КОМПЛЕКСНАЯ ПРИЦЕЛЬНАЯ СИСТЕМА Российский патент 2001 года по МПК G01C23/00 

Изобретение относится к бортовому оборудованию самолетов, обеспечивающему применение средств поражения, в частности по наземным запрограммированным неподвижным целям.

Из известных аналогов, описание которых приведено в книге [1] Гришутина В. Г. "Лекции по авиационным системам стрельбы", Киев, КВВАИУ, 1980 г., стр. 354-357, в книге [2] Мубаракшина Р.В. и др. "Прицельные системы стрельбы", часть 1, Москва, ВВИА им. Жуковского, 1973 г., стр. 55-66, стр. 96-99, в книге [3] Бабича О. А. "Обработка информации в навигационных комплексах", Москва, Машиностроение, 1991 г. , стр. 485-491, наиболее близким является комплексная система, приведенная в [2] на стр. 96-99. Данная система содержит бортовую оптико-локационную станцию (БОЛС), бортовую радиолокационную станцию (БРЛС), блок коммутации параметров (БКП). При этом, например, при отказе (отключении по тактической необходимости) БРЛС и при погодных условиях, не соответствующих области устойчивой работы БОЛС, комплексная система становится неработоспособной. Кроме того, при условии подавления высокочастотных погрешностей БОЛС и БРЛС ([2], стр. 114-117), например при отказе (отключении по условиям применения или техническим требованиям) БОЛС, имеющие место систематические погрешности БРЛС по дальности и углам визирования цели, приводят к соответствующим погрешностям целеуказания и применения средств поражения.

Техническим результатом, достигаемым при использовании предлагаемого технического решения, является повышение надежности и точности работы комплексной системы.

Обеспечивается технический результат тем, что в комплексную прицельную систему, содержащую бортовую оптико-локационную станцию, бортовую радиолокационную станцию и блок коммутации параметров, на первый, второй и третий входы которого подключены соответственно первый и второй выходы бортовой оптико-локационной станции и первый выход бортовой радиолокационной станции, дополнительно введены включенные между первым выходом и четвертым входом блока коммутации параметров последовательно соединенные блок интегрирования и блок разности, а также объединенные в кольцо блок формирования параметрических функций, блок выделения систематических погрешностей, блок запоминания, инерциально-спутниковая система, второй выход которой подключен ко входам бортовой оптико-локационной станции и бортовой радиолокационной станции, вторые выходы которых подключены соответственно ко второму и третьему входам блока разности, второй выход которого подключен к пятому входу блока коммутации параметров, второй и третий выходы которого подключены соответственно ко второму входу блока запоминания и к третьему входу блока выделения систематических погрешностей, второй вход которого объединен с третьим выходом инерциально-спутниковой системы и шестым входом блока коммутации параметров.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемой системы, содержащей:
1 - бортовая оптиколокационная станция БОЛС,
2 - бортовая радиолокационная станция БРЛС,
3 - инерциально-спутниковая система ИСС,
4 - блок интегрирования БИ,
5 - блок разности БР,
6 - блок запоминания БЗ,
7 - блок формирования параметрических функций БФПФ,
8 - блок коммутации параметров БКП,
9 - блок выделения систематических погрешностей БВСП.

Связи между блоками выполнены, например, в последовательном коде.

На фиг. 2 приведена блок-схема технического исполнения БКП8, содержащего четыре стандартных двупозиционных нормально замкнутых релейных элемента РЭ10, РЭ11, РЭ12, РЭ13.

Примеры технического выполнения блоков приведены:
- БРЛС2 в книге [4] Давыдова П.С. "Авиационная радиолокация", Москва, Транспорт, 1984 г.;
- БОЛС1 в книге [5] Лазарева Л.П. "Инфракрасные и световые приборы самонаведения летательных аппаратов", Москва, Машиностроение, 1970 г.;
- ИСС3 в [3] стр. 476-485, также в книге [6] Харисова В.Н. и др. "Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС", Москва, ИПРЖР, 1998 г., стр. 373-375;
- БИ4, БЗ6 в книге [7] Тетельбаума Ю.М. и др. "400 схем для АВМ", Москва, Энергия, 1978 г., стр. 9, стр. 124;
- БР5, БФПФ7, БВСП9 как устройств, реализующих арифметические операции, в книге [8] Преснухина Л.Н. и др. "Цифровые вычислительные машины", Москва, Высшая школа, 1981 г., стр. 16.

При условии подавления высокочастотных центрированных погрешностей БОЛС1, БРЛС2, ИСС3 по способу, изложенному, например, в [2] стр. 114-117, систематические погрешности БОЛС1 вблизи нуля, систематические погрешности БРЛС8 в измерении дальности и углов визирования цели δ₁,δ₂,δ₃; систематические погрешности ИСС3 в измерении географических координат местоположения самолета Δ₁,Δ₂,Δ₃ и в измерении углов эволюций самолета (географического курса Ψ, крена γ, тангажа ψ ) - Δ₄,Δ₅,Δ₆.
Система работает следующим образом.

ИСС3 измеряет:
- углы (или синусы и косинусы углов) эволюций самолета
Ψ₁= (Ψ+Δ₄),γ₁= (γ+Δ₅),ψ₁= (ψ+Δ₆);
- географические координаты местоположения самолета (продольную, боковую и высоту) (L_c+Δ₁),(Z_c+Δ₂),(H_c+Δ₃), и, при заданных географических координатах цели L₀, Z₀, H₀, географические координаты цели относительно самолета

дальность до цели D₁=(L₁²+Z₁²+H₁²)^0,5 или

горизонтальную дальность D_1г=(L₁² + Z₁²)^0,5,
угол азимута цели

угол места цели

Сигналы параметров D₁, φ₁,ϕ₁ с третьего выхода ИСС3 поступают на второй вход БВСП9 и на шестой вход БКП8. Сигналы углов Ψ₁,γ₁,ψ₁ (или синусы и косинусы этих углов) со второго выхода ИСС3 поступают на входы БОЛС1, БРЛС2. Сигналы L₁, Z₁, H₁, D₁, D_1г, sinΨ₁,cosΨ₁ с первого выхода ИСС3 поступают на вход БФПФ7.

По поступившим сигналам γ₁,ψ₁ БОЛС1, например устанавливается в плоскость горизонта (соответственно с погрешностями Δ₅,Δ₆) и по азимуту отрабатывается на угол Ψ₁ (соответственно с погрешностью Δ₄), при обнаружении и сопровождении цели БОЛС1 измеряет ([3], стр. 487) дальность D₀ = D, угол азимута цели φ₀= φ+Δ₄, угол места цели

параметры D₀, φ₀,ϕ₀ со второго выхода БОЛС1 поступают на второй вход БР5 и на второй вход БКП8, на первый вход которого с первого выхода БОЛС1 поступает сигнал U₁ (U₁= 0 - исправность, U₁= U₀ - отказ, сбой, отключение). БРЛС2 по сигналам γ₁,ψ₁ устанавливается в плоскость горизонта и по сигналу Ψ₁ отрабатывается по углу азимута, при обнаружении и сопровождении той же цели БРЛС2 измеряет дальность D₂= D+δ₂, угол азимута цели φ₂= φ+δ₂+Δ₄, угол места цели
Сигналы параметров D₂, φ₂,ϕ₂ со второго выхода БРЛС2 поступают на третий вход БР5. С первого выхода БРЛС2 сигнал U₂ (U₂= 0 - исправность, U₂ = U₀ - отказ отключения, сбой) поступает на третий вход БКП8, в котором первый вход (сигнал U₁) подключен к контакту "0" РЭ11 и к управляющему входу РЭ10, соответственно при U₁ = 0 (исправность БОЛС1),четвертый вход БКП8 через контакты "1-0" РЭ10 подключен к первому выходу БКП8, таким образом первый выход БР5 подключен ко входу БИ4, где формируются корректирующие сигналы δ_1к,δ_2к,δ_3к, поступающие на первый вход БР5, в котором формируются сигналы D_к= (D₂-δ_1к,φ_к= (φ₂-δ_2к),ϕ_к= (ϕ₂-δ_3к) и сигналы (D_к-D₀), (φ_к-φ₀),(ϕ_к-ϕ₀). Сигналы (D_к-D₀), (φ_к-φ₀),(ϕ_к-ϕ₀) с первого выхода БР5 через (как было отмечено) соединенные четвертый вход и первый выход БКП8 поступают на первый вход БИ4, реализованного на трех интеграторах, на которых формируются сигналы

где T - постоянная времени, p - оператор дифференцирования.

При δ_i= const,δ_iк→ δ_i,δ_iTp(Tp+1)^-1→ 0, i=1, 2, 3 тогда сигналы D_к ---> D, φ_к→ φ+Δ₄,ϕ_к→ ϕ+Δ₅a₁+Δ₆a₂ со второго выхода БР5 поступают на пятый вход БКП8, с третьего входа которого сигнал U₂ поступает на управляющие входы РЭ11 и РЭ12.

При отказе БОЛС1 (U₁ = 0) в РЭ10 замыкаются контакты "0-2", нулевой сигнал с контакта "0" через первый выход БКП8 вступает на вход БИ4, на выходе которого запоминаются сигналы и откорректированные сигналы D_к, φ_k,ϕ_k продолжают поступать со второго выхода БР5 на пятый вход БКП8, подключенный к контакту "1" РЭ12, на второй контакт которого поступают сигналы D₀, φ_o,ϕ_o со второго входа БКП8, третий вход которого (сигнал U₂) подключен к управляющим входам РЭ11 и РЭ12. При U₂ = U₀ (отказ БРЛС2) в РЭ11 замыкаются контакты "0-2" и выходной сигнал U₃ = U₁ = U₀ (отказ БОЛС1 и БРЛС2) проходит на второй выход БКП8 и на управляющий вход РЭ13. Сигнал U₃ = 0 при U₁ = 0, U₂ = U₀; U₃ = 0 при U₁ = U₀, U₂ = 0; U₃ = U₀ при U₁ = U₀, U₂ = U₀. В РЭ12 при U₂ = U₀ (отказ БРЛС2) замыкаются контакты "0-2" и с контакта "0" на третий выход БКП8 и на контакт "1" РЭ13 поступают сигналы D₀, φ_o,ϕ_o, Таким образом с третьего выхода БКП8 равноточные сигналы D_к, φ_k,ϕ_k или D₀, φ_o,ϕ_o поступают на третий вход БВСП9.

