловые скорости другие.
ЦитироватьЦитироватьЦитироватьИ собственно говорили что "вот научимся делать лазерные гироскопы и будет Счастье - БИНС!"
Что-то не так. БИНС на "Союзах" летает с 1978 года. На "Мире" была БИНС, на РС МКС есть. А лазерных гироскопов на них не было и нет.
Да и делают в России лазерные гироскопы: http://www.szmetallist.ru/production.htm#Giroscop
Это мне говорили про авиацию. Там угловые скорости другие.
Чем серпуховские ЛКГ не устраивают авиацию?
Старый: "Откуда ж на российском сегменте лазерный гироскоп"
Наверное, мог бы быть при большом желании, но традиции, консерватизм...
Ну и потом, для российского сегмента МКС нужен достаточно стабильный измеритель угловой скорости, потому что в ней нет возможности проводить такую частую или даже непрерывную коррекцию БИНС, как в американской системе от GPS.
ГИВУС вроде бы справляется, а были ли в то время подобные лазерные датчики? Есть ли они сейчас?
Вот у этого
http://www.szmetallist.ru/production.htm#Giroscop
нестабильность дрейфа 0,005 о/час(
ЦитироватьНу и потом, для российского сегмента МКС нужен достаточно стабильный измеритель угловой скорости, потому что в ней нет возможности проводить такую частую или даже непрерывную коррекцию БИНС, как в американской системе от GPS.
Вот этого не понял. Коррекция БИНС проводится один раз в сутки. И этого достаточно для решения задач навигации. Коррекция базиса проводится автоматически от внешних датчиков, БОКЗ и прочие датчики ориентации.
Andy_K64: "Коррекция БИНС проводится один раз в сутки"
Частота проведения коррекции БИНС зависит от ресурса работы датчиков, с помощью которых производится коррекция.
Российские оптические датчики, например БОКЗ, имеют существенно меньший ресурс, чем американские датчики GPS, поэтому коррекция БИНС в российской системе должна производиться реже, чем в американской системе.
Чем реже проводится коррекция БИНС, тем выше требования к точности и стабильности датчиков угловой скорости. Потому что именно из-за их ошибок измерений накапливается погрешность БИНС в промежутках между коррекциями БИНС.
Американские датчики GPS, установленные на МКС, могут работать непрерывно. Промежутки в их работе возникают только из-за участков с плохой видимостью спутников GPS. Но большую часть времени в американской системе идет непрерывная коррекция БИНС.
Поэтому требования к датчикам угловой скорости в американской системе могут быть ниже, чем в российской.
Andy_K64: "для решения задач навигации"
В задачу навигации как российского, так и американского БИНС на МКС входит только определение ориентации осей МКС.
Положение центра масс МКС определяется с помощью наземных средств или тех же GPS. И то и другое не является автономной инерциальной навигацей.
Ну да, все верно. Классической инерциальной навигации на МКС нет, это верно. Она была на "Мире", причем там акселерометры включали только перед коррекцией орбиты, перед включением двигателей. Спустя несколько часов после импульса, закладывали с Земли скорректированный вектор состояния, в обычных условиях вектор корректировали с Земли раз в 4 суток. На РС МКС вектор закладывают раз в сутки (при условии, что выключена система спутниковой навигации, которая сейчас тестируется).
Далёкий гость, вы можете всётаки квалифицированно просветить, точно ли это что у лазерных гироскопов зона нечувствительности и пр. пропорциональны диапазону измерений, и если да то чем вызвано огрпничение?
Старый: "Далёкий гость, вы можете всётаки квалифицированно просветить..."
Моя квалификация - дилетант-любитель. Поэтому просветить не могу, извините пожалуйста.
Сам бы с удовольствием просветился в области лазерной гироскопии. Если бы кто-нибудь по-простому изложил, на пальцах.
