Бортовая система и способ определения местоположения стрелков

Бортовая система и способ определения местоположения стрелков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область изобретения

Настоящее изобретение относится, в общем, к бортовым системам безопасности и более конкретно к бортовой системе и способу обнаружения стрелка и определения его местоположения.

Предпосылки создания изобретения

В связи с последними разработками в области технологии оружия и в сочетании с обостряющейся проблемой мирового терроризма усилилась угроза для авиации, участвующей в боевых действиях, в спасательных и гуманитарных миссиях. В частности, террористы используют недорогое, портативное и доступное оружие, например снайперские винтовки, штурмовые винтовки и ручные реактивные гранатометы, против низколетящих летательных аппаратов, например вертолетов и самолетов, во время полета, приземления и взлета. Многие военные летательные аппараты снабжены бортовыми системами для идентификации приближающихся ракет земля-воздух или воздух-воздух и могут обеспечить защиту применением соответствующих контрмер.

Однако снайперские винтовки и штурмовые винтовки больше проблем представляют для гражданских летательных аппаратов, а также для обычных бортовых систем обороны на военных летательных аппаратах. Это оружие легкое и его эксплуатация требует незначительного обучения или обучение не требуется вовсе. Кроме того, снаряды, выпускаемые из этого оружия, намного меньше, чем обычные ракеты. Следовательно, их трудно обнаружить с помощью обычных бортовых систем противоракетной обороны. Кроме того, наносить удар по такому оружию трудно из-за его портативности. Стрелять по летящему вверху самолету может любое количество вооруженных людей, при этом перемещающихся с одного места на другое. Поэтому самолет-мишень должен не только предпринимать ответные меры, но также и идентифицировать, и нейтрализовать источник артиллерийского огня.

Существует несколько систем определения местоположения стрелка с летательного аппарата. Эти системы, как правило, включают датчики, которые регистрируют акустические сигналы только ударной волны, генерированной снарядом. Одна такая бортовая система обнаружения стрелка описана в заявке на патент США №12/220745, содержание которой включено в настоящее описание во всей полноте. Однако когда на самолет выпущен ряд снарядов и/или когда эти снаряды выпущены группой стрелков, определение с помощью этих систем местоположения стрелка (ков) может быть затруднительным. Бортовые системы обнаружения стрелка могут включать инфракрасные (ИК) или ультрафиолетовые (УФ) датчики для обнаружения трассирующего огня приближающегося снаряда, но эти системы имеют существенный недостаток - они не способны обнаруживать боевые патроны общего назначения.

Соответственно, требуется бортовая система для обнаружения стрелка, которая способна определять местоположение одного или нескольких стрелков, выпускающих множество снарядов на летательный аппарат.

Раскрытие изобретения

Системы и способы, представленные в данном описании, включают усовершенствованные системы и способы обнаружения с летательного аппарата источника снарядов, например пуль. Традиционная наземная технология снятия неоднозначности местоположения стрелка с помощью сигналов дульной волны не подходит для таких летательных аппаратов, как вертолет. Это связано с тем, что частотный диапазон сигналов дульной волны накладывается на частотный диапазон акустического шума на вертолете, а акустические шумы на корпусе вертолета заглушают сигналы дульных волн. Таким образом, бортовые системы обнаружения стрелка на летательном аппарате, например вертолете, основаны исключительно на сигналах только ударной волны, которые ассоциируются с проблемой неоднозначности стрелка, то есть, поскольку они основаны на сигналах только ударной волны, эти системы не всегда можно использовать, чтобы легко определить однозначное местоположение стрелка. Это особенно справедливо в случае множества стрелков и/или множества снарядов.

