Magnetic Compass with Dynamic Error Correction System
Abstract
The article studies the operation results for a magnetic compass (MC) with a system for correcting dynamic errors. The efficiency of using a correction system to reduce MC errors occurring under the ship roll and pitch motion and conditioned by the influence of the ship’s redistributed magnetic forces (heeling deviation) and translational accelerations if the compass is installed at some distance from the ship’s oscillation center, is estimated.
The article analyzes the disturbing forces acting on the MC during roll and pitch motion and leading to its errors. The correction system based on a complementary filter using a MEMS gyroscope (MMG), implemented in the MC Azimuth KM-05D, is considered. The results from bench and field tests of the magnetic compass are presented, which confirm the effectiveness of this correction system.
About the Authors
D. G. Gryazin
Concern CSRI Elektropribor, JSC; ITMO Unoversyty
Russian Federation
Russian Federation
St. Petersburg
T. .V. Paderina
Concern CSRI Elektropribor, JSC
Russian Federation
Russian Federation
St. Petersburg
References
1. Xaу В.С., Иванов В.Э., Нгуен Д.Т. Использование сигналов навигационных систем ГЛОНАСС/GPS для коррекции показаний цифрового магнитного компаса // СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии. 2020. Вып. 1. Ч. 1.
2. Зиновьев П.Д., Кветкин Г.А. Корректируемая бесплатформенная инерциальная навигационная система на базе микромеханических датчиков первичной информации // Известия ТулГУ. Технические науки. 2016. Вып. 6.
3. Муравьев Л.А. Возможности высокочувствительных магнитометров POS при проведении геомагнитных съемок // Уральский геофизический вестник. 2007. №10.
4. Ильин Е.В., Ситникова А.А. О возможности применения навигационных GPS-приемников при полевых геофизических исследованиях // Уральский геофизический вестник. 2005. №7.
5. Галкин В.И., Кузин Е.В., Кондратьев А.В. Формирование гиромагнитного курса в микромеханической курсовертикали // Навигация и управление летательными аппаратами. 2023. №1(40).
6. [Электронный ресурс] URL: https://furuno.ru/navigacija/ukazatel-kursa/pg-700/ (дата обращения: 25.01.2024).
7. Дегтярев Н.Д. Стрелочные магнитные компасы. Л.: ЦНИИ «Румб», 1984.
8. Нечаев П.А, Григорьев В.В. Магнитно-компасное дело / 4-е изд. М.: Транспорт, 1983.
9. Рыбалтовский Н.Ю. Магнитно-компасное дело. Л.: Государственное издательство водного транспорта, 1954.
10. [Электронный ресурс] URL: https://radiomarine.ru (дата обращения: 27.01.2024).
11. [Электронный ресурс] URL: https://www.sperrymarine.com (дата обращения: 09.02.2024).
12. [Электронный ресурс] URL: https://www.tokyokeiki.jp (дата обращения: 10.02.2024).
13. [Электронный ресурс] URL: http://www.elektropribor.spb.ru/katalog/navigatsionnye-pribory/azimut-km05d-vseshirotnyy-magnitnyy-kompas (дата обращения: 11.02.2024).
14. Кардашинский-Брауде Л.А. Современные судовые магнитные компасы. Санкт-Петербург: ФГУП ГНЦ РФ – ЦНИИ «Электроприбор», 1999.
15. Крылов А.Н. Возмущения показаний компасов, происходящих на качке корабля на волнении // Крылов А.Н. Избранные труды. М.: Изд. АН СССР, 1958. С. 115–170.
16. Семенов-Тян-Шанский В.В., Благовещенский С.Н., Холодилин А.Н. Качка корабля. Л.: Судостроение, 1969.
17. Кочин Н.Е, Кибель И.А, Розе Н.В. Теоретическая гидромеханика. Часть 1. М.: Гос. изд. физико-математической литературы, 1963.
18. Кожухов В.П., Воронов В.В., Григорьев В.В. Девиация магнитного компаса. М.: Транспорт, 1981.
19. Дмитриев В.И., Евменов В.Ф., Каратаев О.Г., Ракитин В.Д. Технические средства судовождения. М.: Транспорт, 1990.
20. Androjna, A., Belev, B., Pavic, I., Perkovic, M., Determining Residual Deviation and Analysis of the Current Use of the Magnetic Compass, The Journal on Marine Science and Engineering, 2021, vol. 9, no. 204, pp. 2–14.
21. Кардашинский-Брауде Л.А. Девиация магнитных компасов. Л.: ЦНИИ «Румб», 1986.
22. Матвеев В.В. Анализ комплементарных фильтров при построении бескарданной гировертикали // Известия Тульского гос. ун-та. Технические науки. 2019. №8. С. 153–164.
23. Ивойлов А.Ю. О применении МЭМС-датчиков при разработке системы автоматической стабилизации двухколесного робота // Сборник научных трудов НГТУ. 2017. №3 (89). С. 32–51.
24. Степанов О.А., Мансур М. Алгоритмы комплексной обработки в задаче коррекции показаний навигационных систем при наличии нелинейных измерений // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2016. № 6. С. 89–102
25. Зо Мью Наин, Щагин А.В., Ле Винь Тханг, Хтин Линн У. Комплементарный фильтр для оценки угла с использованием микромеханической системы гироскопа и акселерометра // Инженерный вестник Дона. 2020. №3.
26. [Электронный ресурс] URL: https://www.siliconsensing.com (дата обращения: 25.01.2024)
27. Матвеев Ю.В., Грязин Д.Г., Падерина Т.В. Способ измерения магнитного курса с использованием системы коррекции, патент RU 2804444, дата регистрации 29.09.2023.
28. Грязин Д.Г. Способ определения динамической погрешности магнитного компаса с системой коррекции от качки и устройство для его реализации, патент RU 2783479, дата регистрации 14.11.2022.
29. Бутиков Е.И. Осциллятор с сухим и вязким трением. [Электронный ресурс]. Режим доступа URL: http://butikov.faculty.ifmo.ru/Applets/manlr_2.pdf (дата обращения 09.02.2024).
30. Лобанов В.А. Численная оценка ледовых качеств судна. Управляемость // Вестник научно-технического развития. 2012. №8.
31. Лобанов В.А. Совместное маневрирование судов во льдах на малых расстояниях // Науковедение. 2014. №6. URL: https://naukovedenie.ru/PDF/104TVN614.pdf.
32. Грязин Д.Г., Сергачев И.В. Влияние внешних факторов на переходные процессы магнитных компасов в высоких широтах // Известия высших учебных заведений. Серия «Приборостроение». 2020. Т. 63. №10. С. 921–929.
33. Грязин Д.Г., Падерина Т.В., Сергачев И.В. О возможности использования судовых магнитных компасов в высоких широтах // Материалы XXXII конф. памяти Н.Н. Острякова. Санкт-Петербург: АО «Концерн» ЦНИИ «Электроприбор», 2020. С. 122–125.
Review
For citations:
Gryazin D.G., Paderina T... Magnetic Compass with Dynamic Error Correction System. Gyroscopy and Navigation. 2024;32(2):133-150. (In Russ.)
Views:
8
Email this article 