Бортовое устройство измерения азимута

1. Бортовое устройство измерения азимута, содержащее последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и счетчик "Точно", последовательно соединенные счетчик "Грубо" и первый блок переписи, вычислительный блок и запоминающий блок, при этом первый вход первого блока переписи является азимутальным входом бортового устройства измерения азимута, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения азимута, введены последовательно соединенные обнаружитель одноградусных сигналов, второй блок переписи, вычислитель поправки, регистр и блок сравнения кодов, а также третий и четвертый блоки переписи и блок вычитания, при этом второй сигнальный вход первого блока переписи, сигнальный вход второго блока переписи, первые сигнальные входы третьего и четвертого блоков переписи и второй вход блока сравнения кодов соединены с выходом счетчика "Точно", выход блока сравнения кодов соединен с входом счетчика "Грубо" и тактовым входом вычислителя поправки, первый выход которого соединен с первым сигнальным входом запоминающего блока, второй выход вычислителя поправки соединен с управляющими входами регистра и запоминающего блока, выход счетчика "Грубо" соединен с вторыми сигнальными входами третьего и четвертого блоков переписи, управляющий вход третьего блока переписи соединен с первым тактовым входом вычислительного блока и является входом опорных сигналов "35", управляющий вход четвертого блока переписи соединен с вторым тактовым входом вычислительного блока и является входом опорных сигналов "36", выходы третьего и четвертого блоков переписи соединены соответственно с первым и вторым сигнальными входами вычислительного блока, выход которого соединен с вторым сигнальным входом запоминающего блока, выход которого соединен с первым входом блока вычитания, второй вход которого соединен с выходом первого блока переписи, а выход является выходом бортового устройства измерения азимута.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вычислительный блок содержит последовательно соединенные регистр сигнала "35", тактирующий блок, первый блок вычитания, умножитель и второй блок вычитания, а также регистр сигнала "36", причем вход регистра сигнала "35" является первым сигнальным входом вычислительного блока, вход регистра сигнала "36" является вторым сигнальным входом вычислительного блока, выход регистра сигнала "36" соединен с вторым сигнальным входом тактирующего блока, первый и второй тактовые входы которого являются соответственно первым и вторым тактовыми входами вычислительного блока, а второй выход соединен с вторыми входами первого и второго блоков вычитания, выход второго блока вычитания является выходом вычислительного блока, при этом второй вход умножителя является входом кода числа "35".

Изобретение относится к радионавигации и может использоваться в бортовой аппаратуре радиотехнических систем ближней навигации (РСБН).
Цель изобретения повышение точности измерения азимута.
На фиг. 1 представлена структурная схема предложенного устройства; на фиг. 2 структурная схема вычислительного блока; на фиг.3 структурная схема вычислителя поправки.
Устройство (фиг. 1) содержит генератор 1 тактовых импульсов, счетчик 2 "Точно", счетчик 3 "Грубо", первый блок 4 переписи, запоминающий блок 5, обнаружитель 6 одноградусных сигналов, второй блок 7 переписи, вычислитель 8 поправки, регистр 9, блок 10 сравнения кодов, третий блок 11 переписи, четвертый блок 12 переписи, вычислительный блок 13 и блок 14 вычитания.
Вычислительный блок (фиг.2) содержит регистр 15 сигнала "35", регистр 16 сигнала "36", тактирующий блок 17, первый блок 18 вычитания, умножитель 19 и второй блок 20 вычитания.
Вычислитель поправки (фиг. 3) содержит регистр 21, блок 22 вычитания, накапливающий сумматор 23, блок 24 сравнения кодов и реверсивный счетчик 25.
Устройство работает следующим образом.
Тактовые импульсы с периодом Т _г генератора 1 тактовых импульсов подсчитываются счетчиком 2 "Точно", который представляет собой двоичный несинхронизированный счетчик. Число разрядов n счетчика 2 выбрано таким, чтобы его переполнение происходило с периодом, равным расчетному значению периода следования одноградусных сигналов в пачке Т₁. Из-за расхождения частоты повторения одноградусных сигналов, принимаемых с маяка, и частоты генератора 1 тактовых импульсов переполнение счетчика 2 происходит с периодом Т₁.
