Автосчислитель

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских(51)М. Кл.З с присоединением заявки Ко 6 01 С 21/20//В 63 В 49/00 Государственный комитет СССР но дедам изобретений и открытийДата опубликования описания 0706,81. (54) АВТОСЧИСЛИТЕЛЬ Изобретение относится к навигаци- онным приборам, осуществляЮщим счисление географических координат место" положения объекта.Известны автосчислители, входящие в состав автопрокладчиков типа ПУТЬАП, АП-З, АП, в состав которых . входят автомат счисления составляющих пути по параллели и меридиану, задатчики начальной широты и начальной долготы, накопители широты и долготы, устройство отображения координат,пре" образователь и тритонометрический узел. Недостатком этих автосчисле-. ний является неучет эллипсоидности 15 Земли, и, следовательно, неточное определение географических координат (1.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству 20 является автосчислитель типа АС,содержащий автомат счисления составляющих пути по параллели и меридиану, задатчики начальной широты и долготы, накопители широты и долготы, первые входы которых подключены к выходам задатчика соответствующих координат, .делительное устройство канала долго" ты, выход которого подключен ко вто" рому входу накопителя долготы, уст ройство отображения географических координат, подключенное к выходам накопителей широты и долготы, триго- . нометрический узел, преобразователь, выход которого подключен ко входу тригонометрического узла, а вход подключен к выходу накопителя широты Г 2.(Погрешность автосчисления типа АС только от неучета эллипсоидности Земли может достигнуть 0,5 и более, кроме того тригонометрический узел трансформирует погрешность выхода автосчислителя на вход, в результате чего канал долготы имеет дополнительную ошибку в координате, зависящую от времени плавания. С появлением допплеровских измерителей абсолютной скорости движения объекта относительнб Земли, точных измерителей курса, с экономическим освоением морейн океанов требуемая точность автосчислителей должна быть на порядок выше. Так, современные допплер-лаги имеют разрешающую способность в измерении скорости до 0,01 узла, что при скорости объекта 10 узлов составляет 0,1 от .скорости. Чтобы минимально исказить информацию источника, автосчислитель должен быть, по крайнеймере, на полпорядка точнее лага, илитого же порядка, если измеритель курса на полпорядка грубее лага.Целью настоящего изобретения является повышение точности определения географических координат автосчислителем..Укаэанная цель достигается тем, тто в автосчислитель дополнительно введены умножитель канала долготы,умножитель канала широты, устройствозапоминания косинуса текущей широты и устройство запоминания поправок на эллипсоид для широты и долготы, при этом тригонометрическийузел включает квадратор и интегра.тор, причем первый выход интегратора подключен к первому входу квадратора, первый выход квадратора подключен к первому входу интегратора,вход тригонометрического узла соединен со вторыми входами интегратора и квадратора, а первый и второй выходы тригонометрического узла соединены, соответственно, со вторыми выходами интегратора и квадратора, при этом первый вход умножителя канала долготы подключен к первому выходу автомата счисления составляющих пути по параллели и меридиану, второй его вход подключен к первому выходу устройства запоминания поправок на эллипсоид для широты и долготыр вы" ход же умножителя канала долготы подключен к первому входу делительногоустройства, первый вход умножителяканала широты подключен ко второмувыходу автомата счисления составляющих пути по параллели и меридиану,второй вход умножителя канала широты подключен ко второму входу устройства еапоминания поправок на эллипсоид для широты и долготы, а выход умножителя канала широты подключен ковторому входу накопителя широты,вход же устройства запоминания поправок на эллипсоид для широты и долготы подключен.к первому выходу тригонометрического узла, второй выход его подключен ко входу устройства запоминаниякосинуса текущей широты, выход же устройства запоминания косинуса текущей широты подключен ко второму входу делительного устройства.Кроме того, квадратор выполнен из блока памяти, включающего регистры хранения чисел, вычитающего счетчика, накапливающего сумматора, первого и второгодизъюнктора,дешифратора нуля, счетного триггера, конъюнктора и управляемого генератора частоты, причем блок памяти подключен кпервому входу вычитающего счетчика,ко второму входу которого подключенвыход второго диэъюнктора, а выходвычитающего счетчика подключен к пер"вому входу накапливающего сумматора,,ко входу дешифратора нуля и ко втоФ 5 О 5 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 60 65 рому выходу квадратора, выход накапливающего сумматора соединен с пер- . вым выходом квадратора, а второй вход накапливающего сумматора - с выходом первого дизъюнктора, первый вход которого подключен ко второму входу квадратора, а второй его вход - к выходу конъюнктора и ко входусчетного триггера, выход счетного триггера. подключен к первому входу первого диэъюнктора, второй вход которого соединен с первым входом квадратора, первый же и второй входы конъюнктора подключены, соответственно, к выходу дешифратора нуля и к выходу управляющего генератора частоты.