RU2430333C1 - Navigation system and navigation system case - Google Patents
Navigation system and navigation system case Download PDFInfo
- Publication number
- RU2430333C1 RU2430333C1 RU2010125388/28A RU2010125388A RU2430333C1 RU 2430333 C1 RU2430333 C1 RU 2430333C1 RU 2010125388/28 A RU2010125388/28 A RU 2010125388/28A RU 2010125388 A RU2010125388 A RU 2010125388A RU 2430333 C1 RU2430333 C1 RU 2430333C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- accelerometers
- gyroscopes
- housing
- protective
- faces
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Gyroscopes (AREA)
Abstract
Description
Группа изобретений относится к измерительной технике и может найти применение в системах навигации подвижных объектов - в беспилотных летательных аппаратах, в автопилотах авиа- и судомоделей и мобильных комплексах авианаблюдений за морскими, воздушными и наземными объектами. В частности заявляемое изобретение может быть использовано в авиационно-космических пилотажных системах управления при измерении угловых скоростей и линейных ускорений, например, в составе системы управления движением космического аппарата.The group of inventions relates to measuring equipment and can be used in navigation systems of moving objects - in unmanned aerial vehicles, in autopilots of aircraft and ship models and mobile complexes for aircraft surveillance of marine, air and ground objects. In particular, the claimed invention can be used in aerospace aerobatic control systems for measuring angular velocities and linear accelerations, for example, as part of a spacecraft motion control system.
Известно техническое решение бесплатформенного инерциального измерительного блока [Патент РФ на изобретение №2058534, МПК: G01C 21/00], содержащего основание, гироскопы-акселерометры, установленные на его базовых плоскостях, сервисные электронные блоки, источники постоянного и переменного токов. В качестве гироскопов-акселерометров применены микромеханические вибрационные гироскопы-акселерометры, содержащие чувствительные элементы, электроды возбуждения колебаний чувствительных элементов и электроды съема информации, при этом основание блока выполнено в форме параллелепипеда с базовыми плоскостями по его граням и внутренней полостью, электроды возбуждения колебаний чувствительных элементов и электроды съема информации выполнены на основании, а основание закреплено на подложке, содержащей микросборки сервисной электроники. Источник постоянного тока размещен в полости основания, а датчик температуры установлен на одной из плоскостей основания. Между основанием и подложкой установлена равножесткая по всем трем осям упругая прокладка, собственная частота которой ниже собственных частот гироскопов-акселерометров.A technical solution is known for a strap-down inertial measuring unit [RF Patent for the invention No. 2058534, IPC: G01C 21/00] containing a base, gyroscopes-accelerometers installed on its base planes, service electronic units, direct and alternating current sources. As gyroscopes-accelerometers, micromechanical vibration gyroscopes-accelerometers containing sensitive elements, excitation electrodes of sensing elements oscillations and information pickup electrodes are used, while the base of the block is made in the form of a parallelepiped with base planes along its faces and internal cavity, oscillation excitation electrodes of sensitive elements and information pickup electrodes are made on the base, and the base is mounted on a substrate containing microassemblies of a service electron iki. A direct current source is located in the cavity of the base, and a temperature sensor is installed on one of the planes of the base. Between the base and the substrate there is an elastic gasket equally rigid in all three axes, whose natural frequency is lower than the natural frequencies of gyroscopes-accelerometers.
Недостатками данного решения являются большие габариты и масса, а также невысокая надежность конструкции.The disadvantages of this solution are the large dimensions and weight, as well as the low reliability of the design.
Известно техническое решение бесплатформенного инерциального измерительного блока [Патент РФ на изобретение №2162203, МПК: G01C 21/00], содержащего микромеханические вибрационные гироскопы-акселерометры с электродами возбуждения колебаний и съема информации с чувствительных элементов и датчик температуры, размещенные на основании, закрепленном на подложке, на которой установлены микросборки сервисной электроники. Подложка выполнена в виде платы из диэлектрика, а основание - в виде правильной шестиугольной усеченной пирамиды, по меньшей мере, на трех боковых гранях которой размещены чувствительные элементы микромеханических вибрационных гироскопов-акселерометров, а на меньшей торцевой грани - датчик температуры, при этом основание по плоскости большей торцевой грани закреплено в центральной части подложки, а микросборки сервисной электроники установлены вокруг основания по периферии подложки и выполнены по тонкопленочной технологии. Подложка размещена в защитном корпусе с двусторонней разводкой выводов микросборок сервисной электроники в плоскости, параллельной плоскости большей торцевой грани основания. Пирамида основания выполнена с углом наклона плоскостей боковых граней к плоскости большей торцевой грани в диапазоне от 54,76°-0,5° до 54,76°+0,5°.A technical solution is known for a strap-down inertial measuring unit [RF Patent for the invention No. 2162203, IPC: G01C 21/00], containing micromechanical vibration gyroscopes-accelerometers with electrodes for excitation of oscillations and the collection of information from sensitive elements and a temperature sensor placed on a base mounted on a substrate on which microassemblies of service electronics are installed. The substrate is made in the form of a dielectric board, and the base is in the form of a regular hexagonal truncated pyramid, at least three lateral faces of which contain sensitive elements of micromechanical vibration gyroscopes-accelerometers, and a temperature sensor at the lower end face, with the base on the plane a larger end face is fixed in the central part of the substrate, and microassemblies of service electronics are installed around the base along the periphery of the substrate and are made using thin-film technology. The substrate is placed in a protective case with two-sided wiring of the terminals of the service electronics microassemblies in a plane parallel to the plane of the larger end face of the base. The base pyramid is made with an angle of inclination of the planes of the side faces to the plane of the larger end face in the range from 54.76 ° -0.5 ° to 54.76 ° + 0.5 °.
