PL227531B1 - Sposób wyznaczania położenia punktu w przestrzeni Ziemi z wykorzystaniem dwóch wektorów przestrzennych (vs) i (r) związanych z ruchem tego punktu i zaczepionych w tym punkcie, za pomocą autonomicznego systemu pomiarowego (ASP) - Google Patents

Sposób wyznaczania położenia punktu w przestrzeni Ziemi z wykorzystaniem dwóch wektorów przestrzennych (vs) i (r) związanych z ruchem tego punktu i zaczepionych w tym punkcie, za pomocą autonomicznego systemu pomiarowego (ASP)

Info

Publication number
PL227531B1
PL227531B1 PL408367A PL40836714A PL227531B1 PL 227531 B1 PL227531 B1 PL 227531B1 PL 408367 A PL408367 A PL 408367A PL 40836714 A PL40836714 A PL 40836714A PL 227531 B1 PL227531 B1 PL 227531B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
point
earth
space
asp
gyroscopes
Prior art date
Application number
PL408367A
Other languages
English (en)
Other versions
PL408367A1 (pl
Inventor
Jan Galiński
Henryk Kowalski
Kazimierz Andrzej Misiorny
Original Assignee
Jan Galiński
Henryk Kowalski
Kazimierz Andrzej Misiorny
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jan Galiński, Henryk Kowalski, Kazimierz Andrzej Misiorny filed Critical Jan Galiński
Priority to PL408367A priority Critical patent/PL227531B1/pl
Publication of PL408367A1 publication Critical patent/PL408367A1/pl
Publication of PL227531B1 publication Critical patent/PL227531B1/pl

Links

Landscapes

  • Navigation (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób wyznaczania położenia punktów w przestrzeni Ziemi za pomocą światła laserowego charakteryzujący się tym, że naprzód wyznacza się wektory przestrzenne związane z przemieszczeniem punktu, po czym według tych wektorów ustawia się dwa żyroskopy laserowe (ZL1) i (ZL2), przy czym sygnały pomiarowe ściśle zależne od czasu lokalnego (t) i generowane przez te żyroskopy stanowią podstawę do wyznaczenia szerokości i długości geograficznej wyznaczanego punktu w geoprzestrzeni. Przedmiotem wynalazku jest również urządzenie do wyznaczania położenia punktów w przestrzeni Ziemi za pomocą światła laserowego wyposażone w zegar czasu lokalnego, w zespół żyroskopów laserowych, przetwornik pomiaru prędkości liniowej i pamięć stałą, charakteryzujące się tym, że układ żyroskopów składa się z dwóch żyroskopów laserowych dwuczęstotliwościowych (ZL1) i (ZL2), których płaszczyzny pomiarowe są wzajemnie prostopadłe.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób wyznaczania położenia punktu w przestrzeni Ziemi z wykorzystaniem dwóch wektorów przestrzennych (vs) i (r), związanych z ruchem tego punktu i zaczepionych w tym punkcie, przy czym sposób ten jest realizowany za pomocą autonomicznego systemu pomiarowego (ASP) składającego się głównie z tandemu żyroskopów laserowych TZ dwuczęstotliwościowych i zegara generującego czas lokalny t; oraz z układu nadążnego UN orientującego w przestrzeni TZ tak, że płaszczyzny pomiarowe żyroskopów laserowych Ppz1 i Ppz2 leżą dokładnie w płaszczyznach odpowiednio: równoleżnikowej i południkowej bieżącego punktu Pi trajektorii ruchu τ przy przesuwaniu Po od A do B, zgodnie z orientacją przestrzenną na dwa wektory (vs(Pi)) i (r<Pi)).
System ASP jest urządzeniem pomiarowym, w którym generowane są elektryczne sygnały pomiarowe potrzebne do wyznaczania pozycji punktu w przestrzeni Ziemi z tym, że pozycja punktu jest określona przez cztery współrzędne geocentryczne (φ, λ, R, t), gdzie: φ - szerokość geocentryczna, λ - długość geocentryczna, R - odległość punktu od środka masy Ziemi - wysokość bezwzględna, a t - czas lokalny w ASP.
