Выставка ИНС, характеристика погрешностей ИНС

Выставка ИНС. В традиционных ИНС гироплатформа должна быть расположена строго горизонтально и ориентирована по направлению меридиана. В противном случае установленные на ней акселерометры будут измерять ускорения не по направлениям осей системы координат, что приведет к погрешностям определения места самолета.

Если платформа будет расположена не совсем горизонтально, то, кроме того, акселерометры будут измерять некоторую составляющую ускорения свободного падения g. При горизонтальном положении платформы вектор g направлен перпендикулярно к оси акселерометра и проекция g на эту ось равна нулю, а при наклоне акселерометра хотя бы на 1-2 угловых минуты он будет даже при неподвижном акселерометре, показывать некоторое ускорение (рис. 8.18). Это ускорение будет интегрироваться вычислителем, и система покажет, что ВС перемещается, даже если оно на самом деле стоит на стоянке. Разумеется, такой эффект будет иметь место и в полете, что приведет к накоплению погрешностей счисленных координат.

рис 8,18

Поэтому перед началом полета на стоянке должна быть проведена выставка ИНС. Она включает в себя установку начальных координат, горизонтирование и гирокомпасирование гироплатформы. В традиционных ИНС эти операции могут занять несколько десятков минут. В течение этого времени ВС должно быть неподвижным, поскольку малейший толчок – это ускорение, которое будет измерено акселерометрами и приведет к погрешности выставки.

В бесплатформенных ИНС выставка происходит быстрее, поскольку не требуется физически приводить гироплатформу в нужное положение. В таких системах гироплатформа просто отсутствует.

Для установки начальных координат в Сборниках аэронавигационной информации для каждого места стоянки на аэродроме опубликованы его широта и долгота (рис.8.19). Они не только являются исходными данными для начала счисления, но и используются при гирокомпасировании.

Горизонтирование заключается в установке гироплатформы в горизонтальное положение. Эта операция при включении соответствующего режима работы системы выполняется автоматически. Если при включении ИНС на неподвижном самолете гироплотформа расположена негоризонтально, то два акселерометра, которые должны быть горизонтальными, измеряют ускорения, соответствующие проекциям на их оси ускорения свободного падения g. В зависимости от направления и величины этих ускорений следящая система ИНС разворачивает гироплатформу так, чтобы акселерометры измеряли нулевые ускорения. Это и будет соответствовать горизонтальному положению платформы.

Гирокомпасирование заключается в ориентировании гироплатформы по направлению истинного меридиана. Она должна быть повернута вокруг вертикальной оси так, чтобы один акселерометр был ориентирован на север, а другой на восток. Конечно, на ВС с помощью, например, магнитного компаса можно определить, где север, а где юг. Но точность магнитного компаса (около 1°) совершенно недостаточна для ориентирования гироплатформы. Здесь требуется точность в несколько угловых минут. Операция гирокомпасирования также выполняется автоматически. Она основана на том, что из-за вращения Земли вокруг своей оси на акселерометры действует центробежное ускорение, точнее его проекция на ось акселерометра. Центробежное ускорение направлено от оси вращения Земли в плоскости меридиана. Пока ВС является еще неподвижным автоматически определяется и величина дрейфа (скорости ухода) гироплатформы из плоскости горизонта и в азимуте. Эти значения дрейфов учитываются вычислителем в полете для получения более точных величин ускорений по осям координат.

Сохранение положения гироплатформы. Ориентация гироплатформы по меридиану и в горизонтальной плоскости должна сохраняться на всем протяжении полета. Но, поскольку Земля круглая, из-за перемещения ВС, а также из-за вращения Земли положение горизонтальной плоскости и направление текущего меридиана меняются. Гироскопы же удерживают гироплатформу в неизменном положении в инерциальной системе координат или, проще говоря, относительно звезд. Если в начальный момент гироплатформа была горизонтальной, то при перемещении самолета, она, сохраняя положение в мировом пространстве, выйдет из плоскости текущего горизонта и отклонится от нее на некоторый угол θ (рис. 8.21).

рис 8,21

Казалось бы, для удержания гироплатформы в горизонтальном положении можно использовать устройство, наподобие жидкостного переключателя в механизме горизонтальной коррекции в гироскопических приборах. Однако это не так, поскольку такой механизм при ускорениях ВС приводил бы гироплатформу к мнимой горизонтальной плоскости и к тому же не мгновенно. Следовательно, и ускорения будут измеряться не по нужным направлениям.

Можно видеть (см. рис. 8.21), что угол θ, на который отклонилась гироплатформа от горизонта, равен центральному углу, стягивающему дугу на земной поверхности, вдоль которой летел самолет (это углы с взаимно перпендикулярными сторонами). Длина S этой дуги окружности, то есть пройденное самолетом расстояние, инерциальной системе известна – ведь она осуществляет счисление координат. Тогда выраженный в радианах угол θ равен:

Таким образом, вычислитель ИНС непрерывно рассчитывает угол θ и следящая система разворачивает гироплатформу на этот угол так, что она остается в текущей горизонтальной плоскости. Аналогичным образом платформа удерживается и в направлении истинного меридиана. Разумеется, при этом учитывается и вращение Земли вокруг своей оси.