Малогабаритный функционально-ориентированный стенд для проверки работоспособности блока навигационных измерений

 

Стенд относится к области приборостроения. Малогабаритный функционально-ориентированный стенд (МФОС) предназначен для проверки работоспособности блока навигационных измерений (БНИ), который является центральным комплексообразующим устройством навигационного комплекса наземного мобильного средства (НМС) на этапе автономных лабораторных функциональных и стендовых (камерных) испытаний на соответствие требованиям стойкости, прочности и устойчивости к воздействующим факторам. МФОС представляет собой аппаратно-программный комплекс, заменяющий дорогостоящее периферийные устройства пульты-индикаторы (ПИ), гирогоризонткомпас (ТКУ), приемоизмеритель (МРК), одометрический датчик пути (ДП), геомагнитный датчик курса (БФА), блок антенн (БА), бортовой спецвычислитель (БСВ). БНИ имеет разъемы «ПИ1», «ПИ2», «КТУ», «МРК», «ВХ СИНХР», «СИНХР», «ДП», «БФА», «БА», с которыми соединен МФОС. МФОС формирует и передает на разъемы «ПИ1», «ПИ2», «ТКУ», «МРК», «ВХ СИНХР», «ДП», «БФА», «БА» проверяемого БНИ информационные пакеты и сигналы, содержащие имитируемые коррелированные значения координат, истинного азимута продольной оси, углов продольного и поперечного наклона НМС, скорости НМС, секундную метку времени. МФОС принимает с разъемов «ПИ1», «ПИ2», «ТКУ», «МРК», «СИНХР», «ДП», «БФА», «БА» проверяемого БНИ сигналы, обрабатывает их в соответствии с заданным алгоритмом, автоматически определяет соответствие переданной и принятой информации, а также отображает решения о работоспособности или не работоспособности БНИ на встроенном многопозиционном светодиодном индикаторе с детализацией по каналам обработки данных и сигналов.

Предлагаемый стенд относится к области приборостроения. В ходе производства блока навигационных измерений (БНИ), который является центральным комплексообразующим устройством навигационного комплекса (НК) и обеспечивает решение следующих функциональных задач: непрерывный прием в реальном масштабе времени истинного азимута продольной оси, продольного и поперечного углов наклона наземного мобильного средства (НМС), координат местоположения НМС от приемоизмерителя (МРК), работающего по сигналам спутниковых радионавигационных систем (СРНС) ГЛОНАСС и GPS; непрерывное автоматическое определение в реальном масштабе времени планарных координат НМС по сигналам импульсно-фазовых радионавигационных систем (ИФРНС) «Чайка»/Loran-С; непрерывное автоматическое измерение скорости и истинного азимута продольной оси НМС по сигналам, получаемым от одометрического датчика пути (ДП) и геомагнитного датчика курса (БФА) соответственно; непрерывный прием в реальном масштабе времени истинного азимута продольной оси, углов продольного и поперечного наклона НМС от гирогоризонткомпаса (ТКУ); непрерывная автоматическая совместная обработка навигационных параметров, полученных по сигналам СРНС, ИФРНС и по данным автономных навигационных датчиков; квазиоптимальное определение обобщенных навигационных параметров в реальном масштабе времени (пространственных координат, скорости, истинного азимута продольной оси, углов продольного и поперечного наклона НМС, текущего времени); обеспечение автоматического и ручного (автоматизированного) выбора источников радионавигационной информации; формирование и выдача высокостабильных последовательностей импульсов, привязанных к шкале единого времени, для синхронизации внешних устройств с периодами 1 с и 5 мин; автоматическое тестирование технического состояния навигационного комплекса, необходимо обеспечить проверку работоспособности БНИ на этапе автономных лабораторных функциональных и стендовых (камерных) испытаний на соответствие требованиям стойкости, прочности и устойчивости к воздействующим факторам.

Известен стенд для разработки и проверки навигационных комплексов по свидетельству на полезную модель Российской Федерации 15933 МПК G01D 21/00, содержащий панель имитации и индикации разовых команд, прибор навигационно-плановый, а также сам навигационный комплекс в составе инерциальной навигационной системы, радиотехнической системы ближней навигации, спутниковой навигационной системы, пульта управления и ввода и бортовой цифровой вычислительной машины, последовательно соединенные технологическая вычислительная машина, адаптер интерфейса последовательных сигналов и устройство коммутации последовательных сигналов, разовых команд, выходы которого соединены с бортовой цифровой вычислительной машиной, а на входы поданы также выходы инерционной навигационной системы, радиотехнической системы ближней навигации, спутниковой навигационной системы и панели имитации и индикации разовых команд.

