Прицельно-навигационный комплекс

 

Изобретение относится к области авиационного приборостроения, в частности к комплексам бортового оборудования самолетов, обеспечивающих определение координат целей. Достигаемый технический результат - повышение точности определения координат неподвижных целей и координат и составляющих скорости подвижных целей - реализуется тем, что в прицельно-навигационный комплекс, содержащий систему навигации, прицельную систему, индикационно-отрабатывающую систему, задатчик координат ориентиров и времени, блок алгебраического суммирования, блок интеграторов неподвижных целей, блок интеграторов ориентиров, блок интеграторов подвижных целей, введены блок поправок координат неподвижных целей и блок поправок параметров подвижных целей. 1 ил.

Изобретение относится к области авиационного приборостроения, в частности к комплексам бортового оборудования самолетов, обеспечивающего определение координат целей, например, при проведении разведывательных операций.

Известны прицельно-навигационные комплексы определения координат целей, описания которых приведены в книге [1] К.Ф.О'Доннела "Инерциальная навигация", Москва, Наука, 1969 г., стр. 413-421, в книге [2] Р.В.Мубаракшина и др. "Прицельные системы стрельбы", Москва, ВВИА им. Жуковского, 1973, стр. 299-301, в книге [3] О.А. Бабича "Обработка информации в навигационных комплексах", Москва, Машиностроение, 1991 г., стр. 485-191.

В качестве прототипа принимается, описанный в [3] прицельно-навигационный комплекс, содержащий: систему навигации СН, задатчик координат ориентиров и времени ЗКОВ, индикационно-отрабатывающую систему ИОС, прицельную систему ПС, блок алгебраического суммирования БАС, блок интеграторов неподвижных целей БИНЦ, блок интеграторов ориентиров БИО, блок интеграторов подвижных целей БИПЦ.

При определении координат неподвижных целей и координат и скоростей подвижных целей в контурах ПС-БАС-СН-БИНЦ, ПС-БАС-СН-БИПЦ формируются координаты и скорости целей с определяемыми в основном режимами работы СН, погрешностями по координатам от десятков метров до единиц километров и погрешностями по скоростям 0,1 - 1 м/с (см. например, [4], И.И.Помыкаев и др. "Навигационные приборы и системы", Москва, Машиностроение, 1983 г., стр. 396), что является недостатком прототипа.

Техническим результатом, обеспечиваемым при использовании предлагаемого технического решения, является повышение точности определения координат неподвижных целей и координат и составляющих скорости подвижных (особенно наземных и морских) целей.

Достигается технический результат тем, что в комплекс, содержащий систему навигации, прицельную систему, индикационно-отрабатывающую систему, задатчик координат ориентиров и времени, блок алгебраического суммирования, блок интеграторов неподвижных целей, блок интеграторов ориентиров, блок интеграторов подвижных целей, дополнительно введены блок поправок координат неподвижных целей, обеспечивающий формирование точных значений координат обнаруженных неподвижных целей, и блок поправок параметров подвижных целей, обеспечивающий формирование точных значений параметров движения (координат, скоростей, ускорений) обнаруженных подвижных целей по данным блока интеграторов ориентиров.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемой системы, содержащей: 1 - система навигации СН, 2 - задатчик координат ориентиров и времени ЗКОВ, 3 - индикационно-отрабатывающая система ИОС, 4 - прицельная система ПС, 5 - блок алгебраического суммирования БАС, 6 - блок интеграторов неподвижных целей БИНЦ, 7 - блок интеграторов ориентиров БИО, 8 - блок интеграторов подвижных целей БИПЦ, 9 - блок поправок координат неподвижных целей БПКНЦ,
10 - блок поправок параметров подвижных целей БПППЦ.

Комплекс работает следующим образом.

В процессе разведывательного полета самолета ПС4 обнаруживает и идентифицирует, например, неподвижную наземную (надводную) цель (или множество таких целей), измеренные координаты этих целей относительно самолета X_НСИ = X_НС + (здесь X_НС - действительные значения координат, высокочастотная центрированная погрешность) с выхода ПС4 поступают на третий вход БАС5, на первый вход которого с выхода CH1 поступают измеренные координаты местоположения самолета

где X - действительные значения, Δ = Σa_kt^k - погрешность типа временного ряда K-й степени с постоянными коэффициентами A_k.

С выхода БИНЦ6 на первый вход БПКНЦ9 и на четвертый вход БАС5 поступают корректирующие сигналы y_н, y_нpb₁, ..., y_нp^n-1b_n-1, где b₁,..., b_n - постоянные коэффициенты, p - оператор дифференцирования.

