Lý Thuyết Chung Về Dẫn Đường Các Thiết Bị Bay

Chơng I: Lý thuyết chung dẫn đờng thiết bị bay ĐI Các nhiệm vụ phơng pháp dẫn đờng Nhiệm vụ: Để hiểu đợc nhiệm vụ dẫn đờng ta xét qua định nghĩa dẫn đờng: "Dẫn đờng mônn khoa học nghiên cứu phơng pháp thiết bị thu nhận thông tin xác định vị trí chuyển động đối tợng đợc gọi mục tiêu Qua định nghĩa ta thấy dẫn đờng có hai nhiệm vụ: I Nghiên cứu phơng pháp dẫn đờng II Nghiên cứu thiết bị dẫn đờng Các phơng pháp dẫn đờng Ngời ta phân phơng pháp dẫn đờng dựa việc sử dụng kỹ thuật khác nhau: (Kỹ thuật sử dụng thiết bị dẫn đờng) I - Dẫn đờng quan sát mắt ngời II - Dẫn đờng địa bàn từ, áp kế (Để đo độ cao) v.v Hai phơng pháp dẫn đờng trênđơn giản nhng độ xác nhỏ thời gian dùng để xử lý kết đo lớn III - Dẫn đờng thiên văn: Phơng pháp cho phép đo theo vài bầu trời để xác định vị trí thiết bị bay Dụng cụ dẫn đờng thiên văn có độ xác cao nhng không sử dụng đợc điều kiện bầu trời bị mây che phủ IV - Dẫn đờng nguồn sáng tia (Laze) hay cảm biến, phản ứng phát xạ nhệit: Dụng cụ dẫn đờng thuộc kiểu này: Khoảng cách tác dụng ngắn ảnh hởng áp suất khí Tuy vũ trụ việc sử dụng phơng pháp nhiều V - Dẫn đờng phơng pháp "Quán tính": Phơng pháp sử dụng dụng cụ đo véc tơ gia tốc thiết bị bay tơng đối so với mặt đất sau lấy tích phân véc tơ gia tốc để xác định véc tơ vận tốc vị trí thiết bị bay tìm đợc từ việc tích phân véc tơ vận tốc Phơng pháp "Quán tính" không cần trao đổi thông tin với đài mặt đất nên đảm bảo đợc bí mật nhng phơng pháp có nhợc điểm sai số xác định vị trí thiết bị ba tích lũy lại theo trình diễn Do dụng cụ dẫn đờng "Quán tính" thông thờng phải phối hợp với dụng cụ khác mà dụng cụ cho phép có chu trình điều chỉnh sai số VI Dẫn đờng phơng pháp kỹ thuật vô tuyến điện Nhiệm vụ dẫn đờng giải cách tốt phơng pháp kỹ thuật vô tuyến điện Phơng pháp phụ thuộc vào thiết bị dẫn đờng dụng cụ điện tử cấu tạo nên thiết bị dẫn đờng Phơng pháp không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết đảm đảm điều kiện thiết bị bay không ngời lái theo chơng trình bay định trớc đài mặt đất Phơng pháp kỹ thuật vô tuyến điện có độ xác cao khaỏng cách tác dụng lớn tới hàng trăm triệu km Tuy nhiên phơng pháp có nhợc điểm phải bố trí mặt đất trạm vô tuyến điện hay dụng cụ liên hệ với thiết bị bay để giảm nhỏ nhêĩu vô tuyến điện tác động vào Khaỏng cách tác dụng độ xác phơng pháp phụ thuộc vào điều kiện lan truyền sóng vô tuyến điện mức nhiễu bên bên thiết bị dẫn đờng Kết luận: Các phơng pháp dẫn đờng nêu có u khuyết điểm riêng, không loại trừ mà bổ sung cho nhiều việc tăng độ xác, độ tin cậy, mức an toàn thiết bị bay Đ2 Nguyên lý hoạt động hệ thống điều khiển Khối chư ơngưtrình Máyưtính II Khối điềuưchỉnh Máyưtính I Dụngưcụ dẫnưđư ờngưI Thiếtưbị láiưbay Dụngưcụ dẫnưđư ờngưII Dụngưcụ ChỉưthịưIII đư ờngưdẫnưIII Mạchưchỉưhuy Khốiưchư ơng trìnhưII MáyưtínhưIII Cácưthiếtưbị bayưkhác Máyưphát VTĐưchỉưhuy Hình 1.1: Sơ đồ nguyên lý hoạt động hệ thống điều khiển thiết bị bay Trong trờng hợp điều khiển không tự