RU2098767C1

RU2098767C1 - Self-contained navigational instrument

Info

Publication number: RU2098767C1
Application number: RU94040683A
Authority: RU
Inventors: Ю.М. Кирияйнен; И.Ф. Данилин; М.В. Жуков; А.В. Стромов
Original assignee: Войсковая часть 25714
Priority date: 1994-11-01
Filing date: 1994-11-01
Publication date: 1997-12-10
Also published as: RU94040683A

Abstract

FIELD: sports; tourism. SUBSTANCE: instrument provides for determination of coordinates of object the bearing of which is being taken, recording and reading of check points of route and reduction of mass and dimensional characteristics. Instrument has computer 1 (CP), FM2 (ROM), OLT3 (RAM), indication register 4 (RGU), angle register 5 (RGU), mode of operation selection and data input circuit 6, digital indicators 7, indication control circuit 8, navigational meter 9, electronic switch 10, analog signal former 11, phase-to-code converter 12, angular orientation sensor 13, selector-former 14, and stop pickup 15. EFFECT: higher efficiency. 2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для определения пути, пройденного оператором в заданном направлении с применением радиоэлектронных устройств, и может быть использовано в спорте, туризме и других областях. The invention relates to devices for determining the path traveled by the operator in a given direction using electronic devices, and can be used in sports, tourism and other fields.

Известно устройство, содержащее датчик шага, формирователь импульсов датчика шага, генератор импульсов, элемент И, двоичный умножитель, двоичный и десятичный счетчики, блок ввода масштабного коэффициента и цифровой индикатор. A device is known comprising a step sensor, a pulse generator of a step sensor, a pulse generator, an AND element, a binary multiplier, a binary and a decimal counter, a scale factor input unit, and a digital indicator.

Известное устройство позволяет измерять пройденный путь, но не позволяет определять направление движения, а следовательно, местоположение пользователя, что является недостатком этого устройства. The known device allows you to measure the distance traveled, but does not allow you to determine the direction of movement, and therefore, the location of the user, which is a disadvantage of this device.

Известен цифровой компас, содержащий двухосевой магнитоэлектрический датчик и процессор для определения пеленгов, вычисляющий пеленг для местной индикации. Процессор содержит аналого-цифровой преобразователь для измерения соотношения сигналов, соответствующих осям X и Y (меньшее делится на большее), поступающих с датчика, программируемый блок памяти, управляемый сигналами с выходных линий аналого-цифрового преобразователя, который содержит функцию арктангенсов углов от 0 до 90^o. Выходные линии данных блока памяти определяют угол смещения сектора в диапазоне от 0 до 90^o, который впоследствии прибавляется к главному румбу, образующему в пеленге нижнюю границу выходного пеленга. Следовательно, данный цифровой компас позволяет определять направление движения. Однако он не осуществляет определение пройденного пути, что является его недостатком.A known digital compass containing a biaxial magnetoelectric sensor and a processor for determining bearings, calculates the bearing for local indication. The processor contains an analog-to-digital converter for measuring the ratio of signals corresponding to the X and Y axes (the smaller is divided by the larger) coming from the sensor, a programmable memory unit controlled by signals from the output lines of the analog-to-digital converter, which contains the function of arc tangent angles from 0 to 90 ^o . The output data lines of the memory unit determine the angle of the sector offset in the range from 0 to 90 ^o , which is subsequently added to the main rumba, which forms the lower boundary of the output bearing in the bearing. Therefore, this digital compass allows you to determine the direction of movement. However, he does not determine the distance traveled, which is his drawback.