Однако данное техническое решение характеризуется сложностью конструкции, а также сравнительно высокими массогабаритными характеристиками и невысокой стойкостью к внешним воздействиям.However, this technical solution is characterized by the complexity of the design, as well as relatively high weight and size characteristics and low resistance to external influences.
Известна малогабаритная инерциальная система управления движением (Патент РФ на полезную модель №73475, МПК: G01C 21/00), содержащая микромеханический инерциальный измерительный блок, включающий микромеханические гироскопы и акселерометры, микросборки сервисной электроники, и блок управления, включающий плату вычислителя, источник вторичного электропитания, плату аналого-цифрового и цифроаналогового преобразователей, плату автономного контроля, первую и вторую платы интерфейсов, несущие рамки, крышки, рулевой привод и корпус. Корпус выполнен в виде несущего кронштейна, имеющего форму куба с внутренней полостью и базовыми плоскостями по его граням, на которых с помощью несущих рамок и крышек крепятся платы блока управления. Микромеханический инерциальный измерительный блок крепится во внутренней полости в центре несущего кронштейна. Микромеханические гироскопы и акселерометры, входящие в микромеханический инерциальный измерительный блок, выполнены в капсульном исполнении.A small-sized inertial motion control system is known (RF Patent for Utility Model No. 73475, IPC: G01C 21/00), which contains a micromechanical inertial measuring unit, including micromechanical gyroscopes and accelerometers, microassemblies of service electronics, and a control unit that includes a computer board, a secondary power supply , a board of analog-to-digital and digital-to-analog converters, a stand-alone control board, first and second interface cards, supporting frames, covers, steering gear and housing. The casing is made in the form of a supporting bracket, having the shape of a cube with an internal cavity and base planes along its faces, on which the control unit boards are mounted using supporting frames and covers. The micromechanical inertial measuring unit is mounted in the inner cavity in the center of the supporting bracket. Micromechanical gyroscopes and accelerometers included in the micromechanical inertial measuring unit are made in capsule form.
Однако данная конструкция характеризуется наличием соединительных кабелей и необходимостью установки дополнительного кожуха для защиты радиоэлементов от внешних воздействий, что негативно влияет на массогабаритные характеристики системы.However, this design is characterized by the presence of connecting cables and the need to install an additional casing to protect the radio elements from external influences, which negatively affects the overall dimensions of the system.
Наиболее близкой к заявляемым техническим решениям является бесплатформенная инерциальная навигационная система (Патент РФ на полезную модель №75033, МПК: G01C 21/00), содержащая три микромеханических гироскопа, три микромеханических акселерометра, микросборки сервисной электроники, фланцы и блок плат, включающий плату интерфейса, плату контроллера, первую, вторую и третью платы аналого-цифрового преобразователя, крышку и корпус. Корпус в данном техническом решении выполнен в виде несущего кронштейна, имеющего форму шестигранника с внутренней полостью и базовыми плоскостями по его граням, на которых с помощью фланцев крепятся три микромеханических гироскопа и три микромеханических акселерометра с микросборками сервисной электроники. Блок плат, включающий плату интерфейса, плату контроллера, первую, вторую и третью платы аналого-цифрового преобразователя, крепится на внутренней плоскости в центре несущего кронштейна. Внутренняя полость, содержащая блок плат, заполняется компаундом. Микромеханические гироскопы и акселерометры выполнены в капсульном исполнении.Closest to the claimed technical solutions is the strapdown inertial navigation system (RF Patent for Utility Model No. 75033, IPC: G01C 21/00), which contains three micromechanical gyroscopes, three micromechanical accelerometers, microassemblies of service electronics, flanges, and a circuit board unit including an interface board, controller board, first, second and third boards of the analog-to-digital converter, cover and housing. The housing in this technical solution is made in the form of a supporting bracket, having the shape of a hexagon with an internal cavity and base planes along its faces, on which three micromechanical gyroscopes and three micromechanical accelerometers with microassemblies of service electronics are mounted using flanges. The block of boards, including the interface board, controller board, the first, second and third boards of the analog-to-digital converter, is mounted on the inner plane in the center of the carrier bracket. The internal cavity containing the circuit board is filled with a compound. Micromechanical gyroscopes and accelerometers are made in capsule form.
