281

Третья задачарешается аппаратурой с координатором це­ли. Зная текущие координаты машины и дирекционный угол ее продельной оси, измеряют дальномером расстояниеS_цдо це­ли и угол визирования на нее с помощью угломерного устрой­ства машины. Эти данные вводят в координатор цели.

Задача решается по математическим зависимостям:

Х_ц = Х_Т + ∆Х_ц = Х_Т + S_ц cos a_ц

Y_ц = Y_Т + ∆Y_ц = Y_Т + S_ц sin a_ц

где a_ц = a_Т + β_виз

Устройство навигационной аппаратуры с координатором.

Навигационная аппаратура с координатором состоит из:

• курсовой системы (рис. 87),

• датчика пути,

• координатора

• курсоуказателя.

В некоторых ее модификациях имеются индикаторный планшет и координатор цели. В комплект навигационной аппа­ратуры входят также вспомогательные приборы и инструменты.

Курсовая система состоит из:

• гироскопического курсоуказателя,

• пульта управления

• преобразователя тока.

Гироскопический курсоуказательпредназначен для измере­ния углов поворота машины. Основу его составляют трехсте­пенной вакуумный гироскоп, устройства азимутальной и гори­зонтальной коррекции и двухканальный сельсин-датчик следя­щей системы передачи величины дирекционного угла в коорди­натор.

Компенсация ухода главной оси гироскопа относительно зем­ных ориентиров вследствие вращения Земли в гирокурсоуказателе осуществляется устройством азимутальной коррекции. На­пряжение, подаваемое на обмотку корректора, вызывает пре­цессию наружной рамки гироскопа относительно оси Z, по ве­личине и направлению противоположную фактическому уходу главной оси гироскопа.

Крутящий момент М, компенсирующий уход главной оси гироскопа, связан с географической широтой зависимостью

М = Н W sin φ, где

H— постоянная величина кинематического момента гироскопа;

W— угловая скорость вращения Земли;

φ— географическая широта места эксплуатации машины.

С изменением географической широты места изменяется и крутящий момент. Он создается электродвигателем в гирокурсоуказателе автоматически после широтной балансировки, осу­ществляемой с пульта управления.

Устройство горизонтальной коррекции состоит из жидкост­ного маятникового переключателя и моментного электродвига­теля горизонтальной коррекции.

Ротор сельсина-датчика жестко связан с наружной рамкой гироскопа, а статор — с корпусом машины. Это обеспечивает измерение углов поворота машины.

Для обеспечения стабильности электрических и механичес­ких параметров в гирокурсоуказателе имеется система обогре­ва, которая автоматически включается при температуре ни­же 5°С.

Пульт управленияпредназначен для настройки курсовой системы. Он имеет два потенциометра азимутальной коррекции: потенциометр ШИРОТА со шкалой 5 широтной балансировки, проградуированной в градусах северной широ­ты от 0 до 90°, и поправочный потенциометр электробаланси­ровки (ЭЛ.Б) с двухсторонней шкалой 3, имеющей по 200 де­лений в обе стороны (цена деления 0-04). Поправочный потен­циометр служит для уточнения широтной балансировки гирокурсоуказателя.

Датчик пути— электромеханический прибор, состоящий из индуктивного преобразователя и двух формировательно-усилительных каналов. Он соединен с ходовой частью машины гиб­ким валиком. В движении энергия вращающегося валика пре­образуется датчиком в электрические импульсы. Частота следования пропорциональна скорости движения. Импульсы с определенной дискретностью и знаком (при движении вперед или назад) поступают в координатор на устройство корректуры пути, где в зависимости от установленной величины корректуры число их изменяется. Откорректированные таким образом электрические импульсы передаются в координатор на входное устройство разложения.

В некоторых модификациях аппаратуры устанавливают электронные датчики пути. Электронный датчик – радиотехни­ческое устройство, обеспечивающее определение пройденного пути без кинематической связи с ходовой частью машины. В со­став датчика входят высокочастотное устройство, станция уси­ления, преобразователь, пульт управления и датчик крена машины.

Принцип работы датчика основан на использовании эффек­та Доплера, который заключается в изменении частоты сигнала при относительном перемещении источника и приемника излучение. Высокочастотное устройство излучает сигналы определенной частоты направленные узким пучком к поверхности земли, и принимает сигналы, отраженные от ее поверхности. Если ма­шина неподвижна, частота принятого сигнала равна частоте из; лученного сигнала. В движении частота отраженного от земной поверхности сигнала отличается от частоты излученного дат­чиком сигнала на некоторую величину, пропорциональную ско­рости движения машины. В станцию усиления кроме импуль­сов отраженных от земной поверхности, поступают импульсы от датчика крена машины, то есть данные о рельефе местности. Сформированный сигнал о пройденном машиной пути переда­ется на преобразователь, где он преобразуется в угол поворота выходного вала датчика, который связан гибким валиком с ко­ординатором.

