NO142766B - Maalvurderingsapparat for bruk i forbindelse med behandlingsutstyr for marin overflateradar - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår et målvurderingsapparat

for bruk i forbindelse med behandlingsutstyr for marin overflateradar, hvilket utstyr frembringer målavstandspulser for suksessive asimut-intervaller ved et flertall avstands-

områder og som er digitalisert slik at de har den ene eller den annen av to verdier, og hvilket utstyr videre omfatter en datamaskin som er forbundet med målvurderingsapparatet og en fremvisningsanordning som styres av datamaskinen, hvilken datamaskin er påvirkbar av et datamaskin-avbruddssignal fra målvurderingsapparatet for lesning, lagring og bearbeidning av data fra dette, og for styring av fremvisningsanordningen slik at det fremvises symboler som representerer resultatene av de nevnte operasjoner.

Behovene for automatisk behandlingsutstyr for radar-signaler og for fremvisningsutstyr ombord på skip er hittil ikke blitt oppfylt på tilfredsstillende måte, mest på grunn av de spesielle problemer som oppstår ved refleksjon av signaler fra store landmasser og fra tid til annen fra bølger. Disse signalene har en tendens til å dominere og skjule ønskede signaler fra mindre mål, spesielt andre skip, samt fra navigeringshjelpemidler. På grunn av den kontinuerlige bevegelsen til et skip kan for eksempel ikke de flerfoldige mål som utgjøres av landmasser, elimineres ved hjelp av de enkle maskeringsteknikker som brukes ved faste radarinstallasjoner, mens de store informasjonsmengdene som skyl-des slike landmasser, er blitt antatt å gjøre det upraktisk med signalbehandling ved hjelp av datamaskiner, noe som har vært brukt i visse stasjonære systemer for kontroll av lufttrafikk, som f.

eks. beskrevet i "The Proceedings of the Eight Symposium of the A.G.A.R.D. Avionics Panel", London 21.-25. september 1964, spesielt på sidene 525-556, kapittel 28, "Digitalization of Radar Signals and their Evaluation by a Computer for Automatic Tracking of Targets" og kapittel 29 "Evaluation of Track-while-Scan Computer Logics". Se også US-patent nr. 3.235.867. Av disse grunner har skipsradarer inntil nå vært begrenset til forholdsvis enkle systemer med fremvisninger som er kjent for å være vanskelige å

tolke, spesielt i kritiske situasjoner, som når det er fare for kollisjon.

Alle disse problemene er selvsagt også.blitt vanske-ligere å hanskes med på grunn av den økende størrelsen på skip som gjør deres manøvreringstider større og kraftig utvider de avstander innenfor hvilke andre skip representerer en kollisjons-f are.

Følgelig er det er hovedformål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et målvurderingsapparat for bruk ombord på skip og med sikte på å løse de ovenfor omtalte problemer.

Det er mer spesielt et formål med oppfinnelsen å muliggjøre bruk av forholdsvis enkelt, automatisk behandlingsutstyr for radar på et skip i bevegelse, som en hjelp til gjenkjennelse av mål i form av skip, for å unngå kollisjon.

I norsk patent 13 6.812 er det beskrevet en diskrimi-neringsanordning som er påvirkbar av et maksimalt antall asimut-pulser for hvert avstandsområde, hvilket maksimale antall avtar med økende avstander, for å diskriminere mot landmassemål som er større enn en forutbestemt virkelig lengde i asimut. Det tidligere patent beskriver imidlertid ikke generelt frembringelse av signalpulser som representerer en målomhylningskurve. Deri-mot er det beskrevet tellere for evaluering av betydningen av radarrefleksjoner ved spesielle avstander eller avstandsområder.

Med utgangspunkt i den tidligere kjente teknikk som nærmere angitt innledningsvis, består de nye og særegne trekk ved målvurderingsapparatet ifølge foreliggende oppfinnelse i at apparatet omfatter en signalanordning for målets forkant påvirkbar av digitaliserte målavstandspulser som har den første av de nevnte to verdier, for å frembringe en forkantsignalpuls for målet, en signalanordning for målets bakkant påvirkbar av digitaliserte målavstandspulser som har den annen av de nevnte to verdier ved samme asimut som forkantsignalpulsen, for å frembringe en bakkantsignalpuls for målet ved den samme asimut og opprinnelig adskilt i avstand fra forkantsignalpulsen, en asimutforflytningsanordning som er påvirkbar av målavstandspuisene ved suksessive asimut-verdier for å flytte kantsignalpulsene ved suksessive asimut-intervaller for å definere en målomhylningskurve, en avstandsforflytningsanordning for å endre avstandsposisjonen av et forflyttet kantsignal i avhengighet av avstandsposisjonene av de digitaliserte målavstandspulser for å definere en målomhylningsavstand, og en målsluttanordning som er påvirkbar av målavstandspulser som har den nevnte annen verdi ved et forutbestemt antall suksessive asimut-intervaller og ved en målomhylningsavstand som nevnt, hvilken målsluttanordning videre er påvirkbar av sammenfall i avstand av en forkantsignalpuls og en bakkantsignalpuls for å frembringe et datamaskin-avbruddsignai for målslutt, hvilket datamaskin-avbruddsignal for målslutt leveres til datamaskinen for å bevirke at denne avleser og lagrer måldata for målvurderingsapparatet og ut fra disse data genererer et beregnet målsignal som representerer posisjon, hastighet og kurs av et mål for fremvisning på fremvisningsanordningen.

Fordelene med foreliggende apparat er at såfremt ikke omhylningskurven av et mulig mål "lukkes", eller såfremt ikke målet overskrider det forutbestemte testantall som er bestemt av diskrimineringsanordningen, leveres intet avbruddssignal til datamaskinen. Derfor blir datamaskinen ikke belastet med lesning og lagring av data og utførelse av beregninger med disse, unntatt for identifiserte små mål og identifiserte landmasser. Dette reduserer i høy grad den hastighet og den lagrings-kapasitet som kreves i datamaskinen. Anvendelse av foreliggende målvurderingsapparat betyr at en mindre datamaskin med mindre hukommelseskapasitet kan utføre de nødvendige beregninger for å følge signifikante mål og for å styre fremvisningen.

