Автопрокладчик

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 070579. (21) 2767217/40-23 151) М. Кл. с присоединением заявки Мо С 01 С 21/20//В 63 В 49/00 Государственный комитет СССР(088.8) Дата опубликования описания 070681 72) Авторизобретени исо 71) заявитель 4) АВТОПРОКЛАДЧ Изобретение относится к навигационным приборам, осуществляющим счисление географических координат и прокладку курса подвижного объекта на карте.Известны автопрокладчики типа АП, АП-З, АП. В состав таких ав- топрокладчиков входят автомат счисления составляющих пути по параллели и меридиану, подключенные к нему устройство прокладки курса и устройство вычисления и дтображения географических координат. Недостатком таких автопрокладчиков является невозможность автоматической коррекции курсопрокладчика и вычиалителя координат Г 11 ./Известен также автопрокладчик,содержащий автомат счисления составляющих пути по параллели и меридиану, масштабный узел, задатчик масштаба и широты главной параллели, автоматический планшет, блок реверса механизма отработки разности широт, блок . реверса механизма отработки отшествия вычислитель приращений географических координат, блоки управления знаками приращений широты и долготы, накопители широты и долготы, задатчики начальной широты и долготы и устройсто отображения текущих координат,причем первые входы масштабного узла.вычислители приращений географических координат подключены к выходунакопителя широты, блоки реверса механизмов отработки разности широт иотшествия первыми входами подключенык соответствонньм выходам масштабного узла, а выходами подключены к ав томатическому планшету, второй входмасштабного узла подключен к задатчику масштаба и широты главной параллели, первые входы блоков управлениязнаками приращений широты и долготы 15 подключены к соответственным выходамвычислителя приращений географических координат, а выходами подключенык первым входам соотвегственных н копителей координат, вторые входы 20 которых подключены сосгветственнок задатчикам начальной широты и дслготы, а выходы подключены к устройству отображения текущих координатГ 21 . Такой автопрок.а;чик может работать только по гр р зщениям линейных, но не угловых ;еэемещений поцвижного объекта, кт эме того, коррекции положения пишут,;го узла и данных устройства о .обнажения текущих 30 координат производится вручную.В настоящее время есть тенденциякомплексирования навигационных источников информации. Так комплексируются устройства, обеспечивающие. непрерывное получение текущих координат,имеющие свойство накапливать ошибкусчисления местоположения, и устройства эпизодического получения координат, например от спутника, одинраэ в час, при его появлении на горизонте, и т. д. Кроме того, в шельфовой зоне лучшую точность обеспечивают позиционные радионавигационные станции, что выявляет потребность в этом случае координатного входа в автопрокладчик. При удалении от шельфовой зоны лучшую точность определения местоположенияобеспечивают. навигационные системы,работающие от приращений пути и имеющие возможность периодической коррекции. Таким образом, потребность практики выявляет необходимость расширения функции автопрокладчика с тем,чтобы была обеспечена и возможностьего автоматической коррекции, и возможность работы от задатчиков геограФических координат,Целью настоящего изобретения является повышение точности счислениягеографических координат.Укаэанная цель достигается тем,что в автопрокладчик дополнительновведены блок задания точных геограФических координат, устройство коррекции составляющей пути по параллели, устройство коррекции составляющей пути по меридиану, суммирующееустройство канала широты и суммирующее устройство канала долготы, причем первый вход суммирующего устройства канала долготы подключен к первому выходу автомата счисления составляющих пути по параллели и меридиану, второй вход его подключен кпервому выходу устройства коррекциисоставляющей пути по параллели, авыход подключен ко второму входу вычислителя приращений географическихкоординат и к третьему входу масштабного узла, второй выход устройствакоррекции составляющей пути по параллели подключен ко вторым входамблока реверса механизма отработкиотшествия и блока управления знакамиприращений долготы, а первый и второй входы подключены соответственнок первому входу и выходу накопителядолготы, третий вход подключен к первому выходу блока задания точныхгеографических координат, . приэтом второй выход автомата счисленияподключен к первому входу суммирующего устройства канала широты,второйвход которого подключен к первомувыходу устройства коррекции составляющей пути по меридиану, а выход егоподключен к третьему входу вычислителя приращений географических координат и к четвертому входу мас" штабного узла, второй выход устройства коррекции составляющей пути по меридиану подключен ко вторым входамблока реверса механизма отработкиразности широт и блока управлениязнаками приращений широты, а первыйи второй входы подключены соответственно к первому входу и выходу накопителя широты, третий вход подключенко второму выходу блока задания точных географических координат.