В БАС5 по поступившим сигналам формируются:
- сигнал измеренного местоположения неподвижной цели (целей)
x_ни = y_н + y_нpb₁ + ... + y_нp^n-1b_n-1,
- сигнал откорректированных относительных координат

- корректирующий сигнал (при X_н = X + X_нк)

который со второго выхода БАС5 поступает на вход БИНЦ6, где формируются сигналы


(R = 1+b₁p + ... + b_npⁿ).

При этом

откуда следует, что при n > k подбором коэффициентов b₁,..., b_n высокочастотная погрешность подавляется до любой близкой к нулю величины, и после окончания переходного процесса = X_НС - этот сигнал поступает на первый выход БАС5.

Сигнал

при оговоренных выше условиях, x_н = const, в момент времени t_н x_ни = x_н + Δ (t_н) - этот сигнал измеренных координат цели с погрешностью Δ (t_н) также поступает на первый выход БАС5 (например, последовательно с сигналом
Сигналы X_НИ с первого выхода БАС5 поступают на первый вход ИОС3 (см. например, книгу [4], В.Г.Гришутина "Лекции по авиационным прицельным системам стрельбы", Киев, КВВАИУ, 1980 г., стр. 356) для индикации экипажу, управления самолетом, оружием, трансляции на взаимодействующие самолеты и наземные пункты управления и разведки.

В процессе дальнейшего полета ПС4 обнаруживает и идентифицирует, например, подвижную наземную (надводную) цель (или множество таких целей); измеренные текущие координаты относительно самолета X_ПСИ = X_ПС + (здесь X_ПС - точные значения относительных координат подвижной цели, - высокочастотная центрированная погрешность), с выхода ПС4 поступают на третий вход БАС5 (например, последовательно с X_НСИ), на шестой вход которого с выхода БИПЦ8 поступают корректирующие сигналы y_п, y_п · pb₁, ..., y_пp^n-1b_n-1, поступающие также на третий вход БПППЦ10.

В БАС5 по поступившим сигнал формируются:
- сигнал местоположения подвижной цели (целей)
x_пи = y_п + y_пpb₁ +... + y_пp^n-1b_n-1 = ry_п,
- сигнал откорректированных текущих координат

- корректирующий сигнал (при X_П = X + X_ПС)

который с четвертого выхода БАС5 поступает на вход БИПЦ8, где формируются сигналы


(R = 1 + pb₁ +pⁿ)b_n-1,
при этом

откуда следует, что, например, при X_п = A₀+ A₁t + A₂t² (движение подвижной цели с ускорением), n > k, n > 2 и при коэффициентах b₁,... b_n, обеспечивающих подавление до близких к нулю величин, после окончания переходного процесса X_пс - этот сигнал поступает на первый выход БАС 5 (например, последовательно с сигналом ).

Сигнал

при оговоренных выше условиях в части подавления n > k, n > 2 в момент времени t_п X_пи = x_п(t_п) + Δ (t_п) - этот сигнал измеренных координат подвижной цели с погрешностью Δ (t_п) поступает на первый выход БАС5 (например, последовательность с сигналом X_НИ). Сигналы X_ПИ с первого выхода БАС5 поступают на первый вход ИОС3 для индикации экипажу, управления самолетом, оружием, трансляции на взаимодействующие самолеты и наземные пункты управления и разведки.

В процессе дальнейшего полета ПС4 обнаруживает и идентифицирует наземные неподвижные ориентиры с известными координатами X₀, которые с первого выхода ЗКОВ2 поступают на второй вход БАС5. С выхода ПС4 сигналы измеренных относительных координат X_ОСИ = X_ОС + (здесь X_ОС - действительное значение относительных координат) поступают на третий вход БАС5, на пятый вход которого с выхода БИО7 поступают корректирующие сигналы y₀, y₀pb₁, ..., y₀p^n-1b_n-1, поступающие также на вторые входы БПКНЦ9 и БПППЦ10.

В БАС5 по поступившим сигналам формируются:
- сигнал откорректированного значения координат местоположения самолета

- корректирующий сигнал

который с третьего выхода БАС5 поступает на вход БИО7.

Тогда
R = 1 + b₁p + ... + b_npⁿ,

откуда следует, что при n > k

соответственно при подавлении

до величин, близких к нулю = X, этот сигнал откорректированных координат местоположения самолета поступает на первый выход БАС5, подключенный на первый вход ИОС3 для индикации экипажу, управления самолетом, трансляции на взаимодействующие самолеты и наземные пункты управления.

