Бесплатформенная навигация....

[Andy_K64]

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.

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.

[ДалекийГость]

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.

[Andy_K64]

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).

[Старый]

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?

[ДалекийГость]

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.

[ДалекийГость]

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?

[Старый]

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.

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...

[Андрей Суворов]

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...

[Старый]

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.

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?

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.

А про такое я даже и не слышал... А что такое "длина когерентности"?

[ДалекийГость]

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.

[ДалекийГость]

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.

[Татарин]

А 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.

[Patriot]

Хотелось 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.

[ДалекийГость]

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."

[Patriot]

...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.

[ДалекийГость]

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!

[Старый]

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.

Аааа... Не знал.

[Andy_K64]

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?

[ДалекийГость]

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.

[Дем]

Если 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?