Приемоиндикатор радионавигационной системы

Приемоиндикатор радионавигационной системы

Реферат

 

Сущность изобретения: приемоиндикатор радионавигационной системы содержит антенну 1, предварительный усилитель 2, переключатель 3 сигналов, преобразователь 4, коррелятор 5, процессор 6 для обнаружения сигналов, процессор 7 для определения координат местоположения, формирователь сигналов 8 сетки частот, блок 9 определения пути торможения, блок 10 формирования радиуса опасности, блок 11 команд управления, пороговый элемент 12, блок 13 определения ближайшей точки опасности, блок 14 определения траверса, триггер 15, элемент И 16, блок 17 определения расстояния, блоки 18, 19 памяти, дешифратор 20, элемент ИЛИ 21, счетчики 22, 23. 7 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к радионавигации и может быть использовано для повышения безопасности судовождения в сложных метеоусловиях (ночное время суток, туман и т.д.).

Известны приемоиндикаторы радионавигационной системы (РНС) типа Лоран-С (cм. патенты США NN 3736590, 3882504, 4150380, 3947849, 4325068; заявки Великобритании NN 1285485, 1344152, 1548155, 2010626; заявки ФРГ NN 1541554, 2900882, 3330861, 3540808; заявки Франции NN 2414733, 24763245, 2589244; заявки ЕПВ NN 0082750, 0258470; заявки Японии NN 49-25636, 51-43358, 54-28078, 56-35831, 60-34073, 62-36542, 63-22274; авт.св. СССР NN 641791, 725506, 841502, 1040920, 1213864, 1167554), которые обеспечивают определение местоположения судна в гиперболических или географических координатах.

Недостатком приемоиндикаторов РНС Лоран-С являеся то, что они не обеспечивают безопасность судовождения в сложных метеусловиях. Кроме того, РНС Лоран-С имеет ограниченную (по поверхности земного шара) зону действия, вследствие чего не во всех районах земной поверхности она может быть использована для указанных выше целей.

Известны приемоиндикаторы спутниковой РНС типа Навстар (например, патенты США NN 3852750, 3971996, 4426712, 4457006, 4468793, 4472720, 4486383; заявки ЕПВ NN 0083480, 091167; заявки Великобритании NN 1595146, 2153177; заявки Франции NN 2522413, 2571161; заявка ФРГ N 3426851; заявки Японии NN 58-17269, 60-27214; авт.св. СССР N 1457599), содержащие приемную антенну, блок усиления и преобразователь сигналов, блок измерения радионавигационных параметров, блок управления и индикатор, опорный генератор, навигационный процессор. Приемоиндикаторы обеспечивают поиск, обнаружение и захват сигналов опорных передающих станций (ИСЗ), вычисление координат судна и определение вектора скорости его движения.

Недостатком приемоиндикаторов РНС Навстар является то, что они не обеспечивают безопасность судовождения в сложных метеусловиях, в частности, снижающих дальность прямой видимости.

Наиболее близким по совокупности общих существенных признаков к предлагаемому приемоиндикатору является приемоиндикатор РНС Навстар (Бортовые устройства спутниковой радионавигации. /Под ред. В.С. Шебшаевича. М.: Транспорт, 1988, с. 45-47), содержащий последовательно соединенные антенну и предварительный усилитель, первый и второй выходы которого подключены к соответствующим входам переключателя сигналов, к выходу которого подключены последовательно соединенные преобразователь, коррелятор, предварительный процессор, центральный процессор, а также формирователь сетки частот, выход которого подключен к третьему входу переключателя и вторым входам преобразователя и коррелятора. Во время движения судна приемоиндикатор осуществляет поиск и обнаружение сигнала опорных радиомаяков (навигационных ИСЗ), захват этих сигналов, измерение их частотно-временных параметров, выделение передаваемых по радиолинии цифровой информации и решение навигационной задачи - определение географических координат и вектора скорости движения судна.