Проблема неоднозначности стрелка заключается в следующем: для данной позиции стрелка и траектории пули существует другая позиция стрелка и траектория пули, для которых сигнал только ударной волны, поступивший на данный набор акустических датчиков, почти идентичен. Два неоднозначных решения - так называемое «истинное» решение и так называемое «ложное» решение или местоположение стрелка - в основном идентичны, если в упрощенной модели сигнал только ударной волны по предположению распространяется через датчики в виде плоской волны. Пуля истинного стрелка создает коническую ударную волну, которая поражает цель в точке. Коническая образующая линия в этой точке имеет ассоциированное направление, тогда как кривизна в плоскости, перпендикулярной этой линии, имеет ассоциированную величину. Ложное местоположение стрелка - это точка, из которой выстрел поразил бы цель в той же точке контакта, образуя идентичную коническую образующую линию, имеющую идентичную кривизну. Таким образом, каждое из местоположений истинного и ложного стрелка дает в результате идентичные конические ударные волны, которые попадают в цель в одной и той же точке. Одно различие между этими двумя конусами состоит в их изменяющейся кривизне, поскольку плоскость только ударной волны, перпендикулярная линии, удаляется от целевой точки контакта. В частности, радиус кривизны конуса уменьшается, поскольку плоскость удаляется от направления истинного стрелка. Таким образом, способ правильного выбора между местоположениями истинного и ложного стрелка должен правильно определять, в каком направлении радиус кривизны конуса уменьшается или увеличивается. Однако правильно идентифицировать местоположение истинного стрелка таким способом трудно, особенно при наличии шума окружающей среды, или когда на летательный аппарат выпущено множество снарядов, и/или когда эти снаряды выпускаются множеством стрелков. В системах и способах, представленных в данном описании, эти и другие недостатки исключаются.

Системы и способы, представленные в данном описании, предполагают, что по летательному аппарату произведено как минимум два выстрела, например из пулемета произведено много отдельных выстрелов. Эти два выстрела могут производиться из одного и того же орудия или из двух разных орудий. В некоторых примерах осуществления изобретения и местоположения истинного, и местоположения ложного стрелка вычисляются для каждого выстрела. Как правило, местоположения истинного стрелка группируются компактнее, поскольку стрелок физически не может перемещаться на большие расстояния во время выстрела. И наоборот, местоположения ложного стрелка разнесены шире, потому что и движение летательного аппарата, и повороты орудия вызывают перемещение местоположения ложного стрелка. Обычно одно из двух возможных местоположений стрелка (истинное и ложное), установленное для каждого выстрела, расположены ближе к одной точке в пространстве (первая группа), тогда как разброс входящих в эту группу местоположений более широкий относительно другой точки в пространстве (вторая группа). В одном примере осуществления изобретения выбрано правильное местоположение, находящееся в центре группы или «кластере» компактно расположенных местоположений стрелка. В одном примере осуществления изобретения может использоваться алгоритм кластеризации для установления среднего интервала между точками в каждой группе или кластере местоположений стрелка, и центр группы или кластера с меньшим интервалом может использоваться для установления местоположения истинного стрелка.

Более конкретно, в одном аспекте изобретение относится к бортовой системе обнаружения стрелка для определения местоположения стрелка на основании сигналов только ударной волны, ассоциированных с рядом снарядов, выпущенных на летательный аппарат. Система включает ряд датчиков, разнесенных на поверхности корпуса летательного аппарата. Датчики конфигурированы для приема сигналов, указывающих на одну или несколько характеристик ударной волны снаряда, то есть сигналы только ударной волны. Каждый из принятых сигналов только ударной волны может соответствовать потенциально неоднозначным решениям для местоположения стрелка. Система также включает как минимум один процессор. Данный как минимум один процессор связан с множеством датчиков и конфигурирован для анализа полученных сигналов только ударной волны, вычисления набора неоднозначных решений для местоположения стрелка, кластеризации набора неоднозначных решений и определения однозначного местоположения стрелка на основании кластеризации. Однозначное решение может затем выводиться на устройство вывода, которое связано с указанным как минимум одним процессором. Устройство вывода может включать как минимум одно из следующих устройств - дисплей, индикатор на лобовом стекле (ИЛС), нашлемный индикатор, внутреннее переговорное устройство, радио и наушники.