Известен автономный навигационный прибор АНП-2К, содержащий переключатель "Режим", кнопки набора данных, коммутатор-формирователь данных, регистры памяти, координат конечной точки маршрута и средней длины шага, вычислитель координат объекта, блок ввода данных и управления, вычислитель, ПЗУ, схему управления индикацией, индикаторы и навигационный измеритель, в который входит датчик угловой ориентации, формирователь многофазных сигналов, преобразователь фаза-код, датчик шага и селектор-формирователь. Прибор позволяет определять на остановках текущие координаты X_i, Y_i оператора, направление движение α_oi, дирекционный угол на конечную точку маршрута α_ki в расстояние до нее R_ki, что позволяет оператору ориентироваться на местности при движении по маршруту.Known autonomous navigation device ANP-2K, containing the switch "Mode", data set buttons, switch-data generator, memory registers, coordinates of the endpoint of the route and the average step length, an object coordinate calculator, data input and control unit, calculator, ROM, circuit indication control, indicators and a navigation gauge, which includes an angular orientation sensor, a multiphase signal driver, a phase-code converter, a step sensor and a selector-shaper. The device allows you to determine at stops the current coordinates X _i , Y _{i of the} operator, the direction of movement α _oi , the direction angle to the end point of the route α _ki in the distance to it R _ki , which allows the operator to navigate the terrain when moving along the route.

Однако прибор имеет сравнительно большой вес и габариты, не позволяет автоматически определять отклонение Δα_i направления от направления на конечную точку маршрута, механический ввод магнитного склонения, что усложнило конструкцию компаса. Это является недостатками этого прибора и снижает эффективность его использования.However, the device has a relatively large weight and dimensions, it does not allow to automatically determine the deviation Δα _{i of the} direction from the direction to the end point of the route, mechanical input of magnetic declination, which complicated the design of the compass. This is a disadvantage of this device and reduces the efficiency of its use.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к изобретению является автономный навигационный прибор АНП-3КМ, выбранный за прототип. Он содержит схему управления режимами работы с кнопками набора данных, вычислитель, ОЗУ, ПЗУ, регистры индикации, режима, клавиатуры и угла, схему управления индикацией, цифровые индикаторы, схему ИЛИ, навигационный измеритель, состоящий из датчика угловой ориентации, формирователя аналоговых сигналов, преобразователя напряжения ±5 B, датчика шага, селектора-формирователя и преобразователя фаза-код. Прибор-прототип позволяет осуществлять движение по маршруту, определять на остановках текущие координаты X_i, Y_i оператора, направление его движения, направление на конечную точку маршрута α_ki и расстояние до этой точки, вводить магнитное склонение γ, автоматически определяет отклонение направления движения от направления на конечную точку.Of the known devices, the closest in technical essence to the invention is the autonomous navigation device ANP-3KM, selected for the prototype. It contains a control circuit for operating modes with data set buttons, a calculator, RAM, ROM, indication registers, mode, keyboard and angle, an indication control circuit, digital indicators, an OR circuit, a navigation gauge consisting of an angular orientation sensor, an analog signal former, a converter voltage ± 5 V, step sensor, selector-shaper and phase-to-code converter. The prototype device allows you to move along the route, to determine at stops the current coordinates X _i , Y _{i of the} operator, the direction of his movement, the direction to the end point of the route α _ki and the distance to this point, enter the magnetic declination γ, automatically determines the deviation of the direction from the direction to the end point.

Однако устройство-прототип обладает рядом недостатков. However, the prototype device has several disadvantages.

1) Большое количество органов управления на панели прибора 12 кнопок наборного поля, которые используют лишь при вводе информации, кнопка "Решение", переключатель "Режим", два тумблера "Питание" и ПР/обр. Кроме того, на панели прибора размещен магнитный компас. Размещение этих органов на панеле определяет ее сравнительный большие габариты, (85х200 мм), а большие количество органов управления затрудняет работу с прибором. 1) A large number of controls on the instrument panel 12 buttons of the dial field, which are used only when entering information, the "Solution" button, the "Mode" switch, two "Power" toggle switches and PR / arr. In addition, a magnetic compass is located on the instrument panel. The placement of these organs on the panel determines its comparatively large dimensions (85x200 mm), and the large number of controls makes it difficult to work with the device.