Недостатком работы приемоиндикатора является то, что он не обеспечивает безопасности судовождения в сложных метеусловиях, например, снижающих дальность прямой видимости.

Целью изобретения является повышение точности определения местоположения.

Цель достигается тем, что в приемоиндикатор РНС, содержащий последовательно соединенные антенну и предварительный усилитель, первый и второй выходы которого подключены к соответствующим входам переключателя сигналов, к выходу которого подключены последовательно соединенные преобразователь, коррелятор, предварительный процессор, центральный процессор, а также формирователь сетки частот, выход которого подключен к третьему входу переключателя и вторым входам преобразователя и коррелятора, введены блок определения пути торможения, блок формирования радиуса опасности, пороговый элемент, блок хранения координат точек опасности, блок определения расстояния, промежуточное запоминающее устройство, блок определения ближайшей точки опасности, триггер, элемент И, блок определения траверса, блок команд управления, элемент ИЛИ, дешифратор, два счетчика, при этом первый (скоростной) выход центрального процессора подключен к первому входу блока определения пути торможения, выход которого подключен к первым входам блока формирования радиуса опасности и блока команд управления, второй вход которого, объединенный с первым входом порогового элемента, подключен к первому (информационному) выходу блока определения ближайшей точки опасности, к которому подключены также первый вход блока определения траверса и вход триггера, выход которого через элемент И подключен к второму входу блока определения траверса, выход которого подключен к третьему входу блока команд управления, второй вход порогового элемента подключен к выходу блока формирования радиуса опасности, первый вход блока определения расстояния и третий вход блока определения траверса объединены и подключены к второму (координатному) выходу центрального процессора, второй вход блока определения расстояния и второй вход элемента И объединены и подключены к выходу блока хранения координат точек опасности, выход блока определения расстояния подключен к первому входу промежуточного запоминающего устройства, выходом подключенного к первому входу блока определения ближайшей точки опасности, второй (сигнальный) выход которого через дешифратор подключен к первому входу элемента ИЛИ, выходом подключенного к первому входу блока хранения координат точек опасности, выход триггера подключен к первому входу первого счетчика, выходом подключенного к второму входу элемента ИЛИ, второй вход промежуточного запоминающего устройства подключен к выходу второго счетчика, вход второго счетчика, вторые входы блока определения пути торможения, блока формирования радиуса опасности, блока определения ближайшей точки опасности, первого счетчика, третий вход блока определения расстояния, четвертый вход блока определения траверса объединены и подключены к выходу формирователя частот, третий вход блока определения пути торможения и второй вход блока хранения координат точек опасности являются соответственно входом ввода варианта загрузки судна и входом ввода координат точек опасности приемоиндикатора РНС, а выходы порогового элемента, блока команд управления, блока определения траверса, блока определения ближайшей точки опасности и блока хранения координат точек опасности являются соответственно выходом сигнала нахождения судна в зоне опасности, выходом вида движения судна, выходом величины траверса на точку опасности, выходом расстояния до точки опасности и выходом координат точки опасности приемоиндикатора РНС.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что перед рейсом определяются координаты точек опасности (малые глубины, банки, молы, боны и т.д.), расположенные в районе плавания судна, которые вводятся в блок хранения координат точек опасности. В процессе плавания в заданном районе или следования по трассе в устройстве автоматически вычисляется ближайшая точка опасности и вхождения судна в зону опасности, величина пути торможения судна с учетом его загрузки и скорости движения, определяется расстояние до точки опасности и ее траверса и в зависимости от расстояния до точки опасности и величины траверса вырабатывается команда, которую можно использовать для изменения скорости движения судна и изменения курса его движения.

Указанный положительный эффект достигается с помощью признаков, не обнаруженных в известных источниках информации, что свидетельствует о соответствии предложенного технического решения критерию "существенные отличия".