В некоторых примерах осуществления изобретения анализ сигналов может включать измерение как минимум начальной части сигналов. Анализ сигналов, кроме того, может включать определение на основании измеренной начальной части сигналов разности времен прихода сигнала (TDOA-РВП). В некоторых примерах осуществления изобретения анализ сигналов включает определение на основании времен прихода сигнала (ов) только ударной волны на датчики как минимум угла прихода, радиуса кривизны или пространственного градиента радиуса кривизны ударной волны. Пространственный градиент радиуса кривизны может использоваться для однозначного определения местоположения источника снаряда.

В некоторых примерах осуществления изобретения как минимум один процессор принимает данные от бортовой авионики. Данные из бортовой электронной системы могут включать как минимум температуру, пространственное положение, высоту и путевую скорость.

В некоторых примерах осуществления изобретения кластеризация набора неоднозначных решений включает как минимум один процессор, конфигурированный для определения набора компактно расположенных неоднозначных решений, ассоциированных как минимум с одним истинным стрелком, и набора широко разнесенных неоднозначных решений, ассоциированных как минимум с одним ложным стрелком. В некоторых примерах осуществления изобретения кластеризация набора неоднозначных решений включает как минимум один процессор, конфигурированный для компоновки кластера вокруг набора компактно расположенных неоднозначных решений. Компактно расположенные неоднозначные решения ассоциированы с однозначным местоположением стрелка. В некоторых примерах осуществления изобретения подбор кластера включает наличие как минимум одного процессора, конфигурированного для выбора центра кластера для набора компактно расположенных неоднозначных решений. В некоторых примерах осуществления изобретения кластер представляет собой эллипс. В некоторых примерах осуществления изобретения подбор кластера включает определение подбора как минимум в виде квадратов для кластера, охватывающего набор компактно расположенных неоднозначных решений. В некоторых примерах осуществления изобретения указанный как минимум один процессор конфигурирован для выбора центра кластера как однозначное местоположение стрелка.

В некоторых примерах осуществления изобретения система, кроме того, включает как минимум один процессор, конфигурированный для определения, что как минимум два стрелка ассоциированы с полученными сигналами только ударной волны. Как минимум один процессор может вычислять соответствующие наборы неоднозначных решений для каждого соответствующего местоположения стрелка и определять как минимум два однозначных местоположения стрелка, которые ассоциированы с каждым из указанных как минимум двух стрелков.

В некоторых примерах осуществления изобретения вычисление набора неоднозначных решений включает наличие как минимум одного процессора, конфигурированного для вычисления TDOA на основании начальных частей каждого полученного сигнала только ударной волны для каждой пары датчиков из множества датчиков, определение азимута и высоты для каждой соответствующей плоскости распространяющейся ударной волны, определение точки максимального сближения (СРА) для каждой соответствующей траектории снаряда, а также определение набора неоднозначных местоположений стрелка. Набор неоднозначных решений определяется на основании как минимум частично вычисленных TDOA, азимута и высоты для плоскости приближающейся ударной волны, а также СРА для соответствующей траектории снаряда. В некоторых примерах осуществления изобретения такое определение включает использование генетического алгоритма. Генетический алгоритм может использовать ряд значений как минимум для трех из вычисленных TDOA, азимута и высоты для плоскости приближающейся ударной волны, СРА для соответствующей траектории снаряда, числа Маха снаряда и угла между СРА для соответствующей траектории снаряда и нормалью к соответствующей плоскости ударной волны.

В другом аспекте изобретение относится к бортовой системе обнаружения стрелка для определения как минимум двух местоположений стрелка как минимум для двух стрелков. Определение основано на сигналах только ударной волны, ассоциированных с множеством снарядов, выпущенных по летательному аппарату. Система включает множество датчиков, разнесенных на поверхности корпуса летательного аппарата. Датчики конфигурированы для приема сигналов только ударной волны, а сигналы только ударной волны указывают на потенциально неоднозначные решения, соответствующие как минимум двум местоположениям стрелка. Система также включает как минимум один процессор, связанный с множеством датчиков. Как минимум один процессор конфигурирован для определения, что как минимум два стрелка ассоциированы с принятыми сигналами только ударной волны. Указанный как минимум один процессор также конфигурирован для вычисления соответствующих наборов неоднозначных решений для каждого соответствующего местоположения стрелка и определения как минимум двух однозначных местоположений стрелка, ассоциированных с этими как минимум двумя стрелками. Упомянутый как минимум один процессор связан также с устройством выхода, с которым связаны как минимум два однозначных местоположения стрелка.

