Le cours 6 Les bases physiques de la navigaion inerielle Classificaion des éhodes de navigaion Praiqueen il es ipossible de esurer direceen les coordonnées de l'obje. Pour cela, pour résoudre ce problèe on uilise différenes éhodes de navigaion. L'esseniel de la éhode de navigaion consise en ce que les coordonnées xi de l'obje ne son pas définies direceen, ais à l aide des capeurs de l'inforaion priaire de quelques y j j 1... n, qui son liés aux valeurs physiques coordonnées connues. x i par des relaions foncionnelles Les foncionnels y f x fon la base j j i, ahéaique de la éhode de la navigaion. Selon le oyen de la définiion des coordonnées de l'obje les éhodes de navigaion se divisen en 3 groupes : 1) les éhodes de calcul de roue ; 2) les éhodes de posiionneen;
3) les éhodes coparaives- visuelles. Les éhodes de calcul de roue son basées sur la esure du veceur de l'accéléraion ou la viesse du ouveen de l'obje e l'inégraion de ces valeurs pour avoir les coordonnées de l'obje en eps réel. Les éhodes de posiionneen son basées sur la esure des valeurs physiques donnan les lignes ou les surfaces de la posiion. La posiion de l'obje es définie par le poin d'inersecion de ces lignes ou ces surfaces (radio navigaion, sysèes saelliaires, les alières). Les éhodes coparaives-visuelles son basées sur la définiion de la posiion de l'obje par la voie de la coparaison du errain enouran sa localisaion avec son iage dans la care ou dans les sysèes de la éoire. Se rapporen ici en pariculier les éhodes de corrélaion-exrêes, qui son uilisées pour l orienaion des issiles de croisière. À son our chacun de ces 3 éhodes de navigaion se divise en sous éhode pour divers signes de classificaion. Le sysèe de navigaion inerielle (INS) uilise la éhode de calcul de roue. Sur cee éhode son fondés aussi les sysèes de navigaion d aéroérie e Doppler, qui son basés sur la esure de la viesse du ouveen de l'obje e la définiion des
coordonnées de l'obje par l'inégraion de cee viesse. Les sysèes de navigaion inerielle (INS) son basés sur la esure de l'accéléraion du ouveen de l'obje à l'aide des accéléroères, ensuie ceux-ci son inégrés deux fois e on défini les coordonnées de l'obje. INS en revanche de ou aures sysèes de navigaion son auonoe (ne dépenden pas des inforaions exérieures : la pluie, la grêle, Les obsacles spéciaux). Cependan l'auonoie de l INS es non l'absolue. Pour que par l'inégraion de l'accéléraion on reçoi les coordonnées de l'obje il es nécessaire de définir les condiions iniiales (la viesse iniiale (d'habiude nulle) e les coordonnées iniiales). Les accéléroères esuren l'accéléraion non absolue du ouveen de l'obje, ais l'accéléraion apparene (à la projecion sur son axe de sensibilié). a w g On peu esurer le veceur de l'accéléraion apparene a avec un accéléroère de rois axes (spaial), ou avec rois accéléroères d un seul axe chacun, disposés orhogonaleen.
Fig. 6.1 La riade uniaxiale des accéléroères fore rièdre de baseoxyz, sur ces axes on défini les projecions de l'accéléraion apparene (6.1): z y x z z y y x x g w a g w a g w a Principes de calcul des coordonnées d'un obje. Sysèe des coordonnées ineriel
Fig. 6.2 Supposan, qu il fau définir les coordonnées d un obje par rappor au sysèe des coordonnées iobile (ineriel). Les coordonnées du cenre de gravié de l'obje p. M par rappor au sysèe de coordonnées de base O son définis par le rayonveceur r ou les coordonnées recangulaires ; car O ne ourne pas, l'accéléraion absolue du ouveen de l'obje dans ce sysèe de coordonnées s inscri : 2 d r w. 2 d Pour la esure de cee accéléraion on peu uiliser le bloc des accéléroères, qui esuren le veceur de l'accéléraion apparene a.
De (6.1) on reçoi : w a g, C à d 2 d r a g 2 (6.4a) d Ou dans la fore scalaire: a g a g (6.4b) a g Les paries droies des équaions (6.4b) son connues: a, a, a Les signaux de sorie des accéléroères; g L'accéléraion graviaionnelle : g g, g, g } { L inforaion sur cee accéléraion on obien de l exérieur du sysèe ou elle es élaboré (es défini) par le sysèe INS. Alors, la double inégraion de (6.4b), nous donnera les coordonnées acuelles, ais il es nécessaire de savoir pour cela les condiions iniiales (dans l'aspec vecoriel) : - Les coordonnées iniiales de l'obje: r,, }; {
La viesse iniiale du ouveen de l'obje: r V V, V, V }. { Finaleen l'algorihe de déerinaion des coordonnées acuelles l'obje relaiveen au Sysèe des coordonnées inerielles peu êre écri dans la fore suivane: 1) w d V V V V ; 2) V V V 3) V d r r r r. 4) ; (6.5) En fai les équaions seron 3 fois plus, parce qu on ne résou pas les équaions vecorielles, ais scalaires. Le schéa foncionnel siplise de INS peu êre présené sous la fore suivane: ; Fig. 6.3
Pour son ravail l INS doi absoluen conenir les insallaions principales suivanes: 1) аbа le bloc des accéléroères (3 uni axial ou un riaxial) a a, a, a }; { 2) Block des gyroscopes (PGS gyro-sabilisée, qui souien (assure) l'orienaion donnée de BA dans le sysèe des coordonnées de base O, c à d dans un espace ineriel); 3) аles calculaeurs (analogique ou digial). Il doi conenir au iniu 2 inégraeurs pour chacun des 3 canaux des esures des accéléroères. L'orienaion donnée des accéléroères peu êre assurée ou avec l'aide 3--h-osnogo ГС (ГСП) du ype курсовертикали. Dans une aure variane les INS-ACCÉLÉROMÈTRES son fixés dureen à bord de l'obje, ais avec l'aide du bloc des gyroscopes (libre ou ДУСов) on défini consaen l'orienaion en cours des accéléroères relaiveen инерциальной les sysèes des coordonnées. Tels sysèes s'appellen бесплатформенными (БИНС) ou бескарданные. La fin du Cours 6