Файл: Шмыголь С.С. Определение и прогнозирование движения центра масс летательного аппарата по результатам траекторных измерений.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 04.04.2024

Просмотров: 41

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

10

■2. Для трехпунктвой схемы можно составить несколько вариан­ тов состава измерений:

I)ч

 

L;' 4

.

 

2)

.

 

 

V ’

 

п..,

V 4 '

 

3).

 

(И )

V V

 

 

*0

 

lj >ac

 

5)h ’

C:

 

 

nj nк ,

 

Однако следует заметить, что в большинстве случаев на каждом пункте измеряют по 2 направляющих косинуса. Поэтому, обычно, нет надобности использовать лишь по одному из них. В связи с этим трехпунктная схема расчета параметров применяется редко*

Три угла линии визирования

В этом случае, так же как и в первом, неприменима однопунктная схема измерений и остается справедливым замечание о трехпунктной схеме.

Вариант состава измерений по-трем углам (рис.7а) будет за­

писан следующим образом:

 

п ’ ^ (и ш 7 j )

(12)

Наклонная дальность и два угла

 

В этом случае наибольшее распространение имеет‘однопунктная схема измерений, так как она имеет конкретную реализацию в виде радиолокационной станции (РЛС). Вариант состава измере­ ний (рис.7б) запишем в виде

л г . d i • h ■ <I3>

Несколько реже применяется вариант, реализуемый двухпунктной схемой измерений (рис.?в):

d .

( К )

L


II

Ьис.7. Схемы измерения углов линии визирования и наклонной дальности

12

Его реализацию нетрудно представить в виде РЛС на одном пунк­ те ( CL ) и кинотеодолита - на другом пункте ( 0 . ) . Этот ва­ риант применяют для повышения точности измерений, так как РЛС измеряет довольно точно наклонную дальность, а кинотеодолит - углы ol и к .

Вдальнейшем получим формулы для определения координат по указанным выше составам измерений.

Взаключение заметим, что очень часто расчетные формулы получаются более простыми, если используются не минимально необходимые»три измерения, а больше. Мы этим будем пользовать­ ся в дальнейшем.

§ I . ОПРЕДЕЛЕНИЕ КООРДИНАТ ЦЕНТРА МАСС ЛА ПО ИЗМЕРЕННЫМ НАПРАВЛЯЮЩИМ КОСИНУСАМ

Получение расчетных формул в общем случае, когда измери­ тельные пункты расположены на земной поверхности далеко друг от друга и соответствующие оси местных (измерительных) систем координат этих пунктов непараллельны, связано с некоторыми трудностями. Полученные при этом формулы громоздки, ненагляд­ ны и трудны для анализа.

Значительно проще вывести рабочие формулы при соответствен­ но параллельных осях систем координат измерительных пунктов. Примем при этом для определенности, что система координат I -гс пункта, относительно которой необходимо определять координаты ЛА, имеет начало в точке Q. и расположена так, что ее ось

Z.проходит через точку 0. (рис.8 ). При этом, как известно,

отрезок

0L 0j =

Б £. , называемый базой измерений,-должен быть

отличен

от нуля.

^

Полученные при указанных выше допущениях формулы достаточ­ но просты и удобны для анализа. Учет непараллельвости осей и других отличий от принятой схемы в расположении измерительных систем координат можно осуществить введением соответствующих поправок.

Измеряемые параметры, как известно, определяют некоторые позиционные элементы, представляющие собой геометрическое ме­ сто возможных.положений ЛА при данном значении данного измеря­ емого параметра [V] . Так, если известны два направляющих ко­ синуса, полученные из одного пункта, то в качестве позиционно-


13

Рис.8. Расчетная схема измерений углов и направляощих косинусов

го элемента выступает линия визирования ОА (см.рис.2 ). Бели известен один направляющий косинус, то позиционным элементом

является коническая поверх­

ность с углом полураствора

0 (рис.9 ). й дальнейшем

3

будем в необходимых случаях

условно вместо углов 0 ,

и 0 2 на рисунках нано­

сить соответствующие направ­

ляющие косинусы I , т и п .

