Устройство для моделирования зондирования рельефа дна гидролокатором и эхолотом

(088.8) се го объеди зног Севры 81,333 нен ство СС1974.во СССР1980О, к детельсаС (/ч отип),но втоервый аторы, т роимпуль еля и второи ла гидроых выполне разователь игнал, выерв вь г одами ретий троды о ео скин енно евои ектоо ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ ОПИСАНИЕ ИЗ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ. МОДЕЛИРОВАНИЯ ЗОНДИРОВАНИЯ РЕЛЬЕФА ДНА ГИЦРОЛОАТОРОМ И ЭХОЛОТОМ, содержащее дваключа, два цифроаналоговых преобразователя, генератор тактовых импульсов,первый сумматор, первый вход которого является входом задания максимальной гулибны устройства, вход заданияпервой составляющей скорости которогоподключен к информационному входувходного генератора, выход которогосоединен с первым входом компаратора,выход которого является выходомнаклона рельефа устройства, о т л и -ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности, в него введены второи и третии сумм теля, генератор син два блока памяти, и блоки моделирования локатора, каждый из в виде интегратора, напряжения в оптиче полненный в виде зл трубки, блок преобразования рельефадна в оптический сигнал, выполненный в виде оптической маски, и фотоприемник, выход которого через первый усилитель подключен к второмувходу первого сумматора, выход которого соединен с входами первого ивторого блоков памяти, выход первогоблока памяти является выходом глубины дна устройства, первый и второйвходы задания координат местопогоже-.ния устройства подключены к входамсоответственно первогб и второго цифро-аналоговых преобразователей, выходы которых соединены с первымивходами соответственно второго итретьего сумматоров, выход генератора синхроимпульсов подключен к входам запуска входного интегратора первого и второго блоков моделированиясигнала гидролокатора, входы заданиявторой и третьей составляющих скорости устройства соединены с инфор 1 мационными входами интеграторов соответственно первого и второго блоков моделирования сигнала гидролокатора, выходы которых подключены кинформационным входам соответственновторого и третьего коммутаторов,выходы которых соединены с вторымивходами соответственно первого и второго сумматоров, выходы которых подключены к входам соответстве рого и третьего усилителей, и второй выходы второго усил соединены соответственно с п и вторым отклоняющими электр электронно-лучевой трубки, т и четвертый отклоняющие элек которой подключены соответстпервому и второму выходам третьегоусилителя, электронно-лучевая трубка оптически соединена через оптическую маску с входом фотоприемника, выход генератора тактовых им 138810пульсов подключен к управляющим входам первого и второго коммутаторов первого и второго блоков памяти, выход второго блока памяти соединен с вторым входом компаратора.Изобретение относится к областимоделирования и может быть использовано в тренажных комплексах для имитации движения судов или самолетовотносительно рельефа дна или земнойповерхности с возможностью зондирования их локационными станциями,Известно устройство для моделирования рельефа дна, содержащее носитель информации о рельефе дна, блоки 1 Осчитывания, преобразователи напряжение - частота и код - напряжение,индикатор, регистратор, реверсивныйсчетчик, сумматор Ц .Недостатком данного устройства 15является невозможность имитации зондирования рельефа дна в стороне отсудна при различных углах поворотаантенны лоцирующей станции в вертикальной и горизонтальной плоскостях, щНаиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство для имитации отраженныхэхосигналов, содержащее регистры,реверсивные счетчики, цифро-аналоговые преобразователи, сумматор, компаратор, интегратор, элементы И,преобразователи напряжения в частоу Р 1Недостатком известного устройства ЗО, является то, что оно моделирует зондирование гидролокатором условногорельефа дна в стороне от судна,характер которого задается нелинейными цифро-аналоговыми преобразова 35телями. Точность моделирования конкретных рельефных участков дна Мирового океана в данном устройствемала и ограничена в основном техни -ческими возможностями цифро-аналого Овых преобразователей. В то же времяизвестное устройство не обеспечивает возможности одновременного зондирования участков дна гидролокатором в стороне от судна в зависимости от направления зондирования и эхолотом под килем судна.В промысловых тренажерных комплексах, в которых должны применятьсятакие устройства, необходимо моделировать рельеф дна конкретного промыслового района моря с той целью, чтобы обучающиеся на тренажере судоводители приобрели навыки работы в данном районе с учетом особенностейрельефа дна. Это особенно важно вусловиях придонного траления, когдатрал проводится на небольшом удалении от дна, Применение промысловыхтренажерных комплексов с моделированием рельефа грунта конкретных промысловых районов позволяет значительно повысить качество подготовки судоводительского состава, что в конечном итоге приводит к повьппению эффективности промысловой эксплуатациисудов на реальном промысле,В то же время в реальных условиях промысла судоводитель для проводки трала одновременно использует информацию о рельефе дна и подводныхобъектах в стороне от судна, получаемую от гидролокатора, и подкилем судна - от эхолота.