Кроме того, интегратор выполнен иэ блока памяти, включающего регистры хранения чисел, суммирующего счетчика и накапливающего сумматора, причем блок памяти подключен к первому входу суммирующего счетчика, второй вход его соединен с первым входом интегратора, а выход суммирующего счетчика соединен с первым входом накапливающего сумматора и со вторым выходом интегратора, второй вход накапливающего сумматора соединен со вторым входом интегратора, выход же его соединен с первым выходом интегратора.Кроме того, преобразователь выполнен из вычитающего счетчика, дешифратара нуля, конъюнктора, блока конъюнкторов, генератора частоты, блока уп-.равления записью, причем блок управления записью подключен к первому входу блока конъюнкторов, второй вход которого соединен со входом преобразователя, а выход блока конъюнкторов подключен к первому входу вычитающе-го счетчика, второй вход вычитающего счетчика соединен с выходом конъюнктора и с выходом преббразователя, выход же вычитающего счетчика подключен ко входу дешифратора нуля, выход же дешифратора нуля подключен ко второму входу конъюнктора, а пер" вый вход конъюнктора подключен к генератору частоты.На фиг. 1 представлена схема автосчисления АС; на фиг. 2 представлена схема предлагаемого автосчислителя; на фиг. 3 изображен тригонометрический узел предлагаемого автосчислителя; на фиг, 4 - преобразователь предлагаемого автосчислителя.Автосчислитель содержит автомат счисления 1 составляющих пути по параллели и меридиану, задатчики начальной широты 2 и начальной долготы 3, накопители широты 4 и долготы 5, устройство отображения б географических координат, преобразователь 7, тригонометрический узел 8, делительное устройство 9 канала долготы,умножитель 10 долготы, умножитель 11 канала широты, устройство эапомина60 ния 12 косинуса текущей широты,устройство запоминания 13 поправок наэллипсоид для широты и долготы, квадратор 14, интегратор 15.Квадратор 14 содержит блок 16 памяти, вычитающий счетчик 17, накапливающий сумматор 18, первый диэъюнктор 19, второй диэъюнктбр 20, дешифратор нуля 21, счетный триггер 22,конъюнктор 23, управляемый генераторчастоты 24. Интегратор 15 содержитблок 25 памяти, суммирующий счетчик26, накапливающий сумматор 27. Преобразователь 7 содержит вычитающийсчетчик 28, дешифратор 29 нуля,.конъюнктор 30, блок конъюнкторов. 31,генератор частоты 32, блок управления записью 33. Первый и второй выхо-.ды тригонометрического узла 34, 35,соответственно. Вход и выход.преобразователя 36, 37, соответственно.Автосчислитель представляет собойцифровое специализированное устройство, обрабатывающее информацию оскорости и курсе судна,. приходящуючасть через автомат счисления 1Приращение пути по широте Ь.5. ЬФ )в число-импульсной Форме поступаетот счислителя 1 на умножитель 11,из устройства запоминания 13 на умножитель 11 поступает, кроме того,поправка .на эллипсоид для широты,0,9948 + 0,01 соРЧ(с),Умножитель 11 производит операциюумножения(Й (,ЪИ 10,9949+0,01 соэ ч(В)и представляет собой пересчетноеустройство, коэффициент пересчетакоторого определяется поправкой назллипсонд. В накОпителе широты 4 происходит сложение широты, поступившей от задатчика 2, представляющегособой группу переключателей, с приращениями широты, поступающими в число-импульсной форме от умножителя11. Приращение пути по параллелиД 5 Е в число-импульсной Форме поступает от счислителя 1 на умножи-тель 10, из устройства запоминания13 на. Умножитель 10 поступает, крометого, поправка на эллипсоид для дол- .готы0,99848 + 0,0033 соРМ.Умйожитель 10 производит операциюумноженияЬ 9(Ь ЦХ 0,994 8+003 СОЭ 2 Ч(СДи представляет собой двбичный умножитель,Делитель 9, представляющий собойвычитающий счетчик с переменнойемкостью, определяемой косинусомтекущей широты, производит ойерациюделения число-импульсного кода, приходящего от умножителя 10 на кодкосинуса текущей широты, приходящей.от устройства запоминания 12. В результате, на накопитель долготы 5,представляющий собой реверсивныйсчетчик, от делителя 9, в число-импульсной форме, поступает величинаразности долгот или приращение долгоДэф (дЦ.0,9948 О,оозъ соРЕ(ь)15сов 8(Икоторое, с учетом знака, складывается с широтой, поступившей от задатчика 3, представляющего собой группу 1 О переключателей. Устройство отображения б индицирует координаты, накоп-.