И еще есть такой вопрос. Ходят слухи, что один иностранец почему-то занимается развитием лазерной гироскопии именно в России и его гироскопы вроде даже собираются ставить то ли на Союз то ли на Прогресс.
Если это так, то интересно было бы узнать подробности.
Andy_K64: "при условии, что выключена система спутниковой навигации, которая сейчас тестируется"
А почему тестируется? Неужели до сих пор в российском сегменте не удалось освоить систему спутниковой навигации?
ЦитироватьСтарый: "Далёкий гость, вы можете всётаки квалифицированно просветить..."
Моя квалификация - дилетант-любитель. Поэтому просветить не могу, извините пожалуйста.
Сам бы с удовольствием просветился в области лазерной гироскопии. Если бы кто-нибудь по-простому изложил, на пальцах.
Стоп, так ваше мнение о том что для лазерных гироскопов характерны те же недостатки что и для электромеханических основано на имхе, чтоли?
А как в лазерном гироскопе угловая скорость превращается в сигнал на выходе я и сам не знаю. Говорят интерференция, только интересно, как же её в электрический сигнал превращают? Рассказал бы хоть кто, чтоли...
Ну, начнём с того, что лазерные гироскопы бывают с кольцевым резонатором, и волоконно-оптические. Кольцевой резонатор может быть треугольным, квадратным, N-угольным, не суть, хотя на практике применяются в основном трёх, четырёх и шестизеркальные резонаторы. В одно из плеч этого резонатора ставится активная среда - проще говоря, гелий-неоновая лазерная трубка, получаются две бегущие навстречу световых волны от одного лазера. Соответственно, когда резонатор вращается, путь, проходимый одной волной, становится больше, другой - меньше. Так вот. Там ещё стоят полупрозрачные зеркала, которые отводят часть света на мишень, и там волны против вращения и по вращению интерферирюут. С помощью двух фотодиодов регистриуется интенсивность картинки в двух точках, когда гироскоп покоится, она постоянна, когда он начинает вращаться, максимумы и минимумы начинают "ползти", и фотодиоды регистрируют пульсации. По количеству пульсаций можно посчитать угловую скорость, а по фазовому сдвигу - направление вращения.
Волоконно-оптические устроены иначе. Там катушка оптоволокна, куда вводится часть пучка от какого-нибудь лазера, и выходящий из неё поток интерферирует с опорным, от лазера. За счёт того, что витков может быть много, чувствительность увеличивается, по сравнению с кольцевым резонатором, но общая длина волокна не может превышать длину когерентности лазера.
Можно поступить иначе. Промодулировать по амплитуде свет от лазера - с полупроводниковыми лазерами это очень удобно делается - и мерять частоту модуляции луча на выходе, она будет меняться благодаря эффекту Допплера. При этом нет необходимости быть в пределах длины когерентности, и намотать витков побольше. Проблема только в том, что чувствительность падает во столько раз, во сколько частота модуляции меньше частоты света... Но это можно скомпенсировать, сделав десять тысяч, скажем, витков...
ЦитироватьС помощью двух фотодиодов регистриуется интенсивность картинки в двух точках, когда гироскоп покоится, она постоянна, когда он начинает вращаться, максимумы и минимумы начинают "ползти", и фотодиоды регистрируют пульсации. По количеству пульсаций можно посчитать угловую скорость, а по фазовому сдвигу - направление вращения.
Ага. Про такое я слышал. А чем определяется нижний порог чувствительности? И есть ли связь между диапазоном измерений и порогом чувствительности? Я был до сих пор уверен что чувствительность определяется длиной световой волны но вроде не диапазоном измеряемых параметров?
ЦитироватьВолоконно-оптические устроены иначе. Там катушка оптоволокна, куда вводится часть пучка от какого-нибудь лазера, и выходящий из неё поток интерферирует с опорным, от лазера. За счёт того, что витков может быть много, чувствительность увеличивается, по сравнению с кольцевым резонатором, но общая длина волокна не может превышать длину когерентности лазера.