Ytterligere formål og trekk ved den foreliggende oppfinnelse vil fremgå av den følgende detaljerte beskrivelse av en foretrukket utførelse, sammen med de vedføyde tegninger, der: Fig. 1 er et forenklet blokkskjerna av et fullstendig og automatisk radarsystem. Fig. 2 er en skisse som illustrerer flere mulige mål og en landmasse. Fig. 3 er en skisse som illustrerer hvordan en fremvisning av trekkene på fig. 2 vil ta seg ut. Fig. 4 er et mer detaljert blokkskjema av systemet. Fig. 5 er en skjematisk skisse av en målomhylningskurve . Fig. 6 er en liste over de logiske skritt som utføres i målvurderingsapparatet i henhold til oppfinnelsen. Fig. 7 til 11 er skjematiske skisser av deler av målvurderingsapparatet . Fig. 12 er en skjematisk skisse over koplingsdelen (interface) til det fullstendige system. Fig. 13 tii 15 er flytdiagrammer over programmer som utføres av datamaskinen ved behandling av utgangssignalene for målet og landmassen som skal fremvises. Fig. 16 er et skjematisk riss av deler av fremvisningsanordningen.

Det vises først til fig. 1, som skjematisk viser et marint overflatenavigasjonsapparat i form av et automatisk radarbehandlingssystem bestående av en radarsender og -mottaker 110, et målvurderingsapparat 112, som blir beskrevet mer detaljert senere, en sifferdatamaskin 114 og et katodestrålerør (CRT) 116 for grafisk fremvisning. Radarsenderen og -mottakeren 110

til avføling av et måls avstand og asimut, den digitale datamaskin 114 som er av den velkjente typen som omfatter en aritme-tikkenhet, en styreenhet og en lagerenhet og anvlsningsanord-ningen i form av et katodestrålerør, er generelt velkjente og trenger ikke beskrives i detalj her. Fig. 2 illustrerer skjematisk en landmasse og tre like store mål i forskjellige avstander fra radarsenderen.

Antennen til radaren 110 roterer kontinuerlig og sender ut pulser med jevne mellomrom. Etter hver puls blir det mottatt en rekke ekkoer, idet forsinkelsestiden for hvert ekko er en funksjon av den avstand ved hvilken det ble reflek-tert. Hvert ekkotog blir mottatt fra forskjellig asimutretning, idet antennen roterer. Den utsendte pulsen og de mottatte ekkoer blir digitalisert (til å være enten 1 eller 0) og blir så behandlet i målvurderingsprosessoren 112 for å avlede digitaliserte data som representerer målets avstand, dets bredde og en diskriminering med hensyn til om målet er en landmasse eller et skip. Denne informasjonen blir videreført til datamaskinen 114 som bearbeider dataene i samsvar med lagrede programmer og til slutt presenterer informasjonen i form av en visuell fremvisning på katodestrålerøret 116.

For illustrasjonens skyld er det, som vist på fig.

5, antatt at det 'for hver 5° av antennens omdreining blir sendt ut en radarpuls. Det område som observeres av radaren, er således antatt å være oppdelt i asimutsektorer som er 5° brede. Ekkoer av hver puls reflekteres fra mål i forskjellige avstander, idet avstandene av behandlingsapparatet ifølge oppfinnelsen blir oppdelt i suksessive målringer. Den romenhet som et enkelt ekko re-

flekteres fra, blir heretter definert som et målfelt. En rekke med målfelter som strekker seg i avstandsretningen, danner således en asimutsektor, og en rekke med målfelter som strekker seg i asimutretningen, danner en avstandsring. På fig. 5 er det vist et område som inneholder 13 avstandsringer og 18 asimutsektorer. Når et mål er tilstede, blir en gruppe med nabomålfelter som vanligvis strekker seg både i avstands- og asimutretning, definert

som en målomhylningskurve, slik som omhylningskurven 120 på

fig. 5.

Av fig. 5 fremgår det således at opp til asimutsektor 5 blir det etter hver utsendt puls ikke mottatt noe ekko. Etter den sjette pulsen blir det mottatt et ekko 122 fra den 12. avstandsringen, for den syvende pulsen blir det mottatt et ekko 124 fra den samme avstanden, for den åttende pulsen blir det mottatt et ekko 126 fra den niende avstandsringen og et ekko 128 fra den 12. avstandsringen, med to mellomliggende tomrom, og så videre.

Fig. 5 viser en digitalisert representasjon av en ty-pisk målomhylningskurve 120, slik den blir representert ved digitaliserte ekkoer mottatt fra målet. En slik ekkoomhylningskurve danner ofte ikke noe mønster som klart samsvarer med formen til målet selv, men kan i stedet ha en uregelmessig form med inn-skjæringer i sitt omriss og endog tydelige hull som det ikke mottas noe ekko fra. Det er ønskelig til slutt å representere målet i en enkel form på fremvisningsanordningen, ved en enkel avstand og asimut, hvor disse verdiene er utledet av informasjon lik den som er vist på fig. 5. Det er også ønskelig, da ekkoer blir mottatt ved hvert asimutskritt, å være i stand til å bestemme om ekkoene ikke representerer noe mål (det vil si støy eller for-styrrelser) , et tidligere identifisert mål, et nytt mål eller en landmasse, og å bestemme om ekkoer som er adskilt med tomrom i avstand eller asimut, skal tolkes som om de kommer fra et enkelt eller flere mål. Alt dette kan oppnås ved bruk av den foreliggende oppfinnelse.

I hovedtrekkene, og under henvisning til fig. 6, antas det at et nytt mål er detektert når ekkoene blir mottatt fra tre tilstøtende målfelter i en enkelt avstandsring, slik som ekkoene 122, 124 og 128 mottatt fra målfelter dannet av asimutsektorene 6, 7 og 8 i den 12.avstandsringen på fig. 5. Når denne betingelsen er oppfylt (trinn 1), frembringer deler av vurderings-apparatet 112 ved hjelp av midler som skal beskrives nærmere i det følgende, et forkantsignal kalt en "Start"- eller "S"-puls som blir registrert ved avstanden til de tre nabo-ekkoene og ved asimut til det tredje ekko i rekken. Når det ikke mottas noe ekko fra den neste avstandsringen ved denne samme asimut,

blir det frembragt et bakkantsignal kalt en "End"- eller "E"-

puls som registreres ved det første tomme avstandsfelt

(trinn 3) .