На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого приемоиндикатора РНС; на фиг.2 - структурная схема блока определения пути торможения; на фиг.3 - структурная схема блока определения расстояния; на фиг.4 - структурная схема блока определения ближайшей точки опасности; на фиг.5 показано движение судна, где точка С - местонахождение судна; А, B, D, Е - точки опасности; на фиг.6 приведена структурная схема блока определения траверса; на фиг.7 - схема трассы движения судна; на фиг.8 - структурная схема субблока определения путевого угла; на фиг.9 представлен решаемый треугольник на сфере; на фиг.10 представлена структурная схема блока определения пеленга; на фиг. 11 - структурная схема блока команд управления.

Предлагаемый приемоиндикатор РНС содержит последовательно соединенные антенну 1 и предварительный усилитель 2, первый и второй выходы которого подключены к соответствующим входам переключателя 3 сигналов, к выходу которого подключены последовательно соединенные преобразователь 4, коррелятор 5, процессор 6 и процессор 7, а также формирователь 8 сигналов сетки частот, выход которого подключен к третьему входу переключателя 3, к вторым входам преобразователя 4 и коррелятора 5. Первый ("скоростной") выход процессора 7 подключен к первому входу блока 9 определения пути торможения, выход которого подключен к первым входам блока 10 формирования радиуса опасности и блока 11 команд управления. Второй вход последнего, объединенный с первым входом порогового элемента 12, подключен к первому (информационному) выходу блока 13 определения ближайшей точки опасности, к которому подключены также первый вход блока 14 определения траверса и вход триггера 15. Выход триггера подключен к первому входу элемента И 16, выход которого подключен к второму входу блока 14 определения траверса, выход которого подключен к третьему входу блока 11 команд управления. Второй вход порогового элемента 12 подключен к выходу блока 10 формирования радиуса опасности. Первый вход блока 17 определения расстояния и третий вход блока 14 определения траверса объединены и подключены к второму (координатному) выходу процессора 7, второй вход блока 17 определения расстояния и второй вход элемента И 16 объединены и подключены к выходу блока 18 хранения координат точек опасности. Выход блока 17 определения расстояния подключен к первому входу промежуточного запоминающего устройства 19, выходом подключенного к первому входу блока 13 определения ближайшей точки опасности, второй (сигнальный) выход которого через дешифратор 20 подключен к первому входу элемента ИЛИ 21, выходом подключенного к первому входу блока 18 хранения координат точек опасности. Выход триггера 15 подключен также к первому входу первого счетчика 22, выходом подключенного к второму входу элемента ИЛИ 21. Второй вход промежуточного запоминающего устройства 19 подключен к выходу второго счетчика 23. Первый вход второго счетчика 23, вторые входы блока 9 определения пути торможения, блока 10 формирования радиуса опасности, блока 13 определения ближайшей точки опасности, первого счетчика 22, третий вход блока 17 определения расстояния, четвертый вход блока 14 определения траверса объединены и подключены к выходу формирователя 8 сигналов сетки частот. Третий вход блока 9 определения пути торможения и второй вход блока 18 хранения координат точек опасности являются соответственно входом ввода варианта загрузки судна и входа ввода координат точек опасности приемоиндикатора РНС, а выходы порогового элемента 12, блока 11 команд управления, блока 14 определения траверса, блока 13 определения ближайшей точки опасности и блока 18 хранения координат точек опасности являются соответственно выходом сигнала нахождения судна в зоне опасности, выходом вида движения судна, выходом величины траверса на точку опасности, выходом расстояния до точки опасности и выходом координат точки опасности приемоиндикатора РНС.