Однако перечисленные выше недостатки характерны и для данного технического решения.However, the above disadvantages are typical for this technical solution.
Задачей группы изобретений является уменьшение массогабаритных характеристик устройства при сохранении параметров надежности и стойкости к внешним воздействиям.The task of the group of inventions is to reduce the overall dimensions of the device while maintaining the parameters of reliability and resistance to external influences.
Технический результат заключается в оригинальной форме корпуса, обеспечивающего также упрощение привязки осей чувствительности гироскопов и акселерометров.The technical result consists in the original form of the housing, which also provides simplification of the binding of the sensitivity axes of gyroscopes and accelerometers.
Поставленная задача решается тем, что в навигационной системе, содержащей корпус, выполненный в виде несущего кронштейна, имеющего форму, приближенную к прямоугольному параллелепипеду с боковыми, верхней и нижней гранями, внутренней полостью, три волоконно-оптических гироскопа, расположенных со стороны двух смежных боковых граней и верхней грани, и три акселерометра, при этом гироскопы и акселерометры закреплены в корпусе на базовых поверхностях с обеспечением ортогональности установки их измерительных осей и закрыты крышками, а также блок электроники, расположенный в полости корпуса и закрепленный со стороны нижней грани, согласно техническому решению смежные боковые грани корпуса снабжены защитными кожухами, выполненными с возможностью размещения в них гироскопов и акселерометров, наружная поверхность защитных кожухов выполнена гладкой, а внутренняя имеет сложную рельефную форму, обусловленную наличием базовых опорных элементов, расположенных по периметру внутренней поверхности защитных кожухов, при этом два акселерометра размещены в нижней части корпуса, третий - в верхней части корпуса, а поверхности базовых опорных элементов служат опорными поверхностями для гироскопов, акселерометров и крышек. Защитный кожух выполнен в виде кольцеобразного выступа и имеет со стороны верхней и одной из боковых граней округлый участок, а со стороны противоположной боковой грани и нижней грани - спрямленный участок, при этом спрямленные участки кольцеобразного выступа образуют угловую зону для размещения акселерометра. В качестве волоконно-оптических гироскопов могут быть использованы гироскопы ВГ035, в качестве акселерометров - акселерометры марки АК-15. Блок электроники включает модули интерфейса, контроллера, аналого-цифрового преобразователя.The problem is solved in that in a navigation system comprising a housing made in the form of a supporting bracket having a shape close to a rectangular parallelepiped with side, upper and lower faces, an internal cavity, three fiber-optic gyroscopes located on the side of two adjacent side faces and the upper face, and three accelerometers, while gyroscopes and accelerometers are fixed in the housing on the base surfaces to ensure orthogonality of the installation of their measuring axes and are closed by covers, and an electronics unit located in the cavity of the housing and secured from the lower side, according to the technical solution, the adjacent side faces of the housing are equipped with protective housings configured to accommodate gyroscopes and accelerometers in them, the outer surface of the protective housings is made smooth, and the inner has a complex relief shape due to the presence of basic support elements located along the perimeter of the inner surface of the protective covers, while two accelerometers are located in the lower part of the housing, three tiy - in the upper part of the body, and the surfaces of the basic supporting elements serve as supporting surfaces for gyroscopes, accelerometers and covers. The protective casing is made in the form of a ring-shaped protrusion and has a rounded section on the side of the upper and one of the side faces, and a straightened section on the side of the opposite side and the lower sides, while the straightened sections of the ring-shaped protrusion form an angular zone for accommodating the accelerometer. VG035 gyroscopes can be used as fiber-optic gyroscopes, AK-15 brand accelerometers as accelerometers. The electronics unit includes modules for the interface, controller, and analog-to-digital converter.