động hệ thống điều khiển gồm ba khối: Thiết bị lái bay, Dụng cụ dẫn đờng I khối máy tính I Nguyên lý hoạt động nh sau: Dụng cụ dẫn đờng xác định thông tin thiết bị bay thông tin sau nhận đợc, đợc xử lý máy tính I thị, số thị không thay đổi trị số Con ngời thông qua số thị mà điều khiển thiết bị bay Trong trờng hợp điều khiển tự động hệ thống điều khiển có thêm ba khối nữa: Khối chơng trình I, máy tính II khối điều chỉnh (ở dụng cụ dẫn đờng làm việc chế độ điều khiển) Nguyên lý hoạt động nh sau: Sau số liệu đợc xử lý máy tính I thị đợc đa đến máy tính II so sánh số liệu nhận đợc với số liệu chơng trình bay khối chơng trình bay I đa tín hiệu mệnh lệnh, tín hiệu mệnh lệnh đa đến khối điều chỉnh, tự động làm sai lệnh bánh lái cần tay lái thiết bị bay Cũng tơng tự nh dụng cụ dẫn đờng II, dụng cụ dẫn đờng II dùng xác định đại lợng khác Trong trờng hợp chung hệ thống điều khiển thiết bị bay có thêm mọt mạch huy Mạchchỉ huy có tác dụng dùng để kiểm tra việc thực chơng trình bay thiết bị bay thay đổi chơng trình bay thiết bị bay Hoạt động mạch huy nh sau: Dụng cụ dẫn đờng III thu nhận thông tin xác định vị trí thiết bị bay sau xử lý với chơng trình bay đa từ khối chơng trình II đến đầu máy tính III đa tín hiệu huy, tín hiệu huy qua máy phát vô tuyếnđiện đến điều khiển hoạt động thiết bị bay Nh đảm bảo điều khiển hàng không Đ3 Các yếu tố dẫn đờng Định nghĩa: Yếu tố dẫn đờng đại lợng đặc trng cho vị trí chuyển động thiết bị bay Các yếu tố dẫn đờng đặc trng cho vị trí thiết bị bay: Để xác định vị trí thiết bị bay ta cần phải xác định thông số sau: a Vị trí trục thiết bị bay: đợc xác định góc xác định độ lệch tơng đối toạ độ trục thiết bị bay toạ độ khảo sát Y1 X1 Z1 Hình 1.2: Toạ độ trục thiết bị bay OX1Y1Z1 Toạ độ trục thiết bị bay đợc dựng nh sau: OX1: Hớng theo hớng bay: OX1: Trục dọc OZ1: Hớng theo hớng cách thiết bị bay: OZ1: Trục ngang OY1: Hớng theo hớng vuông góc với mặt phẳng thiết bị bay: OY 1: Trục đứng Toạ độ khảo sát OXYZ có gốc trùng với tâm khối thiết bị bay, hớng OX, OY, OZ a Góc hớng () y X1 O X Z Hình 1.3: Hình biểu diễn góc hớng ( ) Góc hớng góc hình chiếu trục OX1 xuống mặt phẳng ngang hớng trục O OX trục OX trùng với hớng bắc ngời ta gọi góc góc hớng thực (Góc = 00 ữ 3600) b Góc tròng trành y z Hình 1.4: Hình biểu diễn góc tròng trành Góc tròng trành góc mặt phẳng ngang hớng OX1 Góc tròng trành mang giá trị (+) trục OX1 quay quanh trục OZ1 theo chiều ngợc với chiều quay kim đồng hồ (Góc v = -900 900) c Góc nghiêng ( ) y O x z z1 Hình 1.5: Hình biểu diễn góc nghiêng ( ) Góc nghiêng góc mặt phẳng ngang trục OZ1 Khi cánh phải thiết bị bay thấp đờng ngang góc nghiêng (+) Kết luận: Để mô tả chuyển động thiết bị bay quanh tâm khối cần phải xác định đợc đạo hàm theo thời gian góc Trong vài trờng hợp cần thiết xác định vị trí điểm đấy, ví dụ: Trạm vô tuyến điện ngời ta sử dụng góc hớng bay hớng đến trạm vô tuyến điện (KYP), góc tổng số đo la bàn vô tuyến điện OPK độ hiệu chỉnh P có độ điều chỉnh P ảnh hởng yếu tố bên thiết