Autonomiczność pomiarów ASP polega na tym, że wyznaczanie współrzędnych punktu Pi (bieżącego punktu) trajektorii ruchu w przestrzeni Ziemi sprowadzone jest do realizacji algorytmów pomiarowych opisanych równaniami całkowania częstotliwości na wyjściach dwóch żyroskopów laserowych dwuczęstotliwościowych w równych interwałach czasowych, oraz przez pomiar parametrów ruchu obrotowego Ziemi, bo każdy punkt Pi związany z Ziemią więzami pola grawitacyjnego nieuchronnie bierze udział w ruchu obrotowym bryły Ziemi. Algorytmy pomiarowe dla ASP opracowane są z wykorzystaniem nowej teorii geodezji - Geodezja Kinematyczna (GK). GK jest relatywistycznym opisem czasoprzestrzeni Ziemi w modelu kuli.
Autonomiczność sposobu wyznaczania pozycji Pi oraz urządzenia pomiarowego polega na tym, że wyznaczanie współrzędnych (φ; λ; Rpi; t) punktów Pi, związanych z Ziemią więzami pola grawitacyjnego, polega na wyznaczaniu wartości równań Geodezji Kinematycznej (GK). Równania GK zawierają składniki określone przez dwa parametry układu pomiarowego: Δω = (ω’ - ωο) i At, gdzie ω’ - częstość kołowa wiązki światła laserowego, gdy detektor światła porusza się wzdłuż tej wiązki; ωο - częstość kołowa (własna) lasera. Parametry równań GK są danymi wewnętrznymi ASP.
Równania GK opisują ruch punktu w czasoprzestrzeni Maxwella - Lorentza i parametry równań ruchu są opisane przez parametry Δω i At, które są wewnętrznymi parametrami ASP. Parametry wewnętrzne są tworzone przez urządzenia pomiarowe ASP w czasie przesuwania punktu Pi w przestrzeni Ziemi. To czyni, że wyznaczanie przesunięć Pi (będące iloczynem vi * At) nie wymaga korzystania z zewnętrznego, do układu pomiarowego, układu odniesienia.
Według teorii GK, układem odniesienia dla wyznaczania przesunięć vi * At jest czas lokalny dla chwili to, gdzie to to czas rozpoczynania przesunięcia. Symbol vi w ruchu Pi jest prędkością styczną vs bo przesunięcia Pi, w obszarze działania więzów grawitacyjnych Ziemi, dokonywane są względem środka masy Ziemi.
Powyższe powoduje, że pozycja punktu Pi jest wyznaczana z pominięciem konieczności komunikowania się z zewnętrznym układem odniesienia. Ponadto trajektorie przesunięć Pi są wykonywane względem środka masy Ziemi a to czyni, że wszystkie punkty Pi(t) trajektorii przesuwania Pi mają pozycję geocentryczną i są wyznaczane z jednakową dokładnością.
Urządzenie pomiarowe ASP do wyznaczania położenia Pi w przestrzeni Ziemi wyposażone jest w zegar lokalny - Z generujący czas lokalny t i to powoduje, że współrzędne Pi są wyznaczane w czasie rzeczywistym t, czas rzeczywisty = czas lokalny.
Współcześnie, wyznaczanie współrzędnych geograficznych (φ pi; λ pi; h pi, T), gdzie: h pi - wysokość punktu mierzona od poziomu morza; (φ pi, λ pi, - szerokość i długość geograficzna punktu; T - czas absolutny, realizuje się najczęściej za pomocą następujących metod pomiarowych :
a) . Sztucznych satelitów Ziemi.
b) . Pomiarów astronomicznych.
c) . Metod geodezyjnych.
Wszystkie wyżej wymienione metody pomiarowe wykorzystują, przy wyznaczaniu współrzędnych, zewnętrzny do układu pomiarowego układ odniesienia jak: obiekty nieba łącznie ze sztucznymi satelitami Ziemi, osnowę geodezyjną bryły Ziemi, latarnie radiowe.
Znana jest również metoda zliczeniowa wyznaczania współrzędnych geograficznych punktu, która polega na tym, że z punktu Po na mapie rysuje się wektor ruchu - zorientowany przestrzennie
PL 227 531 B1 na kierunek „Północ”, którego długość jest iloczynem prędkości platformy i czasu trwania ruchu AT, gdzie T to czas absolutny.