2) Формирователь многофазных сигналов прибора питается от двухполярного (±5 B) источника, в качестве которого используется преобразователь постоянного напряжения батареи в двухполярное напряжение. Питание формирователя и преобразователя осуществляется постоянно во время работы прибора, в то время как угол измеряется в течение нескольких МС. Это приводит к увеличению энергопотребления (15 18 мА) и использованию энергоемких источников тока, что также приводит к увеличению габаритов и массы прибора (85х168х200 мм, 2,6 кг). 2) The multiphase signal generator of the device is powered from a bipolar (± 5 V) source, which is used as a battery DC-to-bipolar voltage converter. The power of the shaper and converter is carried out continuously during operation of the device, while the angle is measured over several MS. This leads to an increase in energy consumption (15-18 mA) and the use of energy-intensive current sources, which also leads to an increase in the dimensions and mass of the device (85x168x200 mm, 2.6 kg).

3) Невозможность запомнить контрольные точки маршрута для восстановления последнего по карте после возвращения с маршрута и осуществлять пеленгование объекта, находящегося на удаление оператора. 3) The inability to remember the control points of the route to restore the latter on the map after returning from the route and to determine the object located at the operator’s disposal.

Указанные недостатки устройства-прототипа снижают эффективность его использования и проводят к определенным неудобствам в эксплуатации. These disadvantages of the prototype device reduce the efficiency of its use and lead to certain inconveniences in operation.

Техническая задача изобретения заключается в обеспечении определения координат пеленгуемого объекта, записи и считывания контрольных точек маршрута и в существенном улучшении массогабаритных характеристик прибора за счет сокращения органов управления и снижения энергопотребления. The technical task of the invention is to ensure the determination of the coordinates of the object being detected, recording and reading control points of the route and to significantly improve the weight and size characteristics of the device by reducing controls and reducing energy consumption.

Указанная техническая задача решается так, что в автономный навигационный прибор, содержащий ОЗУ, ПЗУ, регистр угла, последовательно соединенные регистр индикации, схему управления индикацией и цифровой индикатор, навигационный измеритель, состоящий из последовательно соединенных датчика шага и селектора формирователя, а также преобразователя фаза-код и формирователя аналоговых сигналов, первые вход и выход которого соединены соответственно с первым выходом и входом преобразователя фаза-код, второй выход которого соединен с первым входом регистра угла, при этом шина адреса вычислителя соединена с первыми входами ОЗУ и ПЗУ, шина данных вычислителя соединена с выходом ПЗУ, выходом ОЗУ, первым входом регистра индикации и выходом регистра угла, шина управления вычислителя соединена с входами "Запись" и "Выбор" ОЗУ, датчик угловой ориентации, вход и выход которого соединены соответственно с вторым выходом и входом формирователя аналоговых сигналов, дополнительно введены схемы выбора режима и ввода данных и введенный в навигационный измеритель электронный ключ. The specified technical problem is solved so that in a stand-alone navigation device containing RAM, ROM, an angle register, a connected display register, an indication control circuit and a digital indicator, a navigation meter, consisting of a step sensor and a selector selector, as well as a phase converter, connected in series code and shaper of analog signals, the first input and output of which are connected respectively to the first output and the input of the phase-to-code converter, the second output of which is connected to the first angle register, while the address bus of the computer is connected to the first inputs of RAM and ROM, the data bus of the computer is connected to the output of the ROM, the output of RAM, the first input of the display register and the output of the angle register, the control bus of the computer is connected to the inputs "Record" and "Select" RAM, an angular orientation sensor, the input and output of which are connected respectively to the second output and the input of the analog signal former, additionally, mode selection and data input circuits and an electronic key entered into the navigation gauge are introduced.