 

С целью

вывода формул

 

для

расчета

координат цен­

 

тра

масс' ЛА

необходимо на-

Рис.9. Позиционный конус, опреде-

писать уравнения позицион-

- ляемый одним направляющим косину-

сом

ных элементов, определяемых измеряемыми параметрами в I

системе координат, и решить их совместно.

Использование двух линий визирования

Будем сначала считать, что в результате измерений опреде­

лены две линии визирования

0. А

и 0^. А (рис.8).

 

Уравнение линии 0,А в

 

I

системе координат может быть

записано в виде

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X L

 

A _

 

n.

 

(15)

 

 

 

 

 

 

т . _

/77.

 

 

 

 

 

 

 

L

 

 

L

 

L

 

 

где

I.

= cos 0 г>

,

т

 

cos 6„

,

n.

= C0S 0 , -

 

синусы

отрезка

 

0. А

 

 

Mi.

1

 

i

 

^i

координат; х.

 

 

с осями

£t -Йй

системы

h

 

Ъ, - искомые координаты ЛА

 

в той же системе.

Уравнение линии

0.

А в

 

i -й

системе

запишется подобным

 

 

же образам:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x i

h

 

-

п.

 

(16)

 

 

 

 

 

 

I ,

т.

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

4

 

4

 

 

где

I .

= cos

,

т. =соs 0^.

,

rij

= c o s d z -

направляющие ко­

синусы прямой rf0.

А

в

J

-$

системе координат.

Соотношения (15) и (16) содержат по два уравнения. Поэтому возможно получение двух типов расчетных формул:

- формулы горизонтальной проекции (засечки), где при сов­ местном решении (15) и (16) используются только координаты го­

ризонтальной плоскости x.,Z-i

 

 

 

 

- формулы вертикальной

проекции (засечки), где

ограничение

принятое в первом случае,

не имеет места.

 

 

 

Для получения

ф о р м у л

г о р и з о н т а л ь н о й

з а с е ч к и

совместно

решаются следующие уравнения, взятые

из (16) и

(15):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n i

 

(17)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j El

& и

 

(18)

Выразив из

уравнения (17)

L.L

nj

и подставив

координату ъ . через X.

ее в (18), получим линейное уравнение относительно

х.

,

реше­

ние которого и дает

формулу для вычисления координаты

2 .

по

измеренным значениям направляющих косинусов и известной базе измерений:


15

X.L=

п.

I .

- П . L . l .L .

(19)

 

L

i

</■ i

 

Если бы нам была известна длина отрезка О.А и направляю­ щий косинус L. , то координату х . можно было бы вычислить по формуле

 

 

 

х . = 0. A - L

(19')

 

 

 

I

I

I

 

Сравнивая

выражения (19)

и ( I 9 1) ,

приходим к выводу,

что дробь

перед

I .

в (19) по величине

равна

наклонной дальности 0. А=

= tr :

4 ■

'

 

 

 

 

 

 

и

=

Бц Lj___

( 20)

 

 

 

l r

п. l . - n . L .

 

Индекс

Г в последней формуле

означает, что наклонная дальность

получена при выводе формул горизонтальной засечки.

 

С учетом сказанного, формулы горизонтальной засечки для расчета координат ЛА по направляющим косинусам можно записать

в виде:

,,

,

,

 

 

 

 

х .

= D .

L.

 

 

 

 

L

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( 21)

 

r n i

 

 

 

 

Проанализируем полученные формулы. Как видно из выражения

(20), наклонная дальность

зависит

от базы измерений ( Б - .

)

и направляющих косинусов линий визирования

0£ А

и 0rf- A

J отно­

сительно горизонтальных осей координат ( £.

,- Z.

и х .

, Z j

).

Для того, чтобы только эти направляющие-косинусы входили в фор­

мулы для координат, можно выразить направляющий косинус

т.

через л.

и ■I .

исходя из соотношения (10):

 

Ь

L

 

__________

 

Другим обстоятельством,

на которое следует обратить

внима­

ние при анализе формул (20)

и (21), является то, что в

некото­

рых случаях формулы горизонтальной проекции неприменимы. Так,

если Вх = 90° и ©х .= 90°, что

бывает

при

нахождении ЛА

в

вертикальной базовой плоскости

( х . Z.

) , то

£ . = £ . = 0.

В