Электронный датчик используется при скорости движения свыше 3 км/ч. При меньшей скорости датчик отключается и дан­ные о пройденном пути поступают в координатор от электро­механического датчика.

Координатор — счетно-решающий прибор, непрерывно вырабатывающий в пути прямоугольные координаты местопо­ложения и курс машины, а также дирекционный угол направле­ния на пункт назначения и оставшегося до него расстояния по приращениям координат∆Х,∆У. .

На передней панели координатора размещены органы управ­ления и индикации: шкалы 7 (рис. 88) счетчиков координат ХиУ; шкалы 6 приращений (разностей) координат∆Х,∆Ушкалы 10 и 9 грубого и точного отсчета дирекционного угла (курса машины); диск 8 с указателем (индексом) дирекцион­ного угла на пункт назначения; шкала 11 корректуры пути; включатель 15 СИСТЕМА, который служит для включения всей системы навигационной аппаратуры.

Рис. 88. Координатор:

1, 2, 3 - рычажки установки координат; 4 - рычажок установки приращений; 5 - ру­коятка установки координат и приращений координат; 6 - шкалы и барабаны прира­щений координат; 7 - счетчики координат; 8 - диск с указателем (индексом дирек­ционного угла на пункт назначения; 9 - курсовая шкала грубого отсчета; 10 - кур­совая шкала точного отсчета; 11-шкала корректуры пути; 12 - рукоятка установки корректуры пути; 13 - переключатель масштабов; 14 - кнопка запуска для контроля работы аппаратуры; 15 - тумблер СИСТЕМА; 16 - тумблер .КОНТРОЛЬ -РАБОТА для переключения аппаратуры в разные режимы работы; 17 - рукоятка установки курса

Координатор имеет два режима работы —решения навига­ционных задач в движении и контроля работы в неподвижной машине. Соответствующий режим работы РАБОТА—КОНТ. РОЛЬ устанавливают переключателем 16. Кнопка 14 ЗАПУСК обеспечивает включение режима контроля. Переключателем 13 устанавливают масштаб счетчиков-А: и у на цену деления 1 или 10-м.

Шкальные механизмы координат представляют собой счетчики барабанного типа. Они позволяют вводить и считывать координаты, выраженные пятизначными числами. Цена одного деления правого барабана в режиме РАБОТА составляет 10м, а в режиме КОНТРОЛЬ — 1м.

Шкальные механизмы приращений (разностей) координат состоят из неподвижных шкал с ценой деления 10 км и боковых барабанов, шкалы которых имеют цену деления 200 м. По пра­вому барабану считывают положительные значения приращений координат, а по левому — отрицательнее.

Координаты и приращения координат устанавливают руч­кой 5 установки координат при нажатии на соответствующие

Шкалы ввода и отсчета дирекционного угла (курса маши­ны) круглые. Шкала 9 грубого отсчета неподвижная с вращаю­щимся указателем. Цена деления шкалы 0-50 Шкала /0 точ­ного отсчета дирекционного угла подвижная. Один ее оборот равен 1-00, цена деления 0-0), Дирекционный угол устанавливают ручкой 17.

Шкала корректуры пути круглая, имеет 46 делений с оциф­ровкой от —13 до +10%, пена деления 0,5%. По этой шкале с помощью ручки 12 вводят корректуру пути.

Рис. 89. Курсоуказатель:

1 - шкала; 2 - поворотное кольцо с ин­дексом; 3 - стрелка

Курсоуказательпредназначен для дублирования пока­заний шкалы грубого отсчета дирекционного угла продольной оси машины. Он используется механиком-водителем при вождении машины по заданному курсу.

Шкала (рис. 89) курсоуказателя имеет 120 деле­ний, цена деления 0-50. Для выдерживания заданного кур­са индекс поворотного коль­ца 2 устанавливают против соответствующего деления шкалы. При движении по кур­су стрелка 3 должна находить­ся против индекса.

Индикаторный план­шет (рис. 90) предназначен для индикации указания ме­стоположения машины на то­пографической карте перекрес­тием визирных (подвижных) нитей. Он рассчитан на работу с топографическими картами масштабов 1:50000 и 1:100000. В него можно вкладывать небольшую (2—3 листа) склейку карт, сложенную по размерам планшета.