В некоторых примерах осуществления изобретения определение как минимум двух стрелков, ассоциированных с принятыми сигналами только ударной волны, включает анализ каждого принятого соответствующего сигнала только ударной волны и ассоциирование каждого принятого сигнала только ударной волны с каждым соответствующим стрелком из указанных как минимум двух стрелков. В некоторых примерах осуществления изобретения ассоциирование включает вычисление характеристики, ассоциированной с каждым соответствующим стрелком. Характеристикой может быть темп стрельбы, ассоциированный с первым из указанных как минимум двух стрелков, и/или темп стрельбы, ассоциированный со вторым из указанных как минимум двух стрелков. Альтернативно, или дополнительно, характеристикой может быть калибр снаряда, ассоциированный с первым из указанных как минимум двух стрелков, и/или калибр снаряда, ассоциированный со вторым из указанных как минимум двух стрелков.

В некоторых примерах осуществления изобретения указанный как минимум один процессор включает ряд процессоров. В этих примерах осуществления изобретения первый процессор из указанного ряда процессоров может быть конфигурирован для вычисления набора неоднозначных решений для местоположения первого стрелка, а второй процессор из указанного ряда процессоров может быть конфигурирован для вычисления набора неоднозначных решений для местоположения второго стрелка.

В некоторых примерах осуществления изобретения как минимум один процессор конфигурирован для кластеризации соответствующих наборов неоднозначных решений и для определения однозначных местоположений стрелка на основании кластеризации.

В некоторых примерах осуществления изобретения вычисление набора неоднозначных решений включает наличие как минимум одного процессора, конфигурированного для вычисления TDOA, исходя из начальных частей каждого принятого сигнала только ударной волны для каждой пары датчиков из множества датчиков, определение азимута и высоты для каждой соответствующей плоскости приближающейся ударной волны, определение СРА для каждой соответствующей траектории снаряда, вычисление как минимум одного показателя темпа (ов) стрельбы и калибра (ов) снаряда, соответствующих указанным как минимум двум стрелкам, и определение набора неоднозначных местоположений стрелка. Набор неоднозначных решений определяется на основании как минимум частично вычисленных TDOA, азимута и высоты для плоскости приближающейся ударной волны, СРА для соответствующей траектории снаряда и как минимум одного из вычисленных темпов стрельбы и калибра (ов) снаряда. В некоторых примерах осуществления изобретения такое определение включает использование генетического алгоритма. Генетический алгоритм может использовать ряд значений как минимум для трех из вычисленных TDOA, азимута и высоты для плоскости приближающейся ударной волны, СРА для соответствующей траектории снаряда, числа Маха снаряда и угла между СРА для соответствующей траектории снаряда и нормалью к соответствующей плоскости ударной волны.

В третьем аспекте изобретение относится к способу определения местоположения стрелка на основании сигналов только ударной волны, ассоциированных с множеством снарядов, выпущенных по летательному аппарату. Способ включает прием сигналов только ударной волны, анализ принятых сигналов только ударной волны, вычисление набора неоднозначных решений для местоположения стрелка, кластеризацию набора неоднозначных решений, определение однозначного местоположения стрелка на основании кластеризации и вывод однозначного местоположения стрелка на устройство вывода. Сигналы только ударной волны соответствуют потенциально неоднозначным решениям для местоположения стрелка.

