Преобразователь координат

 

Изобретение относится к технике обработки измерительной информации и может быть использовано в геодезических трилатерационных системах для преобразования, пространственных координат и их производных по времени. Целью изобретения является расширение класса решаемых задач. Устройство содержит арифметический блок 7, блок 8 управления, регистр 9 ошибки, ключи 10.1 и 10.2, блок 11 сравнения, регистры координат 12.1-12.3, мультиплексор 13 с соответствукядомн связями. Преобразователь позволяет осуществлять определение пространственного местоположения (X, Y, Z) точки пересечения трех сфер, заданных измеренными коэ R) ординатами расстояния (R, 2, « относительно точек с известными прямоугольными координатами (первой - с координатами Х, Y4, Zjt второй - с координатами Х, Y, Ј2, третьей - с координатами Х, Y$, Z) и их производных по времени (X, Y, Z) по измерениям скоростей расстояний R,, RЈ RЈ. 1 з.п. ф-яы, 3 ил. (Л

СООЭ СООЕТСНИХ

СОЩМЮСТЬНЕСНИХ

РЕСПУЬУИК (gg)g С 06 F 7/548

/ ,У

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТЗЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1513445 (21) 4490692/24 (22) 05.10. 88 (46) 30.04.91. Бкя. Ф 16 (72) О.P.Äóäà, Н.П.Суховей, А,А.Адаменко, А.В.Рудич, А.А.Жапнло и Л.M.Ñâå÷êàðåâà (53) 681, 325 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1513445, кп. С 06 F 7/548, 1988. (54) ПРЮБРАЗОВАТЕЛЬ КООРДИНАТ (57) Изобретение относится к техжке обработки измерительной информацж и может быть использовано в геодезических трилатерационных системах дпя преобразования пространственных координат и их производных по времени. Цепью изобретения является расщиреже класса решаемых,SU„„1645951 А 2

2 задач. Устройство содержит арифметический бпок 7, блок 8 управления, регистр 9 ошибки, ключи 10. 1 н 10.2, блок 11 сравнения, регистры координат 12.1-12.3, мультиплексор 13 с соотвевствукяциж связями, !!реобразователь позволяет осуществлять определеже пространственного жстополоиения (Х, Y, Z) точки пересечежя трех сфер, заданных измеренными координатаьм расстояжя (К,, R<, R>) относительно точек с известнымю прямоугольныж координатами (первой — с координатаэи Х < Y > 2!, второй — с координата и Х, У<, а, третьей— с координатаьи Х, ТЗ, Z ) и их про, изводныхх по времени (Х Y Z) по из меренням скоростей расстояний R„

R> R> ° 1 з»п, флы) 3 ил

4! 64595 !

Блок 26.2 начисления элементов

R(X)k (i 1,3) - матрица чистых проиэ- Элементы этой метрики определяводнах иэиеряелМх пара- 55 ются íà k-и шаге процесса по формуметро в. ле.

A(V< ) - Из обр ете ние относит ся к т ехж ке обработки измерительной информации и исмет быть использовано н геодезических трилатерационных системах дпя преобразования пространственных координат и их проиэводнах по нреиени.

Цель изобретения — расширение класса решаемах задач.

На 4иг. представлена функционал ь ная схема преобразователя на фиг.2функциональная схема арифметического блока; на фиг.3 - функциональная схема блока нычислежя зпежнтов вектора производных.

Преобразователь содервит вход 1 расстояния, вход 2 координат, нход

3 начапьного прибпккения, группу нхо-, дов 4 скорости изменения расстояжя, группу жходов координат 5, группу выходов производных 6, арис1иетический блок 7, блок 8 управпежя, регистр 9 ошибки, первый 10.! к второй

10,2 ключи, блок 11 сравиежя, регистры координат 12,1, 12.2 ° 12»3 ° мультиплексор 13, первый 4, второй !

5 и третий 16 твктонае жходы блока упранлежя, первый 17 к второй 18 находьс признака окончажя шачислежя, наход 19 промеиуточиого зкачежя арифметического блока, вход 20 промехуточного значежя арифметического блока и группу входов 21 и 22 соответственно координат и производ мах, Арифметический блок содервит блок

23 качисления расстояжя, блок 24 обращения, форлирователь 25 невязок, блок 26.1 наиспения элементов вектора координат, блок 26,2 начисления элементов вектора производнах, блок

27 вычисления оиибж и блок 28 сул мср он ания.

° вектора произвофаах содериит с первого по девятый умсошстели 29.1,..., 29,9, а таше с первого по третий сумматоры 30. l 30,2, 30. 3.

Предлагаелый преобразоватепь координат и их проиэноднах по нремеж позволяет определять пространственное местополокение (Х, Y, Z) точки пересечежя трех сфер, заданных иэиереннали координатали расстояния (R<, R<, К5) относительно точек с известными прялюугольныли координаf0 тали (первой - с координатали Ха, 7, Z, второй — с коордннатали Xg, 2э, третьей " с координатами Х

2а), и их произнодных по вреие ни (Х, Y 2) по измерениям скоростей

15: изменения расстояний R+, R+ R, Преобразователь координат н их производных по нреиенк реализует итерационнвй алгоритм Ньютона, причем решение задачи преобразования

20 координат находят по следукщей формуле

Х - Х„+ЬХ,, где Х !!Х,У,Zg - вектор нскомах коорт диквт точки

25 номер шага итера цнонкого процесса уточнения решения;

Х„ - вектор координат точки,полученньй на

30 . k-ом шаге итерациои1 ного цроцесса (на первом mere используются приближенно нз- „ вестиае рнвчежя ко-, .

