УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТОБРАЖЕНИЯ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ КАРТЫ РАЙОНА Советский патент 2014 года по МПК G01S7/22 

Изобретение относится к области оборонной техники и может быть использовано в системах отображения надводной обстановки и выработки целеуказания ракетному оружию ВМФ, устанавливаемых на стационарных и подвижных объектах, а также в навигационных системах, устанавливаемых на судах военно-морского и гражданского флотов.

Известна система отображения надводной обстановки. Однако в этой системе отображаемая надводная обстановка индицируется без учета географической карты местности.

Известно также устройство введения графической информации в аналоговые индикаторы путем оптического проектирования диапозитива с графическими данными на экран индикатора, наложения графической информации способом "бегущего луча" (авт. св. №385269, МКИ G06f 3/14 от 1973 г.). Однако известное устройство обладает малой точностью совмещения графической информации со специнформацией и необходимостью частой и тщательной настройки аппаратуры.

Значительно увеличивается точность совмещения графической информации со специнформацией в устройстве, описанном в авт. св. №268514, МКИ G01s 7/22 от 1970 г. Однако такой способ приемлем для радиолокационных устройств, устанавливаемых на объектах со стационарным местом положения и отображением, в процессе работы, специнформации на фоне определенной, не изменяющейся ни по масштабу, ни по содержанию, графической информации. Вывод на экран индикатора точек графической информации производится в соответствии с кодом азимута антенны РЛС. Подобное устройство неприемлемо для систем целеуказания ракетному оружию ВМФ, устанавливаемых на подвижных объектах (подводных лодках и надводных кораблях).

Для обеспечения совместного отображения географической карты района и надводной обстановки в системах целеуказания, например, в "Система отображения надводной обстановки и выработки целеуказания ракетному оружию ВМФ", принятой на вооружение в отечественном флоте, применяется канал, который содержит электронный датчик карты, выполненный по схеме телевизионного диапроектора с генератором спиральной черезвитковой развертки, причем вход генератора спиральной черезвитковой развертки подключен к запоминающему устройству (ЗУ), а выход - ко входу устройства координатного отклонения индикатора обзора, входящее в пульт давления и индикации. Выход видеосигнала карты телевизионного диапроектора подключен ко входу устройства координатного отклонения индикатора обзора.

Применение такой структуры канала в известной системе позволяет обеспечить наглядность отображения надводной обстановки в различных районах земного шара, однако она имеет ряд существенных недостатков.

Весь земной шар должен быть разбит на N равных (одинаковых по масштабу) районов и отображен на микрофильме, причем кадры районов между собой должны перекрываться. Отсутствует возможность изменения размера и масштаба района. Совмещение карты и специнформации, а также смена кадра-района производится полуавтоматически, оператором, что влечет за собой значительное время для поиска и периодической смены кадра. Существует значительная ошибка при определении принадлежности, близлежащей к берегу, отображаемой отметки к суше или морю. Величина ошибки зависит как от точности совмещения изображения карты со специнформацией на экране индикатора, так и от точности исполнения микрофильма. В реальных условиях минимальная ошибка при совмещении равна 3-5%. Отображение географической карты района не зависит от местоположения (координат) корабля, что влечет за собой возможность ошибочного выбора кадра-района, а следовательно затруднительного использования данной структуры канала в других системах, устанавливаемых на объектах с изменяющимися координатами их местоположения.

Целью настоящего изобретения является устранение указанных недостатков, а именно отображение географической карты любого, произвольно выбранного района земного шара, изменение размера и масштаба отображаемого района, введение зависимости отображаемой карты района от местоположения (координат) объекта, на котором устанавливается система целеуказания, что, в свою очередь, обеспечивает возможность применения канала в системах целеуказания, устанавливаемых как на стационарных, так и на передвижных объектах.