При этом шина данных вычислителя соединена с вторым входом ОЗУ и первым выходом схемы выбора режима и ввода данных, первый вход которой соединен с входом V "0"- вычислителя, а второй, третий и четвертый ее входы с шиной управления вычислителя, которая соединена со вторым входом преобразователя фаза-код, входами "Запись" регистров угла индикации, входом "Чтение" ОЗУ, входами "Выбор" и "Чтение" ПЗУ, входом электронного ключа, выход которого соединен с третьим входом формирователя аналоговых сигналов, третий и четвертый входы преобразователя фаза-код соединены соответственно с вторым выходом схемы выбора режима работы и ввода данных и выходом селектора формирователя, третий, четвертый и пятый выходы преобразователя фаза-код соединены соответственно с входами fт и TRAP вычислителя и пятым входом схемы выбора режима и ввода данных, третий выход которой соединен со входом RST вычислителя, который выполнен в виде, реализующим зависимости:

где X_i, Y_i, X_контр.i, Y_контр.i текущие координаты оператора и контрольных точек маршрута;
α_oi угол направления движения;
X_цi, Y_цi координаты цели;
α_цi угол направления на цель;
Δα_цi, угол, равный разности между углом направления на цель;
N количество шагов от 0 до 128;
R_цi расстояние от текущей точки до цели;
γ магнитнео склонение;
N_i номер контрольной точки;
N_1i количество шагов оператора;
N₂ интервал между контрольными точками через 128 (2; 5; 6; 512.) шагов, м;
N₃ количество контрольных точек,
L длина маршрута, м;

Схема выбора режима работы и ввода данных содержит четыре кнопки, счетверенный асинхронный K-триггер с тремя состояниями, двоично-десятичный дешифратор, элемент исключающее ИЛИ, четырехразрядный двоичный счетчик и два двухступенчатых D-триггера, при этом выхода 4 и 5 дешифратора соответственно соединены с входами S и D-триггера, R-вход и Q выход которого являются соответственно первым входом и вторым выходом схемы, нормально разомкнутые и нормально замкнутые контакты кнопок 7, 8, 9 и 10 соответственно соединены между собой и подключены к плюсу и минусу источника питания, общие контакты этих кнопок к входам 10, 13, 12 и 11 дешифратора, третий вход которого через элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к R-входу счетчика и S1, S2, S3, S4-входам асинхронного R-триггера, 01, 02, 03 и 0,4 выходы которого подсоединены к шине, являющейся первым выходом схемы, R-входы этого триггера, соединенные между собой, и вход E соответственно являются третьим и вторым входоми схемы, выход 6 счетчика объединен и соединен с входом C второго D-триггера, R-вход и Q-выход которого соответственно являются четвертым входом и третьим выходом схемы, CE-выход этого счетчика является пятым входом схемы.In this case, the data bus of the calculator is connected to the second RAM input and the first output of the mode selection and data input circuit, the first input of which is connected to the input V "0" of the calculator, and its second, third and fourth inputs are connected to the control bus of the calculator, which is connected to the second the phase-to-code converter input, the “Write” inputs of the display angle registers, the Read input of the RAM, the Select and Read inputs of the ROM, the electronic key input, the output of which is connected to the third input of the analog signal former, the third and fourth inputs of the phase converter - They are connected respectively to the second output of the operation mode selection and data input circuit and the output of the driver selector, the third, fourth and fifth outputs of the phase-code converter are connected respectively to the inputs ft and TRAP of the computer and the fifth input of the mode and data input circuit, the third output of which is connected with the RST input of the calculator, which is made in the form that implements the dependencies:

where X _i , Y _i , X _control.i , Y _control.i current coordinates of the operator and control points of the route;
α _oi angle of direction of movement;
X _qi , Y _qi coordinates of the target;
α _qi angle of direction to the target;
Δα _qi , the angle equal to the difference between the angle of direction to the target;
N number of steps from 0 to 128;
R _Цi distance from the current point to the target;
γ magnetic declination;
N _{i is the} number of the control point;
N _{1i the} number of steps of the operator;
N ₂ interval between control points through 128 (2; 5; 6; 512.) steps, m;
N _{3 the} number of control points,
L route length, m;