Антенна 1 предназначена для приема сигналов L₁ и L₂ РНС Навстар. Предварительный усилитель 2 предназначен для понижения относительного уровня наводок на сигнальный кабель и обеспечения на входе преобразователя 4 сигнала достаточной величины. Избирательные цепи предварительного усилителя имеют полосу частот, равную диапазону частот принимаемого сигнала. Предварительный усилитель включает последовательно соединенные полосовой фильтр, режекторный фильтр и усилитель радиосигналов. Режекторный фильтр осуществляет подавление узкополосных помех, благодаря чему значительно снижаются требования к динамическому диапазону усилителя. Коэффициент усиления усилительного тракта (включая антенный кабель) определяется для обоих каналов по формуле K_y = 2U_вых/Е_мин, где U_вых - заданное эффективное напряжение на выходе усилителя.

Переключатель 3 обеспечивает поочередное подключение сигналов L₁ и L₂ к преобразователю 4 частоты. Переключатель 3 управляется синхроимпульсами, поступающими с выхода формирователя 8 сетки частот и представляет собой схему электронного коммутатора, имеющего два сигнальных входа, управляющий вход и выход и содержащего два электронных ключа, выходы которых подключены на элемент ИЛИ, выход которого является выходом переключателя 3. Преобразователь 4 частоты включает перемножитель частоты и фильтр, настроенный на заданную частоту (суммарную или разностную). В качестве перемножителя применяются балансные смесители, например, на микросхеме К526СI.

Коррелятор 5 и процессор 6 представляют собой канал обработки сигналов. Коррелятор 5 предназначен для сжатия широкополосного спектра сигнала, обработки его в устройствах систем слежения за кодом сигнала и слежения за несущей частотой, обеспечивающей демодуляцию навигационного сообщения и изменения мощности сигнала, а также выдачи полученных данных в процессор 6 в цифровой форме каждую миллисекунду. Коррелятор 5 является разновидностью оптимального фильтра первого типа и включает перемножитель сигнала на его копию, генератор копии и интегратор. Коррелятор реализует формулу R(t) = X(t) Z(t) dt где Х(t) - сигнал на входе коррелятора (выход преобразователя 4); Z(t) - опорный сигнал (копия принимаемого сигнала) с выхода формирователя 8 сетки частот.

Процессор 6 осуществляет обработку полученных данных. В его функции входят обнаружение сигнала, цифровое фазовое детектирование, выработка сигналов ошибки слежения за кодом и несущей частотой. Процессор 6 каждые 20 мс выдает блок данных в процессор 7, который обеспечивает выработку управляющих сигналов, решение навигационной задачи, т. е. определение координат местоположения судна и вектор скорости его движения. Математическое обеспечение аппаратуры потребителей спутниковых РНС распадается на две части: первичную и вторичную обработку информации. Первичная обработка решает задачи поиска и обнаружения сигналов, слежения за ними, измерения навигационных параметров, приема и декодирования служебной информации. Первичная обработка информации осуществляется в процессоре 6. Вторичная обработка предназначена для решения навигационно-временной задачи, т.е. определения координат и составляющих вектора скорости потребителя, а также поправок к шкале времени и частоты, создаваемых его бортовым генератором. Вторичная обработка осуществляется в процессоре 7.

Формирователь 8 сигналов сетки частот создает серию синхроимпульсов, обеспечивающих заданную последовательность работы приемоиндикатора. Он содержит последовательно соединенные опорный генератор синусоидальных сигналов, компаратор и делитель частоты. Опорный генератор формирует синусоидальное напряжение частоты 5 МГц, которое с его выхода поступает на вход компаратора, в котором преобразуется в сигнал вида меандр. Из него в делителе частоты формируются необходимые для обеспечения работоспособности устройства синхроимпульсы. В качестве генератора опорного напряжения может быть использован серийно выпускаемый генератор типа Гиацинт. В качестве компаратора может быть использована микросхема типа 597САI.

Указанные блоки используются в серийно выпускаемых приемоиндикаторах РНС типа Навстар, например, в изделиях GPS Navigator KGP-900 фирмы KOДЕN, Япония; ХR4 GPS Receiver фирмы Navstar, США.