А про такое я даже и не слышал... :( А что такое "длина когерентности"?
Старый: "Стоп, так ваше мнение о том что для лазерных гироскопов характерны те же недостатки что и для электромеханических основано на имхе, чтоли?"
В свое время это было общее мнение, в учебниках было написано, что точность и главное стабильность лазерных гироскопов, хуже чем механических. И что основная область их применения - короткоживущие быстроманеврирующие объекты. Это уже не космонавтика.
Может быть сейчас ситуация изменилась. Я же написал, что не следил за прогрессом в области лазерной гироскпии.
Но вот, напрммер, свежие материалы по теме чувствительные элементы БИНС:
http://www.elektropribor.spb.ru/cnf/discussion06/forum.html?id=5
На три статьи по механическим гироскопом, только одна по лазерным.
Хотя может быть это российская специфика.
Было бы интересно узнать, в каких прецизионных космических БИНС используются лазерные гироскопы.
Американский БИНС на МКС таковым не является, допустимая ошибка порядка 0.5 градуса.
Андрей Суворов: "Ну, начнём с того..."
Спасибо, это сложно, но дает некоторое представление.
Хотелось бы узнать о конкретных примерах использования лазерных гироскопов в КА. Если это несекрентно, конечно.
ЦитироватьА про такое я даже и не слышал... :( А что такое "длина когерентности"?
У идеального источника когерентного света в любой точке, отнесенной от данной на любое целое число длин волн (по направлению распространения света), свет имеет ту же фазу.
Для реальных источников это маленько не так.
Длина когерентности, грубо говоря, - расстояние при котором на совпадение фазы надеяться уже нельзя. :)
У лазера (по сравнению с обычными источниками) длина когерентности очень большая. Но все же вполне измерима и конечна.
ЦитироватьХотелось бы узнать о конкретных примерах использования лазерных гироскопов в КА. Если это несекрентно, конечно.
А ничего секретного здесь и нет - в отечественных (российских) КА лазерные гироскопы штатно еще не применялись. Проблема, которую не удалось решить - спецстойкость. Но в качестве "пассажира" уже летали на одном объекте со временем нахождения на низкой орбите около полугода.
Mastergyro: "А ничего секретного здесь и нет"
Это хорошо. Значит, можно спрашивать.
Mastergyro: "Но в качестве "пассажира" уже летали на одном объекте со временем нахождения на низкой орбите около полугода."
Низкая орбита. Полгода. Тогда еще раз спрошу, если можно:
ДалекийГость: "И еще есть такой вопрос. Ходят слухи, что один иностранец почему-то занимается развитием лазерной гироскопии именно в России и его гироскопы вроде даже собираются ставить то ли на Союз то ли на Прогресс. Если это так, то интересно было бы узнать подробности."
Цитировать...И еще есть такой вопрос. Ходят слухи, что один иностранец почему-то занимается развитием лазерной гироскопии именно в России и его гироскопы вроде даже собираются ставить то ли на Союз то ли на Прогресс. Если это так, то интересно было бы узнать подробности."
Да, есть такой иностранец. Могу даже сказать, что у него узкие глаза и пишет иероглифами. Действительно, он вкладывает деньги в развитие некоторых перспективных направлений, в т.ч. и в лазерную гироскопию. Но он не является правообладателем.
Гироскоп-"пассажир", о котором я упомянул, частично (самую малость) сделан на его деньги, и прошел облет на одном из двух указанных Вами объектов. Все правильно и про орбиту, и про срок.
Mastergyro: "он вкладывает деньги в развитие некоторых перспективных направлений"
Большое спасибо за информацию!
Очень радует, что есть такие, которые вкладывают, а не только забирают.
Успехов и Вам и ему и всем, кто развивает перспективные направления!
ЦитироватьДля реальных источников это маленько не так.