The operation mode and data input selection scheme contains four buttons, a quad asynchronous K-trigger with three states, a binary-decimal decoder, an exclusive OR element, a four-digit binary counter and two two-stage D-triggers, while outputs 4 and 5 of the decoder are respectively connected to the inputs S and D flip-flops, the R-input and Q output of which are the first input and the second output of the circuit, respectively, normally open and normally closed contacts of

buttons

7, 8, 9 and 10 are respectively interconnected and connected to the plus and minus the power source, the common contacts of these buttons to the

inputs

10, 13, 12 and 11 of the decoder, the third input of which is connected to the R-input of the counter and S1, S2, S3, S4-inputs of the asynchronous R-trigger, 01, 02 through the EXCLUSIVE OR element , 03 and 0.4 the outputs of which are connected to the bus, which is the first output of the circuit, the R-inputs of this trigger, interconnected, and the input E, respectively, are the third and second inputs of the circuit, the output 6 of the counter is combined and connected to the input C of the second D- a trigger whose R-input and Q-output are respectively the fourth input and third output In the circuit, the CE output of this counter is the fifth input of the circuit.

Сравнительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый прибор отличается наличием электронного ключа и схемы выбора режима работы и ввода данных с соответствующими связями. Таким образом, изобретение соответствует критерию "Новизна". A comparative analysis with the prototype shows that the inventive device is characterized by the presence of an electronic key and a circuit for selecting a mode of operation and data entry with appropriate connections. Thus, the invention meets the criterion of "Novelty."

Анализ известных технических решений (аналогов) в исследуемой и смежных областях позволяет сделать вывод, что введенные функциональные узлы известны. Однако введение их в автономный навигационный прибор с указанными связями придают прибору новые свойства; количество органов управления с 16 у прототипа уменьшено до 4, что упростило работу с прибором и позволило существенно уменьшить его габариты. Введение электронного ключа позволило существенно уменьшить энергопотребление прибора и использовать в приборе источники питания с меньшей энергоемкостью и меньшими габаритами. An analysis of known technical solutions (analogues) in the studied and related fields allows us to conclude that the introduced functional units are known. However, their introduction into a stand-alone navigation device with the indicated connections gives the device new properties; the number of controls from 16 in the prototype is reduced to 4, which simplified the work with the device and allowed to significantly reduce its dimensions. The introduction of the electronic key allowed to significantly reduce the power consumption of the device and use power supplies with a lower energy intensity and smaller dimensions in the device.

Изобретение имеет изобретательский уровень, так как оно для специалиста явным образом не следует из уровня техники. The invention has an inventive step, since it does not explicitly follow from the prior art for a specialist.

Изобретение является промышленно применимым, так как оно может быть использовано в различных областях народного хозяйства. The invention is industrially applicable, as it can be used in various fields of national economy.

На фиг.1 приведена функциональная схема предлагаемого прибора; на фиг. 2 схема выбора режима и ввода данных; на фиг. 3 режимы работы прибора и назначение его строк меню; на фиг. 4 цифровой индикатор; на фиг. 5 и 6- примеры исполнения отдельных функциональных узлов прибора. Figure 1 shows the functional diagram of the proposed device; in FIG. 2 diagram of mode selection and data entry; in FIG. 3 operating modes of the device and the purpose of its menu lines; in FIG. 4 digital indicator; in FIG. 5 and 6 are examples of the execution of individual functional units of the device.

В прибор (фиг. 1) входят вычислитель 1, ПЗУ2, ОЗУ3, регистры индикации 4, угла 5, схема выбора режима 6, цифровые индикаторы 7, схема управления индикацией 8, навигационный измеритель 9, электронный ключ 10, формирователь аналоговых сигналов 11, формирователь фаза-код 12, датчик угловой ориентации 13, селектор-формирователь 14 и датчик шага 15. The device (Fig. 1) includes a calculator 1, ROM2, RAM3, display registers 4, angle 5, mode selection circuit 6, digital indicators 7, indication control circuit 8, navigation meter 9, electronic key 10, analog signal conditioner 11, former phase code 12, angular orientation sensor 13, selector-shaper 14 and step sensor 15.