Поставленная задача решается также тем, что в корпусе навигационной системы, выполненном в виде несущего кронштейна, имеющего форму, приближенную к прямоугольному параллелепипеду с боковыми, верхней и нижней гранями, внутренней полостью, при этом две смежные боковые грани и верхняя грань корпуса выполнены с базовыми поверхностями для размещения и крепления гироскопов и акселерометров с обеспечением ортогональности установки их измерительных осей, третья боковая грань выполнена с возможностью крепления соединительных разъемов блока электроники, нижняя грань корпуса предназначена для крепления основания блока электроники, согласно техническому решению смежные боковые грани корпуса снабжены защитными кожухами, выполненными с возможностью размещения в них гироскопов и акселерометров, наружная поверхность защитных кожухов выполнена гладкой, а внутренняя имеет сложную рельефную форму, обусловленную наличием базовых опорных элементов, расположенных по периметру внутренней поверхности защитных кожухов. Защитный кожух выполнен в виде кольцеобразного выступа и имеет со стороны верхней и одной из боковых граней округлый участок, а со стороны противоположной боковой грани и нижней грани - спрямленный участок, при этом спрямленные участки кольцеобразного выступа образуют угловую зону для размещения посадочного места акселерометра, а посадочное место для размещения гироскопа организовано в центральной части кольцеобразного выступа.The problem is also solved by the fact that in the housing of the navigation system, made in the form of a bearing bracket, having a shape close to a rectangular parallelepiped with side, upper and lower faces, an internal cavity, while two adjacent side faces and the upper face of the body are made with base surfaces for placement and fastening of gyroscopes and accelerometers with orthogonality of the installation of their measuring axes, the third side face is made with the possibility of mounting the connecting connectors of the block of electronics, the lower face of the housing is intended for fastening the base of the electronics unit, according to the technical solution, the adjacent side faces of the housing are equipped with protective housings that are capable of accommodating gyroscopes and accelerometers in them, the outer surface of the protective housings is smooth, and the inner has a complex relief shape due to the presence of basic supporting elements located around the perimeter of the inner surface of the protective covers. The protective casing is made in the form of a ring-shaped protrusion and has a rounded section on the side of the upper and one of the side faces, and a flattened section on the side of the opposite side and the lower side, while the straightened sections of the ring-shaped protrusion form an angular zone to accommodate the accelerometer seat, and the place for placing the gyroscope is organized in the central part of the annular protrusion.
Заявляемое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлено конструктивное исполнение заявляемого устройства (общий вид), на фиг.2 - его функциональная схема, на фиг.3-5 - чертежи корпуса заявляемого устройства, вид сверху; вид сбоку со стороны грани, предназначенной для размещения кожуха; вид сбоку со стороны грани, предназначенной для размещения разъемов блока электроники, соответственно. Позициями на фигурах обозначены: 1 - корпус; 2 - волоконно-оптические гироскопы, 3 - акселерометры, 4 - защитные крышки, 5 - защитные кожухи (кольцеобразные выступы), 6 - блок электроники, 7 - базовые опорные элементы, формирующие опорную поверхность, 8 - модуль процессорный, 9 - модуль АЦП, 10 - модуль интерфейсный, 11 - соединительные разъемы блока электроники, 12 - округлый участок кожуха, 13 - спрямленный участок кожуха, 14 - кронштейн блока электроники, 15, 16 - пластины кронштейна блока электроники, 17 - установочные площадки.The claimed solution is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a design of the inventive device (general view), Fig. 2 is a functional diagram thereof, Figs. 3-5 are drawings of the housing of the inventive device, a top view; side view from the side of the face designed to accommodate the casing; side view from the side of the face, designed to accommodate the connectors of the electronics unit, respectively. The positions in the figures indicate: 1 - body; 2 - fiber-optic gyroscopes, 3 - accelerometers, 4 - protective covers, 5 - protective covers (ring-shaped protrusions), 6 - electronics unit, 7 - basic support elements forming the supporting surface, 8 - processor module, 9 - ADC module, 10 - interface module, 11 - connecting connectors of the electronics block, 12 - the rounded section of the casing, 13 - the straightened section of the casing, 14 - the bracket of the electronics block, 15, 16 - the plates of the bracket of the electronics block, 17 - installation sites.