Кроме того, устройства коррекциисоставляющих пути по параллели и ме- .ридиану включают в себя накопительгеографической координаты, устройство сравнения, первый и второй конъюнк торы и задатчик скорости коррекции,причем первый вход устройства коррекции составляющей пути подключен кпервому входу первого конъюктора,второй вход подключен к первому вхо ду устройства сравнения, третий входподключен к первому входу накопителягеографической координаты, второйвыход устройства коррекции составляющей пути подключен к первому входу 25 устройства сравнения, первый же выход устройства коррекции составляю- .щей пути подключен к выходу второгоконъюнктора, при этом второй выходустройства сравнения подключен к первому входу второго конъюнктора, авторой вход второго конъюнктора подключен к задатчику скорости коррекции, третий выход устройства сравнения подключен ко второму входу первого конъюнктора, выход же пеРвогоконъюнктора подключен ко второму входу накопителя географической коорди-наты, а выход накопителя подключенко второму входу устройства сравнения.40 На фиг, 1 представлена структурапрототипа, автопрокладчнка Путь;на фиг. 2 - представлена структурапредлагаемого автопрокладчика; нафиг. 3 представлена структура устрой ства коррекции составляющейпути.Автопрокладчик содержит автоматсчисления 1 составляющих пути по параллеаи и меридиану, масштабный узел2, вычислитель 3 приращений геогра фическихкоординат, накопитель 4 широты, накопитель 5 долготы, автоматический планшет 6, блок 7 реверса механизма отработки разности широт,блок 8 реверса механизма отработки 55 отшествия, блок,9 управления знакамиприращений широты, блок 10 управлениязнаками приращений долготы, задатчик 11 масштаба и широты главнойпараллели, задатчик 12 начальной широты, задатчик 13 начальной долготы, 60 устройство отображения 14 текущих координат, блок 15 задания точных географических коордйнат, устройство16 коррекций составляющей пути по меридиану, устройство 17 коррекции сос тавляющей пути по параллели, сумми"рующее устройство 18 канала долготы,суммирующее устройство 19 канала широты.Устройство коррекции составляющихпути по параллели и меридиану включают в себя устройство сравнения 20,накопитель 21 географической координаты, задатчик 22 скорости коррекциипервый конъюнктор 23, второй конъюнктор 24, информационный выход 25, знаковый выход 26, первый вход 27, второй вход 28, третий вход 29.Автопрокладчик представляет собойсистему из двух аппаратов. Из аппаратов прокладки курса и аппарата счисления географических координат. Обааппарата построены на базе цифровыхэлементов и работают с одинаковойточностью. Причем инструментальныепогрешности,как по величине, так и познаку у обоих приборов блйзки друг кдругу, Таким образом, замыкая обратной связью аппарат счисления географических координат и корректируя его,тем самым корректируем и аппарат прокладки курса в силу синхронности егоработы с аппаратом счисления геограФических координат. Несоответствиепоказаний первого и второго аппаратов после коррекции определится только погрешностью их синхронизации,которая может быть уменьшена до погрешности, неразличимой в процессеработы с картой. Так для карты масштаба 1:200 тыс можно задаваться погрешностью синхронизации до 200 мпути, что будет соответствовать 1 ммна карте, явно неразличимому, Аппарат счисления географических координат замыкается обратной связью по каналу ширины и по каналу долготы, следовательно, коррекция аппарата про"кладки курса производится также подвум каналам: по каналу разностнойшироты и поканалу отшествия,Автономно аппарат прокладки курсафункционирует следующим образом.Приращения составляющих пути по.параллели ЬОТШ и меридиану Ь РШ поступают из автомата счисления 1, черезсуммирующие устройства 18, 19, намасштабный узел 2, в который такжеподается из задатчика 11 масштабглавной параллели Мги широты главной параллели Ч, кроме того на него поступает текущая широта Чм из накопителя 4 широты, масштабный узелвычисляет масштаб текущий М.Г (Чгп, Иг,М,), Последняя записьговорит о том, что масштаб текущийможет быть вычислен как по формулешара, так и по формулам эллипсоида.Но в таком случае вычисление географических координат также должно вестись по собственнным формулам; т.е.