Układem odniesienia, dla metody pomiarowej za pomocą sztucznych satelitów, jest orbita sztucznego satelity Ziemi wyznaczana względem środka masy Ziemi - dla każdego satelity systemu satelitarnego, np. GPS, GALILEO, GLONAS, oraz czas absolutny T systemu sztucznych satelitów. Czas absolutny systemu sztucznych satelitów jest to jednakowy czas wskazywany przez wszystkie zegary danego systemu satelitarnego.
Wyznaczenie pozycji punktu Pi na bryle Ziemi, według metody GPS, polega na tym, że układ pomiarowy systemu satelitarnego wyznacza kolejno: „pseudoodległości” (L = c * ΔΤ) punktu Pi od co najmniej czterech satelitów danego systemu satelitarnego (trzy - jako warunek niezbędny do rozwiązania trzech równań liniowych + jeden jako informacja nadmiarowa), oraz czas ΔΤ. Oznacza to, że w procesie pomiarowym wszystkie cztery sztuczne satelity Ziemi powinny być równocześnie „widoczne” z punktu Pi Ziemi.
Wyznaczenie pozycji sprowadza się do obliczenia współrzędnych X pi, Y pi, Z pi punktu Pi w prostokątnym układzie współrzędnych zaczepionym w środku masy Ziemi a następnie transformację współrzędnych prostokątnego układu na mapę geograficzną Ziemi.
W przypadku pomiarów astronomicznych układem odniesienia jest położenie „gwiazd stałych” w stosunku do „bieguna nieba”, gdy operuje się w czasie absolutnym T , to można wyznaczyć położenie osi obrotu Ziemi w stosunku do bieguna nieba i przez rzutowanie położenia gwiazd stałych na powierzchnię geoidy Ziemi (geoida odwzorowuje bryłę Ziemi) można wyznaczyć pozycję geograficzną Pi.
W innym praktycznym układzie związanym z obiektami nieba - wyznacza się „kąt górowania” Słońca w płaszczyźnie południka punktu Pi i to jest równoznaczne z określeniem szerokości g e o graficznej φ pi. Długość geograficzna λ pi jest wyznaczana za pomocą zegara mierzącego czas absolutny T na platformie i obliczona z różnicy czasu ΔΤ = To - Tpi, gdzie: To - czas absolutny przejścia Słońca przez południk „O” - przechodzący przez Greenwich; T pi - czas wskazywany przez zegar umieszczony w Pi.
W przypadku metod geodezyjnych układem odniesienia jest osnowa geodezyjna (mapa) powierzchni Ziemi. Wyznaczanie pozycji polega na wykorzystaniu punktów osnowy geodezyjnej mapy do wyznaczenia trzech kątów płaskich wyprowadzonych z Pi w odniesieniu do punktów osnowy geodezyjnej i następnie w metodzie triangulacyjnej wyznaczenie współrzędnych geograficznych Pi.
Wszystkie wymienione wyżej metody i urządzenia pomiarowe, do wyznaczania położenia Pi na bryle Ziemi, wymagają ściśle zdefiniowanego układu odniesienia i warunku by układ ten był „dostępny” z punktu Pi, oraz zegarów mierzących czas absolutny T.
Operowanie z czasem absolutnym T - niestety jest to poważna wada tych systemów pomiarowych w zastosowaniu do wyznaczania pozycji punktu P na Ziemi, synchronizacja wszystkich zegarów w przestrzeni (ustawienie wszystkich zegarów na jednakową godzinę) jest niemożliwe - w świetle szczególnej teorii względności.
Wysokie budynki w mieście lub wysoki brzeg klifu często uniemożliwiają korzystanie z systemu satelitarnego. Ponadto, system satelitarny może być wyłączony przez administratora lub zniszczony przez wroga.
W użyciu jest także system „zliczeniowy” wyznaczania pozycji Pi, który polega na wyznaczaniu wektora przesunięcia platformy z punktu Po w dowolnym kierunku. Wyznaczenie pozycji Pi polega na tym, że kierunek wektora przesunięcia musi być zorientowany w przestrzeni w stosunku do kierunku „Północ”, zaś długość wektora przesunięcia jest ustalana przez pomiar drogi L = v ΔΤ (T - czas absolutny, v - prędkość ruchu). System obliczeniowy ma małą dokładność pomiaru i stosowany jest głównie w nawigacji morskiej daleko od brzegów.
Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wyznaczania położenia punktów w przestrzeni Ziemi bez konieczności korzystania z zewnętrznego układu odniesienia, przy czym system ASP wie gdzie jest (sam wyznacza swoją pozycję w przestrzeni Ziemi). Ten, nierealistyczny cel jest możliwy do realizacji, gdy przestrzeń Ziemi jest częściowo wypełniona polem elektromagnetycznym, zaś ruch punktu w tej przestrzeni jest opisany za pomocą pojęć szczególnej teorii względności.
Cel ten realizuje sposób wyznaczania położenia punktu w przestrzeni Ziemi z wykorzystaniem dwóch wektorów przestrzennych vs i r, związanych z ruchem tego punktu i zaczepionych w tym punkcie, za pomocą autonomicznego systemu pomiarowego ASP według wynalazku charakteryzujący się tym, że w czasie przesuwania systemu ASP - tandemu TZ żyroskopów laserowych dwuczęstotliwo4
PL 227 531 B1 ściowych po trajektorii ruchu τ W każdym z żyroskopów laserowych dwuczęstotliwościowych generuje się sygnały elektryczne według zależności:
U(t) = cos[(roi - 02) - (ωι + 02) vs /c] At, gdzie parametry argumentu funkcji harmonicznej są wewnętrznymi parametrami systemu (ASP).
W sposobie według wynalazku tandem TZ żyroskopów laserowych dwuczęstotliwościowych korzystnie orientuje się w przestrzeni tak, że żyroskop laserowy ZL1 ustawia się przestrzennie w płaszczyźnie równoleżnikowej PRpi, zaś żyroskop laserowy ZL2 korzystnie ustawia się przestrzennie w płaszczyźnie południkowej PPpi bieżącego punktu Pi na trajektorii ruchu τ.
W sposobie według wynalazku, gdy punkt Pi przesuwa się w przestrzeni to w każdym z żyroskopów laserowych tandemu TZ korzystnie odwzorowuje się kąty przesunięć w płaszczyznach południkowych i równoleżnikowych związanych z ruchem punktu Pi w przestrzeni, przy czym kąty przesunięcia związane z tym ruchem opisuje się zależnością:
Aa = Jifc An 5t = Σ (to tk) [(01 - 02) - (01 + 02) Vs /c] At, gdzie At = tk - tp, która odnosi się do przesunięć kątowych w każdej płaszczyźnie przechodzącej przez punkt Pi.
W sposobie według wynalazku sygnały elektryczne generowane przez obydwa żyroskopy laserowe według zależności:
U(t) = cos[(01 - 02) - (01 + 02) vs /c] At korzystnie przekształca się w paczki impulsów elektrycznych według zależności An = n(t) * 5t, gdzie 5t to czas próbkowania ciągu impulsów elektrycznych powstających z przekształcenia zależności U(t).
W sposobie według wynalazku paczki impulsów An = n(t) * 5t jako impulsy elektryczne korzystnie zlicza się (całkuje) w układzie obliczeniowym Uob, który jest podzespołem systemu ASP, przy czym w układzie tym dokonuje się konwersji ciągów impulsów elektrycznych na przesunięcia kątowe odpowiednio w płaszczyznach południkowych i równoleżnikowych według zależności:
dla AφzL2 = N2 Σ^^ιμ [(01 - 02) - (01 + 02) Vs /c] At;
dla AφzL1 = N1 Σ^^ιμ [(01 - 02) - (01 + 02) Vs /c] At;
i oblicza się współrzędne geocentryczne (Pk):
φpk = φpo + N2 Σ^^ιμ [(01 - 02) - (01 + 02) Vs /c] At;
Ipr = Xpo + N1 Σ(1θ^Ι<) [(01 - 02) - (01 + 02) Vs /c] At - Qśr At, przy czym składnik sumy Qśr At jest związany z ruchem obrotowym Ziemi i odpowiada za przesunięcie kątowe każdego punktu Pi, który jest związany z Ziemią więzami pola grawitacyjnego.