В некоторых примерах осуществления изобретения способ также включает определение, что как минимум два стрелка ассоциированы с принятыми сигналами только ударной волны, вычисление соответствующих наборов неоднозначных решений для каждого соответствующего местоположения стрелка и определение как минимум двух однозначных местоположений стрелка, ассоциированных с каждым из указанных как минимум двух стрелков.

В четвертом аспекте изобретение относится к способу определения как минимум двух местоположений стрелка как минимум для двух стрелков на основании сигналов только ударной волны, ассоциированных с множеством снарядов, выпущенных по летательному аппарату. Способ включает прием сигналов только ударной волны, определение, что как минимум два стрелка ассоциированы с принятыми сигналами только ударной волны, вычисление соответствующих наборов неоднозначных решений для каждого соответствующего местоположения стрелка, определение как минимум двух однозначных местоположений стрелка, ассоциированных с указанными как минимум двумя стрелками, и вывод указанных как минимум двух однозначных местоположений стрелка на устройство вывода.

В некоторых примерах осуществления изобретения способ, кроме того, включает определение, что как минимум два стрелка ассоциированы с принятыми сигналами только ударной волны, путем анализа каждого принятого соответствующего сигнала только ударной волны, и ассоциирование каждого принятого сигнала только ударной волны с каждым соответствующим стрелком из указанных как минимум двух стрелков.

В некоторых примерах осуществления изобретения способ, кроме того, включает кластеризацию соответствующих наборов неоднозначных решений и определение однозначных местоположений стрелка на основании кластеризации.

Краткое описание чертежей

На следующих фигурах представлено изображение конкретных иллюстративных примеров осуществления изобретения, на которых одинаковые элементы имеют одинаковые идентификационные номера. Изображенные примеры осуществления изобретения представлены не в масштабе, их следует понимать как иллюстрацию изобретения и никоим образом не как ограничительные.

Фигура 1 - блок-схема, изображающая систему обнаружения на летательном аппарате для определения местоположения стрелка, в соответствии с иллюстративным примером осуществления изобретения;

Фигура 2 - блок-схема, изображающая физические компоненты компьютерной системы, в соответствии с иллюстративным примером осуществления изобретения;

Фигура 3 - более подробная блок-схема, изображающая физические компоненты компьютерной системы, представленной на Фигуре 2, в соответствии с иллюстративным примером осуществления изобретения;

на Фигурах 4А и 4В изображен вид снизу и сбоку соответственно вертолета с расположенным на фюзеляже множеством датчиков в соответствии с иллюстративным примером осуществления изобретения;

на Фигуре 5 схематично изображена неоднозначность, характерная для систем обнаружения, использующих сигналы только ударной волны от приближающегося снаряда;

Фигура 6А - иллюстрация стрелка, выпускающего множество снарядов по движущемуся вертолету, в соответствии с иллюстративным примером осуществления изобретения;

Фигура 6В - иллюстрация кластеров неоднозначных местоположений стрелка, соответствующих стрелку на Фигуре 6А, в соответствии с иллюстративным примером осуществления изобретения;

Фигура 7А - иллюстрация двух стрелков, выпускающих множество снарядов по движущемуся вертолету, в соответствии с иллюстративным примером осуществления изобретения;

Фигура 7В - иллюстрация кластеров неоднозначных местоположений стрелка, соответствующих двум стрелкам на Фигуре 7А, в соответствии с иллюстративным примером осуществления изобретения; и

Фигуры 8А и 8В - принципиальные схемы иллюстративных процессов для определения однозначного местоположения стрелка, в соответствии с иллюстративным примером осуществления изобретения.

Подробное описание изобретения

Для полного понимания изобретения ниже будет приведено описание некоторых иллюстративных примеров осуществления изобретения, включая аппарат отображения и его составляющие компоненты. Однако специалистам в данной области очевидно, что описанный аппарат может быть приспособлен и изменен соответственно применению, и что системы и способы, описанные здесь, могут найти другие подходящие применения, и что подобные другие дополнения и модификации не будут выходить за пределы объема изобретения.

