СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УГЛОВОГО ПОЛОЖЕНИЯ ОБЪЕКТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

摘要

1. Способ определения углового положения объекта, основанный на использовании в качестве опорных векторов естественное магнитное поле Земли, по которому измеряют с помощью магнитометров проекции напряженности магнитного поля Земли и определяют текущее положение объекта, отличающийся тем, что магнитное поле Земли искусственно искажают с получением в точках расположения магнитометров неколлинеарных опорных векторов магнитного поля, а сигналы по трем угловым координатам, соответствующим малым отклонениям углового положения объекта, определяют согласно системе уравнений

,

где Нх₁₀, Ну₁₀, Hz₁₀ и Нх₂₀, Ну₂₀, Hz₂₀ - величины проекций напряженности магнитного поля в исходном положении измерительного блока в двух точках расположения магнитометров, Нх₁(ψ, υ, γ), Hy₁(ψ, υ, γ), Hz₁(ψ, υ, γ) и Нх₂(ψ, υ, γ), Ну₂(ψ, υ, γ), Hz₂(ψ, υ, γ) - текущие измерения проекций магнитного поля, А - матрица градиентов магнитного поля в точках расположения магнитометров, Δψ, Δυ, Δγ - малые отклонения углового положения объекта.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для искусственного искажения магнитного поля Земли используют изотропное ферромагнитное тело сферической формы.

3. Устройство для определения углового положения объекта, представляющее собой измерительный блок, содержащее основание, на котором закреплены комплект магнитометров для измерения проекций напряженности магнитного поля Земли и вычислительное устройство, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено изотропной ферромагнитной сферой, закрепленной на основании блока для искусственного искажения магнитного поля Земли, обеспечивая неколлинеарность векторов искусственно искаженного магнитного поля Земли в области расположения магнитометров, а вычислительное устройство выполнено с возможностью определения малых отклонений углового положения объекта Δψ, Δυ, Δγ путем решения системы уравнений

,

где Hx₁₀, Ну₁₀, Hz₁₀ и Нх₂₀, Ну₂₀, Hz₁₀ - величины проекций напряженности магнитного поля в исходном положении измерительного блока в двух точках расположения магнитометров, Hx₁(ψ, υ, γ), Hy₁(ψ, υ, γ), Hz₁(ψ, υ, γ) и Нх₂(ψ, υ, γ), Ну₂(ψ, υ, γ), Hz₂(ψ, υ, γ) - текущие измерения проекций магнитного поля, А - матрица градиентов магнитного поля в точках расположения магнитометров, Δψ, Δυ, Δγ - малые отклонения углового положения объекта.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что для обеспечения возможности измерения произвольных по величине углов поворота объекта измерительный блок установлен в трехосном кардановом подвесе, снабженном датчиками углового положения и приводами по каждой оси, с помощью которых по сигналам с вычислительного устройства блок удерживается в неизменном положении относительно магнитного поля Земли, что дает возможность определения углового положения объекта в пространстве по сигналам датчиков угла поворота на осях подвеса.