Sposób wyznaczania położenia punktów w przestrzeni Ziemi za pomocą systemu pomiarowego
ASP według wynalazku jest przedstawiony na rysunkach, na których Fig. 1 przedstawia model Ziemi w postaci kuli (w modelu relatywistycznym rzeczywisty model Ziemi (geoida obrotowa) może być pominięty). Na Fig. 1 oznaczenia X, Y i Z stanowią osie prostokątnego układu zaczepione w środku masy Ziemi - 000, 00' - oś obrotu Ziemi, PPPi - płaszczyzna południkowa przechodząca przez Pi, PRPi płaszczyzna równoleżnikowa przechodząca przez Pi i Pk - punkt końcowy trajektorii ruchu, Po - punkt początkowy trajektorii ruchu, a Pi to punkt bieżący na trajektorii ruchu; τ - trajektoria ruchu; φpi, XPi - odpowiednio szerokość i długość geocentryczna Pi; Aφpi, AXpi, - przyrosty kątów a odpowiednio w płaszczyznach południkowych i równoleżnikowych podczas przesuwania Pi wzdłuż trajektorii ruchu; r - wektor przestrzenny z punktu Pi leżący w płaszczyźnie równoleżnikowej Pi i przecinający oś obrotu Ziemi; vs - wektor przestrzenny styczny do trajektorii ruchu i leżący w płaszczyźnie równoleżnikowej Pi; Q(t) to prędkość ruchu obrotowego Ziemi w czasie t - prędkość chwilowa.
Na Fig. 2 przedstawiony jest przekrój modelu kuli Ziemi płaszczyzną prostopadłą do osi obrotu
00' Ziemi w punkcie Pi. Oznaczenia na Fig. 2: PPPi - płaszczyzna południkowa przechodząca przez Pi; PRPi - płaszczyzna równoleżnikowa przechodząca przez Pi; Po - punkt początkowy trajektorii ruchu, na którym jest ustawiany ASP; Ppo - płaszczyzna pozioma w Po (linia ciągła 1,5p; linia kreskowana 1,5p - pochylona płaszczyzna Ppo o kąt φpo); ZL1, ZL2 - żyroskopy laserowe TZ; φpo - szerokość geocentryczna Po φpo - kąt obrotu płaszczyzny Ppo; r - odległość Po od osi obrotu Ziemi; γ - kąt obrotu ZL2 do pozycji (01 - 02) = const, w czasie t; Ozl - środek płaszczyzny pomiarowej ZL.
Na Fig. 3 przedstawiony jest model odwzorowania kąta obrotu bryły sztywnej na płaszczyznę pomiarową żyroskopu laserowego. Oznaczenia: Lo - prosta przechodząca przez Po i przez środek płaszczyzny pomiarowej ZL oraz prostopadła do osi obrotu Ziemi; L'o - prosta równoległa do Lo; Aa PL 227 531 B1 kąt przesunięcia bryły sztywnej - kąt odwzorowania na płaszczyznę pomiarową żyroskopu laserowego ZL2; ZL2 - żyroskop laserowy ustawiany w płaszczyźnie równoleżnikowej bieżącego punktu Pi; r - odległość Pi od osi obrotu Ziemi - 00'; τ - trajektoria ruchu Pi; 00 - oś obrotu bryły sztywnej.
Na Fig. 4 przedstawiony jest schemat blokowy systemu ASP, na którym TZ tandem żyroskopów laserowych dwuczęstotliwościowych (oznaczony linią przerywaną) złożony jest z dwóch żyroskopów laserowych ZL1 i ZL2 usytuowanych tak, że ich płaszczyzny pomiarowe Ppz1 i Ppz2 są wzajemnie prostopadłe; Uc - układ pomiarowy całkowania częstotliwości sygnałów elektrycznych generowanych przez dwa żyroskopy laserowe; M - układ pamięci, do którego jest wpisywana informacja dotycząca współrzędnych geocentrycznych punktu Po; Uo - układ mechaniczny ustawiania tandemu TZ na płaszczyźnie poziomej Pp w Po wraz z manipulatorami do regulacji kątów φρί i γ; UN - układ nadążny do orientacji przestrzennej tandemu TZ tak, by odpowiednie płaszczyzny pomiarowe obydwu żyroskopów laserowych były ustawione odpowiednio w płaszczyznach południkowych i równoleżnikowych bieżącego punktu Pi leżącego na trajektorii ruchu τ; Z - zegar generujący czas lokalny t w systemie ASP; sygnał taktujący z zegara (linie strzałkowane), kontrolujący wszystkie bloki funkcyjne systemu ASP i oznaczający sygnały elektryczne w tym systemie oraz układ obliczeniowy Uob obliczający współrzędne geocentryczne (φρί, λρί, R, t) bieżącego punktu Pi.