Блок 9 определения пути торможения (фиг.2) содержит последовательно соединенные субблок 24 дешифраторов и субблок 25 памяти, выход которого является выходом блока 9. Первым (скоростным) входом блока 9 является первый вход субблока 24 дешифраторов, вторым (синхронизирующим) входом блока 9 являются объединенные вторые входы субблока 24 дешифраторов и субблока 25 памяти, а третьим входом (входом ввода варианта загрузки судна) блока 9 является третий вход субблока 24 дешифраторов.

Известно, что на каждом судне имеется информация капитану о маневренных элементах судна, где в виде номограмм содержатся сведения о величине тормозного пути судна для различных вариантов его загрузки и скорости движения, полученные экспериментальным путем: S_тп = f (Q_i, V_i), где Q_i - вариант загрузки судна; V_i - скорость движения судна относительно Земли.

Можно, например, задаваться следующими значениями варианта загрузки судна: Q₁= 0, Q₂ = Q_макс, Q₃ = Q_макс, Q₄ = Q_макс, Q₅= Q_макс где Q_макс - вариант максимальной загрузки судна.

Для обозначения вариантов загрузки в двоичном коде достаточно трехразрядного числа. Можно выбрать тридцать различных значений скорости для каждого варианта загрузки, для чего достаточно в двоичном коде пятиразрядного числа. Таким образом, общий объем всей информации уместится в восьмиразрядном двоичном числе.

Работает блок 9 определения пути торможения следующим образом. Перед выходом в плавание известный вариант загрузки судна Q_i вводится в блок 9 (третий вход блока 9, третий вход субблока 24 дешифраторов). На первый вход блока 9 с первого скоростного выхода процессора 7 поступает значение скорости движения судна относительно поверхности Земли (первый вход субблока 24 дешифраторов). Комбинация нулей и единиц трехразрядного числа, определяющего вариант загрузки судна, и комбинация нулей и единиц пятиразрядного числа, определяющего значение измеренной скорости, поступающие на вход субблока 24 дешифраторов, подключают его выход к той или иной ячейке памяти субблока 25 памяти, в которой записано значение тормозного пути судна, соответствующего снятой номограмме.

Блок 18 хранения координат точек опасности и промежуточное запоминающее устройство 19 содержат аналогично описанному выше блоку 9 определения пути торможения субблок дешифраторов и субблок памяти. В блоке 18 хранения координат точек опасности до плавания записываются все возможные точки опасности, расположенные в зоне плавания и на трассе следования судна. В промежуточном запоминающем устройстве 19 записываются все просчитанные дальности от судна до выбранных точек опасности.

Блок 10 формирования радиуса опасности представляет собой сумматор, первый вход которого имеет обнуленный младший разряд, чем достигается удвоение входной величины за счет сдвига двоичного числа на один разряд в сторону старших разрядов, второй вход которого имеет фиксированный код, равный числу 0,8, путем соответствующей распайки входных шин разрядов двоичного числа.

Блок 17 определения расстояния (фиг.3) решает задачу определения расстояния из выражения сosS=sin₁ sin₂+cos₁cos₂cos(₂-₁).

Это выражение представляет собой определение длины ортодромии, т.е. линии, соединяющей на сфере две точки. Движение судна осуществляется, как правило, по ортодромии. В этой формуле ₁, ₁, ₂, ₂ - координаты начала и конца ортодромии. Если под координатами ₁, ₁ понимать координаты местоположения судна _c, _c а под координатами ₂, ₂ - координаты заданной точки _i, _i, то длина ортодромии определяется из выражения сosS=sin_c sin_i+cos_ccos_icos(_i-_c).

Используя это выражение, можно построить блок расчета дальностей с использованием определения ортодромического расстояния судна до заданной точки.