Заявляемое устройство (фиг.1, 2) включает корпус 1, во внутренней полости которого размещены с обеспечением фиксации чувствительные элементы - три волоконно-оптических гироскопа (ВОГ) 2 для измерения угловой скорости, три акселерометра 3 для измерения линейного ускорения, и блок электроники 6. Блок электроники 6 включает процессорный модуль 8, модуль аналого-цифрового преобразования (АЦП) 9, модуль интерфейсный 10. Заявляемое устройство является моноблочной структурой. Корпус 1 имеет конструктивное исполнение, обеспечивающее оптимальное расположение чувствительных элементов и блока электроники. Корпус представляет собой несущий кронштейн (каркас), форма которого приближена к прямоугольному параллелепипеду с внутренней полостью. При этом две смежные боковые грани и верхняя грань корпуса выполнены с базовыми поверхностями для размещения и крепления гироскопов 2 и акселерометров 3 (по одному гироскопу и одному акселерометру на каждой базовой поверхности), третья боковая и нижняя грани корпуса выполнена с возможностью установки и крепления блока электроники 6, четвертая боковая грань выполнена сплошной (без каких-либо отверстий или полостей). Гироскопы 2 и акселерометры 3 закреплены с обеспечением ортогональности установки их измерительных осей. Боковые грани, предназначенные для размещения гироскопов и акселерометров, выполнены с кольцеобразными выступами 5. Габаритные размеры кольцеобразных выступов 5 обусловлены габаритными размерами (поперечными) акселерометров 2 и гироскопов 3. При этом кольцеобразные выступы служат в качестве защитных кожухов для акселерометров и гироскопов. Кольцеобразные выступы 5 имеют внутреннюю и наружную поверхности, при этом наружная поверхность выполнена гладкой и имеет со стороны верхней и одной из боковых граней округлый участок 12, а со стороны противоположной боковой грани и нижней грани - спрямленный участок 13. Спрямленные участки 13 кольцеобразного выступа 5 образуют угловую зону для размещения акселерометра 3. Перечисленные признаки конструктивного решения корпуса обеспечивают размещение акселерометров в плоскости размещения гироскопов, при этом два акселерометра размещены в нижней части корпуса, третий - в его верхней части. Внутренняя поверхность кольцеобразных выступов имеет сложную рельефную форму, обусловленную наличием базовых опорных элементов 7, расположенных по периметру внутренней поверхности кольцеобразного выступа 5. При этом поверхности базовых опорных элементов 7 служат опорными поверхностями для гироскопов 2, акселерометров 3, а также защитных крышек 4, которыми снабжен корпус 1 (для гироскопов и акселерометров). Посадочное место для гироскопов организовано в центральной части кольцеобразных выступов, для акселерометров - в их угловой зоне. Например, при использовании акселерометров марки АК-15, корпус которых имеет цилиндрическую боковую поверхность, посадочное место представляет собой сквозное цилиндрическое отверстие с диаметром, соответствующим диаметру боковой поверхности акселерометра. Например, для гироскопа марки ВГ035, который также имеет цилиндрическую боковую поверхность, поверхность базовых опорных элементов, контактирующая с боковой поверхностью гироскопа, выполнена вогнутой с радиусом кривизны, соответствующим радиусу окружности, описывающей боковую поверхность гироскопа. Это обеспечивает плотную посадку гироскопа в корпусе заявляемого устройства. Кроме того, часть базовых опорных элементов 7 (каждой базовой поверхности) снабжена крепежными отверстиями для крепления защитной крышки 4, выполненной с возможностью плотной посадки на базовые опорные элементы с обеспечением герметизации корпуса. Таким образом, защитные 4 крышки для боковых граней имеют форму, повторяющую форму кольцеобразных выступов, для верхней грани - прямоугольную, соответствующую форме верхней грани.The inventive device (Figs. 1, 2) includes a housing 1, in the internal cavity of which sensitive elements are placed for fixation — three fiber optic gyroscopes (VOG) 2 for measuring angular velocity, three accelerometers 3 for measuring linear acceleration, and an
Блок электроники 6 включает кронштейн 14, состоящий из двух перпендикулярно закрепленных пластин 15, 16, одна из которых 15 предназначена для закрепления плат блока электроники и снабжена соответствующими элементами крепления, вторая 16 - для крепления соединительных разъемов 11 и снабжена соответствующими посадочными отверстиями. При этом кронштейн 14 блока электроники размещен в корпусе 1 таким образом, что пластина 15, предназначенная для закрепления плат блока электроники (основание), размещена со стороны нижней грани корпуса 1, пластина 16 для крепления соединительных разъемов 11 - со стороны боковой грани. Пластины 15, 16 имеют габаритные размеры, обеспечивающие их плотную посадку в корпусе 1 с образованием гладкой внешней поверхности нижней и боковой граней корпуса. Соединительные разъемы 11 предназначены для электрического подключения заявляемого устройства и выполнены с различными диаметрами и с установочными ключами, что позволяет исключить ошибочное подключение устройства. Боковая грань, предназначенная для установки пластины 16 кронштейна 14 для крепления соединительных разъемов 11, имеет ступенчатую форму.The
Корпус снабжен тремя установочными площадками (лапками) 17 для крепления заявляемого устройства к внешним объектам, расположенными с его внешней стороны в плоскости нижней грани, при этом две площадки выполнены с противоположных сторон от кольцеобразного выступа 5 на одной из граней и имеют сопряжение со спрямленным участком со стороны нижней грани. При этом одна из площадок имеет также сопряжение со спрямленным участком выступа смежной боковой грани. Третья площадка расположена со стороны грани, предназначенной для размещения пластины 16 кронштейна 14 с соединительными разъемами 11.The housing is equipped with three installation sites (pads) 17 for mounting the inventive device to external objects located on its outer side in the plane of the lower face, while two platforms are made on opposite sides from the annular protrusion 5 on one of the faces and have a pair with a straightened section with side of the bottom edge. In this case, one of the sites also has a pair with a rectified portion of the protrusion of an adjacent side face. The third platform is located on the side of the face, designed to accommodate the plate 16 of the bracket 14 with the connecting connectors 11.