Длина когерентности, грубо говоря, - расстояние при котором на совпадение фазы надеяться уже нельзя. :)
У лазера (по сравнению с обычными источниками) длина когерентности очень большая. Но все же вполне измерима и конечна.
Аааа... Не знал.
А вот интересно, если использовать два приемника GPS с разнесенными антеннами, то можно мерять ориентацию КА. А можно ли тем же методом мерять угловые скорости?
Andy_K64: "А можно ли тем же методом мерять угловые скорости?"
Если можно мерять ориентацию, значит можно определять и угловую скорость. Вопрос в том, какая тончость получится.
ЦитироватьЕсли можно мерять ориентацию, значит можно определять и угловую скорость. Вопрос в том, какая тончость получится.
А кстати - какая у ГПС относительная точность? Насколько отличаются показания в точках на расстоянии друг от друга в 10м, например?
Вот интересная статейка, почти в тему
http://nng.esoc.esa.de/gps/onboard_gps.html#pod
Дем: "какая у ГПС относительная точность? Насколько отличаются показания в точках на расстоянии друг от друга в 10м, например"
Хороший вопрос. Действительно, относительная точность может быть существенно лучше абсолютной.
Более того, для определения ориентации можно сравнивать фазы радиоволны, полученные на двух антенах. Таким образом можно получать точность значительно лучше длины волны сигнала.
Кроме того современные системы обработки измерительной информации используют разнообразные методы динамической фильтрации, которые позволяют увеличить точность за счет статистической обработки большого количества измерений.
Точность определения ориентации МКС с помощью GPS (в амриканской навигационной системе) порядка несколько угловых минут.
Цитировать.......
Точность определения ориентации МКС с помощью GPS (в амриканской навигационной системе) порядка несколько угловых минут.
Для сравнения, точность автономного определения ориентации МКС с помощью российского ГИВУСа 0,1-1 угл. мин. Естественно, в период между коррекциями ГИВУСа по астросредствам.
Mastergyro: "Для сравнения, точность автономного определения ориентации МКС с помощью российского ГИВУСа 0,1-1 угл. мин. Естественно, в период между коррекциями ГИВУСа по астросредствам."
Вполне возможно, что российская система автономного определения ориентации МКС точнее. И конечно разнообразнее - и звездные датчики, и земные инфракрасные, и солнечные, и магнитометры. И вроде тоже хотели GPS использовать для определения ориентации?
А американцы просто съекономили - поставили GPS для определения и навигации и ориентации.
Но с другой стороны, на МКС вроде бы нет потребности в высокой точности ориентации. Только для связи со спутниками TDRS - порядка 0.5 градуса, или есть что-то требующее большую точность?
Для стыковок, по-моему, достаточно и худшей точности?
ЦитироватьMastergyro: "Для сравнения, точность автономного определения ориентации МКС с помощью российского ГИВУСа 0,1-1 угл. мин. Естественно, в период между коррекциями ГИВУСа по астросредствам."
Вполне возможно, что российская система автономного определения ориентации МКС точнее. И конечно разнообразнее - и звездные датчики, и земные мнфракрасные, и солнечные, и магнитометры. И вроде тоже хотели GPS использовать для определения ориентации?
А американцы просто съекономили - поставили GPS для определения и навигации и ориентации.
Но с другой стороны, на МКС вроде бы нет потребности в высокой точности ориентации. Только для связи со спутниками TDRS - порядка 0.5 градуса, или есть что-то требующее большую точность?
Для стыковок, по-моему, достаточно и худшей точности?
Потребность в точной навигации и ориентации есть при проведении некторых геофизических и технических экспериментов.
Andy_K64: "Потребность в точной навигации и ориентации есть при проведении некторых геофизических и технических экспериментов."
Спасибо, понятно. Значит, дружественный взаимовыгодный обмен информацией - российская точная ориентация (БОКЗ и ГИВУС) и американская точная навигация (GPS).