Блок 17 определения расстояния содержит первый 26, второй 27, третий 28 и четвертый 29 регистры для записи соответственно значений _c, _c, _iи_i, субблок 30 вычисления sin_c, cубблок 31 вычисления сos_c, первый умножитель 32 значений sin_csin_i, второй умножитeль 33 значений cos_c cos_i cos(_i-_c), вычитатель 34 значений _i-_c, субблок 35 вычисления cos (_i-_c) , субблок 36 вычисления cos _i, субблок 37 вычисления sin _i, cумматор 38, субблок 39 вычисления arccos Х. Выход первого регистра 26 подключен к первым входам субблоков 30, 31 вычисления sin_c, cos_c, выходы которых подключены соответственно к первым входам первого 32 и второго 33 умножителей. Выходы второго 27 и третьего 28 регистров подключены соответственно к первому и второму входам вычитания 34, выход которого подключен к первому входу субблока 35 вычисления значения cos (_i-_c), выход которого подключен к второму входу второго умножителя 33. Выход четвертого регистра 29 подключен к первым входам субблоков 36, 37 вычисления значений соответственно cos _i<N> и sin_i, при этом выход субблока 36 вычисления значений сos _iподключен к третьему входу второго умножителя 33, а выход субблока 37 вычисления значения sin _i подключен к второму входу первого умножителя 32. Выходы первого 32 и второго 33 умножителей подключены соответственно к первому и второму входам сумматора 38, выход которого подключен к первому входу субблока 39 вычисления значения arccos Х, при этом вторые входы первого 26, второго 27, третьего 28 и четвертого 29 регистров субблоков 30, 31, 35, 36, 37, 39 вычисления значений соответственно sin_c, cos_c, cos (_i-_c, ) , cos _i, sin _i, arccos Х, третьи входы первого умножителя 32, вычитателя 34, сумматора 38, четвертый вход второго умножителя 33 объединены и являются синхронизирующим (третьим) входом блока расчета дальности, первые входы первого 26 и второго 27 регистров объединены и являются сигнальным (первым) входом блока определения расстояния, первые входы третьего 28 и четвертого 29 регистров объединены и являются входом координат точки опасности блокa определения расстояния (вторым входом блока 17), выходом которого является выход субблока 39 вычисления значения arccos Х.

Работает блок 17 определения расстояния следующим образом. На его сигнальный вход - первые входы регистров 26, 27 - с координатного выхода процессора 7 поступают текущие значения координат местоположения судна _c, _c (в регистр 26 поступают значения широты _c, в регистр 27 - значения долготы _c). На вход координат точки опасности блока 17 определения расстояния (первые входы регистров 28, 29) с выхода блока 18 хранения координат точек опасности поступают географические коор- динаты точек опасности _i, _i (в регистр 29 поступает значение широты _i, в регистр 28 поступает значение долготы _i). На синхронизирующий вход блока 17 поступают синхроимпульсы, формирующие его диаграмму работы по времени. С выхода первого регистра 26 значение широты _cместоположения судна поступает на первые входы субблоков 30 и 31 вычисления значений sin_c и сos _c. Вычисленные значения sin _c и сos _c c выходов субблоков 30, 31 поступают соответственно на первые входы первого 32 и второго 33 умножителей. С выходов второго 27 и третьего 28 регистров значения долготы _c текущего местоположения судна и значения долготы _i точки опасности поступают соответственно на первый и второй входы вычитателя 34, с выхода которого вычисленное значение разности _i-_c поступает на вход субблока 35 вычисления значения сos (_i-_c), c выхода которого вычисленное значение сos (_i-_c) поступает на второй вход второго умножителя 33. С выхода четвертого регистра 29 значение широты _i точки опасности поступает на первые входы субблоков 36 и 37 вычисления значений сos _i и sin _i, c выходов которых вычисленные значения сos _i и sin_i поступают соответственно на третий вход второго умножителя 33 и второй вход первого умножителя 32. С выхода первого умножителя 32 вычисленное значение произведения sin_c sin_i поступает на первый вход сумматора 38, на второй вход которого с выхода второго умножителя 33 поступает значение произведения сos_c cos _i cos (_i-_c). C выхода сумматора 38 вычисленное значение sin_c sin_i +cos_c cos_i cos (_i-_c) = Х поступает на первый вхoд субблока 39 вычисления значения arccos Х, представляющее собой ортодромическое расстояние от местоположения судна с координатами _c, _c до точки опасности с координатами _i, _i, которое с его выхода поступает на первый вход промежуточного запоминающего устройства 19.