bị bay gây nên Hình 1.6: Hình biểu diễn góc xác định vị trí trạm vô tuyến điện KPY = OPK + P (1.1) Hay ngời ta sử dụng góc phơng vị: Góc phơng vị thực trạm vô tuyến điện (P) P = K + KYP (1.2) Góc phơng vị thực thiết bị bay (A) A = P + 1800 + (1.3) đây: : Độ hiệu chỉnh hội tụ kinh tuyến II Vị trí thiết bị bay a Thiết bị bay gần mặt đất M 0 Hình 1.7: Toạ độ địa lý Trờng hợp xác định vị trí thiết bị hay so với tâm đất O (hình 1.7) ta sử dụng hệ thống toạ độ địa lý xác định kinh độ 0, vĩ độ độ cao H (độ cao H đợc tính từ mặt nớc biển) * Trờng hợp xác định vị trí thiết bị bay so với điểm quan sát O' nằm mặt đất ta sử dụng toạ độ cực với ba thông số: Góc phơng vị , góc cao h khaỏng cách R b Thiết bị bay xa trái đất (vệ tinh): Trong trờng hợp ngời ta sử dụng toạ độ quán tính xích đạo O có hai trục O O bố trí mặt phẳng xích đạo, trục O có hớng đến điểm xuân phân (Điểm tìm đợc chùm OVEN ký hiệu thiên văn học chùm này) Còn O hớng theo kinh tuyến Cn Toạ độ điểm toạ độ quán tính xích đạo lên thẳng ( giống 0) độ lệch ( giống 0) khoảng cách (r0 giống H khác r0 tính từ tâm trái đất) Các yếu tố dẫn đờng đặc trng cho chuyển động thiết bị bay Chuyển động thiết bị bay đợc xác định véc tơ vận tốc W nên véc tơ W yếu tố dẫn đờng đặc trng cho chuyển động thiết bị bay: Hình 1.8: Các thành phần vectơ vận tốc mặt phẳng ngang XOZ OX1 (XOZ) uur uur đây: W r : hình chiếu W mặt phẳng ngang gọi vận tốc đờng uur uur : hình chiếu Wn W nên trục oy: Gọi vận tốc tăng hay giảm Trong trờng hợp trục OX trùng với kinh tuyến C n trục OX1 nằm mặt phẳng XOZ (hình 1.8) thì: uur ur ur (1.5) W r = V +U ur V : Thành phần vận tốc theo hớng bay gọi vận tốc không gian ur U : Vận tốc góc Góc đờng bay tơng đối so với hớng Bắc (kinh tuyến Cn) y y = K + (1.6) : Độ lệch góc Chú ý: Khi tính toán qũy đạo tên lửa thông thờng ngời ta xác định vectơ xác định vectơ vận tốc toạ độ OX1Y1Z1 góc: h1: góc tán công; 1: góc trợt y1 x1 h1 O W z1 uur Hình 1.9: Hình chiếu W mặt phẳng OX1Z1 Chơng II Lý thuyết chung thiết bị hệ thống dẫn đờng Đ1 Phân loại thiết bị dẫn đờng theo thông số dẫn đờng Định nghĩa: Thiết bị dẫn đờng tập hợp thiết bị điện tử để xác định thông số dẫn đờng Thông số dẫn đờng đại lợng biến đổi theo thời gian mà thiết bị dẫn đờng phải xác định 2 Phân loại: Thông số dẫn đờng thông thờng khoảng cách, tổng khoảng cách, hiệu khoảng cách, góc, vận tốc chuyển động Nếu phân loại thiết bị dẫn đờng theo thông số tơng ứng với thông số dẫn đờng ta có: Thiết bị dẫn đờng khoảng cách, tổng khoảng cách, hiệu khoảng cách, pha, vận tốc Thiếtưbịưdẫn đư ờng Đoưkhoảng cách Khôngưbộ trảưlời Đoưtổng khoảng cách Cóưbộưtrả lời Đoưhiệu khoảng cách Đoưđộưcao Đoưhiệu khoảng cách Đoưpha Đoưvậnưtốc Tìm phư ơng Đoưchân trời Hình 1.10: Sơ đồ phân loại thiết bị dẫn đờng vô tuyến điện theo thông số dẫn đờng Nguyên lý Nguyên lý hoạt động thiết bị đo khoảng cách, hiệu khoảng cách hay tổng khoảng cách dựa phơng trình bản: R = C1 (2.1) đây: C = 108 m/s Từ xác định khoảng cách R ngời ta qui xác định thời gian t - Nguyên lý hoạt động thiết bị đo góc: Dựa vào đồ thị hớng của anten * Thiết bị đo pha vô tuyến điện: Đo góc lệch quĩ đạo bay quĩ đạo định trớc * Thiết bị đo chân trời vô tuyến điện: Đo góc tròng trành v góc nghiêng thiết bị bay so với mặt phẳng hành tinh * Thiết bị tìm phơng: Đo góc phơng vị góc tà Đ2 Hệ thống dẫn đờng Định nghĩa: Hệ thống dẫn đờng tập hơp thiết bị dẫn đờng thiết bị phụ khác đảm bảo thực nhiệm vụ chiến thuật Chức hệ thống dẫn đờng: Để hiểu đợc chức hệ thống dẫn đờng ta xét qua sơ đồ chức nó: Kết luận: Hệ thống dẫn đờng vô tuyến điện kết hợp với Hệ thống dẫn đờng khác mà hệ thống không sử dụng kỹ thuật vô tuyến điện, để thực nhiệm vụ chiến thuật Tổưhợpưtựưđộng Hạưcánh Cậpưbếnưvà lắpưráp Theo đư ờngưvịưtrí Hệưthốngưdẫn đư ờng Xácưđịnhưvị trí TổưhợpưEgodic Choưbiết trư ớcưvà chạm Theoưtính toán Điềuưkhiển chuyển độngưtrên không Soưsánh bảnưđồ Hình 2.2: Sơ đồ chức Hệ thống dẫn đờng Đ3 Phân loại thiết bị dẫn đờng vô tuyến điện theo kiểu đo kỹ thuật vô tuyến điện Cờng độ điện trờng máy phát vô tuyến điện thuộ thiết bị dẫn đờng biểu diễn toán học dới dạng: e = Emsin ( t + ) (2.3) Trờng điện từ đợc đặc trng biên độ, tần số, thời gian pha Nếu giá trị đại lợng hàm số thông số dẫn đờng ta nhận đợc thiết bị dẫn đờng biên độ, tần số, thời gian pha Trong trờng hợp chung thông số tín hiệu hàm thông số dẫn đờng p: = f(p) (2.4) Tuy nhiên thông số tín hiệu phụ thuộc vào p phụ thuộc vào thông số ký sinh khác nh: Công suất máy phát, hệ số suy giảm v.v = f(p, , , ) (2.5) , , thông số ký sinh Khi có thông số ký sinh độ xác thông số dẫn đờng nhận đợc giảm thiết bị dẫn đờng phải cấu tạo nh để giảm nhỏ thông số ký sinh Thiếtưbịưdẫn đư ờng ThiếtưbịưDĐ tầnưsố Đoưtheo tầnưsố đốple ThiếtưbịưDĐ pha ThiếtưbịưDĐ biênưđộ ThiếtưbịưDĐ thờiưgian ThiếtưbịưDĐ tư ơngưquan Đoưtheo sựưđiều biênưtần số Đoưtheo sóng mang (H) Đoưtheo hìnhưbao (M) Đoưtheo sóng mang (H) Đoưtheo hìnhưbao (M) Đoưtheo sóng mang (H) Tìm phư ơng theo biênưđộ cựcưđại Tìm phư ơng theo biênưđộ cựcưtiểu Tìm phư ơng theo biểu thức biênưđộ Theo biênưđộ cựcưtiểu Theo hiệu biênưđộ Theo biểu thức biênưđộ Hình 2.3: Sơ đồ phân loại thiết bị dẫn đờng theo kiểu đo Đoưtheo hìnhưbao (M) kỹ thuật vô tuyến điện Đ4 Các tiêu chiến thuật kỹ thuật thiết bị hệ thống dẫn đờng Các tiêu chiến thuật 1.1 Độ xác: Xác định tỉ lệ nghịch sai số Ví dụ: Sai số xác định bề mặt vị trí đợc đánh giá giá trị trung bình bình phơng Nếu sái 10-2 ta có độ xác nhỏ, 10-3: Độ xác trung bình, 10-4: Độ xác cao 1.2 Vùng làm việc khaỏng cách tác dụng: Vùng làm việc thiết bị dẫn đờng không gian giới hạn thể tích mà thể tích sai số xác định bề mặt vị trí nhỏ giá trị cho phép với xác suất cho trớc Khoảng cách cực đại vùng làm việc khoảng tác dụng 1.3 Khả điều khiển Đợc xác định số lợng thiết bị bay đợc điều khiển đồng thời 1.4 Tính động Đợc xác định thời gian chi dùng vào việc nhận số liệu, xử lý số liệu 1.5 Độ tin cậy: Đợc xác định xác suất thiết bị làm việc tốt khoảng thời gian cho trớc 1.6 Khả chống nhiễu: Là khả trì