Начальная установка координат ХиУместоположения ма­шины и установка нитей осуществляются ручками ввода координатХиУ. В планшете предусмотрено устройство ввода по­правки в координаты, вырабатываемые координатором. Оно со­стоит из кнопок ПОПРАВКАX, ПОПРАВКАYи тумблера ЗНАК ПОПРАВКИ. Установив тумблером соответствующий знак (+ или ­), нажимают на кнопки и выводят визирные нити так, чтобы их перекрестие было над точкой местоположе­ния машины на карте. При этом на шкалах счетчиков коорди­нат координатора синхронно устанавливаются координаты точ­ки местоположения машины.

Координатор целивместе с координато­ром навигационной аппаратуры служит для вычисления прямо­угольных координат разведанных целей по их полярным коор­динатам (расстояниям до целей и углам визирования на них).Та­ким образом, координатор цели решает прямую геодезическую задачу. Расстояния до целей измеряются на местности с исполь­зованием дальномера, а углы визирования на разведанные це­ли— с помощью угломерного устройства. Местоположение ма­шины принимается за полюс, а полярной осью служит продоль­ная ось машины. Точность определения прямоугольных координат целей зависит от точности определения координат полюса, а также от точности определения полярных координат целей.

Рис. 90. Индикаторный планшет:

1 — крышка; 2, 5 — винты; 3, 6 — гайки; 4 — визирные нити; 7 — патро­ны подсветки; 8 — ручка ввода координаты Х; 9 — ручка регулирования освещенности карты; 10 — кнопка поправки Х; II— ручка переключения масштаба; 12 — переключатель ВКЛЮЧЕНИЕX, У; 13 — ограничитель; 14 — ручка ввода координаты у

Координатор целииспользуется только в неподвижной ма­шине. Вначале рукоятками УСТАНОВКАX,Yи УСТАНОВКА а устанавливают координаты и дирекционный угол, считан­ные со шкал координатора. Затем измеряют угол визирования на цель (Р) и устанавливают его рукояткой УСТАНОВКА авиа. Переключатель РОД РАБОТЫ устанавливают в режим вычис­ления прямоугольных координат цели. Измеренное дальноме­ром расстояние до цели вводится рукояткой УСТАНОВКА 5Ц. Скорость ввода расстояния регулируется специальным переклю­чателем БЫСТРО — МЕДЛЕННО. Переключатель ВВОД 5Ц — СБРОС 5Ц устанавливают в соответствующий режим (+ или -). Координаты цели считывают со шкалX,Yкоор­динатора цели.

Назначение, состав, технические характеристики ТНА-4

Назначение

ТНА-4-1 является счетно-решающей системой, предназначенной для:

• автоматической выработки и индикации координат движущегося объекта;

• выработки дирекционного угла продольной оси объекта;

• выработки дирекционного угла на пункт назначения;

• индикации местоположения объекта на топографической карте в системе координат Гаусса-Крюгера.

Состав

В состав ТНА-4-1 входят следующие приборы и инструменты:

• гирокурсоуказатель (ГКУ);

• пульт управления (ПУ);

• преобразователь тока ПТ-200Ц;

• механический датчик скорости;

• координатор;

• курсоуказатель;

• планшет индикаторный;

• хордоугломер (в чехле);

• циркуль-измеритель полевой (в чехле).

Технические характеристики ТНА-4-1:

• среднеквадратические относительные когерентности определения координат объекта при его движении со скоростями до 100 км/ч без переориентирования и абсолютные предельные погрешности удержания дирекционного угла не превышают значении, указанных в таблице 4

Таблица 4

предельные погрешности удержания дирекционного угла

Погрешность
В течение 1 часа		В течение 3 часов		В течение 5 часов		В течение 7 часов
Координат, в %	Дирекционного угла, в д.у.	Координат, в %	Дирекционного угла, в д.у.	Координат, в %	Дирекционного угла, в д.у.	Координат, в %	Дирекционного угла, в д.у.
0,6-0,8	20	0,9	41	1,1	58	1,25	80

• погрешность вычисления координат в режиме встроенного контроля не более 5 м;

• погрешность дистанционной передачи дирекционного угла координатора, на курсоуказатель не более 0-50;

• инструментальная координатная погрешность отображения местоположения объекта на топографической карте не более 1 мм;

• аппаратура обеспечивает введение поправок в счетчики координатора по контурным точкам трассы с управлением от планшета;

• аппаратура обеспечивает ввод поправок на юз и пробуксовку движущегося объекта в диапазоне от +12% до -10% от величины пройденного пути;

• время готовности аппаратуры к работе 13 мин., а при температуре окружающей среды ниже +20⁰ С – 20 мин.;

• время непрерывной работы аппаратуры с заданной точностью без переориентирования 7 часов;

• питающее напряжение 36 В 400 Гц.