Opisany w niniejszym zgłoszeniu sposób dotyczy punktów w przestrzeni Ziemi, które są z nią związane więzami pola grawitacyjnego Ziemi. Dodatkowym założeniem koniecznym dla opisanego sposobu jest to, że punkt podlegający operacji według sposobu jest częściowo zanurzony w polu elektromagnetycznym - jest zanurzony w czasoprzestrzeni Maxwella - Lorentza.
Proces wyznaczania położenia punktu według wynalazku przebiega następująco:
1. TZ jest ustawiany na płaszczyźnie poziomej PpPo, punkt Po jest dokładnie zaznaczony na tej płaszczyźnie. Jeśli punkt Po ma dokładnie wyznaczone współrzędne geocentryczne, to współrzędne są wpisywane do układu pamięci - M w ASP, natomiast gdy punkt Po nie ma dokładnie wyznaczonych współrzędnych to do układu pamięci M wpisywane są zerowe wartości współrzędnych Po. Następnie ASP (ściśle TZ) jest orientowany w przestrzeni na dwa wektory przestrzenne: vs i r. Orientacja w przestrzeni przebiega następująco:
a) Płaszczyzna pozioma PpPo jest pochylana o kąt φηϋ, kąt pochylenia zawarty jest między prostą przechodzącą przez rzut płaszczyzny pomiarowej PpZ2 na płaszczyznę pomiarową PpZ1 z tym, że płaszczyzna PpZ2 jest ustawiona w płaszczyźnie południkowej PPpo.
b) Rozpoczyna się regulacja kąta γ przez obrót żyroskopu laserowego ZL2 wokół prostej przechodzącej przez środek ZL2 i prostopadłej do płaszczyzny poziomej Ppo w Po. Regulacja γ jest prowadzona do stanu, gdy sygnały elektryczne - częstotliwość - generowana przez ZL2 ma wartość (rot - ro2) = const. w czasie t.
2. Rozpoczęcie ruchu ASP w przestrzeni - przesuwanie ASP - jest zaznaczone jako - reper czasowy to. Zegar na ASP zaczyna generować czas lokalny t. Czas lokalny t kontroluje wszystkie bloki układu pomiarowego ASP.
3. Przesuwanie ASP w przestrzeni po trajektorii ruchu τ powoduje, że na wyjściach żyroskopów laserowych ZL1 i ZL2 są generowane harmoniczne napięcia elektryczne (tylko dla stanu ruchu w czasoprzestrzeni M-L), których częstotliwość zależy od prędkości ruchu według zależności U(t) = cos[(ro1 - ro2) - (ro1 + ro2) vs /c] At, gdzie indeksy odnoszą się do każdego z żyroskopów laserowych dwuczęstotliwościowych.
4. Częstotliwości generowane jednocześnie przez obydwa żyroskopy laserowe są przekształcane na ciąg impulsów elektrycznych według zależności
U(t) = cos[(ro1 - ro2) - (ro1 + ro2) vs /c] At, te są podawane do układu obliczeniowego Uob.
5. Układ obliczeniowy - Uob całkuje (zlicza) ciągi impulsów według sumowania „paczek” impulsów Ani generowanych w ściśle określonych przedziałach czasowych 5t. Całka z iloczynu (Ani 5t) w przedziale czasu At = tk - tp jest miarą przyrostów kąta Aa - przesunięcia kątowego płaszczyzny pomiarowej żyroskopu laserowego dwuczęstotliwościowego.
Aa = An 5t = Σ (to tk) [(ro1 - ro2) - (ro-ι + ro2) Vs /c] At, dla każdego żyroskopu laserowego dwuczęstotliwościowego.
6. Na koniec Uob konwertuje wartości Aai na przyrosty kątów: odpowiednio dla AφzL2 = N2 Σ^^) [(ro1 - ro2) - (ro1 + ro2) Vs /c] At;
dla AφzL1 = N1 Σ^^) [(ro1 - ro2) - (ro1 + ro2) Vs /c] At; i oblicza się współrzędne geocentryczne (Pk):
PL 227 531 B1 φρk = φρο + N2 Z(to^tk) [(ωι — ω2) — (ωι + ω2) Vs /c] At;
Ipk = λρο + Ni Σ^—tk) [(ωι — ω2) — (ωι + 02) Vs /c] At — Qśr At.