Параллельный n-разрядный код со счетчика 2 "Точно" поступает на входы первого, второго, третьего, четвертого блоков 4, 7, 11, 12 переписи и блока 10 сравнения кодов. Обнаружитель 6 одноградусных сигналов, второй блок 7 переписи, вычислитель 8 поправки, регистр 9 и блок 10 сравнения кодов служат для коррекции расхождения частот одноградусных сигналов, принимаемых с маяка, и генератора 1 тактовых импульсов.
В совокупности вышеперечисленные блоки составляют устройство коррекции расхождения частот одноградусных сигналов.
Одноградусные импульсные сигналы поступают на вход обнаружителя 6 с выхода дешифратора опорных сигналов приемного устройства (на фиг.1 не показан). Обнаружитель 6 одноградусных сигналов служит для защиты предлагаемого устройства от воздействия хаотической импульсной помехи по каналу одноградусных сигналов. Это достигается тем, что на управляющий вход второго блока 7 переписи с выхода обнаружителя 6 проходят одноградусные импульсы только после выполнения заданного критерия обнаружения пачки одноградусных импульсов и перестают поступать после выполнения критерия окончания пачки. В одном из возможных вариантов логика работы обнаружителя 6 записывается следующим образом: l/p-k, где l/p критерий обнаружения пачки одноградусных сигналов, т. е. наличие l импульсов на р позициях /l p/; k критерий окончания пачки, т. е. отсутствие одноградусных импульсов на k позициях подряд.
Обнаруженная пачка одноградусных импульсов поступает на управляющий вход второго блока 7 переписи и переписывает код из счетчика 2 "Точно" в вычислитель 8 поправки.
В первом периоде повторения пачек Т_o первый обнаруженный одноградусный импульс переписывает код Z₁ из счетчика 2 "Точно" через второй блок 7 переписи в реверсивный счетчик 25, откуда код поступает в регистр 9. После этого начальная установка реверсивного счетчика 25 отключается.
Во втором периоде Т_o первый обнаруженный одноградусный импульс переписывает код Z₂ из счетчика 2 через второй блок 7 переписи в регистр 21. В блоке 22 вычитания образуется разность чисел Z₂ Z₁ и вырабатывается признак знака разности, которые поступают соответственно на сигнальный и управляющий входы накапливающего сумматора 23. Блок 22 вычитания представляет собой комбинационный сумматор, на первый вход которого подается n-разрядный прямой код числа Z₂, а на второй вход n-разрядный дополнительный код числа Z₁.
Если /Z₂/ > /Z₁ /, то разность положительна и представлена в прямом коде. Признак знака разности (перенос из старшего разряда данного сумматора) при этом равен 1. Если /Z₂ / < /Z₁ /, то разность отрицательная и представлена в дополнительном коде, а признак знака разности равен 0. С помощью признака знака управляется реверсивный счетчик 25 и накапливающий сумматор 23.
Накапливающий сумматор 23 осуществляет операцию образования суммы q S S + A, где А число на входе сумматора, S текущее значение суммы, q перенос на выходе старшего разряда сумматора. При приходе синхронизированных одноградусных импульсов с блока 10 сравнения кодов накапливающий сумматор 23 производит сложение (накопление) разностей Z₂ Z₁. В зависимости от признака знака разности Z₂ Z₁ сумма S подается на выход накапливающего сумматора 23 в прямом коде (при /Z₂ / > /Z₁ /) или преобразуется из дополнительного в прямой код (при /Z₂ / < /Z₁/). С выхода накапливающего сумматора 23 код суммы S подается на вход блока 24 сравнения кодов, на второй вход которого постоянно подается код числа 360₁₀, соответствующий числу одноградусных импульсов в периоде повторения пачек входных одноградусных сигналов Т_o. Когда сумма в накапливающем сумматоре 23 достигает величины 360, то на выходе блока 24 сравнения кодов появляется импульс, который, в зависимости от знака разности Z₂ Z₁ производит прибавление или вычитание единицы из числа Z₁, записанного в реверсивном счетчике 25. Поскольку содержимое этого счетчика определяет временное положение одноградусного импульса с блока 10 сравнения кодов, то его изменение на единицу соответствует сдвигу этого импульса на временной дискрет, соответствующий цене младшего разряда реверсивного счетчика 25. Импульс с выхода блока 24 сравнения кодов подается также на управляющие входы регистра 9 и запоминающего блока 5 и осуществляет запись кода из реверсивного счетчика 25 в регистр 9 и запоминающий блок 5.
