Автосчислитель

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соаетскнх.Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ .СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ау (22) Заявлено 070579 (21) 2767218/40-2 3 (51) М КЛ. с присоединением заявим Ко

G 01 С 21/20//

В 63 В 49/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 070681. Бюллетень Н9 21 (53) УДК 527.6 (088.8) Дата опубликования описания 0706,81

1-,:, с

r !

3 (72) Автор изобретения

В.Ф. Денисов

/ (71) заявитель. (54) АВТОСЧИСЛИТЕЛЬ

Изобретение относится к навигаци- онным приборам, осуществляЮщим счисление географических координат местоположения объекта.

Известны автосчислители, входящие в состав автопрокладчиков типа ПУТЬ-1

AII-2, АП-З, АП-4, 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

Земли, и, следовательно, неточное определение географических координат f1(.

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 долготы, выход которого подключен ко второму входу накопителя долготы, уст- 30 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 $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 морей н 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 крайней

836525 мере, на полпорядка точнее лага, или того же порядка, если измеритель курса на полпорядка грубее лага.

Целью настоящего изобретения является повышение точности определения географических координат автосчислителем. .Укаэанная цель достигается тем, то в автосчислитель дополнительно введены умножитель канала долготы,умножитель канала широты, устройство

I запоминания косинуса текущей широты и устройство запоминания поправок на эллипсоид для широты и долготы, при этом тригонометрическйй узел 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 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 канала широты подключен ко второму входу устройства еапоминания поправок на эллипсоид 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 К0синуса 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 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 диэъюнктора, а выход вычитающего счетчика подключен к первому входу накапливающего сумматора, .ко.входу дешифратора нуля и ко втоФ

5 !

О !

ЗО

3S

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 входу счетного 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 интегpampa, 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 соедйнен 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 преобразователя, выход же вычитающего счетчика подключен ко входу дешифратора нуля, выход же дешифратора нуля подключен ко второму входу конъюнктора, а первый 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 l 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 эапомина836525

65 число 1, в счетчик 26 записывается ния 12 косинуса текущей широты,устройство запоминания 13 поправок на эллипсоид 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 генератор частоты 24. Интегратор 15 содержит блок 25 памяти, суммирующий счетчик

26, накапливающий сумматор 27. Преобразователь 7 содержит вычитающий счетчик 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 собой цифровое специализированное устройство, обрабатывающее информацию о скорости и курсе судна, приходящую часть через автомат счисления 1..

Приращение пути по широте Ь.SI„) ht ) в число-импульсной форме поступает от счислителя 1 на умножитель 11, из устройства запоминания 13 на умножитель 11 поступает, кроме того, поправка .на эллипсоид для широты.

0,9948 + 0,01 cos 4 (t).

Умножитель 11 производит операцию умножения !

6Й „(ЪЯ)1 0,9948 +0,01 Соэ. Ч(М) и представляет собой пересчетное устройство, коэффициент пересчета которого определяется поправкой на эллипсоид. В накопителе широты 4 происходит сложение широты, поступившей от задатчика 2, представляющего собой группу переключателей, с приращениями широты, поступающими в число-импульсной форме от умножителя

11. Приращение пути по параллели

gS< в число-импульсной форме поступает от счислителя 1 на умножи- тель 10, из устройства запоминания

13 на. Умножитель 10 поступает, кроме того, поправка на эллипсоид для долготы

0,99848 + 0,0033 cos <(t).

Умножитель 10 производит операцию умножения 9E (Ь+)Х (О 9048+40033 сакэ V(t)) и представляет собой двоичный умножитель.

Делитель 9, представляющий собой вычитающий счетчик с переменной емкостью, определяемой косинусом текущей широты, производит ойерацию деления число-импульсного кода, приходящего от умножителя 10 на код косинуса текущей широты, приходящей .от устройства запоминания 12. В результате, на накопитель долготы 5, 10

60 представляющий собой реверсивный счетчик, от делителя 9, в число-импульсной форме, поступает величина разности долгот или приращение долгоД,В (ht) (09948 Оооьъ озЧ(.ь)) сов V(k) которое, с учетом знака, складывается с широтой, поступившей от задат чика 3, представляющего собой группу переключателей. Устройство отображения 6 индицирует координаты, накоп-. ленные в устройствах 4, 5.: В устройствах запоминания 12, 13 хранится информация, которая обновляется .при изменении текущей широты. Обновлением информации управляют устройства 7 и 8.

Тригонометрический узел 8 состоит из квадратора 14 и интегратора

15, которые при совместной работе производят операции вычисления

cos (t)

ОЯ949+Оo<0095(t), OЯИВОоОзЪсоэ V(+). . Автономно квадратар 14 функционирует 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 на дизъюнктор 19. Через днэъюнктор 19 частота поступает на записывающий вход сумматора 18, одновременно с этим вдвое уменьшается, частота поступает через дизъюнктор 20 на счетный вход вычитающего счетчика 17. Таким образом, суммирование в устройстве 18 ведется с удвоенной частотой по отношению к частоте Изменения подинтегральной функции в счетчике

17. С выхода сумматора 18 снимается в импульсной форме вели ина õ

? охдх = х, х — подинтегральная функция.