Заявляемое устройство связано с цифровым вычислительным устройством, например бортовым компьютером, посредством мультиплексного канала обмена, реализующего магистральный последовательный интерфейс. Заявляемое техническое решение обеспечивает эффективный съем тепла, выделяющегося блоком электроники, при этом отток тепла происходит на кронштейн 14 блока электроники 6, в результате чего непосредственно корпус 1 подвергается меньшей тепловой нагрузке. Заявляемое устройство также укомплектовано программным обеспечением.The inventive device is connected to a digital computing device, such as an on-board computer, through a multiplex communication channel that implements the main serial interface. The claimed technical solution provides an effective removal of heat generated by the electronics unit, while the outflow of heat occurs on the bracket 14 of the
Работа заявляемого устройства основана на измерении абсолютных угловых скоростей и линейных ускорений, действующих по осям чувствительности соответственно волоконно-оптических гироскопов 2 и акселерометров 3, связанных с осями приборной системы координат, записи полученных и обработанных данных в буфер для подготовки ответа по мультиплексному каналу обмена (МКО). Алгоритм преобразования выбран таким образом, что на выходе МКО снимается и передается в бортовую цифровую вычислительную машину, в качестве которой может быть использовано устройство марки БЦВМ-С-01, информация:The operation of the claimed device is based on measuring absolute angular velocities and linear accelerations acting along the sensitivity axes of fiber optic gyroscopes 2 and accelerometers 3, respectively, associated with the axes of the instrument coordinate system, recording the received and processed data in a buffer to prepare a response via a multiplex exchange channel (MCO ) The conversion algorithm is selected so that the output of the MCO is removed and transmitted to the on-board digital computer, which can be used as a device brand BTsVM-S-01, information:
- о проекциях вектора абсолютной угловой скорости объекта эксплуатации заявляемого устройства, например, космического аппарата, на оси чувствительности ВОГ;- about the projections of the absolute angular velocity vector of the object of operation of the claimed device, for example, a spacecraft, on the sensitivity axis of the VOG;
- о приращениях интегралов проекций вектора абсолютной угловой скорости объекта эксплуатации заявляемого устройства на оси чувствительности ВОГ;- about the increments of the projection integrals of the projection of the absolute angular velocity vector of the object of operation of the inventive device on the sensitivity axis of the VOG;
- о проекциях вектора линейного ускорения объекта эксплуатации заявляемого устройства на оси чувствительности акселерометров;- about the projections of the linear acceleration vector of the object of operation of the inventive device on the sensitivity axis of the accelerometers;
- о приращениях интегралов проекций вектора линейного ускорения объекта эксплуатации заявляемого устройства на оси чувствительности акселерометров;- about the increments of the integrals of the projections of the linear acceleration vector of the object of operation of the inventive device on the sensitivity axis of the accelerometers;
- о моментах времени, на которые сформирована информация.- about the points in time at which the information is generated.
После сбора информации от всех чувствительных элементов в процессорном модуле происходит обработка данных. Преобразованная информация готовится в буфере для передачи по мультиплексным каналам обмена.After collecting information from all sensitive elements in the processor module, data is processed. The converted information is prepared in a buffer for transmission over multiplexed communication channels.
Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.
Было изготовлено заявляемое устройство со следующими массогабаритными характеристиками: шириной 200 мм, длиной - 190 мм, высотой - 159 мм. Устройство работает от сети постоянного тока напряжением от 23 до 32 В и просадках напряжения до 22 В на время не более 200 мс. Устройство обеспечивает измерение проекций абсолютной угловой скорости на оси приборной системы координат (ПСК) в диапазоне от минус 50 до плюс 50°C. В качестве чувствительных элементов устройства были использованы волоконно-оптические гироскопы марки ВГ035 (датчик вращения прямого преобразования («open-loop»), выполненные по волоконно-оптической технологии), и маятниковые акселерометры компенсационного типа с упругим подвесом чувствительного элемента. Все модули блока электроники выполнены в конструктиве PC-104, состыкованы друг с другом, образуя этажерочную конструкцию. Модуль процессорный представляет собой одноплатный процессорный модуль ТА1-SMART формата PC-104 с двумя мультиплексными каналами по ГОСТ Р 52070-2003 и обеспечивает:The inventive device was manufactured with the following weight and size characteristics: 200 mm wide, 190 mm long, 159 mm high. The device operates from a DC network with voltage from 23 to 32 V and voltage drops up to 22 V for a period of not more than 200 ms. The device provides a measurement of the projections of the absolute angular velocity on the axis of the instrument coordinate system (UCS) in the range from minus 50 to plus 50 ° C. As the sensitive elements of the device, fiber optic gyroscopes of the VG035 brand were used (direct-rotation rotation sensor (“open-loop”), made using fiber-optic technology), and compensatory type pendulum accelerometers with an elastic suspension of the sensing element. All modules of the electronics block are made in the construct of PC-104, docked with each other, forming a bookcase structure. The processor module is a single-board processor module TA1-SMART PC-104 format with two multiplex channels in accordance with GOST R 52070-2003 and provides:
- сбор и обработку информации, поступающей с каждого измерительного канала от чувствительных элементов;- collection and processing of information coming from each measuring channel from sensitive elements;
- диагностику неисправности канала;- diagnostics of a channel malfunction;
- выдачу информации в канал телеметрической информации;- the issuance of information in the channel telemetric information;
- осуществление обмена по мультплексному каналу обмена с бортовой цифровой вычислительной машиной.- exchange through a multiplex communication channel with an on-board digital computer.