W opisie patentu jak wyżej pominięte są zagadnienia wyznaczania RPi.

Claims (5)

1. Sposób wyznaczania położenia punktu w przestrzeni Ziemi z wykorzystaniem dwóch wektorów przestrzennych (vs) i (r), związanych z ruchem tego punktu i zaczepionych w tym punkcie za pomocą autonomicznego systemu pomiarowego (ASP) składającego się głównie z tandemu żyroskopów laserowych (TZ) dwuczęstotliwościowych i zegara (Z) generującego czas lokalny t, oraz z układu nadążnego (UN) orientującego się w przestrzeni żyroskopów (TZ) tak, że płaszczyzny pomiarowe (Ppz1) i (Ppz2) żyroskopów laserowych (ZL1) i (ZL2) leżą dokładnie w płaszczyznach odpowiednio: równoleżnikowej i południkowej bieżącego punktu (Pi) trajektorii ruchu τ przy przesuwaniu punktu (Po) z położenia A do położenia B, zgodnie z orientacją przestrzenną na dwa wektory przestrzenne (Vs(pi)) i (r(Pi)), znamienny tym, że w czasie przesuwania systemu (ASP) - tandemu (TZ) żyroskopów laserowych dwuczęstotliwościowych po trajektorii ruchu τ w każdym z żyroskopów laserowych dwuczęstotliwościowych generuje się sygnały elektryczne według zależności
U(t) = cos[(o1 - ω2) - (ωι + ω2) vs /c] At, gdzie parametry argumentu funkcji harmonicznej są wewnętrznymi parametrami systemu (ASP).
2. Sposób według zastrz. i, znamienny tym, że tandem (TZ) żyroskopów laserowych dwuczęstotliwościowych orientuje się w przestrzeni tak, że żyroskop laserowy (ZL1) ustawia się przestrzennie w płaszczyźnie równoleżnikowej (PRpi), zaś żyroskop laserowy (ZL2) ustawia się przestrzennie w płaszczyźnie południkowej (PPp) bieżącego punktu (Pi) na trajektorii ruchu τ.
3. Sposób według zastrz. 1 i 2, znamienny tym, że gdy punkt (Pi) przesuwa się w przestrzeni to w każdym z żyroskopów laserowych tandemu (TZ) odwzorowuje się kąty przesunięć w płaszczyznach południkowych i równoleżnikowych związanych z ruchem punktu (Pi) w przestrzeni, przy czym kąty przesunięcia związane z tym ruchem opisuje się zależnością Aa = Jifc An 5t = Σ (to - tk) [(ωι - ω2) - (ωι + ω2) Vs /c] At, gdzie At = tk - tp, która odnosi się do przesunięć kątowych w każdej płaszczyźnie przechodzącej przez punkt (Pi).
4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że sygnały elektryczne generowane przez obydwa żyroskopy laserowe według zależności U(t) = cos[(oi - ω2) - (ωι + ω2) Vs /c] At przekształca się w paczki impulsów elektrycznych według zależności An = n(t) * 5t, gdzie 5t to czas próbkowania ciągu impulsów elektrycznych powstającychz przekształcenia zależności U(t).
5. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, że paczki impulsów An = n(t) * 5t jako impulsy elektryczne zlicza się (całkuje) w układzie obliczeniowym (Uob), który jest podzespołem systemu (ASP), przy czym w układzie tym dokonuje się konwersji ciągów impulsów elektrycznych na przesunięcia kątowe odpowiednio w płaszczyznach południkowych i równoleżnikowych według zależności:
dla AφzL2 = N2 Σ^—tk) [(ωι - ω2) - (ωι + ω2) Vs /c] At;
dla AφzL1 = Ni Σ^—tk) [(ωι - ω2) - (ωι + ω2) Vs /c] At;
i oblicza się współrzędne geocentryczne (Pk):
φρκ = φρo + N2 Σ^—tk) [(ωι - ω2) - (ωι + ω2) Vs /c] At;
λρι< = λρo + Ni Σ^--tk) [(ωι - ω2) - (ωι + ω2) Vs /c] At - Qśr At, przy czym składnik sumy At jest związany z ruchem obrotowym Ziemi i odpowiada za przesunięcie kątowe każdego punktu (Pi), który jest związany z Ziemią więzami pola grawitacyjnego.