Недостатком данного стенда является то, что он не обеспечивает полную проверку работоспособности БНИ в части решения задач позиционирования и ориентации в пространстве НМС с использованием сигналов ИФРНС «Чайка»/Loran-С, а также БФА и ДП, последовательностей импульсов для синхронизации внешних устройств, автоматического тестирования технического состояния НК.

Наиболее близким по технической сущности из известных аналогов является стенд для проверки БНИ в составе НК, который описан в Технических условиях на навигационный комплекс ПРТК.462414.007 ТУ.

Функциональная схема стенда представлена на фиг.1, где приняты следующие обозначения:

1 - блок навигационных измерений (БНИ);

2 - стенд для проверки работоспособности БНИ (стенд);

3 - пульт-индикатор (НИ);

4 - пульт-индикатор (ПИ);

5 - гирогоризонткомпас (ТКУ);

6 - приемоизмеритель (МРК);

7 - одометрический датчик пути (ДП);

8 - геомагнитный датчик курса (БФА);

9 - блок антенн (БА);

10 - бортовой спецвычислитель (БСВ).

Стенд 1 (прототип) состоит из периферийных устройств: двух ПИ3 и 4, ТКУ 5, МРК 6, ДП 7, БФА 8, БА 9, БСВ 10.

Проверяемый БНИ 1, имеет разъемы «ПИ1», «ПИ2», «ТКУ», «МРК», «ВХ СИНХР», «СИНХР», «ДП», «БФА», «БА».

ПИ3 и ПИ4, подключенные соответственно через разъемы «ПИ1» и «ПИ2» к БНИ1, обеспечивают: решение функциональных задач отображения на алфавитно-цифровом дисплее навигационных данных, результатов автоматического тестирования, а также кодов формализованных сообщений, принятых по радиоканалу от ведущего (ведомого) НМС; ввод точных координат точки стояния НМС; ввод курса (истинного азимута), дирекционного угла продольной оси НМС; ввод (корректировка) текущего времени и даты; выбор цепи ИФРНС; ввод параметров разрешенной к использованию цепи ИФРНС; ввод информации о разрешенных к использованию СРНС; выбор системы координат (СК-42, П3-90, WGS-84), в которой производится отображение измеренных навигационных данных; ввод кода формализованного сообщения для передачи по радиоканалу в адрес ведущего МС.ТКУ 5 подключен через разъем «ТКУ» к БНИ 1, обеспечивает выработку и выдачу в БНИ 1 истинного азимута продольной оси НМС и углов продольного и поперечного наклона НМС.МРК 6 подключен через разъемы «МРК» и «ВХ СИНХР» к БНИ 1, обеспечивает определение координат и пространственной ориентации (истинного азимута продольной оси, углов продольного и поперечного наклона) трехантенной антенной системы и связанного с ней объекта по сигналам навигационных космических аппаратов систем ГЛОНАСС и GPS. ДП 7 подключен через разъем «ДП» к БНИ 1, обеспечивает преобразование вращательного движения собственного вала в последовательность электрических импульсов. БФА 8 подключен через разъем «БФА» к БНИ 1, обеспечивает непрерывное формирование аналоговых сигналов пропорциональных углу его поворота относительно плоскости магнитного меридиана. БА 9 подключен через разъем «БА» к БНИ 1, обеспечивает прием и усиление радионавигационных сигналов ИФРНС «Чайка»/Loran-С. БСВ 10 подключен через разъем «ЭВМ» к ПИ2 4, обеспечивает решение информационно-расчетных задач навигационного обеспечения НМС.

Стенд-прототип применительно к процедуре оценки работоспособности БНИ при проведении автономных лабораторных функциональных и стендовых (камерных) испытаний на соответствие требованиям стойкости, прочности и устойчивости к воздействующим факторам в ходе серийного производства обладает следующими недостатками: избыточными функциональными возможностями; значительными массой и габаритами, требующими выделения дополнительных площадей и вспомогательного оборудования для размещения в помещениях испытательных подразделений, включая несущие конструкции, специально оборудованные вынесенные антенные площадки или имитаторы сигналов радионавигационных систем, технологических аппаратно-программных комплексов синхронизации и коррелирования работы всех навигационных датчиков пространственного позиционирования и угловой ориентации из состава стенда; высоким энергопотреблением; высокой стоимостью исходного комплекта и большими затратами на эксплуатацию в части обеспечения требуемых надежностных показателей (дублирование и резервирование) и восполнение ресурсов (периодическая замена) составных частей стенда.

