Устройство для преобразования координат

(9) , (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРеспуБЯИк 80 А 1)5 606 Г 7 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ И У СВИДЕТЕЛЬСТВ АВТО ОВАтике и спол- ьельн ых сисх. Цель льных зможГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1019445; кл. 6 06 Е 7/548, 1981.Авторское. свидетельство СССРВ 1141405, кл. 6 06 Е 7/548. 1983.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕОБРАЗНИЯ КООРДИНАТ(57) Изобретение относится к автомавычислительной технике и может быть изовано в специализированных вычислитсредствам, информационно-измерительнтемах и в радиоэлектронных устройстваизобретения - расширение функционавозможностей за счет обеспечения во ности введения коррекции на угол крена значения угла азимута, измеренного в системе координат, имеющей отличный от нуля угол крена. Цифровой преобразователь координат содержит три регистра, девять блоков элементов И, три блока элементов ИЛЛ, пять блоков памяти значения тригонометрических функций, два блока умножения, вычислитель, магистральный передатчик, группу элементов НЕ, трипер 14, элемент И 15, суммирующий счетчик 16, дешифратор 17, группу триггеров 181 - 18 в и четыре элемента ИЛИ 191-194, Устройство по зна ению углов азимута и места в системе координат с углом крена у реализует математическую модель, позволяющую определить угол азимута для системы координат с углом крена, равным нулю. 5 ил.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислительныхсредствах инФормационно-измерительных систем и в радиоэлектронных устройствах.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности введениякоррекции на угол крена знзчения угла азимута, измеренного в системе координат скреном.,На фиг.1 и 2 представлена функциональная схема устройства для преобразования координат; на фиг.З - схемаобразования координат; на фиг,4 - примерфункциональной схемы блока элементов И;на фиг.5 - пример функциональной схемыблока элементов ИЛИ,Устройство для преобразования координат содержит вход 1 значения угла азимута, вход 2 значения угла места, вход 3значения угла крена, вход 4 запуска, трирегистра 51-5 з, девять блоков 61-6 э элементов И, три блока 71-7 з элементов ИЛИ, блокщ х 81 памяти значения функции, блок 82памяти значения функции агстд х, блок 8 зпамяти значения функции соз х, блок 84памяти значения функции з 1 п х, блок 85 памяти значения функции - , два блока 91созх. и 92 умножения, вычитатвль 10; магистральный передатчик 11, выход 12 скорректированного значения угла азимута, группуэлементов НЕ 131-133, йЗ-триггер 14, элемент И 15, суммирующий счетчик 16, дешифратор 17. группу триггерор 181-18 з,четыре элемента ИЛИ 191-194, формирова-,тель сигнала "Лог.0" 20, тактовый вход 21,выход 22 строба.Блок И 6 элеменгов (фиг.З) содержитгруппу элементов И-НЕ 231-23 п и группуэлементов НЕ 24"24 я.Блок элементов ИЛИ 7 (фиг.4) содержитгруппу элементов ИЛИ 251-25 л.Рассмотрим математическое обоснование, положенное в основу работы устройстварля преобразования координат.При отсутствии крена ( у) измерения координат точек производится в системе координат ОХИ (фиг.З), з при наличиикрена (у "Оо) измерения:.производятся всистеме координат ОХУЕ . при этом оси Е и1тЕ совпадают. Произвольно выбранная точка имеет угол азимута а и уГол места фвсистеме координат ОХИ и соответствеиноа,рв системе координат ОХ УЕ При повороте осей указанной системы координатимеет место стоотношених=хсоз(11)+у созО 1)+к.соз(к 1), (1) гдв х, х, у,т - координаты точки А,1 1 11, 1 М - единичные векторы осей Х, У,2 системы координат ОХУ 2;Т- единичный вектор оси Х;5 (1), ( 1), (М 1) - углы между единичнымивекторами.1 ри этом(3)Таким образом, введение коррекции нэ20 угол крена возможно при использованиивышеприведенной формулы, в которую необходимо подставить текущие значенияа,Р, у . Математическая модель (3) реализуется устройством, нз входы .которого по 25 ступает информация о текущих значенияхпараметров а,ф, у и сигнал запуска, Передний фронт сигнала запуска целесообразно задержать по времени относительнопередних фронтов импульсов информации30 по параметрам а,ф, у, которые должныпоступать практически одновременно, Приэтом. улучшаются условия для считыванияинформации параметров ар,у, По окончании цикла работы устройство выдает зна 35 чение в параллельном коде и импульссинхронизации на выход 12 скорректированного значения угла азимута и выход 22строба соответственно.