RU96110434A - Способ определения местоположения подвижных объектов и устройство для его реализации - Google Patents

Claims (1)

1. Способ определения местоположения подвижных объектов, включающий измерение в калибровочном цикле контрольных значений проекций суммарного вектора напряженности магнитного поля Земли (МПЗ) и магнитного поля объекта, по которым определяют коэффициенты коррекции магнитного годографа, измерение в каждом рабочем цикле значений проекций суммарного вектора напряженности МПЗ и магнитного поля объекта на оси приборной системы координат, измерение отклонения объекта от вертикали, проведение коррекции магнитного поля, определение значений проекций вектора напряженности МПЗ на оси горизонтальной системы координат объекта, по которым определяют угол направления движения, определение с учетом пройденного пути координат местоположения объекта, отличающийся тем, что в калибровочном цикле определяют контрольные значения горизонтальных проекций суммарного вектора напряженности МПЗ и магнитного поля объекта, по которым определяют коэффициенты коррекции горизонтального эллипса магнитного годографа, измеряют в каждом рабочем цикле усредненные за время 0,1 - 2,0 с значения проекций ускорения силы тяжести и значения проекций суммарного вектора напряженности МПЗ и магнитного поля объекта на оси приборной системы координат, по которым определяют значения горизонтальных проекций суммарного вектора напряженности МПЗ и магнитного поля объекта на оси горизонтальной системы координат объекта, проводят коррекцию значений горизонтальных проекций с помощью коэффициентов коррекции, полученных в калибровочном цикле, и определяют значения горизонтальных проекций вектора напряженности МПЗ, по которым с учетом пройденного пути определяют приращения координат и координаты объекта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в калибровочном цикле определяют контрольные значения горизонтальных проекций Hx_B, Hy_B суммарного вектора напряженности МПЗ и магнитного поля объекта в четырех точках горизонтального эллипса магнитного годографа, соответствующих:
М(Hx_B, Hy_Bmax) = М(x₁, y₁),
М(Hx_Bmax, Hy_B) = М(x₂, y₂);
М(Hx_B, Hy_Bmin) = М(x₃, y₃);
М(Hx_{B min}, Hy_B) = М(x₄, y₄),
по которым определяют коэффициенты коррекции - смещение δx, δy центра горизонтального эллипса магнитного годографа, угол доворота γ его осей и полуоси b, a из выражений
δx = (x₂ + x₄)/2;
δy = (y₁ + y₃)/2;

где

где

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в каждом рабочем цикле измеряют усредненные значения проекций Aх, Ay, Az ускорения силы тяжести и значения проекций Hx, Hy, Hz суммарного вектора напряженности МПЗ и магнитного поля объекта на оси приборной системы координат Охyz, где ось Y направлена вдоль продольной оси объекта в направлении движения, ось Z вдоль вертикальной оси объекта, а ось Х вдоль поперечной оси подвижного объекта, по которым определяют горизонтальные проекции Hx_B, Hy_B суммарного вектора напряженности МПЗ и магнитного поля объекта на оси горизонтальной системы координат Оx_By_Bz_B, где ось Z_B направлена вертикально вверх, ось Y_B в направлении движения, а ось Х_B перпендикулярно направлению движения, из выражения

где

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в каждом рабочем цикле при проведении коррекции горизонтальных проекций Hx_B, Hy_B суммарного вектора напряженности МПЗ и магнитного поля объекта учитывают смещение δx, δy центра горизонтального эллипса магнитного годографа в соответствии с выражениями

и определяют составляющие

вектора напряженности МПЗ на оси горизонтальной системы координат Ох_By_Bz_B из выражения

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в каждом рабочем цикле определяют приращения координат из выражений

где ΔX, ΔY - приращения прямоугольных координат, м;
Δs - приращение пройденного пути за рабочий цикл, м;

значения проекций суммарного вектора напряженности МПЗ в горизонтальной плоскости;

горизонтальная составляющая магнитного поля Земли;

косинус угла наклона объекта в продольной плоскости;
δ - угол между магнитным меридианом и вертикальной линией сетки прямоугольных координат,
значения прямоугольных координат объекта определяют из выражений
X = X_o + ΣΔX_i,
Y = Y_o + ΣΔY_i,
где X, Y - прямоугольные координаты объекта, м; Xо, Yо прямоугольные координаты начальной точки, м; ΔX_i, ΔY_i - - приращения координат за рабочий цикл, м.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что магнитный азимут направления движения объекта определяют из выражения

где Ам - магнитный азимут.

7. Устройство для определения местоположения подвижных объектов, содержащее датчики магнитного поля, датчики вертикали, датчик перемещения, блок расчета горизонтальных проекций магнитного поля, блок расчета коэффициентов коррекции, блок коррекции магнитного поля, навигационный блок и блок управления, при этом выход датчика перемещения соединен с входом навигационного блока, выходы которого соединены с первыми входами блока управления, первые выходы которого соединены с первыми входами навигационного блока, выходы блока расчета коэффициентов коррекции соединены с первыми входами блока коррекции магнитного поля, отличающееся тем, что в него введен блок преобразования и усреднения, выходы датчиков магнитного поля соединены с первыми входами блока преобразования и усреднения, выходы датчиков вертикали соединены с вторыми входами блока преобразования и усреднения, выходы которого соединены с входами блока расчета горизонтальных проекций магнитного поля, первые выходы которого соединены с первыми входами блока расчета коэффициентов коррекции, а вторые выходы соединены с вторыми входами блока коррекции магнитного поля, выходы которого соединены с вторыми входами навигационного блока, вторые, третьи и четвертые выходы блока управления соединены, соответственно с третьими, четвертыми входами блока преобразования и усреднения и вторыми входами блока расчета коэффициентов коррекции, датчики вертикали выполнены в виде датчиков линейного ускорения, блок расчета горизонтальных проекций магнитного поля выполнен в виде блока расчета горизонтальных проекций суммарного вектора напряженности МПЗ и магнитного поля объекта, блок расчета коэффициентов коррекции выполнен в виде блока расчета коэффициентов коррекции горизонтального эллипса магнитного годографа, а блок коррекции магнитного поля выполнен в виде блока коррекции горизонтальных проекций суммарного вектора напряженности МПЗ и магнитного поля объекта.

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что блок преобразования и усреднения содержит первый и второй блоки фильтров низких частот, коммутатор, аналого-цифровой преобразователь и блок суммирования, выходы первого и второго блоков фильтров низкой частоты соединены соответственно с первыми и вторыми входами коммутатора, выход которого через аналого-цифровой преобразователь подключен к первым входам блока суммирования, выходы которого являются выходами блока преобразования и усреднения, входы первого и второго фильтров низких частот, третьи входы коммутатора и вторые входы блока суммирования являются соответственно первыми, вторыми, третьими и четвертыми входами блока преобразования и усреднения.