На третий вход БПКНЦ9 со второго выхода ЗКОВ2 поступают сигналы времени t_н и текущего времени t.

БПКНЦ9 по техническому исполнению является арифметическим устройством, выполняющем операции алгебраического суммирования и умножения (см., например, книгу [5] Преснухина Л.Н., Нестерова П.В. "Цифровые вычислительные машины, Москва, Высшая школа, 1981 г., стр. 329). По поступившим сигналам в БПКНЦ 9 осуществляется формирование компенсирующей поправки δ (t_н) и откорректированных координат местоположения цели
X_ни= y_н+y_нpb₁+...+y_нp^n-1b_n-1= X_н+Δ(t_н)
(в момент времени t_н)
Z₀ = y₀ + y₀pb₁ + ... + y₀p^n-1b_n-1 = Δ(t);
z₁ = y₀pd₁ + ... + y₀p^n-1d_n-1 =
d₁ = const, ..., d_n-1 = const,
a₀(Z₀, ..., Z_k,t), a₁(Z₁, ..., Z_k,t), a_k,

Например, при K = 1,
Δ(t) = a₀ + a₁t, a₁ = Z₁
соответственно a₀ = Z₀ - Z₁t;
δ(t_н) = a₀ + a₁t_н = z₀ - z₁ (t-t_н);

Сигнал откорректированных координат местоположения неподвижной цели = X_Н с выхода БПКНЦ6 поступает на второй вход ИОС3 для индикации экипажу, управления самолетом, оружием и трансляции на наземные пункты управления и разведки.

Со второго выхода ЗКОВ2 сигналы времени t_п и текущего времени t поступают на первый вход БПППЦ10, по техническому исполнению являющимся арифметическим устройством ([5], стр. 392), в котором на операциях алгебраического суммирования и умножения формируются компенсирующие поправки и откорректированные параметры подвижной цели - при ее движении с ускорением x_п(t) = (A₀ + A₁t + A₂t²):
x_ни(t_п) = y_пr = x_п(t_п) + Δ (t_п);


z₀ = y₀ + y₀ pb₁ + ... + y₀p^n-1b_n-1 = Δ(t),
z₁ = y₀pd₁ + ... + y₀p^n-1d_n-1 =

(здесь e₁, . .., e_n-1, m₁,..., m_n-1, d, ..., d_n-1 - постоянные коэффициенты),
a₀(z₀,..., z_k, t), a₁(z₁,..., z_k, t),..., a_k
δ (t_п) = a₀ + a₁t_п+ ...+ a_kt_п^k,
(t_п) = a₁ + 2a₂t_п + ... + a_k · k · t_п^k-1,
(t_п) = 2a₂ + ... + a_k · k·(k-1) t_п^k-2,





Сигналы откорректированных параметров подвижной цели с выхода БПППЦ10 поступают на третий вход ИОС3 для индикации экипажу, управления самолетом, оружием, трансляции на наземные пункты управления и разведки.

Таким образом, обеспечивается достижение технического результата - повышение точности определения координат местоположения множества обнаруженных неподвижных целей, параметров движения подвижных целей и, как следствие этого, повышение боевой эффективности применения самолетов в текущей и последующих боевых операциях.

Формула изобретения

Прицельно-навигационный комплекс, содержащий блок алгебраического суммирования и подключенные выходами к его первому-шестому входам систему навигации, задатчик координат ориентиров и времени, прицельную систему, блок интеграторов неподвижных целей, блок интеграторов ориентиров, блок интеграторов подвижных целей, а также индикационно-отрабатывающую систему, на вход которой подключен первый выход блока алгебраического суммирования, второй, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к входам блока интеграторов неподвижных целей, блока интеграторов ориентиров и блока интеграторов подвижных целей, отличающийся тем, что в него дополнительно введены блок поправок параметров подвижных целей и блок поправок координат неподвижных целей, выход которого подключен к второму входу индикационно-отрабатывающей системы, на третий вход которой подключен выход блока поправок параметров подвижных целей, на первый, второй и третий входы которого подключены соответственно второй выход задатчика координат ориентиров и времени, выход блока интеграторов ориентиров и выход блока интеграторов подвижных целей, а на первый, второй и третий входы блока поправок координат неподвижных целей подключены соответственно выход блока интеграторов неподвижных целей, выход блока интеграторов ориентиров и второй выход задатчика координат ориентиров и времени.

РИСУНКИ

Рисунок 1