Eftersom ytterligere ekkoer mottas fra suksessive asimutsektorer, blir "S"- og "E"-pulsene forflyttet ved hjelp av midler som skal beskrives. Forflytningen av S-pulsen langs forkanten av en målomhylningskurve trekker opp forkanten til må-

let (trinn 4). I den 18. asimutsektor i eksemplet som er vist på fig. 5, blir S- og E-pulsene begge registrert av målvurderingsapparatet ved hjelp av kretser som skal beskrives nedenfor som om de begge er i avstandsringen 10, og denne sammenfallende betingelsen blir tolket til å indikere at slutten av målomhyl-ningskurven er blitt nådd (trinn 6 og 7).

Idet S-pulsen blir forflyttet for å trekke opp forkanten av målet, blir det foretatt en telling i apparatet 112

som representerer den vinkelmessige bredde av målet (trinn 5). Denne tellingen blir sammenlignet med et forutbestemt tall som

er større enn det største kjente skip, la oss si 600 m, når det betraktes på denne avstand, og resultatet av sammenligningen blir brukt til å skjelne mellom mulige skipsmål (skip eller na-vigeringsbøyer f.eks.) og landmasser (trinn 8 og 9).

Informasjonen som er avledet på denne måten, blir så ført til datamaskinen 114 for behandling, noe som skal beskrives mer detaljert i det følgende (trinn 11, 12 og 13) .

Fig. 4 er et mer detaljert blokkdiagram av de ele-menter som er vist på fig. 1, fortrinnsvis med et skips gyrokom-pass 152 og fartslogg 154 koplet til prosessoren 112.

Målvurderingsapparatet 112 ifølge oppfinnelsen er fysisk sammensatt av en gruppe på åtte kretskort kalt "fremkanten", idet et av disse er betegnet koblingskort 156 og er spesielt konstruert for den radartype som anvendes, og de resterende syv omfatter standardenheter. Disse kortene er et klokkekort 158, tre skifteregisterkort 160, et start- og sluttkort 162, et breddetel-lingskort 164, og et dataformat- og bufferkort 166.

Det vises nå tii fig. 7, hvor koblingskortet 156, som er tilkoblet den vanlige radarvideoutgangen til dens fremvisning, omdanner radartriggerpulsen og de tilbakevendende ekkoer til digitalisert form for bruk i målvurderingsapparatet ifølge oppfinnelsen.

Triggerdigitaliseringsblokken 130 omdanner et trig-gersignal på inngangen 214 til en puls 215 med omkring 1,5 mikrosekunders varighet, forsinket en tid som er nødvenig for de spesielle karakteristikker for den radar som brukes. Denne forsinkelsen er nødvendig for å synkronisere triggeren med de innkommende ekkoer.

Videodigitaliseringskretsen 132 innbefatter to integratorer 134 og 136, som kan tilbakestilles, en differen-sialkomparator 138, en datautgangssperre 140, en terskelkontroll 142 og en differensialfeilretter 144. To differensielle, ana-loge videolinjer 14 6 og 148 er inngangene til digitaliserings-kretsen 132. Når det ikke tilbakekastes noe ekko fra målet, er utgangene 14 6 og 14 8 like. Når et ekko tilbakekastes, er utgangene ulike, og integratorene opplades derfor til litt forskjellige nivåer; denne tilstanden detekteres av differensial-komparatoren 138. Hvis differansen er over terskelen, blir den avgitt til datautgangssperren 140. Efter at data er tilført sperren, blir integratorene tilbakestilt av en klokkepuls, og en annen syklus begynner. Hver syklus varer 0,5 mikrosekunder. Kvantiserte videopulser (ekko) er utgangssignaler ved 149.

Sektorstyreblokken 131 er en sperre som kan kontrol-lere deteksjon av mål bak landmasser. Denne sperren styres av datamaskinen 114.

Klokkekortet 158 (fig. 8A) har åtte seksjoner. En åtte megahertz presisjonsoscillator 168 frembringer en stabil tidsreferanse for alle "fremkant"-funksjoner. Dens utgang er inngangen til en sanntidsklokkegenerator 17 0, som teller ned 8 megahertz-signalet med en faktor på 27 456 og 109 824 for å frembringe 291,37 Hz og 72,84 Hz signaler 172 og 174. Signalene 172 og 174 brukes som tidsinnstillingsreferanser i datamaskinen 114. Kraftforsyningen 176 avleder en +14,00 volt utgang 178 fra den +19 volts inngangen 180 fra forsyningen 150; utgangen 178 blir brukt til skiftregistrene. Klokkestyringen 182 mottar et "stop"-signal 184 fra databufferkortet 166, og sikrer at alle klokkene vil stoppe i samme fase, nøyaktig ved enden av et avstandsfelt. Klokkestyringen 182 frembringer også synkronisering av alle klokkene med åtte megahertz-klokken.

"Fremkantens" tidsgenerator 186 fører klokkesig-nalene til andre fremkantkort, ved utgangene 188, 190, 192,

194, 196, 198, 200, 202, 204 og 209. Disse signalene brukes til å sikre at data blir behandlet med samme hastighet helt gjennom og derfor forblir i rekkefølge. Utgangene 206 og 208

på tidsgeneratoren 186 er innganger til klokkedrivblokken 210

som forandrer spenningen til det riktige nivå for drift av skiftregistrene. Skiftregister 212 (fig. 8b), som har 405 bits, er ikke en funksjonell del av klokken men er hensiktsmessig anbragt på klokkekortet.

Hvert registerkort 160 frembringer i tillegg fire ytterligere 405-bits skiftregistere 212. De er alle utskiftbare.

