ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС НАЗЕМНОГО ПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА Российский патент 2011 года по МПК G01C23/00 

Изобретение относится к средствам решения задач навигации и топопривязки и может быть использовано в наземных подвижных информационно-аналитических комплексах вооружений.

Известен распределенный информационно-управляющий комплекс подвижных объектов (см. патент RU №223237701, опубл. 10.07.2004 г.), принятый за прототип. В комплексе по магистрали информационного обмена систем соединены входами-выходами радиотехнические средства навигации (спутниковые навигационные системы), обзорно-прицельные средства (тепловые, оптические, радиолокационные средства визирования ориентиров, измеряющие дальности до ориентиров и/или углы их визирования), системы опознавания образов, инерциальные датчики и системы (инерциальные навигационные системы), воздушные датчики и системы, индикационно-управляющие устройства (средства индикации и отображения информации) и вычислительная система.

Последняя включает в себя взаимосоединенные по магистрали вычислительного информационного обмена (системная шина) блок формирования параметров состояния (вычислитель), блок комплексной обработки информации (вычислитель), блок ввода-вывода и управления информационным обменом (устройство сопряжения вычислителя с линиями связи), блок приведения информации (вычислитель), блок синтеза параметров движения и состояния (вычислитель) и блок расчета параметров движений и деформаций (вычислитель).

Недостатками прототипа являются:

- большое количество периферийных устройств, приводящее к усложнению и увеличению количества аппаратных средств, увеличению габаритных размеров;

- недостаточные возможности по корректированию поступающей первичной и обрабатываемой информации;

- узкие возможности применяемых средств навигации;

- недостаточная степень автоматизации комплекса, приводящая к высокой степени влияния на результат «человеческого фактора»;

- недостаточные возможности аналитического анализа обрабатываемой информации и ограниченный перечень решаемых сервисных задач;

- отсутствие возможности оборудования дополнительного количества автоматизированных компьютерных терминалов, позволяющего вести интенсивную информационно-аналитическую обработку параметров.

Предлагаемым изобретением решается задача по повышению эффективности и надежности информационно-аналитических комплексов наземных подвижных пунктов вооружений.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в создании информационно-аналитического комплекса наземного подвижного объекта, обладающего высокой точностью определения навигационных параметров, высокой степенью автоматизации и быстродействия процесса обработки информации, возможностью доступа необходимого количества как внутренних, так и внешних пользователей, высокой компактностью за счет оптимизации аппаратного состава и конфигурации комплекса, расширения возможностей при использовании выносного оборудования, введения в вычислительную систему дополнительных устройств самотестирования, введения в комплекс информационно-корректирующих устройств и мощных автоматизированных систем связи.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом информационно-аналитическом комплексе (ИАК) наземного подвижного объекта, содержащем спутниковые навигационные системы, обзорные средства, инерциальные навигационные системы, средства индикации и отображения информации, систему связи, магистраль информационного обмена, вычислительную систему, включающую в себя вычислитель и системную шину, новым является то, что обзорные средства, спутниковые навигационные системы, инерциальные навигационные системы исполнены в стационарном и выносном варианте размещения на подвижном объекте, магистраль информационного обмена выполнена в виде объединительной панели, входящей в состав вычислительной системы и электрически соединенной с системной шиной, вычислительная система дополнительно снабжена модулем вентиляции и термоконтроля и дополнительными периферийными устройствами: пультом дистанционного управления, носимым устройством записи и передачи информации и соединена с дополнительным переносным вычислительным устройством, выполненным с возможностью подключения к нему через информационно-накопительное устройство выносной спутниковой навигационной системы, комплекс дополнительно оснащен внешней панелью подключения электропитания, опорной контрольно-корректирующей станцией, состоящей из устройства приема и обработки информации и двух антенных модулей, система связи выполнена в виде двух приемопередающих комплексов, оснащенных механизмами развертывания антенных систем, приемопередающие комплексы через устройство гарантированного засекречивания связаны: первый комплекс - с вычислительной системой, второй комплекс - с опорной контрольно-корректирующей станцией.

Исполнение обзорных средств, спутниковых навигационных систем, инерциальных навигационных систем в стационарном и выносном варианте размещения на подвижном объекте, позволяет:

- во-первых, проводить измерения азимутов, горизонтальных и вертикальных углов и расстояний до точек на местности, вести наблюдения за целями непосредственно с подвижного объекта;

- во-вторых, проводить навигационно-геодезические измерения и углубленную оптическую разведку на значительных расстояниях от места развертывания ИАК.

Выполнение магистрали информационного обмена в виде объединительной панели, входящей в состав вычислительной системы и электрически соединенной с системной шиной, позволяет:

- во-первых, минимизировать массогабаритные показатели аппаратного комплекса ИАК;

- во-вторых, снизить количество контактных соединителей в схеме соединения аппаратных средств ИАК;

- в-третьих, добиться создания программно-технического комплекса требуемой конфигурации;

- в-четвертых, в полной мере использовать возможности по передаче информации при помощи стандартных интерфейсов.

Оснащение вычислительной системы модулем вентиляции и термоконтроля позволяет:

- во-первых, сформировать и выдать сигнал тепловой готовности на пульт дистанционного управления вычислительной системой;

- во-вторых, создать циркуляцию воздушного потока внутри корпуса вычислительной системы с целью охлаждения электронных модулей;

- в-третьих, осуществлять контроль работы вентилятора и выдачу соответствующего сигнала при аварийном режиме на пульт дистанционного управления;

- в-четвертых, сформировать и выдать на панель объединительную сигнал системного сброса "RES-SW";

- в-пятых, при сформированном сигнале о тепловой готовности обеспечить включение электропитания по команде с пульта дистанционного управления.

Оснащение вычислительной системы пультом дистанционного управления позволяет:

- во-первых, выполнять дистанционное включение ЭВМ вычислительной системы;

- во-вторых, после включения вычислительной системы осуществлять визуальный контроль за ее работоспособностью.

Оснащение вычислительной системы носимым устройством записи и передачи информации позволяет:

- во-первых, использовать его в качестве носимого электронного накопителя информации, полученной с систем ИАК;

- во-вторых, обеспечить запись, долговременное хранение и чтение данных;

- в-третьих, обеспечить доступ к устройству через интерфейсы RS-232C или Ethernet по стандартному протоколу обмена типа NFS посредством программно-аппаратных средств устройства в режиме системного администрирования или режиме пользователя;

- в-четвертых, при помощи программных средств устройства обеспечить следующие функции: начальную инициализацию аппаратных средств и контроль устройства по включению электропитания, поддержку режимов и подрежимов работы.

Соединение вычислительной системы с дополнительным переносным вычислительным устройством, выполненным с возможностью подключения к нему через информационно-накопительное устройство выносной спутниковой навигационной системы, позволяет:

- во-первых, сформировать дополнительное рабочее место в виде компьютерного терминала;

- во-вторых, осуществлять контроль поступающей и обрабатываемой в вычислительном устройстве информации;

- в-третьих, проводить решение сервисных задач, выполнять дополнительные расчеты, организовывать информационно-поисковые системы, создавать базовые средства автоматизации индивидуального труда, работать в информационных сетях;

- в-четвертых, получать на встроенном видеомониторе отображение текущей информации;

- в-пятых, осуществлять ввод-вывод, хранение, отображение и обработку информации с выносных приборов и устройств, в частности с информационно-накопительного устройства выносной спутниковой навигационной системы.

Оснащение комплекса дополнительной внешней панелью подключения электропитания позволяет выполнить подключение к системе электропитания подвижного объекта обзорные средства, спутниковую навигационную систему и инерциальную навигационную систему, исполненные в выносном варианте.

Оснащение комплекса опорной контрольно-корректирующей станцией (ОККС), состоящей из устройства приема и обработки информации (УПОИ) и двух антенных модулей (AM), позволяет:

- во-первых, повысить качество используемой спутниковой навигационной информации;

- во-вторых, вести непрерывный мониторинг целостности систем ГЛОНАСС и GPS (контроль качества их навигационных полей);

- в-третьих, регистрировать корректирующую информацию и выдавать ее по требованию оператора за заданный временной интервал;

- в-четвертых, формировать из принимаемых навигационных сообщений файлы с их эфемеридными данными и с ионосферной информацией, их регистрацию и выдачу по требованию оператора;

- в-пятых, осуществлять прием, хранение и обновление альманахов навигационных космических систем ГЛОНАСС и GPS;

- в-шестых, сформировать дополнительное автоматизированное рабочее место.

Выполнение системы связи в виде двух приемопередающих комплексов, оснащенных механизмами развертывания антенных систем, позволяет:

- во-первых, сформировать мощную систему каналообразующего оборудования и аппаратуры передачи данных, обладающую возможность обслуживания необходимого количества корреспондентов;

- во-вторых, обеспечить автоматическую передачу, прием и распределение в процессе боевой работы всей телекодовой информации, которую обрабатывает ИАК;

- в-третьих, обеспечить управляемость ИАК за счет наличия радиосвязи со старшими командирами (начальниками), приданными и подчиненными подразделениями, техническими средствами разведки;

- в-четвертых, обеспечить развертывание мощных антенных систем, обеспечивающих необходимую дальность радиосвязи, в том числе в сложных рельефных условиях местности.

Обеспечение связи приемопередающих комплексов через устройство гарантированного засекречивания: первого комплекса - с вычислительной системой, второго комплекса - с опорной контрольно-корректирующей станцией, позволяет:

- во-первых, принимать, передавать и распределять засекреченную, имитозащищенную информацию;

- во-вторых, обеспечить обмен с корреспондентами (обслуживаемыми подразделениями) по каналам связи выходной навигационной информацией, поступающей с вычислительной системы;

- в-третьих, обеспечить обмен с корреспондентами (обслуживаемыми подразделениями) по каналам связи выходной корректирующей информацией, поступающей с опорной контрольно-корректирующей станции.

Технические решения с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не известны и явным образом из уровня техники не следуют. Это позволяет считать, что заявляемое решение является новым и обладает изобретательским уровнем.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показана блок-схема информационно-аналитического комплекса подвижного объекта.

Информационно-аналитический комплекс наземного подвижного объекта размещен на шасси подвижного объекта 1 (ПО) и включает в себя стационарно размещенные обзорные средства 2 (СОС), выносные обзорные средства 3 (ВОС), стационарную спутниковую навигационную систему 4 (ССНС), выносную спутниковую навигационную систему 5 (ВСНС) с информационно-накопительным устройством 6 (ИНУ), стационарную инерциально-навигационную систему 7 (СИНС), выносную инерциально-навигационную систему 8 (ВИНС), вычислительную систему 9 (ВС), средства индикации и отображения информации 10 (СИОИ), систему связи 11 (СС). Вычислительная система 9 состоит из следующих основных устройств: вычислителя 12 (В) в виде процессорного модуля с графическим контроллером, накопителя на жестких магнитных дисках 13 (НЖМД), системы электропитания 14 (СЭП), системной шины 15 (СШ), связанной с магистралью информационного обмена, выполненной в виде объединительной панели 16 (ОП). Вычислительная система 9 через накопитель на жестких магнитных дисках 13 связана со средствами индикации и отображения информации 10 (монитор, принтер). Вычислительная система 9 дополнительно снабжена модулем вентиляции и термоконтроля 17 (МВТК) и дополнительными периферийными устройствами: пультом дистанционного управления 18 (ПДУ), носимым устройством записи и передачи информации 19 (УЗПИ) и соединена с дополнительным переносным вычислительным устройством 20 (ПВУ). Комплекс дополнительно оснащен внешней панелью подключения электропитания 21 (ВППЭП), опорной контрольно-корректирующей станцией 22 (ОККС), состоящей из устройства приема и обработки информации 23 (УПОИ) и двух антенных модулей 24 (AM). Система связи 11 выполнена в виде двух приемопередающих комплексов 25 (ППК), оснащенных механизмами развертывания антенных систем 26 (МР АС). Приемопередающие комплексы через устройство гарантированного засекречивания 27 (УГЗ) связаны: первый комплекс - с вычислительной системой 9, второй комплекс - с опорной контрольно - корректирующей станцией 22.

Информационно-аналитический комплекс наземного подвижного объекта обеспечивает решение задач топогеодезической подготовки боевых действий ракетных войск и артиллерии сухопутных войск:

- заблаговременную подготовку в топогеодезическом отношении района расположения элементов боевых порядков войск, в частности создание артиллерийской топогеодезической сети;

- оперативную топогеодезическую привязку огневых и стартовых позиций ракетных войск и артиллерии сухопутных войск, постов и пунктов наблюдения;

- рекогносцировку местности, нанесение на карту дорог и вождение колонн по заданному маршруту;

- контроль топогеодезической привязки, выполненной другими средствами.

Необходимость решения вышеперечисленных задач определяет функциональный состав информационно-аналитического комплекса, размещенного на шасси ПО 1. Перемещение ИАК на шасси ПО 1 обеспечивает определение навигационно-геодезических данных в исходной точке, непрерывное их определение на марше и в конечной точке маршрута.

В исходной точке выполняется начальная топогеодезическая привязка ИАК. После включения электропитания систем ИАК, посредством ПДУ 18 после получения сигнала о тепловой готовности с МВТК 17 - ВС 9 определяются начальные координаты одним из следующих способов:

- при помощи спутниковых средств: ССНС 4 или ВСНС 5;

- при помощи инерциально-навигационных систем СИНС 7 или ВИНС 8;

- при помощи обзорных средств СОС 2 или выносных обзорных средств ВОС 3.

Передача полученной навигационной информации от ССНС 4, СИНС 7 в ВС 9 происходит автоматически. Передача информации от ВИНС 8, ВОС 3 осуществляется путем ручного ввода в ВС 9 или при помощи УЗПИ 19. Передача информации с ВСНС 5 производится при помощи ИНУ 6, в котором происходит первичное накопление навигационной информации, на информационный вход ПВУ 20, а с него - в ВС 9.