Блок 13 определения ближайшей точки опасности содержит n одинаковых последовательно включенных субблоков. Вариант блока 13 для n = 4 представлен на фиг.4. Блок 13 содержит последовательно соединенные субблоки 40, 41, 42, 43 определения разности двух дальностей. Субблок 40 содержит последовательно соединенные регистр 44, элемент И 45 и вычитатель 46, второй вход которого подключен к выходу регистра 47 через элемент И 48. Субблок 40 содержит также элемент И 49, подключенный первым входом к выходу регистра 44, а вторым к выходу вычитателя 46, элемент НЕ 50, подключенный входом к выходу вычитателя 46, элемент И 51, подключенный первым входом к выходу регистра 47, вторым к выходу элемента НЕ 50, а выходом к первому входу элемента ИЛИ 52, второй вход которого подключен к выходу элемента И 49. Первый вход регистра 44 является первым входом субблока 40, первый вход регистрa 47 является вторым входом субблока, выход вычитателя 46 является сигнальным выходом субблока, выход элемента ИЛИ 52 является информационным выходом субблока 40, подключенным к первому входу субблока 41. Соединенные между собой вторые входы регистров 44, 47, вторые входы элементов И 45, 48, третьи входы элементов И 49, 51 и вычитателя 46 образуют тактовый вход субблока 40. Аналогично выполнены субблок 41, который содержит регистр 53, элемент И 54, вычитатель 55, регистр 56, элементы И 57, 58, элемент НЕ 59, элемент И 60, элемент ИЛИ 61, субблок 42, который содержит регистр 62, элемент И 63, вычитатель 64, регистр 65, элементы И 66, 67, элемент НЕ 68, элемент И 69, элемент ИЛИ 70, а также субблок 43, аналогичная схема которого на фиг.4 не показана. Информационный выход последнего субблока (субблока 43) является информационным выходом блока 13, сигнальные выходы субблоков 40, 41, 42, 43 образуют сигнальный выход блока 13, вторые входы субблоков 40, 41, 42, 43 и первый вход субблока 40 являются первым входом блока 13, вторым входом которого являются соединенные между собой тактовые входы субблоков 40, 41, 42, 43.