Digitaliserte radarekkoer fra utgangen 149 på koblingskortet 156 blir overført til start- og sluttkortet 162

(fig. 9A), hvor det blir tatt avgjørelser som bestemmer begynnelsen og slutten på et mål, og målets forkanter og bakkanter blir trukket opp efter at det er igangsatt. Som en kort oppsummering av dette kortet: Et ekkotog blir innlest gjennom inngangsvelgerblokken 218, fra hvilken det sirkuleres gjennom video 1-register 220, og så, efter den neste radartriggerpulsen, sirkuleres gjennom video 2-register 224, og efter den tredje radar-triggerpulsen, gjennom video 3-register 230, hvorefter det tapes. Tre parallelle ekkotog fra tre tilstøtende asimutsektorer er således i konstant sirkulasjon og blir avtastet av startblokken 232 for "nytt mål". Når målbetingelsen (tre enere i tilstøtende asimutsektorer ved en enkelt avstand) er oppfylt, blir det frembragt et startsignal for "nytt mål" som får en del av kontroll-blokken 246 for S-biter til å frembringe en S-bit ved denne avstanden. Denne S-biten blir så videreført ved denne avstanden ettersom ytterligere ekkotog blir mottatt med positive ekko ved den avstanden; den kan beveges fremover i avstand opp til to trinn om gangen eller bakover et vilkårlig antall trinn for å an-bringe det ved den avstanden som tilsvarer den nærmeste kontinuerlige forkanten til målet. Dersom to S-biter i en spesiell asimutsektor er blitt videreført og det detekteres kontinuerlige bi-ter mellom de tilsvarende avstander, blir S-biten ved den største avstanden utslettet, slik at bare den S-biten som svarer til for-

kanten, blir videreført.

Som respons på frembringelsen av en S-bit blir det frembragt en E-bit av kontrollblokken 266 for E-biter. E-biten blir frembragt ved avstanden til det målfeltet som ligger bak den siste ekkopulsen som blir detektert ved vedkommende asi-

mut, og kan videreføres når ytterligere ekkotog blir mottatt.

Den kan beveges fremover eller bakover i avstand for å trekke

opp bakkanten til målet.

Hvis det på et oppdaget måls avstand ikke blir tilbakekastet noe ekko av radarpulsen, vil S-biten likevel bli frem-ført ved den avstanden av "hovedsmell"-n-3kkelblokken 268.

En E-bit vil bli videreført i den neste avstandsringen. Hvis

det efter en andre radarpuls ikke blir tilbakekastet noe ekko fra den avstanden, åpner blokken 268 styreblokken 270 for målslutt, som avgir et målsluttsignal ved 271, idet data som res-

pons på dette leses ut til datamaskinen 114.

Radaren 110 sender mer detaljert ut en tidsinnstillingspuls som er inngang ved 214 til triggerdigitaliserings-

blokken 130 på koblingskortet 156, hvor den blir omdannet til en digital tidsinnstillingspuls "MB" (215) kalt "hovedsmellet"

(Main Bang). Hvert hovedsmell er begynnelsen på en to-delt

syklus som varer minst 412 mikrosekunder. Den første delen av syklusen er innlesningsfasen, som varer 206 mikrosekunder;

den andre delen er utlesningsfasen som normalt varer 206 mikrosekunder, men som i noen tilfelle varer lenger, som når noen data må holdes for overføring til datamaskinen, og behandlingen må forsinkes temporært.

Efter en spesiell, utsendt radarpuls, f.eks. puls A,

er det digitaliserte ekkotoget A i løpet av innlesningsfasen i syklus A inngang ved 216 til inngangsvelgerblokken 218, og så

til det 8-biters video 1-registeret 220 ved en av inngangene 222. Fra register 220 blir ekkotog A lest inn i et 405 biters skiftregister på et av registerkortene 160. I løpet av utlesnings-

fasen blir dette toget A lest tilbake gjennom inngang 226 til video 1-register 220 og et 405 biters skiftregister.

Efter den neste radarpulsen (puls B) blir ekkotog

A i innlesningsfasen lest utfra det 405 biters skiftregister, innføres i inngangsvelgeren 218 ved 226, blir lest gjennom det 8 biters video 2-register 224 og blir lest tilbake i et 405 biters skiftregister. Samtidig er det nye ekkotoget B fra puls B inngang ved 216 og blir lest gjennom video 1-register 220 til et 405 biters skiftregister. De to ekkotogene A og B blir holdt parallelle i avstand når de sirkulerer. I løpet av utlesningsfasen i syklus B sirkuleres toget A gjennom video 2-register 224 til et 405 biters skiftregister.

I løpet av den tredje syklus C som følger radarpuls

C, blir det nye ekkotoget C ført inn ved 216 og sirkulerer gjennom video 1-register 220, mens tog B sirkulerer gjennom video 2-register 224, og tog A blir ført inn ved 228 til velgeren 218 og blir så lest gjennom det 2-biters video 3-register 230 hvorefter det tapes. Togene A, B og C blir gjennom det hele holdt parallelle i avstand.

I løpet av innlesningsfasen i syklus C blir de

første bitene til registrene 220, 224 og 230 (inneholdende digitaliserte meldinger, enten 0 eller 1, fra tilstøtende asimutsektorer ved en og samme avstand) hele tiden avtastet av startblokken 232 for nytt mål. Hvis det detekteres tre til-støtende pulser (enere), setter et signal på ledning 234 målpulssperren 236 hvis dette da ikke forhindres ved 235 ved frembringelse av en tidligere generert S-bit ved den avstanden. Sperrekretsen .236 blir tilbakestilt av en klokkepuls ved 238 .

Utgangen 240 på målpulssperren 236 frembringer en "nytt mål"-puls ved 242 som går til breddetellingskortet 164 hvor målbreddetellingen blir begynt på en, og målutstrekningspulsen ("X"-biten) blir satt til 0 i register 243. Utgang 240 fra målpulssperren 236 går også på ledning 244 til styreblokken 246

for S-biter og på ledning 241 til styreblokken 247 for S-biter. Signalet på ledningen 248 blir over ledningene 250 og 252 avgitt til databufferkortet 166 og breddetellingskortet 164 og åpner det forhåndssatte skifteregister 254.

Hvis et ekko blir tilbakekastet fra en avstand der et mål allerede i de foregående sykluser er blitt detektert og ikke sluttet, vil en S-bit innføres i start- og sluttkortet ved 249 parallelt med videosignalet fra den avstanden fra et skiftregister, og det vil sperre startblokken for "nytt mål" på ledning 235. Skjønt tre tilstøtende ekkoer således er blitt mottatt fra den avstanden, vil de ikke bli ansett som noen del av et eksisterende mål. S-biten vil så bli videresendt gjennom det gjenværende av S-styreblokkene 246 og 247, hvor S-biten blir skiftet fremover eller bakover i avstand.