Цикл работы устройства начинается сприема информации на входные шины 1-.3аои импульса синхронизации нэ вход 4 запуска, передний фронт которого зэдержай по времени относительно начала подачи информации для обеепечения лучшего кзчест 45 ва считывания информации, .поступающейна информационные входы регистров 1, И, 5 з, В регистрах 51, 52,.5 з информация записывается и хранится до перезаписи в медующем цикле.С, входа.4 запуска импульс синхронизации поступает также через элемент НЕ 13 на 3 вход йЯ-триггера 14, устанавливая его в "1" и поступавт нэ первый вход элементаИ 18, на второй вход которого подаютсятактовые импульсы с входа 21 тактовых им-.пульсов. Во время действия уровня "1" нз первом входе элемейтз И 151 иэ его вйход проходят тактовые импульсы, коорые поступают нэ счетный вход суимируюш 1 его счетчика 16, вызывая (после окончания действия импульса синхронизации, устанавли- ва информации со строки, номер которой вающего счетчик 16 в исходное состояние) задается информацией с регистра 5 з, посту- монотонное изменение его состояний от пающей на адресный вход запоминающего (0000)2 до (1111)2. Соответственно пооче- устройства 8 з, в котором записана информаредно на одном иэ выходов дешифратора 17 5 ция вида у = созх, где х - значение входного появляется уровень "Лог.1", а то время как кода, поступающего на адресную шину зана других выходах действуют уровни "0". поминающего устройства 8, у - значениеПри действииуровня "Лог.1" на первом выходного кода, считываемого из этого завыходе дешифратора. 17 триггер 181 уста- поминающего устройства. С выхода запоминавливается в "1" состояние, с которого этот 10 нающего устройства 8 з поступает цифровой уровень "1" поступает на вторые входы бло- код, соответствующий выражению сову, чеков 61, 62 элементов И и первый вход эле- . рез блок 65 элементов И и блок 72 элеменмента ИЛИ 191, что вызывает прохождение тов ИЛИ на вход, операнда блока 91 умноинформации с выходов регистра 51 через жения, на второй вход разрешения записи блок 61 элементов И и блок 71 элементов 15 которого подается импульс с четвертого вы- ИЛИ на адресные входы блока 81 памяти хода дешифратора 17, вызывая запись инзначения функциитдх, на, входе разрешения формации вида соз у во второй считывания которого с выхода элемента (внутренний) регистр блока умножения 91, ИЛИ 191 действует в это время уровень "1", По окончании импульса с четвертого выхода вызывая считывание информации со строки 20 дешифратора 17 триггер 182 устанавливает- этого запоминающего устройства, номер ся а состояние "0", так как в момент дейст- которой задается поступающей на адрес- вия положительного перепада на тактовом ный вход информацией. В запоминающем входе триггера 182 на его информационном устройстве 81 записана информация вида у входе действует уровень "Лог.О". При дейст- тдх, где х, у - входная и выходная инфор вии с пятого выхода дешифратора 17 уровня мации, соответственно, вследствие чего с "Лог,1" напряжение этого уровня поступает его выхода поступаетчерез блок 62 злемен- на вход разрешения умножения блока 91 тов И и блок 72 элементов ИЛИ на вход умножения и в этом блоке умножения,прооперанда блока 91 умножения информация изводится перемножение цифровых кодов,Фвида тд а . Эта информация записывается в 30 находящихся в первом и втором внутренних первый(внутренний) регистр блока 91 умно- регистрах блока умножения 91, в результате жения по сигналу, поступающему с второго чего на выходной регистр блока 91 умножевыхода дешифратора 17, с задержкой атно- ния поступает соответствующий выражесительно начала считывания информации нию (тд а сов у ) цифровой код. Этот иэ запоминающего устройства 81 - для 35 цифровой код поступает далее на первый предотвращения сбоев эа счет процессов вход вычитателя 10, действуя до времени установления, перезаписи в следующем цикле.