Модернизация устройства первичной обработки данных гирокомпаса

Авторы

  • Эвелина Юрьевна Папырина (Evelina Yu. Papyrina) Пермский государственный национальный исследовательский университет
  • Игорь Львович Вольхин (Igor L. Volkhin) Пермский государственный национальный исследовательский университет
  • Константин Валерианович Никулин (Konstantin V. Nikulin) ООО «ИЦ ВИС-Техника»

DOI:

https://doi.org/10.17072/1994-3598-2019-3-45-51

Ключевые слова:

гирокомпас, гироскоп, акселерометр

Аннотация

В изготавливаемых Пермской научно-производственной приборостроительной компанией гирокомпасах погрешности первичных датчиков волоконно-оптических гироскопов, акселерометров и блока обработки первичных данных взаимно согласованы по условиям технического задания. Дальнейшее повышение точности определения положения движущегося объекта в пространстве с помощью гирокомпаса возможно только при согласованном уменьшении всех указанных погрешностей. Непрерывное совершенствование гироскопов и акселерометров существенно повышает точность определения первичной информации о положении движущегося объекта. В связи с этим возникает необходимость совершенствования блока обработки первичной информации. Изготавливаемый в настоящее время блок включает четыре устройства, размещённые на отдельных платах: аналого-цифровой преобразователь, вычислитель, плата внешних связей и источник питания. В настоящей работе рассматривается модернизация устройства первичной обработки данных гирокомпаса. Для этого выполнено сквозное проектирование одноплатного многофункционального устройства первичной обработки данных, которое включает в себя разработку принципиальной электрической схемы, монтажной схемы и чертежа печатной платы, моделирование, макетирование, изготовление и проведение испытаний. Испытания осуществлялись в термокамере в диапазоне температур от −30°С до +55°С. Результаты испытаний показали, что трёхкратно улучшена одна из основных характеристик блока обработки первичных данных, прописанная в техническом задании, – температурный дрейф нуля аналого-цифрового преобразователя. В итоге уменьшены габариты, энергопотребление и масса гирокомпаса. Уменьшено количество межплатных соединений, что облегчает процесс сборки изделия и повышает его надёжность. В ближайшей перспективе планируется улучшить точность первичных датчиков, что позволит увеличить точность решения навигационных задач до трёх раз.

Библиографические ссылки

Karlaschuk V.I. Satellite navigation. Methods and techniques. Second enlarged and revised edition. Moscow: SOLON-Press, 2009. 288 p (In Russian).

Yatsenkov V.S. Basics of satellite navigation. GPS, NAVSTAR and GNSS systems. Moscow: Hotline-Telecom, 2005, 272 p. (In Russian).

Genike A.A., Pobedynskiy G.G. Global satellite location determination systems and their application in geodesy. Second enlarged and revised edition. Moscow: Cartgeocentre, 2004. 355 p. (In Russian).

Mikhalenko E.B., Zagryadskaya N.N., Belyaew N.D., Vilkevich V.V., Petrov V.V., Smirnov A.A. En-gineering geodesy. Modern methods of geodesic measures with the usage of artificial Earth satellites. Saint-Petersburg: Polytechnic University, 2009. pp. 72–77 (In Russian).

Graham M. GPS Use in U.S. Critical Infrastructure and Communications. URL: https://www.gps.gov/multimedia/presentations/2012/10/USTTI/graham.pdf

Luntz J.L. Introduction to the theory of gyroscopes. Moscow: Science, 1972. 296 p (In Russian).

Solodovmikov V.V. Devices and elements of automatic regulation and control systems. B.1. Measuring devices transforming elements and devices. Moscow: Mechanic engineering, 1973. pp. 231–249 (In Russian).

Lysov A.N., Vinichenko N.T., Lysova A.A. Applied theory of gyroscopes. Part.3, Teaching guide, Chelyabinsk: Publishing center of SUSU, 2009. pp. 171–180 (In Russian).