Таким образом, производится коррекция N-го периода повторения синхронизированных одноградусных импульсов на один дискрет при поступлении N одноградусных импульсов. Это практически эквивалентно коррекции каждого периода на величину
,
так как при типичном для аппаратуры РСБН расхождении частот наземного и бортового генераторов изменение периода одноградусных импульсов равно 0,3 - 0,5 мкс, что при выборе дискрета реверсивного счетчика равным 0,33 мкс дает К 1-2.
В следующем периоде Т₁ при совпадении содержимого счетчика 2 "Точно" с числом Z₁, хранящимся в регистре 9, блок 10 сравнения кодов вырабатывает импульс, который, во-первых, поступает на вход несинхронизированного счетчика 3 "Грубо", который подсчитывает число импульсов с блока 10 сравнения кодов и имеет период переполнения 360 Т₁ во-вторых, этот импульс поступает на управляющий вход вычислителя 8 поправки в качестве тактирующего. Содержимое регистра 9, скорректированное по первым N импульсам, сохраняется на время Т_o.
Во втором периоде Т_o в момент обнаружения первого опорного импульса через второй блок 7 переписи производится запись содержимого счетчика 2 "Точно" (число Z ₂ ) в вычислитель 8 поправки. В вычислителе 8 поправки рассчитывается (в масштабе дискретов младшего разряда счетчика 2) расхождение ₁, периода Т₁ импульсов опорного сигнала и периода T₁ счетчика 2 "Точно" за один период Т₁. Целая часть ] Z₁[ прибавляется к числу Z₁ и результат (число Z₁+] Z₁[) заносится в регистр 9.
При совпадении содержимого счетчика 2 "Точно" с новым значением числа (Z₁+] Z₁[) в регистре 9 блок 10 сравнения кодов вырабатывает импульс, соответствующий истинному положению одноградусного импульса с погрешностью ( T)<T<sub>г.. Этот импульс поступает на вход вычислителя 8 поправки. При его поступлении вычислитель 8 поправки рассчитывает поправку на следующий такт, которая равна 2 Z₁.
Целая часть ]2 Z₁[ прибавляется к числу Z₁ и результат (число Z₁+2 Z₁[) заносится в регистр 9. Содержимое регистра 9 поступает на блок 10 сравнение кодов и используется для образования второго импульса скорректированной последовательности одноградусных сигналов.
В следующем такте поправка будет равна 3 Z₁, а число, заносимое в регистр 9, Z₁+]3 Z₁[..
Описанные выше операции продолжаются до прихода первого обнаруженного импульса одноградусного сигнала в следующем периоде Т_o. При его появлении на выходе обнаружителя 6 одноградусных сигналов содержимое счетчика 2 "Точно", равное Z₃, через второй блок 7 переписи заносится в вычислитель 8 поправки, где вычисляется новое расхождение по формуле

и процесс коррекции повторяется.
В результате работы устройства временное положение импульсов на входе счетчика 3 "Грубо" оказывается соответствующим истинному положению одноградусных импульсов с погрешностью , а следовательно, и целое число градусов, подсчитанное счетчиком 3 "Грубо", будет вычислено с той же погрешностью. Таким образом, удается, без непосредственной синхронизации счетчиков 2 "Точно" и 3 "Грубо", создать точный задатчик времени, синхронизированный с частотой наземного кварцевого генератора. Код (n-разрядный) с выхода счетчика 2 "Точно", соответствующий долям градуса, и m-разрядный код с выхода счетчика 3 "Грубо", соответствующий целым числам градусов, подаются на входы первого, третьего и четвертого блоков 4, 11, 12 переписи. Импульсы сигналов "35" и "36" с выходов дешифратора опорных сигналов, входящего в приемное устройство (на фиг.1 не показан), переписывают (n + m)-разрядные коды, соответствующие временному положению этих импульсов, в вычислительный блок 13. На выходе вычислительного блока 13 получается (n+m)-разрядный код, соответствующий временному положению "северного совпадения". Последнее вычисляется один раз за период Т_o повторения пачки опорных сигналов радиомаяка и записывается в запоминающий блок 5. Младшие n разрядов этого кода корректируются (замещаются) в запоминающем блоке 5 путем записи кода из вычислителя 8 поправки. Это возможно сделать, так как в формате сигналов РСБН временные положения сигналов "36" (а, следовательно, и "северного совпадения") совпадают с временным положением одного из десяти (соответственно, одного из 360) одноградусных сигналов.