35 -ь ордянвтХ 11Хе в ° 2 Ц

Х „- вектор координат точ-! см ки,олредвляемай на (k+ 1 )-м шаге итерационного процесса;

40 ЬХк A (ХФ,)Г т 1 (Хк)3

1!ЬХк, Ь Тк, ф 211" вектор уточняиирцс поправок координат (вектор ошибок);

q(ц.», К», R (- вектор з аданнас (йли

Ф5 иэмеренивис) растояний;

А< (М ) F(X„) К фк) - вектор вычисленных

R (Хк) ка k-и шаге процес"

Э са расстояний;

1645951

Ук—

Е1

К (к) XK X%

R1(К) а 1< а<а а1з абак as

Ук У

R (Х.„) Z — Еа.

R2(к) Хк — X2

А(х„) Ru(x) а33

Ук Уз

ФЗЮ з(к) Ек Zý хк»- хз

R (У„) "3(хк) l5

25 1

R)

К, R+

Ъ хк

Ук

Zк

А (Х„) Поскольку из мере ннь|е величины

R (i 1,3) связаны с искожж пара1

° е метраьи Х, Y, Z линейной зависимостью

В 1 х Х Y — Y Z — Е

R- - —,— Х + — —,— Y + — — — Е

R К R (i l,3), то процесс преобразования производных параметров мвкет быть осущест лен параллельно с преобразованием координат по формуле:

Преобразователь функционирует сле- 3р дукщим образом.

Работа преобразователя начинается с подачи на входы следующих значеФ ний: на вход 1 поданы значения R

К, КЗ, на вход 2 — значения Х,, У;, Z; (i l,2,3), на вход 3 - значения

Х, У, Е, на вход 4 - значения R

° ° 1

К, К, Собственно преобразование координат и производных на ка кдом шаге 40 осуществляется в арифметическом блоке 7, Управление итерационным процессом выполнения нескольких шагов преобразования осуществляется блоком 8 управ- 45 ления, Данный блок обеспечивает ввод начальных данных, управление мультиплексорами 12.1 и 12,2, осуществляющивщ коммутацию информационных потоков, буфериэ ацию промежуточных реэуль- 5р татов в регистрах 12.1, 12.2, 12,3 и контроль окончания вычисления на ос- нове допустимой погрешности, записанной в регистре ошибок 9.

Преобразование координат в арифметическом блоке 7 состоит из нескольких действий, Блок 23 расстояний предназначен для расчета наклон их дапьиостей К;(Р„) и матрицы производних А(Х ) по преобразованным эначеmmм координат, Блок 24 обращения используется .дпя обращения матрицы.

Форлкрователь 25 навяэки предназ-начен для получен я величина рассогласования жиду измереннпмт и ничисленнпж величинами дальностей.

Блоки 26.! и 26.2 производных слу кит для одновременного умножения обращенной матрицы на соответствующие входные переменные (координаты и произ водные соответ ственно) .

В момент окончания начислений на находах 22 группи формируются значения Х„, У, Е1,, на выходах 21 группы— значения Х, Уя, Е,1 (где и — число выполненных операций) .

Формула иэ обр ет ения

1. Преобразователь координат по авт. св. М 1513445, о т л н ч а ю— шийся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач за счет обеспечения возмокности определения

ctcopoc изменения (производной) пространственного полсюкения обьекта, в него введен блок вычисления элементов вектора произ водных, причем группа входов скорости иэменежя расстояний с первого по третий преобразователей соединен с первой группой информационных входов блока начисления элементов вектора производных, группа находов элементов обращенной матрицы блока обращения соединена с второй группой информационньас нкодов блока вычислений элементов вектора производных, первой, второй н третий выходы которого соединены соответственно с пером, вторым и третьим еыходэьи группы IlpoH9 воднйх преобразователя .

2. Преобразователь по п. l, о тли ч ающий ся тем, что, сце164595 1 лью понппения быстродействия, блок начисления элементов вектора производных содержит девять умножителей и три уматора. причем aahopxaqvos- 5 . ные входы с первого по девятый второй группы входов блока соединена с входами первых сомножителей умножителей соответственно с первого по девятый, пернай, второй и третий информационяае входы первой группы входов блока соединены с входами вторых соляожигепей первого, четвертого и седьмого, второго, пятого и восьмого, третьего, шестого и девятого умножи-телей соответственно, находы умножителей с первого по третий, четвертого по шестой, седьмого по девятый соединены с входаж лерах, вторых и третьих слагаежх соответственно первого, второго и третьего сумматоров, выходы которых соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами блока, 1645951

Составитель С. Куликов

Редактор Л.Пчолинская Техред М.Дидык Корректор Н.Король

» » М /

Заказ 1 350 Тирам 404 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101