Når de to S-bitene av S-bitkontrollen blir ansett

å ha kontinuerlige positive ekkoer fra alle avstander mellom seg, blir den ytterligere S-biten utslettet ved 264 og et sammenligningssignal går ut ved 255 til breddetellingskortet 164. Resultatet av dette vil bli beskrevet senere.

S-biten går ut til et skiftregister og til breddetellingskortet ved 325.

I løpet av utlesningsfasen blir en S-bit avgitt til kontrollblokken 266 for E-biter ved 288. Denne S-biten blir sammenlignet med utgangen 240 i sperren 236 for "nytt mål" i en ELLER-port for å sette målflip-flop 273 hvis utgang sperrer start blokken for "nytt mål" ved 235 som tidligere beskrevet. Det løpende ekkotoget blir avgitt ved 272 til port 269 i E-bitkontrollen; port 269 blir åpnet av flip-flop 274 som blir satt og tilbakestilt av signaler fra målsluttkontrollen 270.

Når det første hullet opptrer i ekkotoget, åpner port 269 for-håndsinnstillingen på register 277. Signalene som går inn ved 278 og 279, bestemmer skift av E-biten; under innlesningsfasen kan ikke E-biten skiftes i avstand forbi et hull i ekkotoget; under utlesningsf asen kan den skriftes. I resten av E-bitkontrollblokken 266 blir videotoget og S-bitene undersøkt for å bestemme om E-biten skal skiftes i avstand for å følge bakkanten av målet. E-biten avgis fra kontrollblokken 266 ved 282 til et skiftregister. E-biten går fra skiftregisteret til kontrollblokken 270 for målslutt ved 275 (ED).

Som et eksempel på frembringelsen og videreføringen av S- og E-biter og deres skift i avstand under kontroll av blokkene 246, 247 og 266 vises det igjen til fig. 5. På denne figuren viser umerkede S-biter posisjonen efter innlesningsdelen av syklusen, mens merkede S-biter viser posisjonen efter utles-ning hvis posisjonen har forandret seg. Den S-biten som opprinnelig frembringes ved den 12. avstandsringen i den 8.asimutsektoren, blir videreført til den 9. sektoren når et ekko blir returnert ved den samme avstanden. E-biten blir på samme måte vi-dereført til den 13. avstandsringen. Ved den 10. asimutsektoren blir S-biten videreført (S^); siden imidlertid positive ekkoer også blir returnert fra den 11. og 10. avstandsringen, vil S-kontrollblokkene 246 og 247 føre S, fremover to trinn i løpet av innlesningsfasen og ytterligere to trinn i løpet av utlesningsfasen (Sl<1>) til den åttende avstandsringen. Samtidig blir det frembragt en ny S-bit (S2) ved den niende avstandsringen efter at tre tilstøtende enere har blitt detektert ved den avstanden. Denne S2 vil bli fremført til den syvende avstandsringen (S2<1>) som i virkeligheten er forkanten av målet,

som det fremgår av fig. 5.

Ved den ellevte asimutsektoren blir den bakre S-biten (Sl<1>) utslettet, og et sammenligningssignal blir frembragt. Som et resultat blir breddetellingen i breddetellingskortet 164, som tilsvarer den tolvte avstandsringen, beholdt, men blir registrert ved den syvende avstandsringen, svarende til forkanten av målet.

S- og E-bitene blir fremført gjennom den trettende asimutsektoren. I den fjortende sektoren blir i løpet av inn-lesningsf asen en E-bit plassert i den åttende avstandsringen, men den blir utslettet i løpet av utlesningsfasen. E-biten ved bakkanten av målet blir flyttet fremover til den tolvte avstandsringen. I dette tilfelle tillater, som tidligere forklart, hovedsmellnøkkelblokken 268 S-biten og E-biten å bli fremført til tross for manglende radarekko. I den attende sektoren blir S-biten flyttet tilbake et felt til den tiende avstandsringen, og dens sammenfall med E-biten sammen med to påfølgende manglende ekkosignaler, får målsluttsignalet til å opptre på utgangen 271 som beskrevet.

Breddetellingskortet 164 har den generelle funksjon

å øke tellingen skrittvis som respons på en S-bit og derved holde en løpende totalsum som representerer utstrekningen i asimut av målet. I tillegg blir en "sammenlignings"-avgjørelse foretatt her (mellom to måltellinger) når det er to S-pulser i et ekkotog.

Dette kortet har fire parallelle lagringsnivåer

306, 307, 308 og 309, en nivåkontrollbiokk 310, en utgangsbuffer 312, en tellekontrollblokk 312 og en sammenligningskontroll-blokk 316.

En S-bit fra utgang 299 på start- og sluttblokken 162 blir inngitt ved 300 sammen med klokkesignaler ved 302. Breddetelledata for avstanden tii S-biten kommer inn ved 304

fra et skiftregister 212. Dataene som avgis ved 304, blir sam-

tidig innført til databufferkortet 166 gjennom utgangene 318; dataene er tilgjengelige for utgang til datamaskinen 114 fra databufferkortet 166. Biten for "utstrakt mål" blir avgitt ved terminal 320. En puls 242 for "nytt mål" fra start- og sluttkortet 162 fastsetter breddetellingen til 1 og utsletter alle andre biter av breddetellingen; den utsletter også biten (X)

for "utstrakt mål". X-biten kan settes ved hjelp av et inn-gangssignal ved 341 fra databufferkortet. En klokkepuls ved 322 fra den kontinuerlig løpende klokken fører automatisk data fra nivå 1 (306) til nivå 2 (307) . Overføringen fra nivå 2

til det neste er imidlertid ikke automatisk; hvis en målmar-kering blir satt svarende til måldata i nivåene 3 og 4 og blir detektert av nivåkontrollblokken 310, overføres ingen data fra nivå 2. Målmarkeringen opptrer i skiftregisterblokken 34 2 for målmarkeringer.