ленные в устройствах 4, 5.: В устройствах запоминания 12, 13 хранитсяинформация, которая обновляется .приизменении текущей широты. Обновлением информации управляют устройства 7 и 8.Тригонометрический узел 8 состоит из квадратора 14 и интегратора15, которые при совместной работе. производят операции вычисленияо (С)ОЯД 48+О,01008 Мф, 0,9 ИЬ+О,ООЗЪ СОЭ ф.. Автономно квадратор 14 функциони рует следующим образом.Блок. 16 задает число, которое будем называть подинтегральной функцией, в вычитающий счетчик 17. С этого момента запускается генератор частоты 24. Конъюнктор 3 пропускает частоту на счетный триггер 22 и надизъюнктор 19. Через днэъюнктор 19частота поступает на записывающийвход сумматора 18, одновременно сэтим вдвое уменьшается, частота поступает через дизъюнктор 20 на счетный вход вычитающего счетчика 17. Таким образом, суммирование в устройстве 18 ведется с удвоенной частотойпо отношению к частоте Изменения 4 О подинтегральной Функции в счетчике17. С выхода сумматора 18 снимаетсяв импульсной форме величина2,"о =х - подинтегральная функция.45 Интерв , интегрирования от 0 ДОХзадается дешифратором нуля 21, ко-,торый выдает запрет на конъюнктор23 при нулевом состоянии счетчика 17Автономно интегратор 15 функционирует следующим образом. Блок 25 эадает подинтегральную Функцию в счетчике 26. С этого момента поступает частота через шину 36 на записывающий входсумматора 27, с выхода которого в импульсной форме снимается величина11 мяч,О где 9 - величина поступившая черезвход 367БФ подинтегральная функция,Совместная работа квадратора 14 и интегратора 15 для получениясоэ Ч (с). В счетчик 17 записывается 65 число 1, в, счетчик 26 записывается40 45 50 бО 65 число О, через блоки 16, 25, соответственно. После этого на вход 36 в импульсной форме подается величина широтного угла Ч(с), За счет обратныхсвязей между квадратором и интегратором происходит отработка окружности. При этом в работе участвуютблоки 26, 27, 17, 18, 19, 20, Поокончании прихода импульсов широтыУ (с) в счетчике 17 образуетсясов У (С), в счетчике 26 образуется51 П Ч(с)Совместная работа квадратора 14и интегратора 15 для получения поправок на эллипсоид для широты и долготы; В счетчике 26 блоком 25 записывается число О. В счетчике .17 блоком16 записывается число 7 А , где А =- 0,01 при вычислении поправки широты .и А = 0,0033 при вычислении поправки долготы. После этого на вход36 подается величина М (с). После отработки Ю (с) в счетчике 17 образуется величина А соь ч(с) . Затем всчетчике 26 через блок 25 записывает"ся число 0,9948 и после этого запускается генератор. частоты 24. Происходит процесс квадрирования величины УА . соя с(с), записанной в счетчике 17, и одновременно идет процесссложения величины 0,9948, записанной в счетчике 26, с величинойА . соя 1 (сЦ поступающей в импульсной форме от сумматора 18 насчетный вход счетчика 26. После окончания квадрирования в счетчике 26образуется величина0,9948 + А сов Ч(с),После получения поправок, также каки после получения косинуса текущейшироты, эти величины записываютсяв устройства запоминания 13 и 12, соответственно.Преобразователь 7 необходим длямногократной подачи преобразованногокода широты Ч (с) от накопителя широты 4 в тригонометрический узел 8.Работает он следующим образом.Блок управления 33 выдает сигналзаписи на блок конъюнкторов 31,который пропускает код широты Ч(с)на установочный вход счетчика 28.Запись кода инициирует работу распределителя. Дешифратор 29 разрешаетпрохождение частоты от генератора32 через конъюнктор 30 на счетныйвход счетчика 28. В результате в вычитающем счетчике код уменьшаетсяот У (с) до О. На выход 36 проходитколичество импульсов, равное М(с),Работа автосчислителя заключается в том, что с широтой и долготой,содержащимися в накопителях 4 и 5,суммируются с учетом знаков величины приращений координат соответствующих каналов, которые вычисляются множительными и делительными устройст"вами каналов. Всякое изменение широты, в том числе и начальное, иницирует работу преобразователя 7 и тригонометрического узла 8, которые обновляют информацию запоминающих устройств 13 и 12.Точность автосчиоления лежит в пределах 0,05-0,1, вследствие чего автосчислитель может использоваться для проведения детальных геофизических исследований.Формула изобретения1. Автосчислитель, содержащийавтомат счисления составляющих путипо параллели и меридиану, задатчикиначальной широты и долготы, накопители широты и долготы, первые входыкоторых подключены к выходам .задатчиков соответственных координат, дели- тельное устройство канала долготы, выход которого подключен ко второму входу накопителя долготы, устройство отображения географических координат, подключенное к выходам .