đợc tiêu kxy thuật thiết bị dẫn đờng có nhiễu tác động 1.7 Độ mềm dẻo: Đợc xác định khả thích nghi thiết bị dẫn đờng thay đổi điều kiện ban đầu 1.8 Khối lợng thể tích: Là tiêu quan trọng đặc biệt thiết bị dẫn đờng máy bay Các tiêu kỹ thuật - Tần số làm việc - Công suất nguồn cung cấp - Công suất phát xạ anten - Độ nhạy máy thu Chơng III Xác định vị trí thiết bị bay theo kết đo Đ1 Các thông số bề mặt vị trí tơng ứng Định nghĩa: Bề mặt vị trí quĩ tích điểm không gian ứng với giá trị xác định thông số 1 Thông số khoảng cách Khi máy trả lời thiết bị bay: Thông số khoảng cách khoảng cách thiết bị dẫn đờng mặt đất thiết bị bay Phơng trình thông số: p=R (3.1) Trong toạ độ Đề p= (3.2) x +y + z Khi có máy trả lời thiết bị bay phơng trình thông số là: p = 2R (3.3) Trong toạ độ Đề các: p= (3.4) x +y + z Trong hai trờng hợp bề mặt vị trí mặt cầu: (Trờng hợp thứ nhất: Mặt cầu bán kính R Trờng hợp thứ hai: Mặt cầu bán kính 2R) Tâm mặt cầu thiết bị dẫn đờng mặt đất Thông số tổng khoảng cách: Hình 3.1: a Sơ đồ bố trí máy phát, thu thiết bị dẫn đờng z 2b y x 2a b Bề mặt vị trí thiết bị đo tổng khoảng cách Nếu máy phát máy thu thiết bị dẫn đờng đặt cách khoảng cách ta xác định đợc tổng khoảng cách từ điểm tới điểm chuyển động (Thiết bị bay) Phơng trình thông số thiết bị đo tổng khoảng cách là: p = R1 + R2 = 2a (3.4) Bề mặt vị trí elipxoit nhận đợc cách quay hình elip xung quanh trục OX Phơng trình elipxoit: x y c2 = (3.5) + + a b2 b2 a b giá trị nửa trục lớn nhỏ elip liên hệ với biểu thức: b= (3.6) a d2 / d: Khoảng cách máy thu máy phát Thông số hiệu khoảng cách: Đối với thiết bị đo hiệu khoảng cách ta bố trí điểm máy phát vô tuyến điện làm việc đồng với thiết bị bay bố trí máy thu ta xác định đợc hiệu khoảng cách từ thiết bị bay đến điểm Phơng trình thông số: p = R2 - R1 = 2a (3.7) Bề mặt vị trí hypecboloid tạo thành quay hypecbl quanh trục ox Phơng trình hypecboloit: x2 y2 z2 =1 a b2 b2 Với b = d2 / a b a x Thông số góc: Góc phơng vị: Phơng trình thông số: p = (3.8) Bề mặt vị trí mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng XOY qua điểm M - Góc cao: Phơng trình thông số: p = h (3.9) Bề mặt vị trí hình nón tạo thành quay đờng OM xung quanh trục OZ Đ2 Sai số xác định bề mặt vị trí Khi xác định thông số gặp phải sai số, sai số dẫn đến sai lệch bề mặt vị trí tức có sai số bề mặt vị trí Ngời ta định nghĩa sai số bề mặt vị trí khoảng cách theo hớng pháp tuyến bề mặt vị trí thực bề mặt vị trí sai lệch P M dn p + dp Hình 3.2: Biểu diễn bề mặt vị trí thực bề mặt vị trí sai số Theo định nghĩa Gradien ta có: dp dn Giả sử toạ độ điểm M trùng với gốc toạ độ thì: r dp r dp r dp +j +k Gradp = i dx dy dz gradp = (3.10) (3.11) Hay: 2 dp dp dp gradp = ữ + ữ + ữ dx dy dz Theo định nghĩa sai số bề mặt vị trí ta có: p dp = u du (3.12) (3.13) đây: u: Sai số bề mặt vị trí p: Sai số thông số Do vậy: 2 p dp dp dp = ữ + ữ + ữ u dx dy dz (3.14) nên: u= p 2 (3.15) dp dp dp + + dx ữ dy ữ dz ữ Xác định sai số bề mặt vị trí thiết bị dẫn đờng khác: Thiết bị