Tellingen blir økt i nivå 4 (309) bare når en S-bit blir satt (inngang til tellekontrollblokk 314 ved 324, til slutt fra 325 på start- og sluttkortet 162), når prosessoren er i utlesningsfasen (inngang ved 326 til kontrollblokk 314

fra fasekontrollblokken 346 på databufferkortet 166) og når en klokkepuls er på inngangen ved 328. De økte breddetellingsdata blir så avgitt til et skiftregister ved 330, på samme tid som S-biten forlater Start- og sluttkortet 162 ved 325.

"Sammenlignings"-operasjonen blir igangsatt som respons på et "sammenlignings"-signal ved 255 fra start- og sluttkortet, avgitt når en S-bit blir utslettet. Dataene i nivå 3 blir sammenlignet med dataene i nivå 4. Hvis et av de represen-terte målene er utstrukket (X-bit satt), blir dataene fra det nivået beholdt og de andre oversett. Hvis ingen av eller begge målene er utstrukket, blir de data som representerer den største breddetelling, beholdt.

Databufferkortet 166 har åtte funksjonelle seksjoner; en avstandssyhkronisator 344, en klokke- og fasekontroll 346,

en avstandssperre 347, en tellesperre 348, en breddetellings-formatgiver 3 50, en kontroll 352 for datamaskinavbrytelse, en avgjørelsesblokk for utstrakt mål 354, og en datasperre 356 for utstrakt mål.

Avstandssynkronisatoren 344 mottar en klokkepuls

ved 362; tellerne 363, 364 og 365 teller 0,5 mikrosekunders

pulser opp til 412 (206 mikrosekunder, eller en halv syklus). Databanen gjennom "fremkanten" er 412 biter lang, og synkroni-satoren 344 frembringer en telling lik antallet på avstandsfelter fra hvilke ekkoer blir fremkalt. Den 412. pulsen setter sperren 366. Utgangen 367 fra sperren 366 blir avgitt til klokke- og fasekontrollen 346 hvis utganger 368 forandrer til-stand for hver 412. puls for å bestemme innlesnings- eller utlesningsf asen . Utgangene 368 er innganger til start- og sluttkortet ved inngangsvelgerblokken 218, ved 326 til tellekontroll-blokken 314 på breddetellingskortet 164 og ved 278 og 279 i kontrollblokken 266 for E-biter på start- og sluttkortet 162.

Klokke- og fasekontrollen 346 avgir videre en "stopp"-puls ved 184 ved slutten av utlesningsfasen og når det kreves av et "datamaskin opptatf-signal 372 fra kontrollen 352 for datamaskinavbrytelse, stopper denne "stopp"-pulsen "fremkant"-klokkene. Klokkene blir satt i gang igjen av en hovedsmellpuls ved 370.

Breddetellingsdata er innganger til formatgiveren

350 ved terminalen 318, fra breddetellingskortet 164. Når en sirkulerende S-bit igjen kommer inn på start- og sluttkortet ved 249 fra et skiftregister, blir et signal avgitt ved 299 til breddetellingskortet 164. Et signal ("overfør avstand") blir så avgitt ved 360 på breddetellingskortet og blir ført til av-standssperren 347. Signalet "overfør avstand" forårsaker inn-føring i breddetellingssperren 348 fra inngangene 318. På sam-

me tid forårsaker det overføring av avstandstellingen til av-standssperren 347 fra avstandssynkronisatoren 344. Avstandstellingen blir avgitt ved 374 til blandingskortet som inneholder data for datamaskinen. Biten for utstrakt mål (XD) (hvis den allerede er satt) blir overført fra breddetellingskortet 164 ved 319 og avgitt fra 376 til blandingskortet.

Avgjørelsesbiokken 354 for utstrakt mål diskriminerer mellom landmassemål og mindre mål. Den frembringer en setting av sperrene 378 som blir satt suksessivt, som nummerert, ved tel-lingene 8, 16, 32, 80, 128 og 256. De tre signalene 380 er funksjoner av avstanden, og er inngangssignaier til breddetellings-formatgiveren 350 for å virke som en omkobler som bestemmer hvilke biter av breddetellingsdataene som er inngangssignaier til breddetellingssperren 348. For fjerntliggende mål er det ikke sannsynlig at bitene av høyest orden trengs, mens for mål som ligger nærmere, er ikke bitene av lavest orden av betydning.

8 biter er således innganger ved 318, men bare 6 biter blir overført til breddetellingssperren 348 og er utganger ved 382

til blandingsenheten og derved til datamaskinen 114.

En S-bit (fra start- og sluttenheten 162), et inn-lesningsf asesignal (fra fasekontrollen 346) og et signal som representerer en avstand større enn åtte avstandsfelter (fra sperrene 378), er alle nødvendige før et mål blir regnet som en mulig landmasse i blokk 354; disse signalene kommer inn ved 384. Breddetellingsdata fra sperren 348 er inngangssignaier sammen med avstandsdata ved 386 til et logisk tre, hvis funksjon i praksis er å sammenligne breddetellingen med et testtall som representerer en forutbestemt aktuell lengde i asimut. Hvis breddetellingen overstiger dette testtallet,blir målet regnet å være en landmasse, og utgangen 341 blir inngang til breddetel-lingsenheten hvor den setter sperren for "utstrakt mål".

Testtallet varierer imidlertid med avstanden.

Dette fordi, det vises nå til fig. 2, hvis det nærmeste målet 400

402

er i en avstand RI, mens det fjerneste måletuer i en avstand R2, og begge målene har den samme absolutte størrelse, vil breddetellingen for det nærmeste målet være større enn for det fjerneste målet. Breddetellingen er således hovedsakelig en vinkelmåling heller enn en lineær måling. For å bestemme om et spesielt mål er en landmasse, må derfor dets breddetelling sammenlignes med et tall hvis verdi varierer inverst med avstanden.

Sperreblokken 356 for "utstrakt mål" forhindrer vanligvis kontrollblokken for datamaskinavbrytelse 352 (ved 357)

fra å avgi data for mål bak en landmasse. Om ønsket, kan imidlertid denne virkningen oppheves ved hjelp av passende inngangssignaier, omfattende signalet "Sektor-N" (390) fra sektorkon-trollblokken 131 på koblingskortet 156. Anvisning avmål bak et mål identifisert som en landmasse, kan imidlertid under enkelte omstendigheter være ønskelig; f.eks. dersom en bro blir identifisert som en landmasse, vil normalt ingen mål bak den kunne sees.