Вычислитель 1 шиной управления соединен с входом "Чтение" и "Выбор" ПЗУ2, "Чтение", "Запись" и "Выбор ОЗУ 3, с входами "Запись" и "Выбор" регистра индикации 4 и регистра угла 5, с входами 2, 3 и 4 схемы выбора режима и ввода данных 6, а шиной данных с выходом ПЗУ3, входом и выходом ОЗУ3, с входом регистра индикации 4, с выходами регистра угла 5 и схемы выбора режима и ввода данных 6. The calculator 1 of the control bus is connected to the input "Read" and "Select" ROM2, "Read", "Write" and "Select RAM 3, with inputs" Write "and" Select "display register 4 and register angle 5, with inputs 2, 3 and 4 of the mode selection and data input circuit 6, and the data bus with ROM3 output, RAM 3 input and output, with the indication register 4 input, with the outputs of the angle register 5 and the mode selection and data input circuit 6.

Шина адреса вычислителя 1 соединена с входами ПЗУ и ОЗУ. Выход регистра индикации 4 через схему управления индикации 8 подключен к индикаторам 7. Вход y "0"- вычислителя 1 соединен с первым входом схемы формирования режима и ввода данных 6, выходы 2 и 3 которой соответственно соединены с третьим входом формирователя фаза-код 12 и с входом RST-вычислителя, а вход 5 с четвертым выходом этого формирователя 12. Вход электронного ключа 10 соединен с шиной управления вычислителя 1, а выход с первым входом формирователя. Датчик угловой ориентации 13 своими входом и выходом подключен к первым входу и выходу формирователя 11, вторые вход и выход которого подключены к первым входу и выходу формирователя 12. Датчик шага 15 через селектор-формирователь 14 подключен к второму входу формирователя 12, первый, второй и третий выходы которого соответственно соединены с входами TRAP и fт вычислителя 1 и с третьим входом регистра угла 5. The address bus of the calculator 1 is connected to the inputs of the ROM and RAM. The output of the display register 4 through the control circuit of the display 8 is connected to the indicators 7. The input y "0" - of the computer 1 is connected to the first input of the mode formation and data input circuit 6, the outputs 2 and 3 of which are respectively connected to the third input of the phase-code generator 12 and with the input of the RST-calculator, and the input 5 with the fourth output of this shaper 12. The input of the electronic key 10 is connected to the control bus of the calculator 1, and the output is with the first input of the shaper. The sensor of the angular orientation 13 is connected with its input and output to the first input and output of the driver 11, the second input and output of which is connected to the first input and output of the driver 12. The step sensor 15 is connected to the second input of the driver 12 through the selector-shaper 14, the first, second and the third outputs of which are respectively connected to the TRAP and ft inputs of the calculator 1 and to the third input of the angle register 5.