С целью парирования вышеперечисленных недостатков на этапе автономных лабораторных функциональных и стендовых (камерных) испытаний на соответствие требованиям стойкости, прочности и устойчивости к воздействующим факторам БНИ, введен малогабаритный функционально-ориентированный стенд (МФОС) для проверки работоспособности блока навигационных измерений, представляющий собой автономно-программируемый комплекс с многопозиционным светодиодным индикатором, реализованный на программируемых микроконтроллерах, которые в совокупности с программным обеспечением микроконтролеров имитируют информационный обмен БНИ с периферийными устройствами НК «Ориентир» ПИ, ТКУ, МРК, ДП, БФА, БА.

Функциональная схема предлагаемого стенда представлена на фиг.2, где приняты следующие обозначения:

1 - блок навигационных измерений (БНИ);

2 - малогабаритный функционально-ориентированный стенд (МФОС).

МФОС 2 представляет собой аппаратно-программный комплекс, соединенный с разъемами «ПИ1», «ПИ2,» «ТКУ», «МРК», «ВХ СИНХР», «СИНХР», «ДП», «БФА», «БА» БНИ 1.

МФОС 2 формирует и передает на БНИ 1 следующие сигналы:

- на разъем «ВХ СИНХР» - сигнал секундной метки, параметры которого соответствуют сигналу секундной метки, выдаваемому МРК;

- на разъем «МРК» - информационный пакет, содержащий имитируемые значения координат, скорости, истинного азимута, углов наклона НМС, формат которого соответствует формату выдачи данных от МРК;

- на разъем «ТКУ» - информационный пакет, содержащий имитируемые и коррелированные с данными, поступающими на разъем «МРК», значения истинного азимута продольной оси, углов продольного и поперечного наклона НМС, формат которого соответствует формату выдачи данных от ТКУ;

- на разъем «БФА» - аналоговые сигналы, имитирующие показания акселерометров и феррозондов БФА, причем эти показания соответствуют значениям истинного азимута продольной оси, углов продольного и поперечного наклона НМС, значения которых поступают на разъемы «МРК» и «ТКУ»;

- на разъем «БА» - пачки радиоимпульсов, имитирующие сигналы ведущей и ведомых опорных станций заданной цепи ИФРНС с уровнями, соответствующими получаемым с выхода БА, и временными параметрами, соответствующими заданным координатам точки приема - значениям координат НМС, поступающим на разъем «МРК»;

- на разъемы «ПИ1» и «ПИ2» - кодограмму запроса на выдачу необходимой информации (координатной, тестовой, технологической) для оценки работоспособности БНИ в формате, соответствующем протоколу информационно-технического сопряжения с ПИ.

БНИ 1, получив сигналы от МФОС 2, обрабатывает их в соответствии с заданным алгоритмом и выдает:

- с разъемов «ПИ1» и «ПИ2» - информационный пакет, содержащий значения пространственных координат местоположения, истинного азимута продольной оси, углов продольного и поперечного наклона НМС;

- с разъема «МРК» - кодограмму запроса на получение информационного пакета от МРК;

- с разъема «ТКУ» - информационный пакет, содержащий значения координат НМС;

- с разъема «СИНХР» - последовательности импульсов для синхронизации внешних устройств с периодами 1 с и 5 мин.

МФОС 2 в автоматическом режиме обрабатывает информацию, полученную от БНИ 1, на основе сравнения полученных данных с переданными определяет работоспособность или не работоспособность каждого функционального узла БНИ 1 и обеспечивает отображение этого определения на встроенном многопозиционном светодиодном индикаторе с детализацией по каналам обработки данных и сигналов.

Малогабаритный функционально-ориентированный стенд для проверки работоспособности блока навигационных измерений, отличающийся тем, что введен малогабаритный функционально-ориентированный стенд, представляющий собой устройство, состоящее из электрической схемы и программного обеспечения размещенного в ПЗУ микроконтроллера, осуществляющего режимы работы блока навигационных измерений (БНИ), аналогичной его работе в составе навигационного комплекса, имитирующего сигналы, информационные пакеты устройств навигационного комплекса, пульта-индикатора, гирогоризонтокомпаса, приемоизмерителя, одометрического датчика пути, геомагнитного датчика курса, блока антенн, бортового спецвычислителя, выдающего на многопозиционный светодиодный индикатор информацию о работоспособности или неработоспособности БНИ с детализацией по каналам обработки данных и сигналов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к приборам позволяющих моделировать явления гравитации, взаимодействие планет, приливы, магнитное поле Земли
Наверх