На Фигуре 1 представлена блок-схема, изображающая бортовую систему обнаружения 100, предназначенную для определения местоположения стрелка, в соответствии с иллюстративным примером осуществления изобретения. Система обнаружения 100 включает множество акустических датчиков 102, расположенных на корпусе летательного аппарата 101. Датчики 102 связаны с процессором определения местоположения 104 и авиационным электронным оборудованием (авионикой) 110, которая может находиться внутри корпуса летательного аппарата 101. Процессор определения местоположения может включать один или несколько процессоров, конфигурированных для выполнения одного или нескольких способов, описанных здесь. Процессор определения местоположения 104 включает различные функциональные приложения и/или аппаратные субкомпоненты для управления датчиками 102 и обработки данных, поступающих от датчиков 102. Некоторые функциональные приложения включают приложение для поверки датчиков и их контроля 106, обеспечивающее регулирование датчиков 102 и получение данных от них, и приложение определения местоположения стрелка 108 для расчета местоположения стрелка. Процессор местоположения 104, кроме того, включает компонент переноса/преобразования/агрегирования данных 140, предназначенный для агрегирования данных датчика, преобразования данных в соответствующий формат и передачи данных в приложение определения местоположения стрелка 108. Авиационное электронное оборудование 110 включает ряд электронных схем и процессоров для управления, контроля и регулирования различных характеристик летательного аппарата. Авиационное электронное оборудование 110 включает, помимо всего прочего, схему связи 120, обеспечивающую связь с наземной станцией 130 или с другим летательным аппаратом 136. Авиационное электронное оборудование 110 также включает блок контроля датчиков параметров окружающей среды 118 для передачи и сбора данных от одного или нескольких датчиков параметров окружающей среды 112, 114 и 116. В некоторых примерах осуществления изобретения датчики 112, 114, 116 могут быть напрямую соединены с процессором местоположения 104. Датчики параметров окружающей среды, включая температурные датчики 112, датчики пространственного положения летательного аппарата, датчики векторной скорости 114 и другие датчики 116, например альтиметры среднего уровня моря (MSL) и/или альтиметры высоты над уровнем земли = истинной высоты (AGL), блоки глобальной навигационной системы (GPS), блоки инерционной навигационной системы (INS), a также датчики путевой скорости, расположены на наружной поверхности фюзеляжа и/или внутри.

Авиационное электронное оборудование 110 связано с индикатором на лобовом стекле 122, предоставляя пилоту, помимо всего прочего, соответствующую информацию о местоположении стрелка. Авиационное электронное оборудование 110 может быть также дистанционно связано со шлемными электронными средствами пилота 124, включая нашлемный индикатор 128, через шлемную схему связи 126. Авиационное электронное оборудование 110, кроме того, связано с одной или несколькими наземными станциями 130. В некоторых примерах осуществления изобретения авиационное электронное оборудование 110 передает информацию об обнаружении выстрела или местоположении стрелка пилоту путем оповещений по средствам аудио/внутренней связи. Авиационное электронное оборудование 110 может также помогать процессору определения местоположения 104 в определении местоположения стрелка, предоставляя соответствующие данные, собранные от датчиков 112, 114 и 116, и другую информацию, полученную с наземной станции 130, от системы обнаружения наземной станции 132, с другого летательного аппарата 136 или от пилота.

Когда снаряд, например пуля, движущийся со сверхзвуковой скоростью, приближается к системе обнаружения 100, снаряд генерирует акустическую ударную волну. Поверхность ударной волны представляет собой типично расширяющуюся коническую поверхность, ось которой совпадает с траекторией пули. Поверхность ударной волны также называют конусом Маха. Чтобы рассчитать местоположение стрелка, на основании времен прихода, измеренных на множестве датчиков 102, определяются угол прихода, радиус кривизны и пространственный градиент радиуса кривизны расширяющейся конической поверхности.

