Інерціальна навігаційна система
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Інерціальна навігаційна система

Інерціальна навігаційна система, система інерціальної навігації, навігаційний пристрій, в основу роботи якого покладені класичні (ньютонівські) закони механіки. У І. н. с. вихідною (головною) системою відліку, по відношенню до якої виробляються інерціальні виміри, служить інерціальна (абсолютна, тобто нерухома відносно зірок) система. За допомогою І. н. с. визначають координати, швидкість, прискорення і ін. основні параметри руху об'єкту (літака, ракети, космічного корабля, надводних і підводних судів і ін.). І. н. с. мають перед іншими навігаційними системами (див. Радіонавігаційна система ) великі і важливі переваги — універсальність вживання, можливість визначення основних параметрів руху, автономність дії, абсолютну перешкодозахищену. Ці якості визначили І. н. с. як найбільш перспективну навігаційну систему.

загрузка...

  Принцип дії І. н. с. полягає в моделюванні (виставі) поступальної ходи об'єкту, що характеризується зміною в часі прискорення, швидкості і координат, подібним процесом руху сприймаючого елементу (маси) просторового (трикомпонентного) акселерометра (у загальному випадку з компенсацією гравітаційного прискорення). Рівняння руху сприймаючого елементу в інерціальній системі координат є основним рівнянням інерціального методу визначення параметрів руху; у загальному випадку має вигляд:

де   прискорення, вимірюване акселерометром;  — радіус-вектор точки М-коду (центру тяжіння сприймаючого елементу) в інерціальній системі координат; сила тяжіння одиниці маси сприймаючого елементу в точці М-коду (прискорення тяжіння).

  Суть інерціального методу ( мал. ) полягає у вимірі акселерометром вихідного параметра (прискорення) і інтеграції основного рівняння: одинарному — для визначення швидкості, подвійному — для визначення координат. Орієнтування вимірювальних осей акселерометров по заданих напрямах виробляється вільними або керованими (по сигналах від акселерометров) гіроскопічними пристроями (гіроскопом, гіростабілізатором, гирорамой і ін.) або астростабілізаторами, а також поєднанням цих засобів. Для інтеграції основного рівняння використовуються гіроскопічні, електромеханічні і ін. інтегратори . І. н. с. містить будівника (інерціальна вертикаль) або обчислювач напряму вертикалі місця. Інерціальна вертикаль є високоточною вертикаллю і не обурюється (не відхиляється від вертикалі місця) за наявності горизонтальних прискорень.

  І. н. с. розрізняють по ряду ознак: по орієнтації напрямів осей чутливості інерціальних вимірників (з довільною орієнтацією, з орієнтацією за зірками, по осях, жорстко пов'язаних з об'єктом, з незмінною орієнтацією відносно небесного тіла, наприклад Землі, з горизонтальною орієнтацією і др.); за способом побудови вертикалі місця (з аналітичною, або розрахунковою, вертикаллю, з інерціальним будівником вертикалі); по наявності стабілізованої платформи (із стабілізованою гіроскопічною або астроплатформою, бесплатформенниє) і ін.

  І. н. с. вельми складні, дорогостоящи. Термін служби їх менше, ніж в звичайних гіроскопічних приладів. Для правильного функціонування І. н. с. перед стартом об'єкту потрібно ввести початкові дані по координатах пункту старту і швидкості, виробити орієнтування інерціальних вимірників. Точність некоректованих І. н. с. залежить від часу. Тому можливість здобуття інформації від І. н. с., що задовольняє заданим вимогам, обмежена в часі. Так, за годину польоту кращі зразки І. н. с. мають погрішність у визначенні координат приблизно 1,5—5 км. Для зменшення погрішностей і розширення можливостей використання застосовують різні способи корекції від радіонавігаційних, радіолокацій і астронавігаційних засобів.

  Літ.: Принципи інерціальної навігації, пер.(переведення) з англ.(англійський), під ред. Ст А. Боднера, М., 1965; Помикаєв І. І., Інерціальний метод виміру параметрів руху літальних апаратів, М., 1969.

  І. І. Помикаєв.

Блок-схема інерціальної навігаційної системи: 1 — блок інерціальних вимірників і будівників напрямів в просторі (акселерометри і гіроскопічні пристрої), за допомогою якого реалізується задана орієнтація вимірювальних осей і з якого видається вимірювальна інформація в обчислювач; 2 — обчислювальний блок, в якому здійснюються інтеграція основного рівняння, обчислення необхідних параметрів руху, формування сигналів (у деяких інерціальних навігаційних системах) управління орієнтацією інерціальних вимірників і сигналів компенсації систематичних погрішностей (прискорення тяжіння, поворотного прискорення, від несферичності Землі і ін.); 3 — блок часу, з якого в блоки 1, 2, 4 поступають сигнали світового часу; 4 — блок введення початкової інформації в блоки 1 і 2 для орієнтації інерціальних вимірників і інтеграції основного рівняння; А — вступ початкової інформації; Б — видача кінцевій інформації про параметри руху. Стрілками показані напрями вступу інформації.