Модуль АЦП, используемый в заявляемом устройстве обеспечивает:The ADC module used in the inventive device provides:
- прием информации с трех ВОГ и трех акселерометров, преобразование из последовательного кода в параллельный и занесение ее в буфер, который по шине PC-104 доступен процессорному модулю;- receiving information from three FOGs and three accelerometers, converting from serial to parallel code and entering it into a buffer, which is accessible to the processor module via the PC-104 bus;
- преобразование электропитания бортовой сети 27 В в ряд стабилизированных напряжений, необходимых для работы заявляемого устройства;- converting the power supply of the onboard network 27 V into a series of stabilized voltages necessary for the operation of the inventive device;
- формирование сигналов ATM;- ATM signal generation;
- прием внешних синхроимпульсов и выработку прерывания по шине PC-104. Модуль интерфейсный состоит из шести идентичных каналов предварительной обработки сигналов.- receiving external clock pulses and generating an interrupt on the PC-104 bus. The interface module consists of six identical signal preprocessing channels.
Заявляемая группа технических решений обеспечивает решение поставленной задачи.The inventive group of technical solutions provides a solution to the problem.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010125388/28A RU2430333C1 (en) | 2010-06-21 | 2010-06-21 | Navigation system and navigation system case |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010125388/28A RU2430333C1 (en) | 2010-06-21 | 2010-06-21 | Navigation system and navigation system case |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2430333C1 true RU2430333C1 (en) | 2011-09-27 |
Family
ID=44804214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010125388/28A RU2430333C1 (en) | 2010-06-21 | 2010-06-21 | Navigation system and navigation system case |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2430333C1 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2560204C2 (en) * | 2013-12-05 | 2015-08-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" | Spacecraft control system |
| CN107255480A (en) * | 2017-07-21 | 2017-10-17 | 上海航天控制技术研究所 | Optical fiber for the light-duty cavity-separating high intensity of carrier rocket is used to group |
| RU2675779C1 (en) * | 2018-03-22 | 2018-12-24 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Антарес" | Measurement unit of angular velocities with reversible thermal control system |
| RU188888U1 (en) * | 2019-02-04 | 2019-04-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Микропроект" | INFORMATION SYSTEM INTERSPUTNIKOVA COMMUNICATION LINE |
| RU2702845C1 (en) * | 2018-10-16 | 2019-10-11 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Антарес" | Navigation system and housing of navigation system |
| RU2720184C1 (en) * | 2019-07-22 | 2020-04-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Strapdown inertial-satellite system |
| RU2768616C1 (en) * | 2021-02-24 | 2022-03-24 | АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики" (АО "ЦНИИАГ") | Strapdown inertial navigation system |
| RU2771790C1 (en) * | 2021-05-21 | 2022-05-12 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Strapdown inertial system of the controlled object |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5274576A (en) * | 1989-04-21 | 1993-12-28 | Group Lotus Plc | Apparatus for measuring the yaw rate of a vehicle |
| RU2058534C1 (en) * | 1993-09-28 | 1996-04-20 | Владимир Михайлович Ачильдиев | Platformless inertial measuring unit |
| RU2162203C1 (en) * | 2000-03-13 | 2001-01-20 | Ачильдиев Владимир Михайлович | Platform-free inertial measurement unit |
| RU73475U1 (en) * | 2008-02-04 | 2008-05-20 | Закрытое акционерное общество "Гирооптика" | SMALL INERTIAL MOVEMENT MANAGEMENT SYSTEM |
| RU75033U1 (en) * | 2008-04-14 | 2008-07-20 | Закрытое акционерное общество "Гирооптика" | FREE PLATFORM INERTIAL NAVIGATION SYSTEM |
-
2010
- 2010-06-21 RU RU2010125388/28A patent/RU2430333C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5274576A (en) * | 1989-04-21 | 1993-12-28 | Group Lotus Plc | Apparatus for measuring the yaw rate of a vehicle |
| RU2058534C1 (en) * | 1993-09-28 | 1996-04-20 | Владимир Михайлович Ачильдиев | Platformless inertial measuring unit |
| RU2162203C1 (en) * | 2000-03-13 | 2001-01-20 | Ачильдиев Владимир Михайлович | Platform-free inertial measurement unit |
| RU73475U1 (en) * | 2008-02-04 | 2008-05-20 | Закрытое акционерное общество "Гирооптика" | SMALL INERTIAL MOVEMENT MANAGEMENT SYSTEM |
| RU75033U1 (en) * | 2008-04-14 | 2008-07-20 | Закрытое акционерное общество "Гирооптика" | FREE PLATFORM INERTIAL NAVIGATION SYSTEM |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2560204C2 (en) * | 2013-12-05 | 2015-08-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение автоматики имени академика Н.А. Семихатова" | Spacecraft control system |