В одном примере осуществления изобретения во время работы датчики 102, чьи корпусные координаты (позиции на фюзеляже) точно известны, принимают один или несколько акустических сигналов, характерных для ударной волны, генерированной пулей или другим снарядом. Множество датчиков принимают сигнал только ударной волны в разное время и генерируют электрические сигналы в ответ на давление ударной волны. Приложение определения местоположения стрелка 108 в процессоре 104 определяет «разность времен прихода сигнала» (TDOA) на основании начальной части сигналов только ударной волны. В одном примере осуществления изобретения приложение местоположения стрелка 108 определяет TDOA, обозначая датчик, который первым встретил ударную волну, как эталонный датчик, и определяя время прихода ударной волны на других датчиках относительно эталонного датчика. Приложение определения местоположения стрелка 108 может определить направление (азимут и угол высоты) источника пули на основании, среди всего прочего, информации о TDOA и корпусных координатах датчиков 102. Более подробное описание данного процесса с TDOA по определению местоположения стрелка представлено в патенте США №7126877, включенном в настоящее описание в качестве ссылки полностью. Приложение местоположения стрелка 108 может быть создано и реализовано в процессоре 104 с помощью аппаратных схем или языков программного обеспечения, включая, но не ограничиваясь этим, С, С++ и JAVA.

В определенных ситуациях вычисление угла прихода, относительно корпуса, конической поверхности, которая первой достигает датчиков 102, может дать два возможных решения (часто называемые неоднозначными углами или неоднозначными решениями). Неоднозначные углы или решения будут описаны более подробно ниже со ссылкой на Фигуру 4. Радиус кривизны конической поверхности на датчиках 102 может определять и расстояние до траектории, и направление к траектории. Неоднозначность между двумя возможными решениями может быть устранена путем определения и оценки градиента радиуса кривизны конуса.

Чтобы точно определить эти свойства ударной волны (угол прихода, радиус кривизны и пространственный градиент радиуса кривизны расширяющейся конической поверхности) и сделать выбор между двумя возможными неоднозначными траекториями, необходимо выполнить очень точные измерения. Как описано в заявке США №12/220745, система обнаружения 100 предпочтительно включает достаточное число датчиков, стратегически размещенных на поверхности корпуса летательного аппарата таким образом, что большую часть ударных волн, или даже все ударные волны, приводящих к потенциально неоднозначным решениям по определению местоположения, обнаруживают предпочтительно семь, и как минимум пять, датчиков 102.

Фигура 2 - общая блок-схема, изображающая физические компоненты процессора определения местоположения 104, в соответствии с иллюстративным примером осуществления изобретения. Типичный процессор определения местоположения 104 включает центральный процессор (ЦП) 202, запоминающее устройство 204 и соединительную шину 206. ЦП 202 может включать один микропроцессор или группу микропроцессоров для конфигурирования процессора определения местоположения 104 в виде мультипроцессорной системы. В некоторых примерах осуществления изобретения как минимум один процессор конфигурирован для определения местоположения стрелка. В некоторых примерах осуществления изобретения группа процессоров конфигурирована для определения местоположения стрелка. Например, при наличии двух стрелков может использоваться один процессор для обработки сигналов только ударной волны, поступивших от одного из стрелков, а другой процессор может использоваться для обработки сигналов только ударной волны, поступивших от другого стрелка. Специалистам в данной области ясно, что для процессора определения местоположения 104 допустимо множество однопроцессорных или мультипроцессорных конфигураций.

Запоминающее устройство 204 иллюстративно включает оперативное запоминающее устройство и постоянное запоминающее устройство. Компьютер 110, кроме того, включает устройство массовой памяти 208, имеющее, например, различные дисковые накопители, ленточные накопители, флэш-память, и т.д. Оперативная память 204 также включает динамическое ЗУ с произвольной выборкой (ДЗУПВ-DRAM) и высокоскоростную кэш-память. При эксплуатации оперативное запоминающее устройство 204 хранит как минимум части инструкций и данных, предназначенных для выполнения центральным процессором 202.

