Hjkj

  • 23 дек. 2011 г.
  • 3279 Слова
Автономные системы инерциальной навигации

Устройства определяется положение выполняют, по сути дела, функцию, схожую с функцией часов, но только по отношению к пространственным физическим величинам. С тех пор как люди заинтересовались размерами и формой различных участков суши и моря, с тех пор, как они начали путешествовать на значительные расстояния, местоположение и ориентацияв пространстве стали играть важную роль. До появления современных средств передвижения по воздуху и воде для различных описаний, составления карт и навигаций было достаточно информации, полученной в результате визуальных наблюдений за земными объектами и небесными телами.
В наше время передвижение часто происходит при условиях, исключающих нормальный визуальный контакт: плохаявидимость, большие расстояния, высокая скорость, нахождения под водой и т.д.
Эти новые условия стимулировали разработку приборов для определения положения тел в пространстве и связанных с величин. До недавнего времени действие этих приборов базировалось на контактах, осуществлявшихся с помощью излучений. В последнее время появились автономные системы. Основные принципы и техническиеисполнимые (в самых общих чертах) таких систем и является предметом настоящего описания, которое приведено ниже.

Положение в пространстве
Материальные тела с неизменными в течение неопределенного долгого периода времени размерами и формой всегда были объектами повседневного человеческого опыта. Помимо свойств самих тел, также большое значение имеют геометрические отношения между ними. В отличие отвремени, которое никогда не останавливается и течение которое в принципе не в силах изменить, эти отношения могут либо оставаться неизменными, либо как-то изменяться (в том числе возвращаться в прежнее состояние). Отдел математики, изучающий отношения между материальными телами в пространстве, называться геометрией. Она оперирует идеальными понятиями, в число которых входят в локализуемые точкивыбранные внешние (базовые) толчки отсчета.
Кроме определения местоположения, очень интересная и очень важная задача при полном геометрическом описании, учитывающем отношения между телами,- определение ориентации локализуемого тела. Ориентация для любого конкретного случая определяется углами между осями, зафиксированными соответствующим образом относительно некоторого выбранного тела отсчета,и такими же осями систем координат, зафиксированных для локализуемых тел.
Поскольку пространство, окружающее человека, трехмерно (т.е. изменение местоположения в нем может быть описано при помощи трех компонент, лежащих вдоль трех взаимно перпендикулярных направлений), в геометрической теории тело отсчета и локализуемое тело идентифицируются обычно с помощью трех ортогональныхосей.
Отсчетные оси, используемые для установления связей между выбранной внешней(базовой) системой координат и осями, представляющими локализуемые тела, образуют систему координат, с помощью которой определяется местоположение тел, а также их ориентация относительно отсчетных осей.
Местоположение и ориентация могут быть измерены в единицах длины и угла.Соответствующие числа дают количественную информацию, эти числа, используемые для полного описания любой данной физической ситуации, оказываются также пригодным для разного рода вычислений, которые необходимы для получения искомых результатов.
На рис. 2 приведен пример системы отсчета для ситуаций, в которых определяется только местоположения. Все возможные положениялокализуемых осей координат относительно базовой системы могут быть представлены в виды отрезков, имеющих направление и длину и называемых векторами: эти отрезки направлены от базовой точки к локализуемой точке, причем их длина пропорциональна расстоянию.
Угловые изменения(т.е. изменения ориентации локализуемого тела) могут быть заданы векторами, длины которых...
tracking img