Работает блок 13 следующим образом. На первый вход блока 13 (первый вход регистра 44 субблока 40) с выхода промежуточного устройства 19 поступает рассчитанное значение дальности АС (фиг.5), которое через элемент И 45 поступает на первый вход вычитателя 46. На первый вход регистра 47 поступает расчетное значение дальности ВС, которое через элемент И 48 поступает на второй вход вычитателя 46. В вычитателе 46 формируется разность АС - ВС, причем если АС < ВС - на выходе вычитателя 46 возникает сигнал "1", и "0", если АС > ВС, который с выхода вычитателя 46 поступает на вход элемента И 49 и через элемент НЕ 50 на вход элемента И 51. На вторые входы регистров 44, 47, элементов И 45, 49, 48, 51 (второй вход блока 13) поступают с выхода формирователя 8 сетки частот синхроимпульсы. Если АС < ВС, то сигнал с выхода вычитателя 46, равный "+1", поступает на третий вход элемента И 49 и с его выхода значение дальности АС поступает на первый вход элемента ИЛИ 52. На выходе элемента И 51 сигнала нет, так как на втором входе элемента И 51 сигнал, равный "0". С выхода элемента ИЛИ 52 сигнал, пропорциональный дальности АС, поступает на первый вход регистра 53 (первый вход субблока 41), на второй вход которого (первый вход регистра 56) с выхода промежуточного запоминающего устройства 19 поступает значение дальности СD. Субблок 41 работает аналогично, и, так как АС < CD, на его выходе (выходе элемента ИЛИ 61) появляется сигнал, пропорциональный расстоянию АС, который поступает на первый вход субблока 42 (первый вход регистра 62), на второй вход которого (первый вход регистра 65) поступает значение дальности СЕ. На информационном выходе субблока 42 (выходе элемента ИЛИ 70) появляется сигнал, пропорциональный дальности АС, так как АС < CЕ. При количестве субблоков и точек приземления n = 4 на информационном выходе n-го cубблока 43 определения разности двух дальностей появляется значение наименьшего расстояния. Выходы вычитателей, входящих в субблоки 40, 41, 42, 43 определения разности двух дальностей, объединены в сигнальный выход блока 13 определения ближайшей точки опасности. Как видно из структурной схемы блока 13, на выходе вычитателей в зависимости от нахождения точек опасности и их выбранного порядка перебора формируется сигнал в виде двоичного кода с набором "1" и "0". Если, к примеру, в зоне плавания имеются пять точек опасности (фиг.5) и при заданном их переборе первая точка оказывается ближайшей, то на выходе всех вычитателей сигнал вида "1" и на сигнальном выходе блока 13 определения ближайшей точки опасности сигнал вида "1111". Если ближайшей точкой оказывается вторая точка перебора, то на сигнальном выходе блока 13 сигнал вида "0111" (на выходе вычитателя 46 субблока 40 сигнал вида "0", на выходах вычитателей субблоков 44, 42, 43 сигнал вида "1") и т.д.

Таким образом, на информационном выходе блока 13 (выход элемента ИЛИ последнего субблока определения разностей двух дальностей) имеют расстояние до ближайшей точки опасности, а на его сигнальном выходе (объединенные выходы вычитателей субблоков 40, 41, 42, 43) имеют код, позволяющий определить номер записанной в блоке 18 хранения координат точек опасности ближайшей точки опасности.

Блок 14 определения траверса (фиг.6) содержит субблок 17 определения путевого угла, субблок 72 определения пеленга, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам вычитателя 73. Выход последнего подключен к первому входу субблока 74 определения значения sin, выход которого подключен к первому входу умножителя 75. Выход умножителя является выходом блока 14 определения траверса, первым входом которого является второй вход умножителя 75, вторым входом- второй вход субблока 72 определения пеленга, третьим входом - объединенные первые входы субблока 71 определения путевого угла и субблока 72 определения пеленга, а объединенные вторые входы субблока 71 определения путевого угла и субблока 74 определения значения sin, третьи входы субблока 72 определения пеленга, вычитателя 73 и умножителя 75 являются четвертым (синхронизирующим) входом блока 14 определения траверса.

Работает блок 14 определения траверса следующим образом. На первые входы субблока 71 определения путевого угла и субблока 72 определения пеленга (третий вход блока 14 определения траверса) с координатного выхода процессора 7 поступает текущее значение координат местоположения судна - широта _c и долготa _c. На второй вход субблока 72 определения пеленга (второй вход блока 14 определения траверса) поступает значение координат местоположения точки опасности - широта _i и долгота _iчерез элемент И 16. В субблоке 71 определения путевого угла блока 14 определяется величина путевого угла (ПУ) из выражения ПУ = arctg где - приращение широты в единицу времени; - приращение долготы в единицу времени.

Путевой угол - это угол между направлением меридиана на север и линией пути судна (фиг.7).

Субблок 71 определения путевого угла (фиг.8) содержит первый элемент 76 задержки, первый сумматор 77, второй элемент 78 задержки, второй сумматор 79, делит