Kontrollblokken 352 for datamaskinavbrytelse sender et signal til datamaskinen 114 som dirigerer den til å lese data fra "fremkanten" i tre tilfeller: når et mål slutter, det blir tatt en avgjørelse om utstrakt mål, eller et utstrakt mål har en breddetelling som er delelig med 16. "Mål slutt"-signalet fra start- og sluttenheten 162 blir avgitt til blokken 352 ved 271; fire biter av breddetellingen og XD-biten blir inngangssig-

naier ved 391. "ISR"-signalutgangen ved 392 bestemmer overfø-

ring av data fra databufferkortet til blandingskortet 373.

Blandingsenheten 373 er en koblingsdel (interface)

med datamaskinen 114 og mottar data fra "fremkanten" for over-føring til datamaskinen. Målbredden blir innført ved 382 (6 biter); avstanden ved 374 (9 biter) og koden for utstrakt mål ved 395. Disse data er utgangssignaler til datamaskinen 114 ved 3 96 som respons på et signal fra datamaskinen på ledning 398. "INT"-signalet 400 er avbrytelsessignalet for datamaskinen. "INN"-signalet fra blandingsenheten ved 394 forhindrer videre over-føring av data fra "fremkanten", mens datamaskinen er opptatt. Dette signalet blir utslettet av datamaskinsignaiet på ledning

398.

Data som representerer målbredden, avstanden og

koden for utstrakt mål, blir avgitt fra blandingsenheten 37 3

til datamaskinen 114. Enhver passende datamaskin kan brukes til å behandle de data som utledes fra målvurderingsapparatet 112. I den utførelsen som er vist og beskrevet, er datamaskinen en "Mac Multi-Application Computer", laget av Lockheed Elec-tronics Company og beskrevet i deres publikasjon "MAC Computer Reference Manual", TM 13010009800, publisert i november 1970

(fifth edition).

Denne datamaskinen omfatter et leselager 408, et kjernelager 410 og en sentralenhet 412. Leselageret 408 frembringer et antall programmer, hvert med et forskjellig prioritetsnivå, og alle under styring av en "programavbryterstyring"

414. Programmene blir utført på ordre som respons på avbryter-signaler (som fra avbryterkontrollblokken 352 i databufferenheten 166). Programavbryterkontrollen 414 kobler automatisk om programmer som respons på disse avbrytelser. Et program med lav prioritet blir avbrutt for utførelse av et program med høyere prioritet; når dette er fullført, blir programmet med lav prioritet gjenopptatt fra det punkt hvor det ble avbrutt.

Det vises nå til fig. 13 til 16 hvor det er vist flytdiagrammer for fire programmer med forskjellig prioritet,

som sammen overfører data fra målvurderingsapparatet 112

til fremvisningen 116 (andre lagrede programmer som ikke di-rekte vedrører denne overføringen, blir ikke diskutert). Den høyeste prioriteten (nivå 9) har programmet for innlesning av måldata fra målvurderingsapparatet (fig. 13). Dette pro-

gram blir igangsatt under påvirkning av et avbruddsignal 400

(INT) fra kontrollblokken 352 på databufferenheten eller

-kortet 166. Når avbruddsignalet er mottatt, bevirker programmet innlesning i hukommelsen 41o av avstand, målbredde og utstrakte kodedata fra terminaler 396 på blandingsenheten 373

og asimutdata fra radarsenderen 110. Dataene blir forbigående lagret i et "sirkulasjonsregister" i hukommelsen og register-posisjonen blir øket for det neste mål.

Programmet for målinnsamling og -sporing (figur 14) har prioritetsnivå 4. Utførelse av dette program bevirker at avstand, asimut og målbredde blir utlest fra sirkulasjonsregisteret hvor disse data ble innført fra blandingsenheten 37 3. Utstrakte mål blir lagret i landfremvisningsregisteret i hukommelsen 410. Punktmål vil efter korreksjon for anbringelse av vektorens nullpunkt ved midten av breddetellingen, bli sammenlignet med data i sporingsregisteret i hukommelsen 410 for å for-søke å finne data for det samme mål fra tidligere radaravsøk-ninger. Når en overensstemmelse blir funnet, beregnes hastigheten og denne lagres (med posisjon) i sporingsregisteret. Når det ikke finnes noen overensstemmelse i sporingsregisteret, blir potensialregisteret søkt og hvis det der finnes en overensstemmelse, oppdateres avstand og asimut og hvis målet har vært i potensialregisteret i 56 sekunder, overføres det til sporingsregisteret. Hvis det ikke finnes noen overensstemmelse i potensialregisteret, blir det nye mål innført i dette. Datamaskinen venter på trinnet "vent på avbrytelse" når alle mål er blitt utlest fra sirkulasjonsregisteret. Data blir overført fra sporingsregisteret til dataskjermregisteret av et program som har prioritetsnivå 0 (laveste nivå).

Det vises nå til fig. 15, der programmet for utles-ning av data fra dataskjerm- og sporingsregistrene i datamaskin-lageret 410 har prioritetsnivå 6, og blir utført automatisk 60 ganger pr. sekund. Data blir først lest fra landfremvisningsregisteret som inneholder posisjoner for mål identifisert som utstrakte av målvurderingsapparatet 112, og disse data blir lest inn i maskinutstyret til dataskjermen 117 (uten hastighetsdata).

Når hele landregisteret er utlest, blir mål-sporingsregisteret utlest, omfattende hastigheter og vektor-lengder. Alt i hele fremvisningsregisteret blir fremvist hver sekstidel av et sekund. Hastigheten til datamaskinutiesningen er konstruert slik at hele registeret blir lest ut på mindre enn 1/60 av et sekund. Datamaskinen forlater så prioritetsnivå 6 for å behandle programmer med lavere prioritetsnivåer (hvis noen trenger behandling) inntil en klokkepuls indikerer

at 1/60 av et sekund er gått. Registeret blir så igjen fremvist.