Схема выбора режима работы и ввода данных (фиг. 2) содержит асинхронный RS-триггер 16, дешифратор 17, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 18, счетчик 19, двухступенчатый D-триггер 20 и 21, кнопки 7, 8, 9 и 10. Нормально разомкнутые и нормально замкнутые контакты кнопок 7, 8, 9 и 10 соответственно соединены между собой и подключены к плюсу и минусу источника питания. Общие контакты этих кнопок соединены соответственно с входами S1, S2, S3, S4 триггера 16, входы R1, R2, R3, R4 которого соединены между собой и являются входом 2 схемы, и с входами 10, 13, 12, 11 дешифратора 2. Пятый вход триггера16 является входом 2 схемы, а выходы 2, 9, 10 и 1 этого триггера 1 являются Вых.1 схемы. Третий выход дешифратора 17 через ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 18 соединены с входом R счетчика 19, CE-вход которого является Вх.5 схемы. Вход 1 и Вых. 6 счетчика 19 соединены и подключены к входу C-триггера 20, вход R и выход Q которого являются соответственно Вх.4 и Вых.2 схемы. Выходы 4 и 5 дешифратора 17 соответственно соединены с входами S-и C триггера 21, вход R и выход Q которого являются Вх.1 и Вых.3 схемы. The operation mode selection and data input circuit (Fig. 2) contains an asynchronous RS-flip-flop 16, a decoder 17, an EXCLUSIVE OR element 18, a counter 19, a two-stage D-flip-flop 20 and 21, buttons 7, 8, 9 and 10. Normally open and normally closed contacts of buttons 7, 8, 9 and 10, respectively, are interconnected and connected to the plus and minus of the power source. The common contacts of these buttons are connected respectively to the inputs S1, S2, S3, S4 of the trigger 16, the inputs R1, R2, R3, R4 of which are interconnected and are the input 2 of the circuit, and with the inputs 10, 13, 12, 11 of the decoder 2. Fifth trigger input 16 is input 2 of the circuit, and outputs 2, 9, 10 and 1 of this trigger 1 are Output 1 of the circuit. The third output of the decoder 17 through the EXCLUSIVE OR 18 is connected to the input R of the counter 19, the CE-input of which is Vkh.5 circuit. Entrance 1 and Exit. 6 counters 19 are connected and connected to the input of the C-trigger 20, the input R and the output Q of which are respectively Input 4 and Output 2 of the circuit. The outputs 4 and 5 of the decoder 17 are respectively connected to the inputs S and C of the trigger 21, the input R and the output Q of which are Vx.1 and Vy.3 circuits.

На фиг.5 приведен цифровой индикатор, содержащий 10 индикаторов. Информация, отображаемая на этих индикаторах, и ее размерность указаны в табл. 3 фиг. 5. Figure 5 shows a digital indicator containing 10 indicators. The information displayed on these indicators and its dimension are indicated in the table. 3 of FIG. 5.

Прибор работает следующим образом. The device operates as follows.

Включение питания прибора осуществляется путем подсоединения к прибору блока питания (тумблера включения питания у прибора нет, что связано с защитой режима записи и запоминания контрольных точек маршрута). В момент включения питания вычислитель 1 и схема 6 обнуляются импульсом с RC-цепочки, а на вход fт начнет поступать тактовая частота с навигационного измерителя. При этом программа работы прибора и константы из ПЗУ2 побайтно через шину данных по сигналам с шины управления "Выбор ПЗУ" и "Чтение ПЗУ" запоминаются в вычислителе 1, а затем по сигналам с шины управления "Выбор ПЗУ " и "Запись в ПЗУ" через шину данных переписываются в ОЗУ 3. По шине адреса вычислитель 1 формирует адрес ячейки памяти ПЗУ 2, из которой информации считывается, в адрес ячейки записи в ОЗУ 3. После перезаписи ПЗУ 2 отключается и при работе прибора вычислитель 1 будет обращаться только к ОЗУ 3. Перезапись информации из ПЗУ 2 осуществляется каждый раз при включении питания прибора примерно в течение 3 с и производится с целью снижения энергопотребления, так как существующие ПЗУ энергоемки. После перезаписи вычислитель переходит в режим ожидания "HALT", а ПЗУ2 отключается. The power to the device is turned on by connecting a power supply to the device (the device does not have a power on toggle switch, which is associated with the protection of the recording mode and memorization of route control points). At the moment of power-up, the calculator 1 and circuit 6 are reset to zero by the pulse from the RC-chain, and the clock frequency from the navigation meter will begin to arrive at the input ft. In this case, the program of operation of the device and the constants from ROM2 byte-by-bit through the data bus from the control bus "Select ROM" and "Read ROM" are stored in calculator 1, and then by the signals from the control bus "Select ROM" and "Write to ROM" through the data bus is overwritten in RAM 3. On the address bus, the calculator 1 generates the address of the memory cell of ROM 2, from which information is read, to the address of the write cell in RAM 3. After overwriting the ROM 2, it turns off and when the device is in operation, the calculator 1 will only access RAM 3. Overwriting information from ROM 2 is carried out each time the power is turned on for about 3 seconds, it is made in order to reduce power consumption, as the existing ROMs are energy-intensive. After overwriting, the calculator goes into standby mode "HALT", and ROM2 is turned off.