Цель изобретения - моделированиерельефа дна конкретных промысловыхрайоной Иирового океана с возможностью зондирования его одновременногидролокатором и эхолотом, т.е повышение точности моделирования и расширение функциональных возможностей,Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство, содержащеедва ключа, два цифро-аналоговых преобразователя, генератор тактовыхимпульсов, первый сумматор, первыйвход которого является входом задания максимальной глубины устройства,вход задания первой составляющейскорости которого подключен к инфор3 11388 мационному входу входного интегратора, выход которого соединен с первым входом компаратора, выход которого является выходом наклона рельефа устройства, введены второй и третий сумматоры, три усилителя, генератор синхроимпульсов, два блока памяти, первый и второй блоки моделирования сигнала гидролокатора, каждый из которых выполнен в виде ин-10 теграторов, преобразователь напряжения в оптический сигнал, выполненный в виде электронно-лучевой трубки, блок преобразования рельефа дна в оптический сигнал, выполненный в виде 15 оптической маски, и фотоприемник, выход которого через первый усилитель подключен к второму входу первого сумматора, выход которого соединен с входами первого и второго блоков па мяти, выход первого блока памяти является выходом глубины дна устройства, первый и второй входы задания координат местоположения эхолота устройства подключены к входам соответственно первого и второго цифро-аналоговых преобразователей, выходы которых соединены с первыми входами соответственно второго и третьего сумматоров, выход генера тора синхроимпульсов подключен к входам запуска входного интегратора и интеграторов первого и второго блоков моделирования сигнала гидро- локатора, входы задания второй и третьей составляющих скорости устройства соединены синформационными входами интеграторов соответственно первого и второго блоков моделирования сигнала гидролокатора, выходы 40 которых подключены к информационным входам соответственно второго итретьего коммутаторов, выходы которых соединены с вторыми входами соответственно первого и второго сумматоров, выходы которых подключены к входам соответственно второго и третьего усилителей, первый и второй выходы второго усилителя соединены соответственно с первым и .вторым 50 отклоняющими электродами электроннолучевой трубки, третий и четвертый отклоняющие электроды которой подключены соответственно к первому и второму выходам третьего усилите ля, электронно-лучевая трубка оптически соединена через оптическую маску с входом фотоприемника, выход 410 4генератора тактовых импульсов подключен к управляющим входам первого и второго коммутаторов и первого и второго блоков памяти, выход второго блока памяти соединен с вторым входом. компаратора.На фиг, 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - схема разложения вектора скорости зондирующего импульса; на фиг. 3 - временная диаграмма работы устройства.Устройство содержит цифро-аналоговые преобразователи 1 и 2, входы 3 и 4 текущих координат судна Хс и Ус, сумматоры 5-7, коммутаторы 8 и 9, генератор 10 синхроимпульсов, интегратор 11, блоки моделирования сигнала гидролокатора, выполненные в виде интеграторов 12 и 13, усилители 14 и 15, электронно-лучевую трубку 16, блок преобразования рельефа дна в оптический сигнал, выполненный в виде полупрозрачной оптической маски 17, фотоприемник 18, усилитель 19, блоки 20 и 21 памяти, компаратор 22, генератор 23 тактовых импульсов, выходы 24 и 25.Устройство работает следующим образом;Инофрмация о рельефе дна записывается на квадратной полупрозрачной оптической маске 17, Левый нижний угол маски принят за начало отсчета координат. Координата Х отсчитывается по горизонтальной стороне маски от начала отсчета координат, координата У - от начала отсчета по вертикальной стороне маски, и это направление принято за "направление на се 1%вер в принятой системе координат, Отсчет углов в горизонтальной плоскости производится от "направления на север" .по часовой стрелке. Координата 2 зависит от прозрачности маски, а ее величина пропорциональона прозрачности маски. Таким образом, кажцой паре координат Х и У соответствуЕт вполне определенная величина координаты 2.Полупрозрачная оптическая маска 17 закреплена на экране электроннолучевой трубки 16. С другой стороны оптической маски 17 помещен фото- приемник 18. Текущие координаты Хс и Ус судна носителя эхолота и гидро- локатора через соответствующие цифро-аналоговые преобразователи 1 и 2Ч= Ч ып; В Ч = Ч я 1.п В соя; 35 Ч = Ч соя Й соя,где " - угол наклона антенны гидролокатора в вертикальнойплоскости;Й - угол поворота антенны в горизонтальной плоскости. 