должна быть одна идея построения автопрокладчика, или в предположении,чтоЗемля есть шар, или в предположении,что Земля имеет форму эллипсоида. В масштабном же узле вычисляютсязначения приращений разности широтЕРШ и отшествия ЬОТШ , в текущеммасштабе карты по формуламдРШт = ЬРШМмм5 дОТШт = дОТШ МтПриращения дРШт и дОТШ поступают через блоки реверса 7 и 8, гдеим придаются соответствующие знаки,на автоматический планшет 6, которыйинтегрирует эти приращения,Автономно аппарат счисления географических координат функционируетследующим образом. Приращения соСтавляющих пути по параллели ЬОТШ и Меридиану дРШ поступают от автоматасчисления 1 через сумматоры 18, 19на вычислитель приращений географических координат, вычисляющий приращение широты ьГ и приращения долготыЛАпо зависимостям шара или эллипсоида.20 Здесь также предположения о формеЗемли должны быть единообразными ипри реализации устройства 3 и приреализации устройства 2. Приращения координат через знаковые блоки9, 10 поступают с соответствующимизнаками на счетные входы накопителей4 и 5, где они суммируются с учетомзнаков с начальными координатами,поступившими от задатчиков 12, 13.ЗО Устройство отображения 14 индицируеттекущие значения. географических координат, Работа счмматооов 18, 19заключается в пропускании входной информации на выход. Работа блока 15заключается в периодической выдачеточных географических координат наустройства коррекции 16 и 17. Функционирование устройств коррекции 16и 17 происходит одинаково. Так устройство 17 Функционирует в автоном 40 ном режиме следующим образом. В накопитель 21 заносится через блок 15,перед началом работы автопрокладчика,величина координаты, а именно начальная долгота, равная величине ко-.45 ординаты, заносимой в накопитель 5.В процессе работы автопрокладчика информация на накопители 21 и 5 приходит от блока 10, одинаковая по величине и знаку, и таким образом устройство сравнения 20 выдает сигнал равенства на конъюнктор 23, поддерживая его в открытом состоянии, а сигнал неравенства устройства сравнения20 на конъюнктор 24 не поступает.Таким образом конъюнктор 24 не разрешает прохождение сигналов от задатчика 22, который для цифрового автопрокладчика представляет генератор частоты.функционирование автопрокладчикаО в режиме отработки данных, поступающих от автомата счисления 1 составляющих пути.В этом режиме аппарат прокладкикурса вычерчивает курс судна на карте, аппарат счисления координат вычисляет и отображает координаты судна, устройства коррекции 1 б и 17 работают синхронно с накопителями широты 4 и долготы 5, накапливая координаты, на суммирующие устройства 18,19 поступает информация только отавтомата счисления 1. Блок 15 нефункционирует.Функционирование автопрокладчикав. режиме отработки данных, поступающих от блока 15.задания координат.Если частота выдачи координат иэблока 15 достаточно велика, то вэтом случае автомат. счисления 1 можно вообще отключить и автопрокладчикбудет. отрабатывать угловые величины,а именно, поступающие от блока 15 текущие широту и долготу. Аппарат прокладки курса в этом случае прокладывает курс от физически других источников навигационной информации, .не меняя свою. структуру. При редкой вы" 20 даче координат из блока 15 будет происходить, собственно , коррекцияавтопрокладчика по данным блока 15.Эти данные можно вводить как вручную,так и автоматически. При поступле нии координат иэ блока 15 на устройства коррекции 1 б и 17, отличных откоординат, накопленных в накопителях.4 и 5, устройства сравнения 20 блоков коррекции 16 и 17 закроют конъюнкторы 23 и откроют конъюнкторы 24. Из эадатчиков 22 на сумматоры 18 и 19 поступают сигналы, физически представленные в форме сигналовавтомата счисления 1, величины которых определяют скорость коррекции, Собственно, эадатчик 22 может выдавать любые сигналы, схожие с сигналами автомата 1, но для быстрой отработки рассогласования в координатах между накопителями 4, 5 аппарата 40 счисления координат и накопителями 21 устройств коррекции 16 , 17 эти сигналы должны быть, по возможности, больше. Так, в предлагаемом автопрокладчике скорость коррекции соответствует 250 узлам, и она ограничена только скоростными возможностями аппарата прокладки курса. Знаковые вы" ходы блоков коррекции 1 б и 17 управ" ляют блоками 7-10. Информационные щ и знаковые выходы блоков коррекции полностью определяют в каком направлении и на сколько должны быть откорректированы и положение карандаша пишущего устройства автоматического планшета б и показания устройства отображения 14.Таким образом, корректируя автомат счисления координат не просто сменой состояний его накопителей 4, 5, а путем воздействия на сумма" 60 торы 18, 19 произвольным сигналом, тем самым корректируем и аппарат прокладки курса в силу синхронизации его работы с аппаратом счисления ко" ординат, и тем самым обогащаем функ" 65 ции автопрокладчика, придавая ему способность отрабатывать перемещения, заданные не только в линейной, но и в угловой форме.Потребности детального изучения морей и океанов, их экономическое освоение определили комплексное использование различных навигационных датчиков и аппаратуры обработки навигационной информации. В состав разрабатываемой геофизической аппаратуры входит и предлагаемый автопро-. кладчик. Расширение функций автопрокладчика позволит подключать его и к допплер-лагу, например в открытом море, и к специализированной ЭВМ, работающей по данным позиционных систем местоопределения.