Ориентир на север- это разновидность компаса, который используется для определения истинного северного значения местоположения. Гироскопический навигатор, также известный как гирокомпас, представляет собой инерциальную измерительную систему, которая использует принцип гироскопа для определения направления проекции угловой скорости вращения Земли на местную горизонтальную плоскость (т.е. истинного севера). Его процесс определения направления на север не требует внешних привязок. Помимо того, что он ограничен высокими широтами, на его измерения определения направления на север не влияют погодные условия, дневное и ночное время, геомагнитное поле и условия видимости объекта. Гироскопический ориентир на север - это прецизионный инерциальный измерительный прибор, который обычно используется для определения азимута при бурении нефтяных скважин, геодезической съемке и наземном радаре. В зависимости от типа используемого гироскопа гироскопические навигаторы можно разделить на следующие три типа:
◆ Навигатор с гироскопом с двумя степенями свободы в качестве датчика вращения Земли (например, подвесной маятниковый гироскоп north finder)
◆Навигатор с одноосевым гироскопом скорости в качестве датчика (например, бесплатный гироскопический навигатор)
◆ Система определения направления платформы на север
Гироскопический датчик направления на север чрезвычайно чувствителен к вибрационным воздействиям окружающей среды (особенно к низкочастотным вибрационным воздействиям). В зависимости от условий использования гироскопические навигаторы north finder можно разделить на три типа: высокоточные наземные гироскопические навигаторы искатель севера, устанавливаемые на транспортных средствах, и морские гироскопические навигаторы north finder на подвижной базе.
Волоконно-оптический гироскопический ориентир на север - это высокоточный инерциальный прибор, который автономно определяет ориентацию. Он может определять угол между несущей и истинным направлением на север без ввода значения широты. Используя значение угловой скорости вращения Земли, измеренное волоконно-оптическим гироскопом, и угол между гироскопом и горизонтальной плоскостью, измеренный акселерометром, угол между базовой линией носителя и истинным направлением на север может быть получен с помощью компьютерного расчета.Акселерометр, установленный на базовой линии, может измерять угол поворота датчика north finder. Волоконно-оптический гироскоп, используемый в устройстве fiber optic gyroscope north finder, представляет собой твердотельное устройство без вращающихся частей, поэтому оно устойчиво к ударам и вибрации. Это то, чего не могут сделать другие неволоконные гироскопы.
Принцип действия волоконно-оптического гироскопа Искатель севера
Волоконно-оптический гироскоп ERICCO ER-FNS-01, ER-FNS-02, ER-FNS-03 (Волоконно-оптический гироскоп, FOG) - это новый полностью твердотельный гироскоп, основанный на эффекте Саньяка, инерционный измерительный элемент без механических вращающихся частей, обладающий такими преимуществами, как ударопрочность, высокая чувствительность, длительный срок службы, низкое энергопотребление и надежная интеграция. Это идеальное инерциальное устройство в новом поколении бесплатформенных инерциальных навигационных систем.
В приложении для определения направления на север, основанном на волоконно-оптическом гироскопе, большинство используемых методов заключается в повороте FOG на фиксированный угол и вычислении угла относительно направления на север путем определения смещения. Чтобы точно указать направление на север, необходимо также исключить дрейф FOG. Как правило, используется вращающаяся платформа, как показано на рисунке 1, и волоконно-оптический гироскоп размещается на подвижном основании, плоскость подвижного основания параллельна горизонтальной плоскости, а чувствительная ось волоконно-оптического гироскопа параллельна плоскости подвижного основания. При начале поиска на север гироскоп находится в положении 1, а ось, чувствительная к гироскопу, параллельна несущей. Предполагается, что угол между начальным направлением оси, чувствительной к туману, и направлением истинного севера равен α. Выходное значение гироскопа в положении 1 равно ω1; затем основание поворачивается на 90°, и выходное значение гироскопа, измеренное в положении 2, равно ω2. Дважды повернитесь на 90° по очереди и повернитесь в положения 3 и 4 соответственно, чтобы получить угловые скорости ω3 и ω4.
Рисунок 1
Рисунок 2
Курсовой угол может быть рассчитан с помощью ω1, ω2, ω3 и ω4. Используя этот метод измерения, можно исключить смещение нуля гироскопа и не указывать широту места измерения. Если широта места измерения известна, то курсовой угол может быть получен простым измерением двух положений 1 и 3 (или 2 и 4).