В БФПФ7 по поступившим сигналам на операциях суммирования, разности, умножения и деления формируются сигналы параметрических функций

которые с выхода БФПФ7 поступают на первый вход БВСП9, в котором формируется сигнал
j = 1, 2, 3
Здесь B₁ = D₁ - D₀ (или B₁ = D₁ - D_к),
b₂= φ₁-φ₀,b₃= ϕ₁-ϕ₀,
a₁₄ = a₁₅ = a₁₆ = 0, a₂₃ = 0, a₂₄ = -1, a₃₄ = 0,
на операции задержки (малое время τ) фopмиpуютcя сигналы



a_4i= a_1i(t-τ),a_5i= a_2i(t-τ),a_6i= a_3i(t-τ).
На арифметических операциях деления, суммирования, умножения, разности, например методом исключения Гаусса ([9] , Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. "Справочник по математике", Москва, Наука, 1986 г., стр. 491-493) формируются параметры
α_i≪ 0,1Δ_i - погрешность вычислений, i = 1-6, j = 1-6, которые с выхода БВСП9 поступают на первый вход БЗ6, на второй вход которого, как отмечено выше, поступает сигнал U₃. При U₃ = 0 сигнал с выхода БВСП9 поступает на вход ИСС3, при U₃ = U₀ в момент t₀ времени в БЗ6 запоминается сигнал который с выхода БЗ6 поступает на вход ИСС3.

Сигналы практически равноточны при достаточном времени сходящегося вычислительного процесса α_i(t) ≈ α_i(t₀)≪ 0,1Δ_i. В ИСС3 по сигналам Δ_i осуществляется коррекция параметров

При этом корректируемые параметры имеют погрешности α_i≪ 0,1Δ_i.
Соответственно формируются откорректированные параметры

которые поступают на шестой вход БКП8.

Откорректированные параметры со второго входа ИСС3 поступают на входы БОЛС1, БРЛС2, тогда

где, как отмечено, α_i≪ 0,1Δ_i.
В БКП8 шестой вход (параметры ) подключен к контакту "2" РЭ13.

При U₃ = 0 на управляющем входе РЭ13 через контакты "1-0" на четвертый выход БКП8 поступают откорректированные сигналы D₀=D, или равноточные им сигналы D_к, При U₃ = U₀ (отказ БОЛС1 и БРЛС2) в РЭ13 замыкаются контакты "0-2" и с выхода РЭ13 на четвертый выход БКП8 поступают откорректированные сигналы , практически равноточные сигналам D, (D_к, ), откуда они выдаются потребителям - в систему управления оружием, в систему управления самолетом, в систему индикации.

Таким образом обеспечивается повышение надежности и точности работы системы, что свидетельствует о достижении технического результата.

Изобретение предназначено для оснащения фронтовых ударных самолетов. Система содержит бортовую оптико-локационную станцию, бортовую радиолокационную станцию, блок коммутации параметров, а также дополнительно введенные блок интегрирования, блок разности, инерциально-спутниковую систему, блок формирования параметрических функций, блок выделения систематических погрешностей, блок запоминания, обеспечивающие повышение надежности и точности работы системы посредством комплексной обработки информации, что и является достигаемым техническим результатом. 2 ил.

Комплексная прицельная система, содержащая бортовую оптико-локационную станцию, бортовую радиолокационную станцию и блок коммутации параметров, на первый, второй и третий входы которого подключены соответственно первый и второй выходы бортовой оптико-локационной станции и первый выход бортовой радиолокационной станции, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введены включенные между первым выходом и четвертым входом блока коммутации параметров последовательно соединенные блок интегрирования и блок разности, а также объединенные в кольцо блок формирования параметрических функций, блок выделения систематических погрешностей, блок запоминания, инерциально-спутниковая система, второй выход которой подключен ко входам бортовой оптико-локационной станции и бортовой радиолокационной станции, вторые выходы которых подключены соответственно ко второму и третьему входам блока разности, второй выход которого подключен к пятому входу блока коммутации параметров, второй и третий выходы которого подключены соответственно к второму входу блока запоминания и к третьему входу блока выделения систематических погрешностей, второй вход которого объединен с третьим выходом инерциально-спутниковой системы и шестым входом блока коммутации параметров.