По окончании импульса на втором выходе дешифратора 17 триггер 181 устанаали- При действии импульсов на шестом и вается в состояние "0", так как при действии 40 седьмом выходах дешифратора 17 триггер положительного перепада напряжения на 18 з находится в состоянии "1" и уровень его входедействуетуровень "Лог.О", что вы- "Лог.1" поступает на второй вход блока 6 зывает установку триггера 181 в состояние элементов И и первый вход элемента ИЛИ "0". Использованное в устройстве включе, что вызывает прохождение информание триггеров 181,186 обеспечивает выдачу 45 ции с регистра 52 через блок 6 элементов И импульсов двойной. длительности относи- и блок 71 элементов ИЛ И на адресные входы тельнодлительности импульсов на выходах блока 81 памяти значения функции дх, с дешифратора 17, что дает возможность ис- выхода которого(вследствие действия уров- пользования импульсов с соответствующе- ня "Лог.1" на входе разрешения считываго выхода дешифратора 17 для считывания . ния) при этом выдается информация, информации после окончания переходных 50 соответствующая выражению тд Р. Эта инпроцессовзасчетдействияначалаимпуль- формация во время действия импульса с са с выхода триггера, седьмого выхода дешифрэтора 17 проходитПри действии уровня "Лог.1" на третьем через блок 66 элементов И и блок 7 з злеменвыходе дешифратора 17 триггер 182 уста-. тоа ИЛИ на вход операнда блока 92 умноже нааливаетсявсостояние "1",свыхода кото ния, на первый вход разрешения записи рого уровень "Лог.1" поступает на адресные которого поступает импульс с седьмого вывходы блока 8 з памяти значения функции хода дещифратора 17 через элемент ИЛИ сов х и блока 65 элементов И, вызывая счи, вызывая запись в первый (внутренний) тывание из этого запоминающего устройствызывая выдачу соответствующего произведению (19 ф.з 1 п у) цифрового кода на выходной регистр блока 92 умножения, информация с которого во время действия импульса . с одиннадцатого выхода 35 дешифратора 17 на втором входе блока 67 элементов И поступает. через этот блок элементов И и блок 7 з элементов ИЛИ на вход операнда блока 9 г умножения и записывается в его первый (внутренний) регистр за счет действия импульса на его первом выходе разрешения записи, поступающего через элемент ИЛИ 192 с одиннадцатого выхода дешифратора 17,Во время действия импульсов на двенадцатом, тринадцатом. выходах дешифратора 17 триггер 185.находится в состоянии "1", напряжение с которого по-.ступает на вход разрешения считывания блока 85 памяти значения функции -.1созхна адресные входы которого поступает цифровой код параметра а с регистра 51. С выхода запоминающего устройства 8 з, в ко тором записаны значения цифровых кодов аида у ", где х и у - цифровые коды1созхвходной и выходной информации, выдается регистр блока 9 г умножения цифрового кода, соответствующего выражению тцфВо время действия импульсов на восьмом и девятом выходах дешифратора 17 триггер 18 а находится в состоянии "1" иуровень "Лог.1" поступает на вход разрешения считывания блока 84 памяти значения функции з 1 пх, разрешая считывание информации со строки, номер которой.задаетсяинформацией из регистра 5 з. Так как в запоминающее устройство 8 записана информация вида у= з пх, где х, у- цифровые кодывходной и выходной информации, то с его выхода выдается цифровой код информации, соответствующий выражению вида зиу, поступающий. через блок бв элементов И и блок 7 з элементов ИЛИ на вход операнда блока 92 умножения, При.действии импульса с девятого выхода дешифратора 17 егонапряжение поступает через элемент ИЛИ19 з на второй вход разрешения записи блока 92 умножения, вызывая запись информации о значении цифрового кода, соответствующего выражению залпу, во второй (внутренний) регистр этого блока умножения.Во время действия импульса с десятого выхода дешифратора 17 его напряжение поступает на вход разрешения умножения блока 92 умножения через элемент ИЛИ 19 п,102030 цифровой код вида у - р через блок бя1соз аэлементов И и блок 7 з элементов ИЛИ на вход операнда блока 92 умножения, на второй вход разрешения записи которого подается импульс с тринадцатого выхода дешифратора 17 через элемент ИЛИ 19 з. При этом производится запись цифрового кода,во второй (внутренний) регистр1соз а- .