PL408367A 2014-03-11 2014-03-11 Sposób wyznaczania położenia punktu w przestrzeni Ziemi z wykorzystaniem dwóch wektorów przestrzennych (vs) i (r) związanych z ruchem tego punktu i zaczepionych w tym punkcie, za pomocą autonomicznego systemu pomiarowego (ASP) PL227531B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL408367A PL227531B1 (pl) 2014-03-11 2014-03-11 Sposób wyznaczania położenia punktu w przestrzeni Ziemi z wykorzystaniem dwóch wektorów przestrzennych (vs) i (r) związanych z ruchem tego punktu i zaczepionych w tym punkcie, za pomocą autonomicznego systemu pomiarowego (ASP)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL408367A PL227531B1 (pl) 2014-03-11 2014-03-11 Sposób wyznaczania położenia punktu w przestrzeni Ziemi z wykorzystaniem dwóch wektorów przestrzennych (vs) i (r) związanych z ruchem tego punktu i zaczepionych w tym punkcie, za pomocą autonomicznego systemu pomiarowego (ASP)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL408367A1 PL408367A1 (pl) 2015-09-14
PL227531B1 true PL227531B1 (pl) 2017-12-29

Family

ID=54065010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL408367A PL227531B1 (pl) 2014-03-11 2014-03-11 Sposób wyznaczania położenia punktu w przestrzeni Ziemi z wykorzystaniem dwóch wektorów przestrzennych (vs) i (r) związanych z ruchem tego punktu i zaczepionych w tym punkcie, za pomocą autonomicznego systemu pomiarowego (ASP)

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL227531B1 (pl)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020005082A1 (en) * 2018-06-29 2020-01-02 Laser Tech Europe Sp. Z O.O. The method of determining navigation (geocentric) coordinates in the space defined by constraints of the gravitational field of the earth

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020005082A1 (en) * 2018-06-29 2020-01-02 Laser Tech Europe Sp. Z O.O. The method of determining navigation (geocentric) coordinates in the space defined by constraints of the gravitational field of the earth

Also Published As

Publication number Publication date
PL408367A1 (pl) 2015-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Groves Navigation using inertial sensors [Tutorial]
Morales et al. Signals of opportunity aided inertial navigation
US10309786B2 (en) Navigational and location determination system
RU2395061C1 (ru) Способ определения местоположения подвижных объектов и комплексированная навигационная система для его реализации
Miller Indoor navigation for first responders: a feasibility study
US20120059575A1 (en) Target locator device and methods
US11199631B2 (en) Apparatus and methods for geo-locating one or more objects
Bose et al. Fundamentals of navigation and inertial sensors
RU2277696C2 (ru) Интегрированная инерциально-спутниковая навигационная система
US20140249750A1 (en) Navigational and location determination system
Golovan et al. Application of GT-2A gravimetric complex in the problems of airborne gravimetry
RU2692350C1 (ru) Способ высокоточного позиционирования аппарата на поверхности Луны и устройство для его осуществления
US10006770B2 (en) Remote location determination system
PL227531B1 (pl) Sposób wyznaczania położenia punktu w przestrzeni Ziemi z wykorzystaniem dwóch wektorów przestrzennych (vs) i (r) związanych z ruchem tego punktu i zaczepionych w tym punkcie, za pomocą autonomicznego systemu pomiarowego (ASP)
Gao et al. Gyroscope drift estimation in tightly-coupled INS/GPS navigation system
Mu et al. Geomagnetic surface navigation using adaptive EKF
RU2502049C1 (ru) Малогабаритная бесплатформенная инерциальная навигационная система средней точности, корректируемая от системы воздушных сигналов
RU2195632C2 (ru) Комплексная аппаратура счисления координат
Mandapat Development and evaluation of positioning systems for autonomous vehicle navigation
Harke et al. Gyroscope drift estimation of a GPS/MEMSINS smartphone sensor integration navigation system for kayaking
Kealy et al. Improving the performance of satellite navigation systems for land mobile applications through the integration of MEMS inertial sensors
JP3251705B2 (ja) 車両位置修正方式
Patias et al. Robust pose estimation through visual/GNSS mixing
RU2308681C1 (ru) Гироскопическая навигационная система для подвижных объектов
Jäger et al. SIMA–Raw Data Simulation Software for the Development and Validation of Algorithms for GNSS and MEMS based Multi-Sensor Navigation Platforms