Fremvisningsutstyret 117 (fig. 16) har lagrings-registre 416, 418, 420 og 422 inn i hvilke blir lest X-posisjon, Y-posisjon, X-hastighet og Y-hastighet fra datamaskinen 114. Digitale data fra hvert lagringsregister blir avgitt til en digital/analog-omformer 425. X-posisjonen og X-hastigheten sammen bestemmer signalinngangen til X-aksens avbøyningsspole, og avbøyningsspolen til Y-aksen mottar likeledes et signal bestemt av Y-posisjon og Y-hastighet.

Det vises igjen til fig. 2 og 3 for en oppsummering der skipene 402 og 404 og bøye 406 reflekterer radarpulser fra radaren 110, noe også landmassen 407 gjør. Skipet 405 bak landmassen kan også reflektere pulser, men disse vil vanligvis ikke bli fremvist; men om ønsket, kan de under spesielle omstendigheter bli fremvist som respons på en ordreinngang på kontroll-enheten .

For hver radaravsøkning reflekterer skipene 404 og 402, bøyen 406 og landmassen 407 ekkoer til radaren 110; disse ekkoene blir digitalisert og avtastet for å finne måltilstanden. For hvert mål blir det frembragt en S-bit og en E-bit, og de blir forflyttet for å trekke opp forkanten og bakkanten til målom-hylningskurven inntil S-biten og E-biten kommer samtidig efter to manglende ekko for å signalisere slutten på omhylningskurven. Det blir foretatt en breddetelling av målet. Ved enden av skipsmålene 402 og 404 og bøyen 406 er breddetellingen mindre enn en forutbestemt aktuell lengde som er noe -større enn det største kjente skip ved målavstanden; hvert av disse målene blir derfor ansett for å være punkter, ikke landmasser. Målbredde og avstandsdata biir derfor innlest i fremvisningsregisteret for punktmål i datamaskinen 114 og blir sammenholdt med tidligere data for utregning av hastighet. De to skipsmålene blir anvist som åpne sirkler med tilføyde hastighetsvektorer; bøyen 406 har ingen vektor.

Ekkoer som tilbakekastes av landmassen 407, blir mar-kert med S- og E-biter som blir forflyttet inntil breddetellingen overstiger den forutbestemte aktuelle lengde ved for-kantens avstand. På dette tidspunkt blir posisjonen til land-massens forkant avgitt til datamaskinen 114 som et utstrakt mål hvor det blir lagret i fremvisningsregisteret for landmasser; efter hver 16. radarpuls blir derefter et punkt som representerer forkanten, fremvist som en liten prikk som ved 408 uten vektor.

Claims (3)

1. Målvurderingsapparat for bruk i forbindelse med behandlingsutstyr for marin overflateradar, hvilket utstyr frembringer målavstandspulser for suksessive asimut-intervaller ved et flertall avstandsområder og som er digitalisert slik at de har den ene eller den annen av to verdier, og hvilket utstyr videre omfatter en datamaskin som er forbundet med målvurderingsapparatet og en fremvisningsanordning som styres av datamaskinen, hvilken datamaskin er påvirkbar av et datamaskin-avbruddssignal fra målvurderingsapparatet for lesning, lagring og bearbeidning av data fra dette, og for styring av fremvisningsanordningen slik at det fremvises symboler som representerer resultatene av de nevnte operasjoner, karakterisert ved at apparatet omfatter en signalanordning for målets forkant påvirkbar av digitaliserte målavstandspulser som har den første av de nevnte to verdier, for å frembringe en forkantsignalpuls for målet, en signalanordning for målets bakkant påvirkbar av digitaliserte målavstandspulser som har den annen av de nevnte to verdier ved samme asimut som forkantsignalpulsen, for å frembringe en bakkantsignalpuls for målet ved den samme asimut og opprinnelig adskilt i avstand fra for-kantsignalpulseh," en asimutforflytningsanordning som er påvirkbar av målavstandspulsene ved suksessive asimut-verdier for å flytte kantsignalpulsene ved suksessive asimut-intervaller for å definere en målomhylningskurve, en avstandsforflytningsanordning for å endre avstandsposisjonen av et forflyttet kantsignal i avhengighet av avstandsposisjonene av de digitaliserte målavstandspulser for å definere en målomhylningsavstand, og en målsluttanordning som er påvirkbar av målavstandspulser som har den nevnte annen verdi ved et forutbestemt antall suksessive asimut-intervaller og ved en målomhylningsavstand som nevnt, hvilken målsluttanordning videre er påvirkbar av sammenfall i avstand av en forkantsignalpuls og en bakkantsignalpuls for å frembringe et datamaskin-avbruddsignal for målslutt, hvilket datamaskin-avbruddsignal for målslutt leveres til datamaskinen for å bevirke at denne avleser og lagrer måldata fra målvurderingsapparatet og ut fra disse data genererer et beregnet målsignal som representerer posisjon, hastighet og kurs av et mål for fremvisning på fremvisningsanordningen.

2. Apparat ifølge krav 1, omfattende en diskriminerings-anordning for diskriminering mot landmassemål som er større enn et ønsket mål med forutbestemt maksimal virkelig lengde i asimut, hvilket representerer en maksimal skipslengde, under påvirkning av et forutbestemt maksimalt antall suksessive asimut-målpulser som har den nevnte første verdi, hvilket maksimale antall avtar med suksessivt økende avstander, karakterisert ved at diskrimineringsanordningen er påvirkbar av forflytningen av en forkantsignalpuls som nevnt gjennom det nevnte forutbestemte maksimale antall suksessive asimut-intervaller, hvilket maksimale antall avtar med suksessivt økende målomhylningsavstander, for å frembringe et datamaskin-avbruddsignal for en diskriminert landmasse, hvilket datamaskin-avbruddsignal for diskriminert landmasse leveres til datamaskinen for å bevirke at denne utleser landmasse-data fra målvurderingsapparatet og styrer fremvisningsanordningen for fremvisning av en representasjon av landmassen i visuell kon-trast til de nevnte mål.

3. Apparat ifølge krav 2, karakterisert ved at diskrimineringsanordningen er påvirkbar av forflytningen av en forkantsignalpuls som nevnt gjennom et antall suksessive asimut-intervaller som er mindre enn det nevnte forutbestemte maksimale antall for å fastholde det nevnte mulige mål for videre vurdering uten generering av et datamaskin-avbruddsignal.