| CN107255480A (en) * | 2017-07-21 | 2017-10-17 | 上海航天控制技术研究所 | Optical fiber for the light-duty cavity-separating high intensity of carrier rocket is used to group |
| RU2675779C1 (en) * | 2018-03-22 | 2018-12-24 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Антарес" | Measurement unit of angular velocities with reversible thermal control system |
| RU2702845C1 (en) * | 2018-10-16 | 2019-10-11 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное предприятие "Антарес" | Navigation system and housing of navigation system |
| RU188888U1 (en) * | 2019-02-04 | 2019-04-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Микропроект" | INFORMATION SYSTEM INTERSPUTNIKOVA COMMUNICATION LINE |
| RU2720184C1 (en) * | 2019-07-22 | 2020-04-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Strapdown inertial-satellite system |
| RU2768616C1 (en) * | 2021-02-24 | 2022-03-24 | АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики" (АО "ЦНИИАГ") | Strapdown inertial navigation system |
| RU2771790C1 (en) * | 2021-05-21 | 2022-05-12 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Strapdown inertial system of the controlled object |
| RU2778428C1 (en) * | 2021-10-14 | 2022-08-18 | Акционерное общество "Государственный научно-исследовательский институт приборостроения" | Redundant dampened sensor unit of a small-sized strapdown inertial navigation system |
| RU226819U1 (en) * | 2024-02-12 | 2024-06-25 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Strapdown inertial navigation control system |
| RU226818U1 (en) * | 2024-02-12 | 2024-06-25 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации | Control block |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2430333C1 (en) | Navigation system and navigation system case | |
| JP6502283B2 (en) | Micro inertia measurement device | |
| CA1113071A (en) | Strapped down attitude and heading reference system for aircraft employing skewed axis two-degree-of-freedom rate gyros | |
| CN109238280B (en) | Aviation miniaturized inertial navigation part adopting 50 type laser gyro | |
| JP7139661B2 (en) | physical quantity sensor, physical quantity sensor device, composite sensor device, inertial measurement device, electronic equipment and moving object | |
| CN112304308A (en) | Miniaturized high-precision fiber-optic gyroscope inertial navigation unit | |
| JP2021105618A (en) | Inertial measurement unit, moving body positioning device, system and moving body | |
| CN112229400B (en) | Small micro-electromechanical gyro inertia/satellite integrated navigation system | |
| JP2019035589A (en) | Physical quantity sensor, inertial measurement unit, electronic device, and moving object | |
| US10969224B2 (en) | Physical quantity sensor, physical quantity sensor device, composite sensor device, inertia measurement device, vehicle positioning device, portable electronic device, electronic apparatus, vehicle, and output signal adjustment method of physical quantity sensor | |
| CN109827580A (en) | A kind of automobile attitude data collection system | |
| RU2702845C1 (en) | Navigation system and housing of navigation system | |
| RU2263282C1 (en) | Micro-mechanical sensitive elements-based universal navigation device for controlling motion and unified integrated platform-free inertial navigation system for the device | |
| RU2162203C1 (en) | Platform-free inertial measurement unit | |
| JP6989046B2 (en) | Angular velocity sensors, inertial measurement units, mobile positioning devices, portable electronic devices, electronic devices, and mobile objects | |
| JP2013174486A (en) | Physical quantity detection module | |
| RU2768616C1 (en) | Strapdown inertial navigation system | |
| CN107246869A (en) | A kind of strapdown micro-mechanical inertia navigation system | |
| RU73475U1 (en) | SMALL INERTIAL MOVEMENT MANAGEMENT SYSTEM | |
| CN113503874A (en) | Optical fiber combined navigation system | |
| CN211810279U (en) | Motion sensor's installation device, motion sensor module and movable platform | |
| CN110986940A (en) | Strapdown hemispherical resonator gyroscope inertial navigation | |
| JP7159548B2 (en) | physical quantity sensors, physical quantity sensor devices, composite sensor devices, inertial measurement devices, mobile positioning devices, portable electronic devices, electronic devices and mobile objects | |
| RU75033U1 (en) | FREE PLATFORM INERTIAL NAVIGATION SYSTEM | |
| CN112964253A (en) | Vibration reduction mechanism of inertia measurement assembly, flight control inertia measurement assembly and aircraft |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20170914 |