Поставленная цель достигается тем, что в канал индикации географической карты района, содержащий запоминающее устройство (ЗУ), устройство координатного отклонения индикатора обзора (УКО), входящее в пульт управления и индикации (ПУИ), введено устройство формирования карты (УФК), первый информационный вход которого соединен с информационным выходом запоминающего устройства (ЗУ), а второй вход - с первым информационным входом устройства координатного отклонения индикатора обзора (УКО), входом цифрового вычислительного канала (ЦВК) и информационным выходом навигационной системы (НС), информационный выход УФК соединен со вторым информационным входом УКО, первый, второй и третий управляющие входы - с первым, вторым и третьим управляющими выходами пульта управления и индикации (ПУИ) соответственно, а четвертый и пятый управляющие входы - с тактовым и кодовым выходами ЗУ, третий информационный вход ПУИ соединен с цифровым вычислительным каналом (ЦВК), а четвертый управляющий выход - с управляющим входом ЦВК.

Таким образом указанные недостатки могут быть устранены, если в известную систему ввести предлагаемую структуру канала. Причем в запоминающее устройство (ЗУ) должны быть записаны географические координаты точек, описывающих контуры побережья и островов всего земного шара. Считывание координат точек, характеризующих контуры побережья и островов в отображенном районе, должно производиться с различной дискретностью (например, через 250 м, 1 км, 5 км и т.д.) в зависимости от масштаба отображаемого района, по текущим координатам корабля, поступающих от корабельной навигационной системы или по данным навигационных космических источников информации.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого канала индикации географической карты района, на фиг.2 - примеры отображения географической карты выбранного района, на фиг.3 - функциональная схема устройства формирования карты района.

Предлагаемый канал индикации географической карты района для систем отображения надводной обстановки и выработки целеуказания ракетному оружию ВМФ (фиг.1), содержит устройство формирования географической карты (УФК) 1, запоминающее устройство (ЗУ) 2, устройство координатного отклонения индикатора обзора (УКО) 3, входящее в пульт управления и индикации (ПУИ) 4, причем первый информационный вход УФК (1) соединен с информационным выходом ЗУ (2), а второй вход - с первым информационным входом УКО (3), входом цифрового вычислительного канала (ЦВК) 6 и информационным выходом навигационной системы (НС) 5, информационный выход УФК (1) - со вторым информационным входом УКО (3), первый, второй и третий управляющие входы - с первым, вторым и третьим управляющими выходами ПУИ (4) соответственно, а четвертый и пятый управляющие входы - с тактовым и кодовым выходами ЗУ (2), третий информационный вход ПУИ (4) соединен с информационным выходом ЦВК (6), а четвертый управляющий выход - с управляющим входом ЦВК (6).

Устройство формирования карты (фиг.3) содержит блок селекции кодов по признаку дискретности (7), клапан (8), блок формирования границ района (9), преобразователь масштаба карты (10), причем блок селекции кодов по признаку дискретности (7) соединен через клапан (8) и через блок формирования границ района (9) с преобразователем масштаба карты (10).

Канал работает следующим образом.

Из пульта управления и индикации (ПУИ) 4, оператором задаются величины: l_x и l_y, определяющие размеры отображаемого района, масштаб карты района (1:1; 1:2; 1:4; 1:8 и т.д.) и признак дискретности точек, описывающих контуры побережья и островов. Из навигационной системы (ВС) 5, в устройство формирования карты (УФК) 1, поступает код географических координат местоположения корабля, а из ЗУ (2) - при сравнении кодов признака дискретности, поступающих с одной стороны из ПУИ (4), а с другой стороны из ЗУ (2) - коды представляющие географические координаты точек, описывающих контуры побережья и островов.

В УФК (1) происходит сравнение кода, поступившего из НС (5), с кодами, поступающими из ЗУ (2), т.е.