tổng khoảng cách là: Thông số thiết bị tổng khoảng cách là: p = R1 + R2 Theo hình vẽ 3.1 ta có: R1 = x+d 2 ữ y +z xd 2 (3.17) ữ y +z Dựa vào công thức (3.15) ta xác định đợc sai số bề ặmt vị trí thiết bị đo tổng khoảng cách R2 = p x y z d / + ữ R1 R Theo hình vẽ 3.1 ta có: u= (R Cos = +R 22 d (3.18) ) (3.19) 2R1 R Thay (3.19) vào (3.18) ta đợc: p cos ữ Theo hình vẽ 3.1 ta có: u= (3.20) p u= R d cos cosh cos tg ữữ R0 d / Theo công thức (3.21) thì: (3.21) Umax = 00 Umin = 900 Thiết bị đo hiệu khoảng cách ********* l1, l2: Là giao tuyến mặt phẳng vuông góc bề mặt vị trí sai số thứ thứ Theo định nghĩa sai số đờng vị trí ta thấy sai số đờng vị trí Dựa vào hình (3.3) ta có: l= (3.28) a + b + 2ab cos góc giao giữa bề mặt vị trí thực thiết bị bay mà: U1 = a sin (3.29) U1 = a cos (3.30) Do vậy: l= U12 +U 22 + 2U1 U cos sin ( ) Sai số vị trí: Sai số vị trí khoảng cách vị trí vị trí sai số không gian Vị trí điểm giao đờng vị trí bề mặt vị trí thứ (Hay nói cách khác vị trí giao điểm bề mặt vị trí) Ta xát vị trí sai số vị trí cực đại: ngời tta chứng minh đợc sai số vị trí cực đại sai số đờng vị trí đờng vuông góc với bề mặt vị trí thứ Hình 3.4: Xác định sai số vị trí cực đại không gian 1: Vị trí thực 2: Vị trí sai số Dựa vào hình vẽ (3.4) ta có: r= mà (3.31) a12 + b12 + 2a1b1 cos I = a1sin1 (3.32) U3 = b1sin1 Do vậy: r= sin I +u 32 + 2(u cos ( ) (3.33) 1: góc đờng vị trí L bề mặt vị trí thứ (H3) Đ4 Xác suất sai số vị trí: Giả sử toạ độ nghiêng O'1X1Y1Z1 tạo thành pháp tuyến bề mặt vị trí vị trí thiết bị bay Phơng sai số bề mặt mặt vị trí là: 2x1 2y1 2z1 Khi theo toán học phân bố sai số xác suất là: x2 y2 z12 1 exp + + ữ (3.34) (x1,y1,z1) = (2)3 / x1 y1 z1 x1 y1 z1 ữ ý nghĩa công thức (3.34) ứng với toạ độ (x 1, y1 ,z1) hay giá trị sai số vị trí có xác suất xuất Những sai số vị trí có xác xuất xuất thoả mãn biểu thức: w(x1, y1 ,z1) = const (3.35) Hay là: y12 z12 x12 (3.36) = = const + + ữ ữ x1 y1 z1 Đây phơng trình elipxoit, hệ thống toạ độ nghiêng O'1X1Y1Z1 toạ độ nửa trục elipxoit là: a1 = x1 b1 = y1 c1 = z1 (3.37) Ta rời hệ thống toạ OXYZ tới toạ độ O'1X1Y1Z1 cho gốc O trùng với O'1, mặt phẳng OXY trùng với mặt phẳng O'1X1Y1 từ điều kiện ta tìm đợc kích thớc trục toạ độ mới, elipxoit nh gọi elipxoit sai số vị trí Rõ ràng số phụ thuộc vào xác suất cho trớc P rơi vào điểm không gian elipxoit Do elipxoit giới hạn vùng không gian mà vùng không gian điểm tơng ứng với việc khảo sát theo đo vị trí thiết bị bay rơi vào với xác suất cho Ta xác định mối liên hệ xác suất cho trớc P số trờng hợp = = 900 Khi elipxoit nhận đợc toạ độ góc vuông P() = ẹ (2) 3/2 x y z exp (- )d (3.38) mà dịch vụ = dxdydz V = 4abc/3 = xyz3/3 Thay vao ta nhận đợc: 2 P() = exp( )d Hay: (3.39) 2 p() = exp d exp( ) Biểu thức thiết lập dới dạng: ( P() =( ) - ) exp (-2) (3.40) (3.41) đây: (x) = t2 exp ữ dt 2 x (3.42) hàm tích phân xác suất Gauxơ Ví dụ: Ta xét trờng hợp = = 900 x = y = z = u elipxoit sai số vị trí trở thành hình cầu với bán kính là: r= u r: sai số vị trí ứng