Интервал интегрирования от 0 до)( задается дешифратором нуля 21, ко-, торый выдает запрет на конъюнктор

23 при нулевом состоянии счетчика 1 7.

Автономно интегратор 15 функционирует следующим образом. Блок 25 задает подинтегральную функцию в счетчике 26. С этого момента поступает частота через шину 36 на записывающий вход сумматора 27, с выхода которого в импульсной форме снимается величина

11мцч, 0 где — величина поступившая через вход 36 подинтегральная функция.

Совместная работа квадратора 14 и интегратора 15 для получения

cos Ч (t). В счетчик 17 записывается

836525

50 бО

65 число О, через блоки 16, 25, соответственно. После этого на вход 36 в импульсной форме подается величина широтного угла Ч it). За счет обратных связей между квадратором и интегратором происходит отработка окружности. При этом в работе участвуют блоки 26, 27, 17, 18. 19, 20. По окончании прихода импульсов широты

Ч (t) в счетчике 17 образуется

cos Р(t) „ в счетчике 26 образуется

s IA V(t)

- Совместная работа квадратора 14 и интегратора 15 для получения поправок на эллипсоид для широты и долготы; В счетчике 26 блоком 25 записывается число О. В счетчике .17 блоком

16 записывается число 7 А, где A = — 0,01 при вычислении поправки широты и A - =0,0033 при вычислении поправки долготы. После этого на вход

36 подается величина u (t). После отработки Ю (t) в счетчике 17 образуется величина |tA cos < (t). Затем в счетчике 26 через блок 25 записывается число 0,9948 и после этого запускается генератор. частоты 24. Проис ходит процесс квадрирования величины fA - соя Р(t), записанной в счетчике 17, и одновременно идет процесс сложения величины 0,9948, записанной в счетчике 26, с величиной (PA - cos < (йЦ, поступающей в импульсной форме от сумматора 18 на счетный вход счетчика 26. После окончания квадрирования в счетчике 26 образуется величина

0,9948 + A cos ч (t), После получения поправок, также как и после получения косинуса текущей широты, эти величины записываются в устройства запоминания 13 и 12, соответственно.

Преобразователь 7 необходим для многократной подачи преобразованного кода широты Ч (с) от накопителя широты 4 в тригонометрический узел 8.

Работает он следующим образом.

Блок управления 33 выдает сигнал записи на блок конъюнкторов 31, который пропускает код широты Ч(t) на установочный вход счетчика 28.

Запись кода инициирует работу распределителя. Дешифратор 29 разрешает прохождение частоты от генератора

32 через конъюнктор 30 на счетный вход счетчика 28. В результате в вычитающем счетчике код уменьшается от Ч (t) до О. На выход 36 проходит количество импульсов, равное М(t).

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 устройствами 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 изобретения

1. Автосчислитель, содержащий автомат счисления составляющих пути по параллели и меридиану, задатчики начальной широты и долготы, накопи» тели широты и долготы, первые входы которых подключены к выходам .задатчиков соответственных координат, делительное 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, вь -. ход которого подключен ко входу.тригонометрического узла, а вход подключен к выходу накопителя широты, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения географических координат, в него дополнительно 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 узла соединен 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 составляющих пути по параллели и меридиану, второй его вход подключен к первому выходу устройства запоминания поправок на 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 канала широты подключен ко второму входу устройства запоминания поправок на эллипсоид для широты и долготы, а выход умножителя канала широты подключен ко второму входу накопителя широ836525 ты, 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 шийся тем, что квадратор выполнен из блока памяти, включающего 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 шийся тем, что интегратор выполнен из 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.

4. Автосчислитель по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что преоб15 разователь выполнен из вычитающего счетчика, дешифратора нуля, конъюнктора, блока конъюнкторов, генератора частоты, блока управления записью, причем блок. управления записью подЩ ключен к первому входу блока конъюнкторов, второй вход которого соединен со входом преобразователя, а выход блока 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 входу дешифратора нуля, выход же дешифратора нуля подключен ко второму входу конъюнктора, а первый вход конъюнктора подключен к генератору частоты.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Балашов И.В. Автосчислители и автопрокладчики. Л., "Судостроение", 1968. — Автопрокладчики типа

Путь-1, AII-2, АП-З, AiI-4 (аналоги).

2. Балашков И.В. Автосчислители и автопрокладчики. Л, "Судострое4р ние", 1968. — Автосчислитель AC (прототип).

Фю. 4

Составитель Н. Гусейнова.

Техред Л. Пекарь Корректор О. Билак

Редактор О. Иванова

Заказ 3100/32 Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушскаа наб., д..4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4