x_т-x_к=Δx

y_т-y_к=Δy

где x_к, y_к - координаты корабля,

x_т, y_к - координаты точек, описывающих береговую черту и контуры островов

если $$\Delta x\le l_x/2$$ , $$\Delta y\le l_y/2$$

т.е. точки, описывающие береговую линию и контуры островов находятся в зоне или на границе выбранного района, то сравниваемые коды, поступающие из ЗУ (2), масштабируются и совместно с кодом географических координат местоположения корабля, поступающего из НС (5), вводятся в устройство координатного отклонения индикатора обзора (УКО) 3, где на экране отображаются (фиг.2) контуры побережья и островов, а также местоположение корабля (отметка корабля и формуляр). Если же

$$\Delta x\le l_x/2$$ , $$\Delta y>l_y/2$$

$$\Delta x>l_x/2$$ , $$\Delta y\le l_y/2$$

$$\Delta x>l_x/2$$ , $$\Delta y>l_y/2$$

т.е. точки, описывающие контуры береговой линии и островов наводятся за границами выбранного района, то сравниваемые коды, поступающие из ЗУ (2), в УКО (3) не вводятся.

Процесс сравнения происходит непрерывно и синхронизируется тактовыми синхросигналами, поступающими из ЗУ (2).

Одновременно с информацией, несущей в себе изображение географической карты и координат движущегося объекта (корабля), в УКО (3), из цифрового вычислительного канала (ЦВК) 6, поступает код, несущий в себе промасштабируемую информацию о надводной обстановке. Ввод в УКО (3) специнформации и географической карты района производится с частотой считывания географических координат навигационной системой (НС) 5 движущегося объекта (корабля).

Устройство формирования географической карты района (фиг.3) работает следующим образом. При сравнении признаков дискретности, в блоке селекции кодов по признаку дискретности (7), вырабатывается команда, поступающая на вход клапана (8). На другой вход клапана (8) поступает информация о точках, описывающих контуры береговой линии и островов. Разрешенная клапаном (8) информация вводится в блок формирования границ района (9). На другой информационный вход этого блока поступает код, несущий информацию о координатах объекта (корабля), на управляющие входы поступают величины, характеризующие размеры отображаемого района и тактовая частота.

Выделение кодов, характеризующих координаты точек, описывающих контуры береговой линии и островов, происходит при сравнении координат центра района, которыми служат координаты объекта (корабля), с массивом кодов, характеризующих координаты точек, описывающих контуры береговой черты и островов, причем координаты точек, находящиеся за пределами заданных размерений района не учитываются. Выделенная информация поступает на преобразователь масштаба карты (10), где в зависимости от заданного масштаба (1:1; 1:2; 1:4; 1:8 и т.д.) происходит преобразование. Процесс управляется тактовой частотой.

Таким образом, предлагаемая структура канала имеет значительные преимущества по сравнению с выбранным прототипом. Выбор района происходит автоматически по текущим координатам навигационной системы корабля. Размер и масштаб изображения карты района может задаваться оператором произвольно (см. фиг.2). Изменение карты района происходит плавно, со скоростью изменения координат корабля. В связи с тем, что привязка отображения карты и специнформации приведена к координатам корабля, получаемым по данным корабельной навигационной системы или космического источника информации, исключается ошибка совмещения карты района со специнформацией. Появляется возможность отображения надводной обстановки на фоне карты в реальном масштабе времени. Автоматическое изменение карты района сокращает время, затрачиваемое оператором на обработку информации и принятие решения.

Структуру канала возможно использовать в других системах, устанавливаемых на подвижные объекты, имеющие информацию о своем местоположении, а также в навигационных целях (при прохождении узкостей, плавание в тумане и т.д.).

Изобретение относится к области отображения надводной обстановки. Достигаемый технический результат - отображение надводной обстановки в реальном масштабе времени. Указанный результат достигается за счет того, что устройство содержит пульт управления и индикации, блок координатного отклонения индикатора обзора которого подключен к цифровому вычислительному блоку и навигационной системе, и блок памяти, содержит также блок формирования карты, который соединен с блоком памяти, блоком координатного отклонения индикатора обзора и навигационной системой. 3 ил.

Устройство для отображения географической карты района, содержащее пульт управления и индикации, блок координатного отклонения индикатора обзора которого подключен к цифровому вычислительному блоку и навигационной системе, и блок памяти, отличающееся тем, что, с целью отображения надводной обстановки в реальном масштабе времени, оно содержит блок формирования карты, который соединен с блоком памяти, блоком координатного отклонения индикатора обзора и навигационной системой.