Навигационные системы. Часть 1. Гироскопические приборы и устройства навигационных систем: Учебное пособие, страница 22

местного горизонта. Работа системы состоит в следующем. При отклонении  от перпендикуляра к плоскости рамки это  отклонение измеряется ДУ_b,  сигнал ДУ_b через усилительно-преобразовательное звено электроники подается на ДМ.  Под действием момента, вследствие  прецессии  гироскопа,  вектор  отклоняется вверх или вниз относительно плоскости горизонта.  Его движение прекращается при b=0, т.е. когда вектор станет  перпендикулярным плоскости рамки.

Система маятниковой коррекции (рис.26б)) работает  аналогичным образом,  но сигнал о негоризонтальности вектора  формируется акселерометром А,  ось чувствительности которого  параллельна вектору . В данной схеме прецессия гироскопа происходит до тех пор,  пока сигнал с акселерометра не станет нулевым. А  это имеет место при горизонтальном положении оси чувствительности акселерометра и,  следовательно,  вектора  (если при этом отсутствуют горизонтальные ускорения, наличие которых приводит к ошибке).

Принципиальным отличием  рассматриваемого  устройства  от гироскопа Фуко 1-го рода и маятникового  гирокомпаса  является то, что он не обладает избирательной способностью; его задачей является сохранение азимутального направления, приданного вектору  в начальный момент времени и,  при необходимости, отработка азимутальных       разворотов по сигналам S_W  системы управления на ДМ, установленный на промежуточной оси подвеса.

Рассмотрим работу ГПК.

Угол  y, снимаемый с выходного датчика  угла ДУ_y, представляет собой,  очевидно,  угол разворота основания ГПК  (или объекта, если  основание связано с объектом) относительно направления, задаваемого вектором .  Следовательно,  необходимо выяснить, какое направление реализует вектор . Обозначим  a угол поворота гироскопа в азимуте относительно направления  на Север в местной горизонтальной системе координат  x_гh_гz_г и, ограничиваясь рамками прецессионной теории,  запишем уравнение моментов в проекции на промежуточную ось подвеса гироскопа.  При этом для конкретности будем рассматривать схему рис.26а) и полагать при  этом,  что  система межрамочной коррекции работает идеально, т.е.   bº0. Тогда упомянутое уравнение будет таким

                                                      (48)

где u_z - переносная скорость, т.е. скорость системы координат             x_гh_гz_г  в проекции  на внешнюю ось ГПК (полагаем,  что она близка к вертикали),  М - момент,  действующий по  промежуточной  оси подвеса ГПК. Если этот момент отсутствует, то получаем соотношение

выражающее тот простой факт,  что проекция абсолютной скорости разворота гироскопа вокруг вертикали равна нулю. Это соответствует первому основному свойству гироскопа. Таким образом, при отсутствии момента  по  промежуточной оси гироскоп сохраняет в инерциальном пространстве неизменную азимутальную  ориентацию. В частности, если в начальный момент времени вектор был ориентирован в направлении меридиана,  то это направление и будет сохраняться. Но заметим,  что этот начальный меридиан изменяет свое направление  со  временем  из-за  вращения  Земли.  Чтобы учесть этот факт, можно сформировать управляющий сигнал S_W на ДМ, установленный на промежуточной оси, чтобы гироскоп отрабатывал это  вращение.  Основной  составляющей скорости вращения является   вертикальная   компонента   угловой  скорости Земли W_z = Wsinj, зависящая от широты  места  j, вследствие  чего описанную коррекцию ориентации ГПК называют широтной коррекцией. Более эффективно,  однако, не корректировать ГПК, а учитывать упомянутое вращение аналитически  в  вычислителе  системы               управления; при этом отпадает необходимость в ДМ и не вносится дополнительных ошибок в работу ГПК.

При осуществлении широтной коррекции ГПК выдает курс объекта относительно  текущего  направления начального меридиана. Этот курс называется ортодромическим.  Если  объект  сохраняет постоянный ортодромический курс,  то он движется по ортодромии - части дуги большого круга,  которая является кратчайшей кривой, соединяющей два пункта на сфере. По этой причине информация ГПК оказывается более полезной, чем информация об истинном курсе, т.е. угле между направлением движения и направлением на  Север.