Бесплатформенная навигация....

[Buldozer]

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?

[Старый]

С изобретением лазерных гироскопов стало возможно.

[Buldozer]

Тоесть бесплатф. НС точнее платформеной в итоге?

[Старый]

Тоесть бесплатф. НС точнее платформеной в итоге?

Да.

[X]

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.

[Старый]

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.

А колебания Шулера? А невозможность платформе мгновенно отслеживать вращения ЛА?

А 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?

Это 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.

[Andy_K64]

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.

[Старый]

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!

[X]

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.

[X]

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.

[Старый]

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.

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.

[ДалекийГость]

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

[ДалекийГость]

Поэтому платформенные навигационные системы принципиально более точные, чем бесплатформенные.

[Старый]

Для 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?

[ДалекийГость]

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.

[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. 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.

[Andy_K64]

Старый, акселерометры меряют линейные ускорения, а не угловые скорости.

[Старый]

Старый, 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.

[Andy_K64]

Тогда верно.

[foogoo]

примерно 100 км перемещеения по повенрхности Земли в одну сторону требуют поворота платформы на 1 градус.

один градус примерно 111.12 км.
 :roll: