ПРИЕМОИНДИКАТОР Советский патент 1996 года по МПК G01S1/24 

Изобретение относится к радионавигации и может найти применение при определении местоположения подвижных объектов по сигналам импульсно-фазовой радионавигационной системы (ИФРНС) типа ЛОРАН-С.

В приемоиндикаторе ИФРНС, который выбран в качестве прототипа, этот недостаток устранен. Устройство содержит (фиг.2) последовательно включенные приемник 1, ФХТ 2, первый квантизатор 3, блок 4 промежуточный запоминающий, блок 5 основной запоминающий, блок 6 решающий, хронизатор 7, второй квантизатор 8, второй вход которого соединен с выходом приемника 1, а выход - с вторым входом блока 4 промежуточного запоминающего, второй и третий выходы хронизатора 7 соединены соответственно с вторыми входами первого квантизатора 3 и блока 6 решающего, второй выход которого соединен с вторым входом блока 5 основного запоминающего. В устройстве имеются также последовательно включенные блок 107 определения ускорения и элемент 108 пороговый, блок 109 коррекции. Вход блока 107 определения ускорения и выход элемента 108 порогового соединены соответственно с вторым выходом и третьим входом блока 5 основного запоминающего. Первый вход блока 109 коррекции соединен с первым выходом, второй с третьим выходом, а выход с третьим входом блока 6 решающего.

Работа устройства-прототипа происходит следующим образом. Входной сигнал ИФРНС после согласованной фильтрации приемником 1 поступает на второй квантизатор 8 и ФХТ 2. Первый производит амплитудно-временное квантование сигналов для решения задач поиска, допоиска, слежения, разрешения многозначности фазовых отсчетов и контроля наличия сигналов ИФРНС при изменении гиперболических координат. ФХТ 2 формирует характерную точку на сигнале ИФРНС для решения задачи разрешения многозначности фазовых отсчетов, а первый квантизатор 3 осуществляет амплитудно-временное квантование этого сигнала. Блок 4 промежуточный запоминающий осуществляет согласование во времени моментов поступления квантованных сигналов от квантизатора на блок 5 основной запоминающий. Последний обеспечивает хранение накопленных значений квантованных сигналов. Результаты накопления анализируются блоком 6 решающим во всех режимах работы приемоиндикатора ИФРНС. Он вырабатывает команды управления хронизатором 7, под действием которых в последнем происходит необходимое изменение вида временной диаграммы стробов, поступающих на квантизаторы 3, 8, и осуществляются алгоритмы поиска, допоиска, слежения, разрешения многозначности и контроля наличия сигналов ИФРНС. Блок 107 определения ускорения и элемент 108 пороговый обеспечивают расширение полосы следящей системы при появлении ускорений. Блок 109 коррекции обеспечивает корректировку отсчетов гиперболических координат при воздействии помех на систему разрешения многозначности фазовых отсчетов, что устраняет ошибки определения координат, кратные 10 мкс.

Недостатком приемоиндикатора ИФРНС, выбранного за прототип, является низкое быстродействие при повторном местоопределении в случае потери сигнала в условиях промышленного центра.

Действительно, в промышленном центре перемещение подвижного объекта сопровождается изменением величины его экранирования окружающими объектами. В результате происходит изменение уровня принимаемых сигналов ИФНРС, вплоть до нуля. При этом под действием шумов положение строба слежения будет иметь распределение, близкое к равномерному, на интервале 0 2П (т.е. 10 мкс для ИФРНС типа ЛОРАН-С). Система разрешения многозначности отсчетов также начнет работать под действием шумов. Это приведет к тому, что вероятность остаться на правильной фазовой дорожке будет равна вероятности перехода на ложную фазовую дорожку. Таким образом, ошибки определения местоположения подвижного объекта в этих условиях могут существенно превышать допустимые для ИФРНС (обычно 0,05 0,3 мкс). Поэтому при снижении уровня сигнала ниже допустимого значения в приемоиндикаторах формируется сигнал запрещения использования координат местоположения. Поскольку же процесс перемещения стробов слежения и разрешения многозначности фазовых отсчетов принимает стохастический характер, то одновременно приемоиндикатор переводится в режим поиска. Поэтому после появления сигнала повторное местоопределение произойдет через время (t_повт), равное времени первого местоположения t_перв
t_повт T_п + T_дп + T_рм t_перв,
T_п время поиска;
T_дп время допоиска;
T_рм время разрешения многозначности.

Для современных приемоиндикаторов t_перв составляет (3 12) мин, что соответствует при скорости 60 км/ч перемещению на (3 12) км. Поскольку в условиях промышленного центра вероятность экранирования хотя бы одной станции довольно велика, то приемоиндикатор ИФРНС будет часто возвращаться в режим поиска сигналов, что снизит его быстродействие при повторном местоопределении.

Целью изобретения является повышение быстродействия приемоиндикатора путем сокращения времени повторного местоопределения.

Поставленная цель достигается тем, что в приемоиндикатор, содержащий последовательно включенные приемник, формирователь характерной точки, первый квантизатор, блок промежуточный запоминающий, блок основной запоминающий, блок решающий, хронизатор и второй квантизатор, второй вход которого соединен с выходом приемника, а выход с вторым входом блока промежуточного запоминающего, второй и третий выходы хронизатора соединены соответственно с вторыми входами первого квантизатора и блока решающего, второй выход последнего соединен с вторым входом блока основного запоминающего, дополнительно введены последовательно включенные детектор остановки, датчик скорости, перемножитель, сумматор, устройство пороговое, блок программный и устройство постоянное запоминающее, а также измеритель пути и таймер. Третий выход блока решающего соединен с входами начальной установки детектора остановки, датчика скорости и блока программного. Вспомогательный сигнал поступает на сигнальный вход детектора остановки, второй выход которого соединен с управляющим входом измерителя пути. Командный вход последнего соединен с входом таймера и командным выходом блока программного и дополнительным входом блока решающего. Вторые же входы датчика скорости, перемножителя, сумматора, устройства порогового соединены соответственно с вторым выходом блока основного запоминающего, выходами таймера, измерителя пути, устройства постоянного запоминающего. Командные же входы датчика скорости и блока программного соединены с первым выходом блока решающего. Сущность изобретения заключается в том, что после снижения уровня сигналов ниже допустимого приемоиндикатор не переводится в режим поиска, а производится оценка смещения следящих стробов системы автосопровождения за время отсутствия сигнала. Если это смещение к моменту восстановления сигнала не превышает полосы втягивания системы разрешения многозначности фазовых отсчетов, то приемоиндикатор начинает повторное местоопределение из этого режима работы. Если оценка смещения следящих стробов к моменту восстановления сигнала ИФРНС больше втягивания системы разрешения многозначности фазовых отсчетов, но меньше величины полосы втягивания системы допоиска, то приемоиндикатор начинает повторное местоопределение из режима допоиска. Времена повторного местоопределения в этих случаях соответственно составят
t_повт1 T_рм; t_повт2 T_рм + T_дп.

На фиг. 1 приведена структурная схема приемоиндикатора; на фиг.2 схема приемоиндикатора ИФРНС; на фиг. 3 16 структуры ФХТ2, квантизаторов 3 и 8, промежуточного запоминающего блока 4, основного запоминающего блока 5, решающего блока 6, хронизатора 7, детектора 9 остановки, датчика 10 скорости, программного блока 14, измерителя 16 пути, таймера 17, блока 29 арифметико-логического, блока 30 анализа результатов обработки и блока 31 управления.

На фиг. 1- 16 обозначено: 1 приемник (П), 2 -формирователь характерной точки (ФХТ), 3 квантизатор (КВ), 4 промежуточный запоминающий блок (ПЗБ), 5 основной запоминающий блок (БОЗ), 6 решающий блок (БР), 7 хронизатор, 8 квантизатор (КВ), 9 детектор остановки (ДО), 10 датчик скорости (ДС), 11 перемножитель (ПЕР), 12 сумматор (СМ), 13 пороговый блок (БП), 14 - программный блок (БПр), 15 постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), 16 - измеритель пути (ИП), 17 таймер (Т), 18 дифференцирующий контур (ДК), 19 - аттенюатор (АТ), 20 сумматор сигналов (СС), 21 элемент И (И), 22 - дешифратор (ДШ), 23 и 24 RS-триггер (RS), 25 сумматор (СМ), 26 - запоминающее устройство (ЗУ), 27 синхронизатор запоминающего устройства (СЗУ), 28 устройство селекции (УС), 29 блок арифметико-логической (БАЛ), 30 блок анализа результатов обработки (БАРО), 31 блок управления (БУ), 32 блок индикации (БИ), 33 блок отсчетный (БО), 34 опорный генератор (ОГ), 35 управляемый делитель (УД), 36 формирователь импульсных последовательностей (ФИП), 37 RS-триггер (RS), 38 элемент И, 39 элемент ИЛИ (ИЛИ), 40 RS-триггер, 41 элемент И, 42 генератор меток времени (ГМВ), 43 элемент И, 44 регистр (РГ), 45 мультиплексор (МП), 46 элемент И, 47 RS-триггер, 48 элемент ИЛИ, 49 счетчик (СЧ), 50 элемент И, 51 элемент ИЛИ, 52 формирователь (Ф), 53 элемент И, 54 - формирователь, 55 и 56 элемент И, 57 УК-триггер (УК), 58 RS-триггер, 59 элемент И, 60 RS-триггер, 61 сумматор, 62 и 63 регистры, 64 и 65 - инвертор, 66 счетчик, 67 задающий генератор (ЗГ), 68 элемент И, 69 - инвертор, 70-79 элемент И, 80 RS-триггер, 81 элемент ИЛИ, 82 счетчик, 83 элемент ИЛИ, 84 RS-триггер, 85 элемент ИЛИ, 86 счетчик, 87 RS-триггер, 88 элемент ИЛИ, 89 и 90 элемент И, 91 дешифратор, 92 и 93 RS-триггер, 94-97 элемент И, 98 инвертор, 99 счетчик, 100 дешифратор, 101 элемент ИЛИ, 102 формирователь, 103 элемент ИЛИ, 104 счетчик, 105 элемент ИЛИ, 106 формирователь, 107 блок определения ускорения, 108 элемент пороговый, 109 блок коррекции.

Приемоиндикатор (фиг.1) содержит последовательно включенные приемник 1, формирователь 2 характерной точки, первый квантизатор 3, промежуточный запоминающий блок 4, основной запоминающий блок 5, решающий блок 6, хронизатор 7 и второй квантизатор 8, второй вход которого соединен с выходом приемника 1, а выход с вторым входом промежуточного запоминающего блока 4. Второй и третий выходы хронизатора 7 соединены соответственно с вторыми входами первого квантизатора 3 и решающего блока 6, второй выход которого соединен с вторым входом основного запоминающего блока 5. Приемоиндикатор содержит, кроме того, последовательно включенные детектор 9 остановки, датчик 10 скорости, перемножитель 11, сумматор 12, пороговый блок 13, программный блок 14, постоянное запоминающее устройство 15, а также измеритель 16 пути и таймер 17. При этом третий выход решающего блока 6 соединен с входами начальной установки детектора 9 остановки, датчика 10 скорости и программного блока 14. Вспомогательный сигнал приемоиндикатора поступает на сигнальный вход детектора 9 остановки, второй выход которого соединен с управляющим входом измерителя 16 пути. Командный вход последнего соединен с входом таймера 17, командным выходом программного блока 14 и дополнительным входом решающего блока 6. Вторые входы датчика 10 скорости, перемножителя 11, сумматора 12, порогового блока 13 соединены соответственно с вторым выходом основного запоминающего блока 5, выходами таймера 17, измерителя 16 пути, постоянного запоминающего устройства 15. Командные входы датчика 10 скорости и программного блока 14 соединены с первым выходом решающего блока 6.

Приемник 1 производит согласованную фильтрацию одиночных импульсных сигналов ИФРНС. Формирователь 2 характерной точки обеспечивает высокочастотное дифференцирование сигналов с выхода приемника 1. ФХТ2 содержит (фиг.3) последовательно включенные между его входом и выходом дифференцирующей контур 18, аттенюатор 19 и сумматор 20 сигналов, второй вход которого соединен с входом ФХТ2. Квантизаторы 3 и 8 обеспечивают амплитудно-временное квантование входных сигналов и содержат (фиг.4) включенные последовательно между первым входом и выходом элемент И 21 и дешифратор ДШ 22. Их вторые входы образуют второй вход квантизаторов.

Промежуточный запоминающий блок 4 хранит поступающую на его входы информацию до момента ее записи в основной запоминающий блок 5 и содержит (фиг. 5) два RS-триггера 23 и 24. Входы первого из них соединены с первым входом, второй с вторым входом, а их выходы с выходом промежуточного запоминающего блока 4.

Основной запоминающий блок 5 (фиг.6) хранит результаты накопления информации о сигналах ИФРНС и содержит последовательно включенные между первыми входом и выходом сумматор 25 и запоминающее устройство 26, вторые входы которых подключены к выходу синхронизатора запоминающего устройства 27 и второму входу устройства 28 селекции, первый вход которого подключен к выходу запоминающего устройства 26. Второй вход основного запоминающего блока 5 подключен к третьему входу сумматора 25 и входу синхронизатора запоминающего устройства 27. Выход последнего и выход устройства 28 селекции образуют второй выход основного запоминающего блока 5.

Решающий блок 6 осуществляет анализ результатов накоплений выборок и принятие решений во всех режимах работы приемоиндикатора. Он содержит последовательно включенные между первым входом и выходом решающего блока 6 блок 29 арифметико-логический и блок 30 анализа результатов обработки. Их вторые входы соединены с первым выходом блока 31 управления, второй выход которого соединен с третьим выходом решающего блока 6, второй выход которого образован выходами блока 29 арифметико-логического, блока 31 управления и вторым входом БР 6. Второй выход блока 30 анализа результатов обработки подключен к первому входу блока 22 индикации, второй вход которого соединен с выходом блока 33 отсчетного. Вход последнего и вход блока 31 управления образуют второй вход решающего блока 6, дополнительный вход которого подан на одноименный вход блока 30 анализа результатов обработки.

Хронизатор 7 предназначен для формирования местной временной диаграммы сигналов ИФРНС и содержит (фиг.8) последовательно включенные опорный генератор 34, управляемый делитель 35 и формирователь 36 импульсных последовательностей, выход которого является выходами хронизатора. Вторые входы управляемого делителя 35 и формирователя 36 импульсных последовательностей соединены с входом хронизатора 7.

Детектор 9 остановки служит для определения момента остановки подвижного объекта и содержит (фиг.9) последовательно подключенные к сигнальному его входу RS-триггер 37 (по S-входу и выходу Q), элемент И 38, элемент ИЛИ 39, RS-триггер 40 (по S-входу и выходу первый выход ДО 9. Между выходом RS-триггера 40 включен элемент И 41, второй вход которого соединен с вторым входом элемента И 38 и первым выходом генератора меток времени 42. Второй выход последнего соединен с R-входом RS-триггера 37 и совместно с выходом QRS-триггера 40 и третьим выходом ГМВ 42 образует второй выход ДО 9. Второй вход элемента ИЛИ 39 соединен с входом начальной установки ДО 9, а S-вход RS-триггера 37 с входом ГМВ 42.

Датчик 10 скорости формирует сигнал скорости "ухода" опорного генератора 34 (см. фиг.8, хронизатор 7) относительно сигналов ИФРНС и состоит (фиг.10) из последовательно включенных элемента И 43, регистра 44 и мультиплексора 45. Первый вход элемента И 43 соединен с вторым входом ДС 10, а второй с выходом элемента И 46 и S-входом RS-триггера 47. Первый вход ДС 10 соединен с первым входом элемента И 46. Второй вход регистра 44 соединен с вторым входом ДС 10, командный вход и вход начальной установки которого подан соответственно с вторым входом элемента И 46 и R-входом RS-триггера 47. Выход Q последнего подключен к второму управляющему входу мультиплексора 45, второй вход которого соединен с кодом сигнала V_огпасп, а его выход является выходом ДС 10.

Перемножитель 11 осуществляет перемножение сигналов с выходов ДС 10 и таймера 17. Сумматор 12 обеспечивает сложение сигналов с выходов перемножителя 11 и измерителя 16 пути, устройство 13 пороговое сравнение сигнала на первом входе с порогом на его втором входе.

Программный блок 14 служит для управления работой связанных с его выходами блоков. Он содержит (фиг.11) последовательно включенные между входом начальной установки и выходом элемент ИЛИ 48 и счетчик 49. Между сигнальным входом БПр 14 и вторым входом элемента ИЛИ 48 последовательно включены элемент И 50 и элемент ИЛИ 51 и формирователь 52. Сигнальный вход БПр 14 подан на его командный выход через последовательную цепь из элемента И 53 и формирователя 54. К второму и третьему входам ИЛИ 51 подключены соответственно выходы элементов И 55 и И 56. УК-триггер 59 У-входом подключен к второму выходу формирователя 54, К-входом к выходу элемента ИЛИ 48 и R-входу RS-триггера 58, а выходом Q к второму входу элемента И 50. Выход Q RS-триггера 58 соединен с вторыми входами элементов И 55, И 56, И 59. Выход последнего соединен с S-входом RS-триггера 60, R-вход которого подан на выход элемента ИЛИ 48, выход Q на второй вход элемента И 53 и командный выход БПр 14. Счетный вход счетчика 49 соединен с вторым выходом формирователя 54. Первые входы элементов И 55, И 56 и И 59, а также S-вход RS-триггера 58 образуют командный вход БПр 14.

Постоянное запоминающее устройство 15 служит для хранения кодов пороговых величин, поступающих на второй вход устройства 13 порогового. Последнее можно реализовать с помощью устройства сравнения кодов.

Измеритель 16 пути служит для измерения пройденного подвижным объектом пути и содержит (фиг.12) последовательно включенные сумматор 61, регистры 62 и 63. Установочные входы регистра соединены с коммутирующими входом ИП 16 через инвертор 64. На первый вход сумматора 61 поступает код сигнала приращения пройденного пути (задается соответствующей распайкой входом к корпусу и источнику питания), второй его вход соединен с выходом регистра 63 и выходом ИМ 16. Управляющий вход последнего образует управляющий вход сумматора 61 и стробирующие входы регистров 62 и 63.

Таймер 17 обеспечивает измерение времени отсутствия сигнала ИФРНС и содержит (фиг. 13) последовательно включенные между его входом и выходом инвертор 65 и счетчик 66. Второй вход счетчика 66 подключен к выходу задающего генератора 67.

Приемоиндикатор работает следующим образом. Принятые сигналы наземных станций ИФРНС с выхода приемника 1 поступают на второй квантизатор 8 и через ФХТ 2 на первый квантизатор 3. В квантизаторах происходит квантование по времени и уровню. Дальнейшие операции сводятся к обработке информации, поступающей с квантизаторов 3 и 8. Эта информация через промежуточный запоминающий блок 4 подается в блок 5 основной запоминающий. Промежуточный запоминающий блок 4 согласует моменты поступления информации с выходов квантизаторов 3 и 8 с моментами ввода информации в основной запоминающий блок 5. В режиме поиска сигналов информация с выхода квантизатора 8 накапливается в ячейках основного запоминающего блока 5, соответствующих точкам временной оси, опрашиваемых поисковыми стробами, поступающими на квантизатор 8 из хронизатора 7. Накапливаемая в ячейках основного запоминающего блока 5 информация сравнивается в решающем блоке 6 с порогом. Если во всех ячейках порог не превышен, то решающий блок 6 принимает решение об отсутствии сигнала на анализируемом участке и переключает хронизатор 7 в режим анализа следующей совокупности точек временной оси. Превышение порога в одной из ячеек основного запоминающего блока 5 фиксируется решающим блоком как наличие сигнала в соответствующей точке временной оси. При этом хронизатор 7 выставляет стробы допоиска симметрично относительно обнаруженного сигнала и уменьшает шаг их расстановки (например, при поиске шаг расстановки стробов 100 мкс, а в допоиске 10 мкс на интервале ±50 мкс относительно обнаруженного сигнала). В этом режиме определяется положение фронта сигнала ИФРНС, т.е. такая точка на участке, охваченном стробами допоиска (полоса втягивания системы допоиска), левее которой сигналы не обнаруживаются, а начиная с нее сигнал обнаруживается. Очевидно, что задача допоиска может решаться аналогично решению задачи поиска, но на указанном интервале и теми же устройствами.

После завершения допоиска хронизатор 7 выставляет следящий строб в точку обнаружения фронта сигнала. Приемоиндикатор переходит в режим автосопровождения обнаруженных сигналов по положению и скорости. При этом квантизатор 8 играет
роль чувствительного элемента системы автосопровождения, а блок 6 решающий выдает в хронизатор 7 сигнал-команды, корректирующие положение следящих стробов согласно с перемещением сигналов ИФРНС и уходом местной временной шкалы.

Одновременно хронизатор 7 формирует стробы для систем разрешения многозначности фазовых отсчетов и контроля наличия радиосигналов. Сигналы для системы разрешения многозначности фазовых отсчетов формируются квантизатором 3, а для системы контроля наличия радиосигналов квантизатором 8. Первая система работает с учетом знаков накопления в ее стробах, а вторая по результату сравнения с порогом обнаружения (как в режимах поиска или допоиска).

После завершения процесса разрешения многозначности фазовых отсчетов и принятия решения о наличии сигналов ИФРНС приемоиндикатор обеспечивает непрерывное измерение значения радионавигационного параметра.

Детектор 9 остановки обеспечивает определение момента остановки подвижного объекта. Для этого на его сигнальный вход поступает вспомогательный сигнал от любого известного преобразователя поворота колеса подвижного объекта в электрический сигнал. Если на заданное время такой сигнал не поступает, то на первом выходе детектора 9 остановки появляется сигнал остановки транспортного средства. На втором же выходе детектора появляется код расстояния, которое проходит колесо за интервал между вспомогательными сигналами (ΔS).
Датчик 10 скорости служит для выдачи кода скорости "ухода" ОГ 34 (см. фиг. 8). Код сигнала может принимать одно из двух значений: наихудшее значение (V_огпасп), указано в паспорте на ОГ 34, или измеренное системой автосопровождения (V_огизм). Величина V_огпасп поступает на выход сразу после включения питания приемоиндикатора и сохраняется до первой остановки подвижного объекта в условиях измерения радионавигационного параметра. После остановки на выходе ДС 10 появится сигнал V_огизм, который будет сохранен до выключения приемоиндикатора. При каждой новой остановке подвижного объекта и наличии сигналов ИФРНС значение V_огизм будет уточняться. Величина V_огизм поступает из системы автосопровождения на второй вход ДС 10, поскольку на стоянках и при наличии сигнала ИФРНС система автосопровождения отслеживает только скорость "ухода" ОГ 34 относительно когерентных сигналов ИФРНС.

Перемножитель 11 реализует выражение
S_ог A•T_отс,
где А принимает одно из двух значений (V_огпасп, V_огизм), a T_отс - продолжительность времени пропадания сигнала ИФРНС, которая измеряется таймером 17. Таким образом, на выходе перемножителя 11 имеется оценка величины перемещения стробов системы автосопровождения за счет "ухода" ОГ 34.

Этот сигнал суммируется с величиной перемещения подвижного объекта в сумматоре 12. Поэтому на выходе последнего имеется сигнал оценки величины
S S_ог + S_по,
являющейся верхней границей для возможного перемещения строба системы автосопровождения под действием как "ухода" опорного генератора (S_ог), так и перемещения подвижного объекта (S_по) при отсутствии сигнала ИФРНС.

Сигнал, соответствующей величине S, в устройстве 13 пороговом сравнивается с пороговым сигналом, поступающим от устройства 15 постоянного запоминающего. Этот сигнал может принимать одно из значений, которые определяются шириной полосы втягивания системы разрешения многозначности фазовых отсчетов (Δрм) или полосы втягивания системы допоиска (Δдм).

По сигналу с выхода УП 13 программный блок 14 примет соответствующее решение об изменении или сохранении режима работы приемоиндикатора. Если приемоиндикатор находится в режиме измерения радионавигационных параметров и при пропадании сигнала ИФРНС оказалось
S > Δрм,
то приемоиндикатор переводится в режим допоиска. Если приемоиндикатор находится в режиме допоиска и фронт сигнала ИФРНС не обнаружен, то приемоиндикатор переводится в режим поиска.

Измеритель 16 пути на своем выходе формирует сигнал, определяемый величиной S_пр, которая дается выражением
S_по= n•ΔS,
где n число сигналов ΔS, поступающих на вход управления ИП 16 за время отсутствия сигнала ИФРНС.

ФХТ 2 (фиг.3) приемоиндикатора реализует алгоритм

где U(t) выходной сигнал ФХТ 2;
A(t) принимаемый сигнал ИФРНС;
K коэффициент передачи.

Дифференцирующий контур 18 обеспечивает получение значения dA(t)/dt, аттенюатор 19 коэффициента К, а сумматор сигналов 20 величины U(t). Значение коэффициента К выбирается таким образом, чтобы выходной сигнал U(t) имел изменение фазы заполнения радиосигнала на 180^o в третьем периоде.

В квантизаторе 3 (8) сигнал от ФХТ 2 (приемника 1) бинарного квантуется на уровни 0 или 1 элементом И 21 в моменты времени, определяемые стробами на втором входе элемента И 21 от хронизатора 7. Эти сигналы поступают на первый вход дешифратора 22, на второй вход которого подан сигнал кода фазовой манипуляции ИФРНС от хронизатора 7. Выходной сигнал квантизатора 3 (8) принимает значение 1, если оба входных сигнала дешифратора 22 имеют одинаковое значение. В противном случае выходной сигнал принимает значение минус 1.

Информация с выходов квантизатора 3 (8) хранится в RS-триггере 23 (24) промежуточного запоминающего блока 4 (фиг.5). В зависимости от вида входного сигнала (1 или минус 1) RS-триггеры принимают соответственно значения Q или .

Основной запоминающий блок 5 (фиг.6) работает следующим образом. Текущие значения выборок с выхода промежуточного запоминающего блока 4 поступают на первый вход сумматора 25, на его третий вход накопленные значения выборок с второго выхода решающего блока 6. Результат суммирования с выхода сумматора 25 поступает для хранения в запоминающее устройство 26. Новое значение накопленных выборок с выхода последнего поступает на первый вход решающего блока 6. Синхронизатор запоминающего устройства 27 обеспечивает синхронную работу основного запоминающего блока 5, решающего блока 6 и хронизатора 7. Устройство 28 стробирования выделяет информацию, находящуюся в интеграторе, по скорости и выдает ее на ДС 10.

Решающий блок 6 работает следующим образом (фиг.7). Накопленные выборки сигналов ИФРНС поступают с первого выхода блока 5 основного запоминающего блока 5 на первый вход БАЛ 29. В последнем происходит обработка этих сигналов по командам БУ 31. С выхода БАЛ 29 обработанные выборки сигналов поступают на второй вход основного запоминающего блока 5, где хранятся до прихода следующих проб сигнала и на вход БАРО 30, в котором по командам из БУ 31 производится анализ результатов обработки и вырабатываются команды управления хронизатором 7 и БИ 32. БУ 31 вырабатывает команды управления на БАЛ 29 для обеспечения его работы в режиме того или иного алгоритма (поиск, допоиск и т.д.) и на БАРО 30, разрешая анализ результатов обработки и выдачу команд управления. БОЗ 5 производит измерение временных интервалов между стробами систем автосопровождения станций ИФРНС (в режиме измерения радионавигационного параметра). Измеренные величины поступают на второй вход БИ 32, в котором производится преобразование двоичного кода в код высветки для индикации на цифровом табло. С второго выхода БУ 31 поступает сигнал начальной установки блоков приемоиндикатора.

БАЛ 29 (фиг. 4) содержит элемент И 68, инвертор 69 и элементы И 70 79. Первые входы элементов И 68, 70, 72, 74, 76, 78 и инвертора 69 соединены с первым входом БАЛ 29 непосредственно, а элементов И 71, 73, 75, 77, 79 через инвертор 69. Вторые входы элементов И 70 -79 соответствующим образом также поданы на первый вход БАЛ 29, а второй вход элемента И 68 и третьи входы элементов И 70 -75, 78 и 79 образуют второй вход БАЛ 29, выход которого образован выходами элементов И и сигналами с первого входа БАЛ 29. Накопленные значения проб из БОЗ 5 поступают на первые входы всех элементов И (непосредственно или через инвертор 9). Элемент И 68 замыкает цепь обратной связи на сумматор 25 в БОЗ 5 при накоплении сигналов и разрывает ее после окончания накопления. Тем самым осуществляется стирание накопленной информации. Управление стиранием осуществляет БУ 31 по второму входу элемента И 68. Элементы И 70 и 71 формируют на своих выходах сигналы при окончании накопления для режима поиска сигнала, причем при наличии сигнала будет возбужден выход элемента И 70, а при его отсутствии элемента И 71. Момент появления результатов накопления в режиме поиска на первом входе элемента И 70 (71) определяет сигнал на втором его входе, а конец накопления на третьем. Аналогичным образом работают элементы И 72, 73, но для режима допоиска. При благополучном завершении допоиска сигнал появится на выходе элемента И 72, при неблагоприятном элемента И 73. Элементы И 74, 75 формируют аналогичным образом исходные сигналы для системы контроля наличия радиосигналов. При наличии сигналов появится напряжение логической "1" на выходе элемента И 74, а в противном случае И 75. Элементы И 76, 77 обеспечивают работу системы автосопровождения, а И 78, 79 системы разрешения многозначности фазовых отсчетов. Сигнал на выходе элемента И 76 появляется при положительном накоплении в стробе системы автосопровождения, а на выходе И 77 при отрицательном накоплении.

Работа элементов И 78, 79 происходит аналогично работе элементов И 70, 71. На выходе элемента И 78 сигнал присутствует при положительных накоплениях, а на выходе И 79 при отрицательных накоплениях в стробах системы разрешения многозначности.

Сигналы с выходов элементов И 74 79 поступают на первый вход БАРО 30. БАРО 30 (фиг.15) содержит RS-триггер 80, элемент ИЛИ 81, счетчик 82, элемент ИЛИ 83, RS-триггер 84, элемент ИЛИ 85, счетчик 86, RS-триггер 87, элементы ИЛИ 88 и И 89, 90, дешифратор 91, RS-триггеры 92, 93, элементы И 94 97, инвертор 98, S-вход RS-триггера 80, счетный вход счетчика 82, S-вход RS-триггера 84, счетный вход счетчика 86, S-вход RS-триггера 87, вторые входы элементов ИЛИ 87, И 89, 90 и входы двухвходовых элементов И 94 97 образуют первый вход БАРО 30. Второй его вход соединен с первым входом элемента ИЛИ 81, а дополнительный вход образуют вход инвертора 98 и второй вход элемента ИЛИ 85. Выходы Q RS-триггеров 80 и 84, выход элемента ИЛИ 83, оба выхода RS-триггера 87, выходы элементов И 89, 90 и все три выхода дешифратора 91 образуют первый выход БАРО 30, а его второй вход соединен с третьим выходом дешифратором 91. Выход элемента ИЛИ 81 соединен с R-входом RS-триггера 80, установочным входом счетчика 82 и первым входом элемента ИЛИ 85. Выход счетчика 82 подан на первый вход элемента ИЛИ 83. Выход элемента ИЛИ 85 подключен к R-входу RS-триггера 84, установочному входу счетчика 86 и первому входу элемента ИЛИ 87. Выход счетчика 86 соединен с вторыми входами элементов ИЛИ 85 и 83. Выход ИЛИ 87 соединен с R-входом RS-триггера 87. Третьи входы элементов И 89, 90 подключены к выходу инвертора 98 и первому входу дешифратора 91. Остальные входы последнего соединены следующим образом: второй с выходом Q RS-триггера 84 и первым входом элементов И 89, 90, а третий, четвертый и пятый соответственно с выходами Q RS-триггеров 87, 92 и 93. Выходы элементов И 94, 96 соединены с S-входами соответственно RS-триггеров 92, 93, а элементов И 95, 97 с их R-входами. Третий выход ДШ 91 подан также на второй выход БАРО 30.

Работает БАРО 30 следующим образом.

При появлении на его втором входе сигнала происходит установка RS-триггеров 80, 84 и 87 в состояние и установка в "0" счетчиков 86 и 92. В режиме поиска на S-вход RS-триггера 80 может поступать сигнал об обнаружении сигнала ИФРНС, а на счетный вход счетчика 82 сигнал необнаружения сигнала в поиске соответственно от элементов И 70, 71 БАЛ 29. В первом случае появится сигнал на выходе Q RS-триггера, который переведет приемоиндикатор в режим допоиска. Если же сигнал не будет обнаружен во всех каналах поиска, то произойдет переполнение счетчика 82 и сигнал переполнения с его выхода через элемент ИЛИ 83 вызовет перемещение стробов поиска от хронизатора на соседний участок. Режим приемоиндикатора при этом не изменится. При переходе приемоиндикатора в режим допоиска сигналы обнаружения и необнаружения с выхода элементов И 72, 73 БАЛ 29 поступать будут соответственно на S-вход RS-триггера 84 и счетный вход счетчика 86. Если в режиме допоиска сигнал ИФРНС не будет обнаружен во всех каналах допоиска, то сигнал переполнения с выхода счетчика 86 переведет приемоиндикатор в режим поиска через элементы ИЛИ 81, 83. При обнаружении сигнала в режиме допоиска RS-триггер 84 перейдет в состояние 0, что переведет приемоиндикатор в режим определения радионавигационного параметра. В этом режиме под действием сигналов с выходов элементов И 74, 75 БАЛ 29 соответственно на S-вход RS-триггера 87 и второй вход элемента ИЛИ 87 на RS-триггере 87 будет фиксироваться наличие сигнала ИФРНС (состояние Q) или его отсутствие (состояние ). Результаты накопления в стробах системы автосопровождения с выходов элементов И 76, 77 в виде сигнал-команд на "сбой" системы автосопровождения появятся на выходах элементов И 89 (на увеличение задержки строба) или И 90 (на уменьшение задержки строба). Результаты накопления в стробах системы разрешения многозначности начнут поступать по соответствующим цепям для хранения в RS-триггерах 92 (для раннего селекторного импульса), 93 (для позднего селекторного импульса). Состояние этих триггеров будет определять формирование сигналов на "сбой" стробов системы разрешения многозначности (два первых выхода дешифратора 91) или совместно с RS-триггером 87 на разрешение использования отсчетов (третий выход дешифратора 91) на втором выходе БАРО 30.

Дополнительный вход БАРО 30 обеспечивает изменение режима работы приемоиндикатора. При наличии сигнала на входе инвертора 98 будет запрещено перемещение стробов системы автосопровождения и разрешения многозначности. В этом случае стробы будут перемещаться только за счет расхождения частот ОГ 34 хронизатора 7 и стандарта частоты ИФРНС. При появлении сигнала на втором входе элемента ИЛИ 85 приемоиндикатор будет переведен в режим допоиска, что необходимо при пропадании сигналов ИФРНС на время, при котором оценка перемещения стробов автосопровождения превысит ширину полосы захвата системой разрешения многозначности.

Блок 31 управления (фиг.16) содержит счетчик 99, дешифратор 100, элемент ИЛИ 101, формирователь 102, элемент ИЛИ 103, счетчик 104, элемент ИЛИ 105, формирователь 106. Счетный вход счетчика 99, первый вход элемента ИЛИ 103, второй вход дешифратора 100 и вход счетчика 104 образуют вход БУ З1. Его первый выход образуют три выхода дешифратора 100, выходы счетчика 104, элемента ИЛИ 105 и формирователя 110. Выход последнего является также вторым выходом БУ 31. Выход счетчика 99 соединен с первым входом дешифратора 100, а его установочный вход с выходом элемента ИЛИ 103, второй вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ 101 через формирователь 102. Входы элемента ИЛИ 101 соединены с выходами дешифратора 100. Входы элемента ИЛИ 105 соединены соответственно с выходом элемента ИЛИ 101 и счетчика 104.

БУ 31 работает следующим образом. При включении питания приемоиндикатора на выходе формирователя 106 возникает сигнал, который используется в приемоиндикаторе для начальных установок. Счетчик 99 осуществляет счет временных меток от хронизатора 7 для определения окончания накопления в режимах поиска, допоиска и контроля наличия радиосигналов. Дешифратор 100 определяет момент окончания накопления в этих режимах. При наличии любого сигнала на выходах дешифратора 100 осуществляется установка счетчика 99 в исходное состояние через элементы ИЛИ 101, 103 и формирователь 102. Счетчик 104 своим переполнением определяет момент окончания накопления в канале разрешения многозначности и начала стирания информации (через элемент ИЛИ 109).

Детектор 9 остановки работает следующим образом. После включения приемоиндикатора сигнал с входа начальной установки переведет RS-триггер 40 (фиг.9) в состояние Q (признак перемещения подвижного объекта). Вспомогательный сигнал приемоиндикатора поступает на S-вход RS-триггера 37, на R-вход которого поступают метки времени с второго выхода ГМВ 42. Сигнал с первого выхода последнего считывает состояние упомянутого триггера. Таким образом, при соответствующем выборе дискретности вспомогательного сигнала и частоты ГМВ 42 RS-триггер 40 будет находиться в состоянии Q или (признак отсутствия перемещения).

Датчик 10 скорости (фиг.10) работает следующим образом. При включении приемоиндикатора сигнал с входа начальной установки переводит RS-триггер 47 в состояние . В этом случае на выход МП 45 поступает код паспортной величины скорости ухода опорного генератора 34 (фиг.8) V_огпасп. После перехода приемоиндикатора в режим измерения радионавигационного параметра на третьем выходе дешифратора 91 (фиг.15) появится соответствующий сигнал, который поступит на второй вход элемента И 46. При остановке подвижного объекта сигнал с выхода RS-триггера 40 (фиг.9) пройдет через И 46, что обеспечит запись данных о скорости из системы автосопровождения (величина скорости поступит от УС 28, а момент ее наличия на выходе ЗУ 26 от СЗУ 27, фиг.6) в регистр 44. Одновременно RS-триггер 47 будет переведен в состояние Q, благодаря чему на выходе МП 45 появится код скорости от системы автосопровождения. Очевидно, что эта величина при остановке подвижного объекта равна скорости "ухода" стробов автосопровождения из-за реальной нестабильности ОГ 34 V_огизм. Так как состояние RS-триггера 47 сохранится до выключения приемоиндикатора, то величина V_огизм будет существовать на выходе ДС 10 постоянно. Однако при каждой новой остановке подвижного объекта эта величина в РГ 44 будет обновляться при наличии сигналов на входах элемента И 46.

В программном блоке 14 при поступлении сигнала на вход начальной установки (фиг. 11) происходит установка в исходное состояние счетчика 49, УК-триггера 57 и RS-триггеров 58 и 60. В этом случае на выходе команд сигналы отсутствуют, а со счетчика 49 поступает код в постоянное запоминающее устройство 15 на выдачу полосы втягивания системы разрешения многозначности (Δрм). Такое состояние БРп 14 сохраняется до начала измерения радионавигационного параметра. С началом измерения сигнал с выхода ДШ 91 (фиг.15) поступает на S-вход RS-триггера 58, переводя его в состояние Q. Теперь при поступлении сигнала с выхода RS-триггера 87 (фиг.15) при обнаружении отсутствия сигнала ИФРНС на первый вход элемента И 59 будет установлен в состояние Q RS-триггера 60. Это разрешит работу измерителя 16 пути, таймера 17 и элемента И 53. Если при этом на сигнальном входе БПр 14 появится сигнал при расчетном перемещении стробов автосопровождения на величину, большую полосы втягивания системы РМ от порогового блока 13, то через элемент И 53 будет включен формирователь 54, а через него УК-триггер 57 взводится в состояние Q (по спаду сигнала на сигнальном входе БПр 14). Сигнал с первого выхода формирователя 54 поступит на второй вход элемента ИЛИ 85 в БАРО 30 и переведет приемоиндикатор в режим допоиска, а с второго выхода на счетный вход счетчика 49, переведя его в следующее состояние. В этом состоянии от постоянного запоминающего устройства 15 на пороговый блок 13 будет поступать код полосы втягивания в режиме допоиска Δдп.
Если в процессе допоиска будет зафиксировано расчетное перемещение стробов автосопровождения, большее полосы втягивания в допоиске, то сигнал с выхода порогового блока 13 пройдет через элемент И 50 и ИЛИ 51, включит формирователь 52, сигнал с выхода которого через элемент ИЛИ 48 вернет БПр 14 в исходное состояние.

Если сигнал ИФРНС восстановится до перехода в режим допоиска, то сигнал с выхода Q RS-триггера 97 БАРО 30 поступит на формирователь 52 через элементы И 55 и ИЛИ 51, что вернет БПр 14 в исходное состояние.

Если сигналы ИФРНС будут обнаружены после перехода в режим допоиска, то сигнал с выхода Q RS-триггера 84 БАРО 30 через элементы И 56, ИЛИ 51, формирователь 52 также вернет БПр 14 в исходное состояние.

В измерителе 16 пути (фиг.12) до перехода в состояние Q RS-триггера 60 БПр 14 оба регистра будут удерживаться в "нулевом" состоянии инвертором 64. Состояние на выходе ИП 16 сохранится при измерении сигнала на входе НЕ 64, но при условии стоянки подвижного объекта, поскольку сигнал с выхода RS-триггера 40 (фиг.9) запрещает по управляющему входу работу СМ 61. При перемещении подвижного объекта и пропадании сигнала ИФРНС код сигнала на выходе ИП 16 будет увеличиваться на величину ΔS (пройденный путь между импульсами на вспомогательном входе приемоиндикатора). При этом РГ 62 будет играть роль буферного регистра, а РГ 63 роль выходного. Управление последовательностью записи информации в них обеспечивает сигнал с третьего выхода ГМВ 42 в ДО 9.

Таймер 17 (фиг.13) будет иметь на своем выходе код "нулевого" состояния счетчика 66 при состоянии RS-триггера 60 в БПр 14. В противном случае код выходного сигнала будет соответствовать времени наличия состояния Q RS-триггера 60.

Приемник 1 представляет собой резонансный усилитель, хорошо известный из курса радиоприемных устройств. В ФХТ 2 сумматор 20 сигналов и аттенюатор 19 реализуются на резистивных цепочках, а в качестве дифференцирующего контура 18 можно использовать обычный последовательный контур со смещенной резонансной частотой. В качестве опорного генератора 34 в хронизаторе 7 можно использовать опорный генератор ГИАЦИНТ (2.210.003 ТО). Реализация остальных элементов приемоиндикатора не вызовет затруднений у специалистов в области цифровых устройств. Датчиком вспомогательного сигнала в простейшем случае может быть неподвижно закрепленная катушка индуктивности и постоянный магнит, который неподвижно закреплен на ободе колеса.