Взаимодействие элементов аппаратуры ТНА-4-1 по структурной

схеме

Информация пройденном пути поступает от ходовой части объекта через гибкий валик с ценой одного оборота 1,6 м на механический датчик скорости (МДС) (рис.87). В МДС эта информация преобразуется в две последовательности импульсов, несущих информацию о приращении пути и его знаке. Частота импульсов пути пропорциональна скоростям движения объекта, а их количество пропорционально пройденному пути.

Эти две последовательности импульсов по двум каналам с МДС поступают в устройство корректуры пути координатора, где происходит их формирование с учетом дорожных условий. В зависимости от очередности следования импульсов по каналам в устройстве корректуры пути вырабатывается сигнал направления движения объекта (вперед или назад), который поступает в устройство переключения.

Импульсы одного из каналов используются в координаторе в качестве импульсов пути S, поступающих в устройство преобразования. В зависимости от дорожных условий (юз, пробуксовка) количество импульсов пути корректируется в устройстве преобразования в зависимости от положения рукоятки УСТАНОВКА КОРРЕКТУРЫ.

Информация об изменении дирекционного угла продольной оси движущегося объекта вырабатывается в курсовой системе «Маяк-2», состоящей из гирокурсоуказателя (ГКУ), пульта управления и преобразователя тока.

ГКУ предназначен для выработки информации об изменении дирекционного угла продольной оси объекта.

Пульт управления предназначен для регулирования ГКУ по географической широте и величине ухода показаний дирекционного угла.

Преобразователь тока обеспечивает питание всей аппаратуры переменным током напряжения 36 В частотой 400 Гц.

Информация об изменении дирекционного угла объекта с ГКУ поступает в устройства отработки дирекционного угла объекта координатора.

Координатор представляет собой счетно-решающий индикаторный прибор, предназначенный для вычисления и индикации координат движущегося объекта, дирекционного угла объекта и дирекционного угла на пункт назначения.

Устройство отработки дирекционного угла объекта представляет собой следящую систему, механически связанную с устройством преобразования и устройством переключения.

В устройстве отработке дирекционного угла объекта вырабатывается сигнал для курса указания, являющегося индицирующим прибором.

Курсоуказатель представляет собой следящую систему одноканального типа. Его выходным устройством является стрелочный указатель, указывающий дирекционный угол объекта.

Устройство преобразования имеет механический вход по дирекционному углу объекта и вход по сигналам пути

Оно является основным устройством координатора и осуществляет операцию разложения элементов пути на составляющие вдоль координатных осей. Так как область измерения дирекционного угла ограничена от 0⁰ до 90⁰, то устройство преобразования вырабатывает только положительные значения элементов, разложения пути, равные:

ΔS_i cosα^/

ΔS_i sinα^/

Для обеспечения непрерывности изменения синусной и косинусной функции дирекционного угла при изменении квадрантов, в которых движется объект, служит устройство переключения координатора. На него поступает информация, выработанная в устройстве преобразования и дирекционный угол объекта, выработанный в устройстве отработки дирекционного угла объекта.

Устройство переключения обрабатывает поступившую на него информацию, определяя квадрант происшедшего разложения элемента пути и знаки приращений в соответствии с квадрантом дирекционного угла объекта.

С выхода устройства переключения информация в виде последовательностей дискретных величин:

ΔХ_i=/ΔS_i cosα^׳//

ΔУ_i=/ΔS_i sinα^//

поступает в устройство индикации координат, где происходит суммирование этих сигналов. Устройство индикации координат вырабатывает также информацию о разностях координат между пунктом назначения местоположения объекта, которая поступает на вход устройства определения дирекционного угла на пункт назначения.

Это устройство производит операцию по определению дирекционного угла на пункт назначения по данным, поступающим с устройства индикации координат.

Приращения координат Х , У с устройства индикации координат поступает на индикаторный планшет, на топографической карте которого с помощью визирных нитей Х и У индицируется текущее местоположение движущегося объекта.

Блок питания координатора обеспечивает стабилизированными напряжениями -4В, +4В и выпрямленными напряжениями -6,3В, +6,3В электронные блоки координатора.