блока 92 умножения. При подаче импульса с четырнадцатого выходадешифратора 17 через элемент ИЛИ 194 на вход разрешения умножения блока 92 умножения с выхода этого умножителя выдается цифровой код,о д зь 1 соответствующий выражению - ) .,соз а поступающий на вторую группу входов вычитателя 10, на первом входе которого в начале цикла установлен код, соответствующий выражению (19 асозе ). Вычитатель 10 производит вычитание параллельных цифровых кодов, выдавая разность (тц19 з 1 па созу 9 ). цифровой код этой разсоз аности поступает через блок бз элементов И, так как во время действия импульсов с пятнадцатого и шестнадцатого выходов дешифратора 17 устанавливается в состояние "1" триггер 18 з и с его выхода уровень "Лог.1" поступает на вторые входы блока бз элементов И и вход разрешения считывания блока 82 памяти значения функции агстцх, в котором записана информация вида у " агсщ х, где х, у - цифровые коды входной и выходной информации; соответственно. С выхода запоминающего устройства 82 цифровой код, соответствующий выраУжению агс 19 (щ асозу - -) высоз дается в параллельном двоичном коде через магистральный передатчик 11 вместе с импульсом синхронизации на выход 12 скорректированного значения угла азимута и выход 22 строба. соответственно.Импульс синхронизации поступает с шестнадцатого выхода дешифратора 17 на ,разрешающий вход магистрального передатчика 11. Поокончании импульса с выхода триггера 18 з запускается формирователь 20 сигнала "Лог,О", с.выхода которого подается импульс уровня "Лог.О" на 88-триггер 141, который устанавливается в исходное состояние, При этом с выхода триггера 14 поступает уровень "Лог.О" на первый вход элемента И 15, прекращая прохождениетактовых импульсов с тактового входа на шифратора и входом второго элемента НЕ счетный вход счетчика 16. группы, выход которого соединен с тактоВ устройстве можно использовать пред- вым входом первого триггера, выход которо- ставление информаций в дополнительном го соединен с входом формирователя коде. 5 сигнала логического нуля,.управляющимФормула изобретениявходом четвертого блока элементов И и вхоУстройство для преобразования коор- дом разрешения считывания блока памяти динат, содержащее суммарный счетчик, значения функции агс 1 д х, вход значения первый блок умножения и первый регистр, угла азимута, вход значения угла места и о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью 10 вход значения угла крена соединены соотрасширения функциональных возможно- ветственно с информационными входами стей за счет обеспечения воэможности вве- первого, второго и третьего регистров, выдения коррекции на угол крена значения ход последнего иэ которых соединен с адугла азимута, измеренного в системе коор- ресными входами блока памяти значения динат с.креном, оно содержит второй и тре функции соз х и блока памяти значения фунтий регистры, девять блоков элементов И, кции з 1 п х, выход последнего из которых три блока элементов ИЛИ., четыре элемента соединен с входами разрядов пятого блока ИЛИ,элементИ,блок памятизначенияфун- элементов И, выход которого соединен с кции 1 дх, блок памяти значения функции вторым входом первого блока элементов агстдх, блок памяти значения функции созх, 20 ИЛИ, третий вход которого соединен с выблок памяти значения функции 3 пх, блок ходомшестогоблокаэлементовИ,входразпамяти функции, вычитатель, маги рядов которого соединен с одноименным. соз хвходом седьмого блока элементов И и выхостральный передатчик, шесгь триггеров, дом блока памяти значения функции тох, ВЗ-триггер,второй блокумножения,дешиф адресный вход которого соединен с выхоратор, группу элементов НЕ и формирова- дом второго блока элементов ИЛИ, первый тель сигнала логического нуля, выход вход которого соединен с выходом первого которого соединен с входом установки в блокаэлементовИ,управляющийвходкотоноль ВЗ-триггера, выход которого соединен рого соединен с выходом второго триггера с первым входом элемента И, выход которо и управляющим входом седьмого блока элего соединен со счетным входом суммирую- ментов И, выход которого соединен с перщего счетчика, выходы которого соединены вым входом третьего блока элементов ИЛИ, с входами дешйфратора, вход запуска уст- выход которого соединен с входом операнройства соединен с входом первого элемен- да второго блока умножениявыход которота НЕ группы итактовыми входами первого, 35 го .