При помощи СОС 2, ВОС 3 ведется при необходимости оптическая разведка местности.

Информационная связь основных систем ИАК с ВС 9 осуществляется через ОП 16, связанную с СШ 15.

Электропитание выносных систем осуществляется от собственных встроенных средств автономного электропитания или через внешнюю панель подключения электропитания 21 (ВППЭП).

При движении ИАК по маршруту, в зависимости от поставленной задачи, выполняется:

- нанесение маршрута движения на электронную карту, отображаемую на СИОИ 10;

- выдача текущих координат места и пройденный путь;

- коррекция СИНС 7 по координатам места и скорости.

Для коррекции используются либо ССНС 4, работающая в дифференциальном режиме, либо ориентиры с известными координатами.

Коррекция по местным ориентирам производится при кратковременных остановках ИАК с использованием ВОС 3 или ВИНС 8.

На конечном пункте после полной остановки ИАК в зависимости от поставленной задачи выполняются следующие операции:

- уточняются координаты места ИАК. Уточнение производится аналогично работам, проводимым при определении координат исходной точки;

- производится топогеодезическая привязка ориентиров на местности и огневых позиций орудий или ракетных установок при помощи СОС 2, ВОС 3 и окончательных данных, полученных ВС 9;

- в ВС 9 решается задача по определению дирекционных углов направлений между точками огневых позиций и привязанными ориентирами на местности.

Полная обработка поступающей первичной навигационной информации как на стоянке, так и в движении производится в ВС 9. Полученная информация отображается в электронном виде или на бумажном носителе при помощи СИОИ 10. При необходимости данная информация после развертывания МР АС 26 по каналу по радиосвязи одного из ППК 25 в ручном или автоматическом режиме передается потребителям, в том числе засекреченном при помощи УГЗ 27 виде.

Корректирующая информация, принятая AM 23 и обработанная в УПОИ 23 ОКСС 22, по параллельному каналу радиосвязи передается потребителям, а также - в ВС 9.

Таким образом, в предлагаемом изобретении решена задача по достижению технического результата, заключающегося в создании информационно-аналитического комплекса наземного подвижного объекта, обладающей высокой точностью определения навигационных параметров, высокой степенью автоматизации и быстродействия процесса обработки информации, возможностью доступа необходимого количества как внутренних, так и внешних пользователей, высокой компактностью за счет оптимизации аппаратного состава и конфигурации комплекса, расширения возможностей при использовании выносного оборудования, введения в вычислительную систему дополнительных устройств самотестирования, введения в комплекс информационно-корректирующих устройств и мощных автоматизированных систем связи.

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в наземных подвижных информационно - аналитических комплексах вооружений. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для достижения данного результата информационно-аналитический комплекс наземного подвижного объекта размещен на шасси подвижного объекта (ПО) и включает в себя стационарно размещенные обзорные средства (СОС), выносные обзорные средства (ВОС), стационарную спутниковую навигационную систему (ССНС), выносную спутниковую навигационную систему (ВСНС) с информационно-накопительным устройством (ИНУ), стационарную инерциально-навигационную систему (СИНС), выносную инерциально-навигационную систему (ВИНС), вычислительную систему (ВС), средства индикации и отображения информации (СИОИ), систему связи (СС). 1 ил.

Информационно-аналитический комплекс наземного подвижного объекта, содержащий спутниковые навигационные системы, обзорные средства, инерциальные навигационные системы, средства индикации и отображения информации, систему связи, магистраль информационного обмена, вычислительную систему, включающую в себя вычислитель и системную шину, отличающийся тем, что обзорные средства, спутниковые навигационные системы, инерциальные навигационные системы исполнены в стационарном и выносном варианте размещения на подвижном объекте, магистраль информационного обмена выполнена в виде объединительной панели, входящей в состав вычислительной системы и электрически соединенной с системной шиной, вычислительная система дополнительно снабжена модулем вентиляции и термоконтроля и дополнительными периферийными устройствами: пультом дистанционного управления, носимым устройством записи и передачи информации и соединена с дополнительным переносным вычислительным устройством, выполненным с возможностью подключения к нему через информационно-накопительное устройство выносной спутниковой навигационной системы, комплекс дополнительно оснащен внешней панелью подключения электропитания, опорной контрольно-корректирующей станцией, состоящей из устройства приема и обработки информации и двух антенных модулей, система связи выполнена в виде двух приемопередающих комплексов, оснащенных механизмами развертывания антенных систем, приемопередающие комплексы через устройство гарантированного засекречивания связаны: первый комплекс - с вычислительной системой, второй комплекс - с опорной контрольно-корректирующей станцией.