накопителей широты и долготы, тригонометрический узел, преобразоватеЛь, вьс-.ход которого подключен ко входу.тригонометрического узла, а вход подключен к выходу накопителя широты,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения географических координат, в негодополнительно введены умножитель канала долготы, умножитель канала широты, устройство запоминания косинуса текущей широты и устройство запоминания поправок на эллипсоид для широты и долготы, при этом тригонометрический узел включает квадратор и интегратор, причем первый выход интегратора подключен к первому входу квадратора, первый выход квадратора подключен к первому входу интегратора, вход тригонометрического узласоединен со вторыми входами интегратора и кведратора, а первый и второй выходы тригонометрического узла соединены, соответственно, со вторыми выходами интегратора и квадратора, при этом первый вход умножителя канала долготы подключен к первому выходу автомата, счисления составляющихпути по параллели и меридиану, второй его вход подключен к первому выходу устройства запоминания поправокна эллипсоид для широты и долготы, выход же умножителя канала долготы подключен к первому входу делительного устройства, первый вход умножителя канала широты подключен ко второму выходу автомата счисления составляющих пути по параллели и меридиану, второй вход умножителя каналашироты подключен ко второму входуустройства запоминания поправок наэллипсоид для широты и долготы, а выход умножителя канала широты подключен ко второму входу накопителя широты, вход же устройства, запоминания поправок на эллипсоид для широты и долготы подключен к первому выходу тригонометрического узла, второй выход его подключен ко входу устройства запоминания косинуса текущей широты, выход же устройства запоминания косинуса текущей широты подключен ко второму входу делительного устройства.2. Автосчислитель по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что квадратор выполнен из блока памяти, вклю" чающего регистры хранения чисел, вычитающего счетчика, накапливающего сумматора, первого и второго дизъюнктора, дешифратора нуля, счетного триггера, конъюнктора и управляемого генератора частоты, причем блок памяти подключен к первому входу вычитающего счетчика, ко второму входу которого подключен выход второго дизъюнктора, а выход вычитающего счетчика подключен к первому входу накапливающего сумматора, ко входу дешифратора нуля и ко второму выходу квадратора, выход накапливающего сумматора соединен с первым выходом квадратора, а второй вход накапливающего сумматора - с выходом первого дизъюнктора, первый вход которого подключен ко второму входу квадратора, а второй его вход - к выходу конъюнктора и ко входу счетного триггера, выход счетного триггера подключен к первому входу первого дизъюнктора, второй вход которого соединен с первым входом квадратора, первый же и второй входы конъюнктора подключены, соответственно, к выходу дешифратора нуля и к выходу управляемого генератора частоты.3. Автосчислитель по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что интегратор выполнен из блока памяти, включающего регистры хранения чисел, суммирующего счетчика и накапливающегосумматора, причем блок памяти подключен к первому входу суммирующегосчетчика, второй вход его соединенс первым входом интегратора, а выход суммирующего счетчика соединенс первым входом накапливающего сумматора и со вторым выходом интегратора,второй вход накапливающего сумматоО ра соединен со вторым входом интегратора, выход же его соединен с первым выходом интегратора.4. Автосчислитель по п. 1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что преоб 15 разователь выполнен из вычитающегосчетчика, дешифратора нуля, конъюнктора, блока конъюнкторов, генератора частоты, блока управления записью,причем блок. управления записью подЩ ключен к первому входу блока конъюнкторов, второй входкоторого соединенсо входом преобразователя, а выходблока конъюнкторов подключен к первому входу вычитающего счетчика, второй вход вычитающего счетчика соединен с,выходом конъюнктора и с выходом преобразователя, выход же вычитающего счетчика подключен ко входудешифратора нуля, выход же дешифратора нуля подключен ко второму входуконъюнктора, а первый вход конъюнктора подключен к генератору частоты.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Балашов И.В. Автосчислителии автопрокладчики. Л., "Судостроением, 1968. - Автопрокладчики типаПуть, АП, АП-З, АПаналоги),2, Балашков И.В. Автосчислителии автопрокладчики. Л , "Судострое 40 ние", 1968. - Автосчислитель АС836525 Редакт илах 4/ Составитель Н. ГусейновИванова Техред Л. Пекарь каз 3100/32 Тираж 642 ВНИИПИ Государственного комитета СС по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж"35, Раушскаа наб.