với mật độ xác xuất w = const Sử dụng công thức (3.34) ta có: (r) = (2r2/ 23u )exp (-r2/2 u ) (3.43) Mật độ tuân theo qui luật MACVELLA áp dụng công thức xác suất sai số ta xác định đợc: - Sai số vị trí trung bình: r = ữu Sai số vị trí trung bình bình phơng: r = 32u = r2 (3.44) (3.45) Phơng sai sai số vị trí: 2r = r ( r ) (3.46) Nếu sai số vị trí r 2r áp dụng công thức xác suất sai số ta có: xác suất sai số vị trí nhỏ r r2 là: 0,61 0,99 Đ5 Xác định vùng làm việc hệ thống dẫn đờng: Định nghĩa: Vùng làm việc hệ thống dẫn đờng vùng giới hạn thể tích không gian mà thể tích sai số vị trí nhỏ giá trị cho phép với xác suất cho trớc Phơng pháp xác định vùng làm việc: Thông thờng ngời ta không lấy giá trị sai số vị trí nhỏ giá trị cho phép để xác định vùng làm việc mà ngời ta thờng lấy giá trị bình phơng trung bình đố điều kiện xác định vùng làm việc (hay nói cách khác: điểm thuộc vùng làm việc phải thoả mãn điều kiện): r rz (3.47) r2 : Giá trị bình phơng trung bình sai số vị trí r: Giá trị cho phép sai số vị trí Ta xác định r: sử dụng công thức 93.33): sin r= l + U 32 + 2lU cos r2 = l + U 32 + 2lU cos sin (3.48) hay: ( ) (3.49) U12 +U 22 + 2U1 U cos (3.50) Theo (3.30): sin 21 l= Thay (3.50) vào (3.49): r = sin U12 +U 22 + 2U1 U cos + U + 2lU cos 3 (3.51) sin Do đó: r = sin U 12 +U 22 + 2U U cos + U + 2lU cos 3 (3.52) sin Mà: U12 = 2x1 ;U 22 = 2y1 ;U 32 = 2z1 U1 U = x1 y1 ; lU = l z1 đây: , hệ số tơng quan (3.53) : Tính tới liên hệ thống kê sai số xác định bề mặt vị trí thiết bị thứ thứ 1: Tính tới liên hệ thống kê sai số đờng vị trí không gian sai số bề mặt vị trí thứ Các hệ số tơng quan , nằm khoảng -1 +1 Ta xét trờng hợp = = Khi (3.52) biểu diễn dới dạng: 2 x1 + y1 r = + z1 ữ ữ sin sin (3.54) hay: 2x1 + 2y1 (3.55) + ữ z ữ sin Bề mặt giới hạn vùng làm việc đợc xác định từ điều kiện: r = sin r = r2 = const Xác định vùng làm việc hệ thống dẫn đờng: 2.1 Hệ thống đo khoảng cách - đo góc.i [...]... cầu ở thiết bị dẫn đờng mặt đất 2 Thông số tổng khoảng cách: Hình 3.1: a Sơ đồ bố trí máy phát, thu của thiết bị dẫn đờng z 2b 1 y 2 0 x 2a b Bề mặt vị trí của thiết bị đo tổng khoảng cách Nếu máy phát và máy thu của thiết bị dẫn đờng đặt cách nhau một khoảng cách nào đó thì ta có thể xác định đợc tổng khoảng cách từ 2 điểm này tới điểm chuyển động (Thiết bị bay) Phơng trình thông số của thiết bị đo... v.v = f(p, , , ) (2.5) , , là các thông số ký sinh Khi có các thông số ký sinh thì độ chính xác của thông số dẫn đờng nhận đợc sẽ giảm do vậy các thiết bị dẫn đờng phải cấu tạo nh thế nào để giảm nhỏ các thông số ký sinh Thiết bị dẫn đư ờng Thiết bị DĐ tầnưsố Đoưtheo tầnưsố đốple Thiết bị DĐ pha Thiết bị DĐ biênưđộ Thiết bị DĐ thờiưgian Thiết bị DĐ tư ơngưquan Đoưtheo sựưđiều biênưtần số Đoưtheo sóng... của thông số 1 Thông số khoảng cách Khi không có máy trả lời trên thiết bị bay: Thông số khoảng cách là khoảng cách giữa thiết bị dẫn đờng ở mặt đất và thiết bị bay Phơng trình thông số: p=R (3.1) Trong toạ độ Đề các p= (3.2) x 2 +y 2 + z 2 Khi