Азимутальный импульс, вырабатываемый устройством измерения временного положения азимутального сигнала (на фиг. 1 не показано) после приема в опорной диаграмме сигналов "35" и "36", поступает на управляющий вход первого блока 4 переписи и переписывает (n+m)-разрядный код с выходов счетчиков 2 "Точно" и 3 "Грубо" на вход блока 14 вычитания. Этот код соответствует временному положению азимутального сигнала. На второй вход блока 14 вычитания подается (n+m)-разрядный код из запоминающего блока 5, соответствующий временному положению импульса "северного совпадения". Код разности на выходе блока 14 вычитания определяет измеренный азимут.
Вычислительный блок 13 (фиг.2) работает следующим образом.
Коды, соответствующие временным положениям импульсов "35" и "36", через третий блок 11 переписи и четвертый блок 12 переписи записываются соответственно в регистр 15 сигнала "35" и регистр 16 сигнал "36", входящие в вычислительный блок 13.
В опорной диаграмме радиомаяка может быть передано и, соответственно, принято на борту летательного аппарата не более двух импульсов "35" и не более двух импульсов "36". После прихода одного импульса "35" и одного импульса "36" тактирующий блок 17 обеспечивает одновременную передачу кодов из регистров 15 и 16 на входы комбинационной схемы, состоящей из первого блока 18 вычитания умножителя 19 и второго блока 20 вычитания. На второй вход умножителя 19 постоянно подан (m+m)-разрядный код числа 35₁₀. На выходе второго блока 20 вычитания получается код, определяющий временное положение сигнала "северное совпадение".
Для пояснения работы вычислительного блока 13 заметим, что в РСБН сигнал "северное совпадение" соответствует моменту совпадения одного импульса сигнала "35" и одного импульса сигнала "36". Следующие импульсы сигнала "35" запаздывают относительно соответствующих импульсов сигнала "36" на интервал времени, пропорциональный (К-1) , где К номер импульса "36" (номер К 1 принадлежит импульсу, образующему "северное совпадение"). Таким образом, импульсы сигнала "35" могут располагаться лишь на определенных фиксированных позициях относительно сигнала "36". Это позволяет по разности между ними вычислить временное положение "северного совпадения".
Пусть код временного положения импульса "36" равен Х₃₆, а интервал между соответствующими импульсами сигналов "36" и "35", представленный кодом на выходе первого блока 18 вычитания, равен . Тогда число на выходе умножителя равно . Это число определяет интервал между положением сигнала "северное совпадение" и принятым импульсом "36". Вычитая его извременного положения импульса "36", получаем временное положение "северного совпадения".
Изобретение относится к радионавигации. Цель изобретения - повышение точности измерения азимута. Устр-во содержит генератор 1 тактовых импульсов, счетчики 2 и 3 "Точно" и "Грубо", четыре блока переписи 4, 7, 11 и 12, запоминающий блок 5, обнаружитель 6 одноградусных сигналов, вычислитель поправки (ВП) 8, регистр 9, блок сравнения кодов 10, вычислительный блок (ВБ) 13 и блок вычитания 14. Цель достигается путем осуществления коррекции расхождения частот повторения одноградусных сигналов, принимаемых с маяка, и генератора 1 тактовых импульсов. Устр-во по п. 2 ф-лы отличается выполнением ВБ 13, состоящего из двух регистров сигнала, тактирующего блока, двух блоков вычитания и умножителя. Даны ил. примеров выполнения ВП 8 и ВБ 13. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.