Формула изобретения1. Автопрокладчик, содержащий автомат счисления составляющий пути по параллели и меридиану, масштабный узел, задатчик масштаба и широты главной параллели, автоматический планшет, блок реверса механизма отработки разности широт, блок реверса механизма отработки отшествия,вы,числитель приращений географических координат,блоки управления знаками приращений широты и долготы, накопители долготы и широты, задатчики начальной долготы и широты и устройство отображения текущих координат, причем первые входы масштабного узла и вычислителя приращений географических координат подключены к выхо-. ду накопителя широты, блоки реверса механизмов отработки разности широт и отшествия первыми входами подключены к соответственным выходам масштабного узла, а выходами подключены к автоматическому планшету, второй вход масштабного узла подключен к задатчику масштаба и широты главной параллели, первые входы блоков управления знаками приращений широты и долготы подключены к соответственным выходам вычислителя приращений географических координат, а выходами подключены к первыМ входам соответствующих накопителей координат, вторые входы которых подключены, соответственно, к задатчикам начальной широты и долготы, а выходы подключены к устройству отображения текущих координат, о тл и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности счисления географических координат, в него дополнительно введены блок задания точных географических координат, устройство коррекции составляющей пути по параллели, устройство коррекции составляющей пути но меридиану, суммирующее устройство канала широты и суммирующее устройство канала долготы, причем первый вход суммирующего устройства канала долготы подключен к первому выходу автомата счислениясоставляющих пути по параллели и меридиану, второй вход его подключен к первому выходу устройства коррекции составляющей пути по параллели, а выход подключен ко второму входу вычислителя приращений географичес- ких координат и к третьему входу масштабного, узла, второй выход устрой- ства коррекции составляющей пути по параллели. подключен ко вторым входам блока реверса механизма отработки отшествия и блока управления знаками приращений долготы, а первый и второй входы подключены соответственно к первому входу и выходу накопителя долготы, третий вход подключен к первому выходу блока задания точных географических координат, при этом второй выход автомата счисления подключен к первому входу суммирующего устройства канала широты, второй вход которого подключен к первому выходу 20 устройства .коррекции составляющей пути по меридйану, а выход его подключен к третьему. входу вычислителя приращений географическихкоординат и к четвертому входу масштабного уз- д ла, .второй выход устройства коррекции составляющей пути по меридиану подключен ко вторым входам блока реверса механизма отработки разности широт и.блока управления знаками прира- Зо щений широты,.а первый и второй вхо" ды подключены соответственно к первому входу и выходу накопителя широ- . ты, третий вход подключен ко второму выходу блока задания точных географических координат.2; Автопрокладчик по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, устройства коррекции составляющих путипо параллели и меридиану включают всебя накопитель географической координаты, устройство сравнения, первыйи второй конъюнкторы и задатчик скорости коррекции, причем первый входустройства коррекции составляющей пути подключен к первому входу первого конъюнктора, второй вход подключен к первому входу устройства сравнения, третий вход подключен к первому входу накопителя географической координаты, вторый выход устройства коррекции составляющей пути подключен к первому входу устройствасравнения, первый же выход устройст- .ва коррекции составляющей пути подключенвыходу второго конъюнктора,при этом второй выход устройствасравнения подключен к первому входувторого конъюнктора а второй входвторого конъюнктора подключен к задатчику скорости коррекции, третийВыход устройства сравнения подключенко второму входу первого конъюнктора,выход же первого конъюнктора подключен ко второму входу накопителя географической координаты, а выходнакопителя подключен ко второму входуустройства сравнения,Источники информации,принятые во внимание при экспертизеБалашков И,В. Автосчнслителии автопрокладчики. Л., "Судостроение", 1968. Автопрокладчики АП,АП-З, АП(аналоги)2. Балашков И.В. Автосчислители иавтопрокладчики, Л., "Судостроение",19 б 8. Автопрокладчик "Путь" (прототип).836524 иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул ИИПИ Эакаэ 3100/32 г раж 642 Подпион ктная, 4