có máy trả lời ở trên thiết bị bay thì phơng trình thông số là: p = 2R (3.3) Trong toạ độ Đề các: p= (3.4) x 2 +y 2 + z 2 Trong cả hai trờng hợp này bề mặt vị... đối với các thiết bị dẫn đờng trên máy bay 2 Các chỉ tiêu kỹ thuật - Tần số làm việc - Công suất nguồn cung cấp - Công suất phát xạ ở anten - Độ nhạy máy thu Chơng III Xác định vị trí của thiết bị bay theo kết quả đo Đ1 Các thông số và các bề mặt vị trí tơng ứng Định nghĩa: Bề mặt vị trí là quĩ tích của các điểm trong không gian ứng với một giá trị xác định của thông số 1 Thông số khoảng cách Khi... nhận số liệu, xử lý số liệu 1.5 Độ tin cậy: Đợc xác định bằng xác suất thiết bị làm việc tốt trong khoảng thời gian cho trớc 1.6 Khả năng chống nhiễu: Là khả năng duy trì đợc các chỉ tiêu kxy thuật của thiết bị dẫn đờng khi có nhiễu tác động 1.7 Độ mềm dẻo: Đợc xác định bằng khả năng thích nghi của thiết bị dẫn đờng khi thay đổi điều kiện ban đầu 1.8 Khối lợng và thể tích: Là một trong các chỉ tiêu khá... định nghĩa về sai số bề mặt vị trí ta có: p dp = u du (3.12) (3.13) ở đây: u: Sai số bề mặt vị trí p: Sai số của thông số Do vậy: 2 2 2 p dp dp dp = ữ + ữ + ữ u dx dy dz (3.14) nên: u= p 2 2 2 (3.15) dp dp dp + + dx ữ dy ữ dz ữ Xác định sai số bề mặt vị trí đối với các thiết bị dẫn đờng khác: 1 Thiết bị do tổng khoảng cách là: Thông số của thiết bị do tổng khoảng cách là:... chính xác cao 1.2 Vùng làm việc và khaỏng cách tác dụng: Vùng làm việc của thiết bị dẫn đờng là không gian giới hạn bằng một thể tích mà trong thể tích này sai số xác định bề mặt vị trí nhỏ hơn một giá trị cho phép với xác suất cho trớc Khoảng cách cực đại trong vùng làm việc là khoảng các tác dụng 1.3 Khả năng điều khiển Đợc xác định bằng số lợng thiết bị bay đợc điều khiển đồng thời 1.4 Tính cơ động... phư ơng theo biểu thức biênưđộ Theo biênưđộ cựcưtiểu Theo hiệu biênưđộ Theo biểu thức biênưđộ Hình 2.3: Sơ đồ phân loại thiết bị dẫn đờng theo kiểu đo Đoưtheo hìnhưbao (M) kỹ thuật vô tuyến điện Đ4 Các chỉ tiêu chiến thuật và kỹ thuật cơ bản của các thiết bị và hệ thống dẫn đờng 1 Các chỉ tiêu chiến thuật 1.1 Độ chính xác: Xác định bằng tỉ lệ nghịch của sai số Ví dụ: Sai số xác định bề mặt vị trí đợc... tổng khoảng cách là: p = R1 + R2 = 2a (3.4) Bề mặt vị trí là 1 elipxoit nhận đợc bằng cách quay hình elip xung quanh trục OX Phơng trình của elipxoit: x 2 y 2 c2 = 1 (3.5) + + a 2 b2 b2 a và b là các giá trị nửa trục lớn nhỏ của elip nó liên hệ với nhau bằng biểu thức: b= (3.6) a 2 d2 / 4 d: Khoảng cách giữa máy thu và máy phát 3 Thông số hiệu khoảng cách: Đối với thiết bị đo hiệu khoảng cách ta bố... d: Khoảng cách giữa máy thu và máy phát 3 Thông số hiệu khoảng cách: Đối với thiết bị đo hiệu khoảng cách ta bố trí ở điểm 1 và 2 các máy phát vô tuyến điện làm việc đồng bộ với nhau còn ở thiết bị bay bố trí máy thu khi đó ta sẽ xác định đợc hiệu khoảng cách từ thiết bị bay đến điểm 1 và 2 Phơng trình thông số: p = R2 - R1 = 2a (3.7) Bề mặt vị trí là một hypecboloid tạo thành khi quay hypecbl quanh