Как следует из приведенного описания, технико-экономические преимущества предлагаемого устройства по сравнению с устройством по авт. св. N 1040920 заключаются в повышении быстродействия путем сокращения времени повторного местоопределения. Действительно, пусть за счет затенения подвижного объекта сигнал ИФРНС не может приниматься в течение времени t_отс после начала измерения радионавигационного параметра и до этого момента остановок не было. В этом случае после пропадания сигнала ИФРНС программный блок 14 разрешит работу измерителя 16 пути и счет текущего времени t таймером 17. С выхода датчика 10 скорости будет поступать сигнал V_огпасп, а от постоянного запоминающего устройства 15 величина полосы втягивания системы РМ (Δрм). К моменту времени t < T_отс сигнал на выходе перемножителя 11 имеет величину
U₁₁(t) V_ог•t, (1)
на выходе измерителя 16 пути
U₁₆(t) = ΔS•n(t), (2)
где n(t) число меток от датчика вспомогательного сигнала за время t,
а на выходе сумматора 12
U₁₂(t) U₁₁(t) + U₁₆(t).

Эта величина является максимальной оценкой перемещения строба системы автосопровождения, так как соответствует наибольшему "уходу" опорного генератора 34, движению подвижного объекта на станцию ИФРНС и совпадению направления перемещения строба системы автосопровождения под действием "ухода" опорного генератора и перемещения подвижного объекта. Пусть T_отс такое, что выполняется условие
U₁₂(T_отс) < Δрм,
Тогда система контроля наличия радиосигнала переведет программный блок 14 в исходное состояние. Через время T_рм после появления сигнала ИФРНС появится повторный отсчет. Пусть T_отс такое, что выполняется условие
Δдп > U₁₂(T_отс) ≥ Δрм.
Тогда при некотором t t_пер, когда
U₁₂(t_пер) = Δрм,
на выходе порогового блока 13 появится сигнал. По нему программный блок 14 переведет приемоиндикатор в режим допоиска, а на выходе постоянного запоминающего устройства 15 появится сигнал размера полосы втягивания системы допоиска (Δдп). Поскольку выполняется условие
Δдп > U₁₂(T_отс),
то при t T_отс + T_дп программный блок 14 сигналом от системы обнаружения в допоиске будет переведен в исходное состояние. Через время T_рм появится повторный отсчет. Устройство-прототип в этих случаях даст повторный отсчет только через время t_повт t_перв (T_п + T_дп + T_рм). Характер работы приемоиндикатора не изменится, если до пропадания сигнала ИФРНС при измерении радионавигационного параметра происходила остановка подвижного объекта. Отличие будет заключаться в том, что при остановке подвижного объекта будет зафиксирована скорость "ухода" опорного генератора 34 в датчике 10 скорости. Эта величина и должна быть представлена в приведенное выше выражение (1) вместо величины V_огпасп. Очевидно, что в этом случае допустимое время отсутствия сигнала ИФРНС может быть увеличено, если
V_огизм < V_огпасп.

Если после проведения сигнала объект продолжал перемещение до момента времени T'_отс < T_отс, то

где n•(T'_отс) число меток от датчика вспомогательного сигнала за время 0 ≥ T'_отс. В остальном характер работы приемоиндикатора сохранится.

Таким образом, введение детектора 9 остановки, датчика 10 скорости, перемножителя 11, сумматора 12, порогового блока 13, программного блока 14, постоянного запоминающего устройства 15, измерителя 16 пути и таймера 17 с их связями позволяет повысить быстродействие путем сокращения времени повторного местоопределения. ЫЫЫ2 ЫЫЫ4 ЫЫЫ6 ЫЫЫ8 ЫЫЫ10 ЫЫЫ12 ЫЫЫ14

Изобретение относится к радионавигации и может найти применение при определении местоположения подвижных объектов. Целью изобретения является повышение быстродействия путем сокращения времени повторного местоопределения. Приемоиндикатор содержит приемник 1, формирователь 2 характерной точки, первый квантизатор 3, промежуточный запоминающий блок 4, основной запоминающий блок 5, решающий блок 6, хронизатор 7, второй квантизатор 8, детектор 9 остановки, датчик 10 скорости, перемножитель 11, сумматор 12, пороговый блок 13, программный блок 14, постоянное запоминающее устройство 15, измеритель 16 пути, таймер 17. Поставленная цель достигается тем, что при пропадании сигнала ИФРНС из-за экранирования проводится оценка возможного "ухода" стробов системы автосопровождения. Если оценка не превышает полосы втягивания системы разрешения многозначности фазовых отсчетов, то режим работы приемоиндикатора сохраняется. В противном случае приемоиндикатор переводится в режим до поиска, а оценка "ухода" стробов системы автосопровождения сравнивается с полосой втягивания системы до поиска. 16 ил.

Приемоиндикатор, содержащий последовательно включенные приемник, формирователь характерной точки, первый квантизатор, промежуточный запоминающий блок, основной запоминающий блок, решающий блок, хронизатор и второй квантизатор, второй вход которого соединен с выходом приемника, а выход с вторым входом промежуточного запоминающего блока, второй и третий выходы хронизатора соединены соответственно с вторыми входами первого квантизатора и решающего блока, второй выход которого соединен с вторым входом основного запоминающего блока, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия путем сокращения времени повторного местоопределения, введены последовательно включенные детектор остановки, датчик скорости, перемножитель, сумматор, пороговый блок, программный блок и постоянное запоминающее устройство, а также измеритель пути и таймер, причем третий выход решающего блока соединен с входами начальной установки детектора остановки, датчика скорости и программного блока, вход вспомогательного сигнала приемоиндикатора является сигнальным входом детектора остановки, второй выход которого соединен с управляющим входом измерителя пути, а командный вход последнего соединен с входом таймера, командным выходом программного блока и дополнительным входом решающего блока, вторые входы датчика скорости, перемножителя, сумматора, порогового блока соединены соответственно с вторым выходом основного запоминающего блока, выходами таймера, измерителя пути, постоянного запоминающего устройства, командные входы датчика скорости и программного блока соединены с первым выходом решающего блока.