Устройство массовой памяти 208 может включать один или несколько магнитных дисков, или ленточных носителей, или накопителей на оптических дисках для хранения данных и инструкций по использованию центральным процессором 202. По крайней мере в одном компоненте системы массовой памяти 208, предпочтительно в виде дискового накопителя или ленточного накопителя, хранится база данных, которая используется для обработки сигналов, измеренных датчиками 102. Система массовой памяти 208 может также включать один или несколько накопителей для различных портативных носителей, таких как дискета, постоянная память на компакт-дисках (CD-ROM), DVD или адаптер энергонезависимой памяти на интегральных схемах (то есть PC-MCIA адаптер) для ввода данных и программ в микропроцессор определения местоположения 104 и вывода данных и программ из него.

Процессор определения местоположения 104 может также включать один или несколько интерфейсов ввода/вывода для средств связи, показанных в виде примера как интерфейс 210 для передачи данных через сеть 212. Интерфейсом данных 210 может быть модем, сетевая плата, последовательный порт, шинный адаптер или любой другой подходящий механизм передачи данных для связи с одной или несколькими системами на борту летательного аппарата или на земле. Для представления функций компьютера 104 в соответствии с Фигурой 1 интерфейс данных 210 обеспечивает относительно высокоскоростную связь с сетью 212, например бортовой интрасетью авиационного электронного оборудования, или наземными сетями, например Интернетом. Линия связи с сетью 212 может быть, например, оптической, проводной или беспроводной (например, через спутниковую или сотовую сеть). И наоборот, процессор определения местоположения 104 может включать универсальную ЭВМ или систему главного компьютера другого типа, способного обеспечивать связь через сеть 212.

Процессор местоположения 104, кроме того, включает соответствующие порты ввода-вывода или использует соединительную шину 206 для взаимосвязи с авиационным электронным оборудованием 110, местный дисплей 216 и клавиатуру 214 или подобные средства, которые служат в качестве местного пользовательского интерфейса для целей программирования и/или поиска данных. И наоборот, персонал может взаимодействовать с процессором 104 для контроля и/или программирования системы с удаленных терминальных устройств через сеть 212.

Процессор определения местоположения 104 может выполнять множество прикладных программ и хранить соответствующие данные в базе данных в системе массовой памяти 208. Одно или несколько таких приложений способны осуществлять прием и отправку сообщений для обеспечения работы в качестве сервера, для реализации функций сервера, касающихся измерения акустических сигналов, и определения местонахождения стрелка системой 100, изображенной на Фигуре 1.

В некоторых примерах осуществления изобретения центральный процессор 202 включает схему аналого-цифрового преобразователя и/или цифроаналогового преобразователя. В таких примерах осуществления изобретения схема аналого-цифрового преобразователя преобразует аналоговые сигналы, принятые датчиками, в цифровые сигналы для дальнейшей обработки процессором местоположения 104.

Содержащиеся в процессоре определения местоположения 104 компоненты - это компоненты, обычно присутствующие в авиационных компьютерных системах, авиационном электронном оборудовании в кабине экипажа, боевом авиационном электронном оборудовании, универсальных компьютерных системах, используемых как серверы, рабочие станции, персональные компьютеры, сетевые терминалы, и т.п. Фактически эти компоненты представляют широкую категорию известных в данной области узлов вычислительной машины. Определенные аспекты изобретения могут относиться к элементам программного обеспечения, например рабочей программе и базе данных для серверных функций системы обнаружения 100.

Фигура 3 - более подробная блок-схема, изображающая физические компоненты компьютерной системы, представленной на Фигуре 2, в соответствии с иллюстративным примером осуществления изобретения. В частности, процессор определения местоположения 104 включает блок ЦП/ОЗУ 302 и множество интегрированных и/или присоединенных периферийных интерфейсов («PI») 704. Периферийный интерфейс 304 может служить в качестве канала связи как минимум между двумя из перечисленных ниже: блок переноса данных 140, датчики 112,114 и 116, хранилище данных 306, дисплеи 122, включая нашлемный индикатор, аудиосредства и сетевые средства связи. Периферийный интерфейс 304 может содержать соответствующий интерфейс, включающий как минимум один из последовательных портов RS232, RS4