соединен с входом уменьшаемого второго и третьего регистров, выход перво- вычитателя, выход второго регистра соеди-.го из которых соединен с входом разрядов нен с входом разрядов восьмого блока элепервогоблока элементов И и адресным вхо- ментов И, управляющий вход которого дом блока памяти значения функции соединенспервым входомпервогоэлемен, выход которого соединен с входом 40 та ИЛИ выходом третьего триггера, такто- созхвый вход которого соединен с выходомразрядов второго блока элементов И; выход третьего элемента НЕ группы, вход которо- которого соединен с первым входом перво- го соединен с вторым выходом дешифратого блока элементов ИЛИ, выход которого ра, управляющим входом шестого блока соединен с входом операнда первого блока 45 элементов И и первым входом второго элеумножениявыход которого соединен с вхо- мента ИЛИ, выход которого соединен с пердомразрядовтретьегоблокаэлементов Ии вым тактовым входом первого блока входом вычитаемого вычитателя, выход ко- умножения, второй тактовый вход которого торого соединен с входом разрядов четвер- соединен с выходом третьего элемента того блока элементов И, выход которого 50 ИЛИ, первый вход которого соединен с вхосоединен с адресным входом блока памяти домчетвертогоэлемента НЕ группыитреть эначения функции агс 1 дх, выход которого им выходом дешифратора, выходы с . соединен с информационным входом маги- четвертого по двенадцатый которого соедистрального передатчика, первый выход ко- нены соответственно с-входами элементов торого , является выходом 55 НЕ с пятого по тринадцатый группы, три скорректированного значения угла азимута надцатый выход дешифратора соединен с устройства, выход строба которого соеди- входом разрешения умножения второго нен с вторым выходом магистрального пе- блока умножения, первый и второй такторедатчика, вход разрешения передачивые входы которого соединены соответсткоторого соединен с первым выходом де- венно с входами десятого и двенадцатогоэлементов НЕ группы, четырнадцатый выход дешифратора соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом разрешения умножения первого блока умножения, чет вертый вход первого блока элементов ИЛИ, . соединен с выходом третьего блока элементов И, управляющий вход которого и управляющие входы второго, пятого и девятого блоков элементов И соединены соответст венно с пятнадцатым выходом дешифратора, выходом четвертого триггера, выходом пятого триггера и выходом шестого триггера, входы разрядов девятого блока элементов И соединены с выходом блока памяти 15 значений функции сов х, вход разрешения считывания которого соединен с выходом шестого триггера, вход установки в "1" котоРого и входы установки в "1" триггеров с первого по пятый соединены соответствен но с выходами девятого, тринадцатого, одиннадцатого, восьмого, шестого и седьмого элементов НЕгруппы, шестнадцатый выходдешифратора соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ, вторые вхо ды.первого, второго и третьего элементов ИЛИ соединены соответственно с выходом второго триггера, пятнадцатым и четвертым выходами дешифратора, выход первого элемента НЕ группы соединен с входом установки в "1" 88-триггера и входом установки в "0" суммирующего счетчика, вторые входы второго и третьего блоков элементов ИЛИ соединены соответственно с выходом восьмого и девятого блоков элементов И, входы разрешения считывания блоков памяти значения функции 1 дх. функции э 1 п х, функции1соединены соответственно с выхосоэ хдом первого. элемента ИЛИ с выходом пятого триггера и выходом четвертого триггера, тактовые входы второго, четвертого, пято-го и шестого триггеров соединены соответственно с выходами десятого, пятого, четвертого и двенадцатого элементов НЕ группы, информационные входы триггеров с первого по шестой соединены с входом логического нуля устройства, тактовый вход которого соединен с вторым входом элемента И;1746380 Корректор О,Кравцова Редактор Н,Химчук и ГКНТ СССР оизв каз 2396 ВНИИоставитель Б.Рожк хред М. Моргентал ФТираж Подписноеосударственного комитета по изобретениям и открыти113035, Москва, Ж, Раушская наб., 415 нно-издагельский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина; 101