40 Аналоговые величины составляющих. Ч, Чх, Чц подаются на входы интеграторов 11-13 соответственно. Синх 45 ронизирующим импульсом гидролокатора интеграторы 11-13 устанавливаются в исходное состояние (фиг. 3, поз. 1). После этого на выходах интеграторов 12 и 13 появляются линейно нарастающие напряжения, пропорциональные относительным координатам Х и У зондирующего импульса, а на выходе интегратора 11 - линейно нарастающее напряжение, пропорциональное глубине зондирующего импульса относительно поверхности моря, Единичным уровнем синхронизирующего импоступают на первые входы сумматоров 6 и 7. На вторые входы сумматоров 6 и 7 через соответствующие коммутаторы 8 и 9 подключены относительные текущие коориднаты зондирую щего импульса гидролокатора свыхода интеграторов 12 и 13. Запуск интеграторов 12 и 13 осуществляется от генератора 10 синхронизирующим импульсом гидролокатора одновременно с запуском его генератора зондирующего импульса. Управление коммутаторами 8 и 9 и блоками 20 и 21 памяти осуществляется импульсами генератора 23, частота следования которых 15 значительно выше частоты следования генератора 10 синхронизирующих импульсов гидролокатора и выбирается исходя из необходимой дискретности считьвания рельефа дна, 20Вектор скорости распространения зондирующего импульса гицролокатора Ч раскладывается на горизонтальную Ч (фиг, 2) и вертикальную Ч составляющие, Горизонтальная состав ляющая Ч раскладывается в свою очередь на составляющие по координатным осям Ч и Ч, Величины составляющих вектора вычисляются с помощью выражений 30 пульса генератора 23 (фиг. 3, поз.2)коммутаторы 8 и 9 запрещают прохож.дение координат Х и У зондирующегоимпульса на сумматоры б и 7, На выходах сумматоров присутствуют напряжения, пропорциональные координатамсудна Хс и У . Эти напряжения усиливаются усилителями 14 и 15 и прикладываются к соответствующим электродам электронно-лучевой трубки 16.Светящаяся точка на экране трубкиустанавливается в положение, соответствующее текущим координатам судна Хс и Ус, при этом яркость свечения люминофора постоянна для любыхкоординат, За счет того, что оптическая маска 17 имеет различную прозрачность, количество света, падающего на фотокатод фотоприемника 18для различных координат различно,а следовательно, различна и величина сигнала на входе усилителя 19.Напряжение на выходе усилителя 19изменяется от нуля на темных участках оптической маски 17 до максимального значения на светлых участках маски. Это напряжение складывается с напряжением П, пропорциональным диапазону глубины, С выходасумматора 5 напряжение, соответствующее глубине места в данной точкес координатами Хо и Ус, поступаетна входы блоков 20 и 21 памяти, Единичным уровнем синхроимпульса генератора 13 разрешается запись информации в блок 20 памяти и запрещается в блок 21 памяти. Таким образом,с выхода блока 20 памяти постоянноснимается напряжение Нэ, пропорциональное глубине места в точке нахождения судна в принятой системекоординат. Нулевым уровнем синхроимпульса генератора 23 разрешается прохождение относительных координат Х и У зондирующего импульса через коммутаторы 8 и 9 на сумматоры6 и 7. На выходах сумматоров 6 и 7появляются напряжения, пропорциональные текущим истинным координатам зон- дирующего импульса Напряжение на выходе сумматора 5 (фиг. 3, поз. 3), пропорциональное глубине места в точке с координатами зондирующего импульса, записьвается в блоке 21 памяти. Напряжение глубины места с выхода блока 21 памяти (фиг, 3, поз.4) поступает на вход компаратора 22, на другой вход кото7 11рого с выхода интегратора 11 подается линейно нарастающее напряжение 0пропорциональное глубине зондирующего импульса в данный момент времени,В момент равенства этих двух напряжений, т,е, в тот момент, когда зондирующий импульс достигает дна, навыходе компаратора 22 произойдетизменение напряжения (фиг. 3, поз.5).Временной интервал ь между синхронизирующим импульсом гидролокатора имоментом изменения напряжения навыходе компаратора 22 пропорционаленнаклонной дальности дна при данномположении антенны гидролокатора ирельефа дна в моделируемой акваторииплавания, Изменение характера рельефа дна производится заменой полупрозрачной маски,Таким образом, предлагаемое устройство за счет включения новых уз 38810 8лов позволяет считывать информацию оглубине места под килем судна эхолотом и гидролокатором в стороне отсудна в пределах моделируемой акватории плавания. Кроме того, устройство позволяет быстро менять "районы"плавания сменой полупрозрачных масок.Точность моделирования конкретныхусловий зависит от точности изготов О ления маски, что не представляетсерьезной сложности. Применениепредлагаемого устройства в промысловых тренажерах позволяет повысить качество подготовки судоводителей, таккак проведение тренинга в конкретномпромысловом районе с возможностью получения одновременно информации отгидролокатора и эхолота позволяет выработать у судоводителей определен О ные навыки, необходимые для веденияпромысла в данном промысловом районе,1138810 В, Рыббинец ставнтелхред А. Корре Дан кто илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 аказ 10 б 90/38 ВНИИПИ по 113035, Тираж 710Государственного комитета лам изобретений и открыти Москва, Ж, Раушская наб одписн СССР д, 4