Sheremetyev A.G. Fiber-Optic Gyroscope. Moscow: Radio and Connection, 1987. 152 p (In Russian).

Bychkova S.I. Laser Gyroscope. Moscow: Soviet Radio, 1975. 424 p. (In Russian).

Zakirov R.G., Abduraimov O.Sh. Application of Fiber-Optic Gyroscope in inertial systems of light aviation. Technic. Technology. Engineering, 2017. pp. 19–22 (In Russian). URL: https://moluch.ru/th/8/archive/62/2489/

Filatov U.V. Fiber-Optic Gyroscope. Teaching Guide. Saint-Petersburg: Publishing House of SPEU "LETI", 2003. pp. 44–45 (In Russian).

Vetrova E.V., Smirnov I.P., Kozlov D.V., Zapletyaev V.M. Creation peculiarities of sensitive elements of silcon and quartz pendulum accel-erometers. Space rocket instrument engineering and information systems, 2017. pp. 95–102 (In Russian).

Babushkin I.A., Demin V.A., Pepelyaev D.V. Principy registracii inercionnyh signalov s pomoshch'yu konvektivnyh datchikov. Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta, vol. 317, no. 4, 2010. pp. 38–43 (In Russian).

Babushkin I.A., Demin V.A., Pepelyaev D.V. Chislennoe modelirovanie raboty konvektivnogo datchika pri dejstvii centrobezhnoj sily. Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta, vol. 318, №4, 2011. pp. 23–28 (In Russian).

Beitia J., Clifford A., Fell C., Loisel P. Quartz pendulous accelerometers for navigation and tactical grade systems. Inertial Sensors and Systems Symposium (ISS). Karlsruhe, Germany. September 22–23, 2015. pp. 1–20.

Amelkin N.I. Solid body dynamics, Moscow: MFTI, 2010. 80 p. (In Russian).

Chamber of heat and cold. URL: https://clim-tech.ru/teplo-holod/model-kth-60

ADS1258 - 16-Channel, 24-Bit Analog-to-Digital Converter. Datasheet. URL: https://www.ti.com/lit/ds/symlink/ads1258.pdf

Загрузки

Опубликован

2019-10-31

Как цитировать

Папырина (Evelina Yu. Papyrina) Э. Ю., Вольхин (Igor L. Volkhin) И. Л., & Никулин (Konstantin V. Nikulin) К. В. (2019). Модернизация устройства первичной обработки данных гирокомпаса. Вестник Пермского университета. Физика, (3). https://doi.org/10.17072/1994-3598-2019-3-45-51

Выпуск

№ 3 (2019)

Раздел

Статьи

Лицензия

Автор предоставляет Издателю журнала (Пермский государственный национальный исследовательский университет) право на использование его статьи в составе журнала, а также на включение текста аннотации, полного текста статьи и информации об авторах в систему «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ).

Автор даёт своё согласие на обработку персональных данных.

Право использования журнала в целом в соответствии с п. 7 ст. 1260 ГК РФ принадлежит Издателю журнала и действует бессрочно на территории Российской Федерации и за её пределами.

Авторское вознаграждение за предоставление автором Издателю указанных выше прав не выплачивается.

Автор включённой в журнал статьи сохраняет исключительное право на неё независимо от права Издателя на использование журнала в целом.

Направление автором статьи в журнал означает его согласие на использование статьи Издателем на указанных выше условиях, на включение статьи в систему РИНЦ, и свидетельствует, что он осведомлён об условиях её использования. В качестве такого согласия рассматривается также направляемая в редакцию справка об авторе, в том числе по электронной почте.

Редакция размещает полный текст статьи на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета: http://www.psu.ru и в системе OJS на сайте http://press.psu.ru

Плата за публикацию рукописей не взимается. Гонорар за публикации не выплачивается. Авторский экземпляр высылается автору по указанному им адресу.