Потребление прибора в режимах: Включено 5 мА, Отключено 2 мА. Device consumption in modes: 5 mA on, 2 mA off.

Такое потребление прибора достигнуто за счет исключения преобразователя напряжения и перевода формирователя аналоговых сигналов на однополярное питание, а также за счет кратковременного включения этого формирователя на время измерения угла (≈20 мС). Such consumption of the device was achieved by eliminating the voltage converter and switching the analog signal driver to unipolar power, as well as by briefly turning on this driver for the time of measuring the angle (≈20 mS).

Управление работой прибора осуществляется с помощью схемы 6 четырьмя кнопками "Δα", "R, a ", "X, Y" и "КОМПАС", которые размещены на передней панеле прибора. На этой панеле также размещен индикатор 7 из 10 цифровых индикаторов. Назначение индикаторов и их расположение приведено на фиг. 5. The operation of the device is controlled using circuit 6 with four buttons "Δα", "R, a", "X, Y" and "COMPASS", which are located on the front panel of the device. This panel also has an indicator of 7 out of 10 digital indicators. The purpose of the indicators and their location are shown in FIG. 5.

Режимы работы прибора приведены в табл. 1 фиг. 4, а назначение строк меню в табл. 2. Как следует из табл. 2, режимы работы прибора разбиты на две группы: работа без вхождения в меню и работа при вхождении в меню. Режимами работы первой группы пользуются на маршруте. Они связаны с включением и отключением прибора (остается включенной ОЗУ), определение текущих координат "X_i, Y_i, дирекционного угла "КОМПАС", расстояния до цели R и направления на цель a_цi и отклонения направления движения на цель от направления движения " Δα ". Режимы торой группы связаны с вхождением в меню, выбором строки, фиксацией строки, набором данных путем выбора разряда, набора числа в этом разряде кнопками увеличение и уменьшение, выбора следующего разряда и числа в этом разряде и т. д. вводом данных. Вхождение в режим меню осуществляется путем нажатия и отпускания кнопок, указанных в табл. 1 фиг. 4.The modes of operation of the device are given in table. 1 of FIG. 4, and the purpose of the menu lines in the table. 2. As follows from the table. 2, the operating modes of the device are divided into two groups: work without entering the menu and work when entering the menu. The operating modes of the first group are used on the route. They are connected with turning the device on and off (RAM remains on), determining the current coordinates "X _i , Y _i , the directional angle" COMPASS ", the distance to the target R and the direction to the target a _tsi and the deviation of the direction of movement to the target from the direction of movement" Δα ". The modes of the second group are related to entering the menu, selecting a line, fixing a line, collecting data by selecting a category, typing a number in this category using the increase and decrease buttons, selecting the next category and number in this category, etc. by entering data. Entering in menu mode carries out by pressing and releasing the buttons indicated in table 1 of Fig. 4.

Схема выбора режима работы и ввода данных 6 работает следующим образом. The circuit for selecting the operating mode and data input 6 operates as follows.

При включении прибора во время перезаписи триггер 20 по Вх.4 обнуляется, а счетчик 19, на который поступает частота fз досчитывает до появления на выходе 6 лог.1 и блокируется. Триггер 20 по входу C не устанавливается в "1" не формирует сигнал RST в связи с тем, что на его входе R во время перезаписи подается запрещающий потенциал "1". При нажатии и отпускании одной из кнопок или их комбинации в соответствии с табл. 2 фиг. 2 (кроме режимом "Включено" и "Отключено") код комбинации (кнопка "Компас" старший разряд, кнопка " Da " младший разряды) поступит на время нажатия кнопки на входы S1, S2, S3, S4 триггера 16 и входы 10, 13, 12, 11 дешифратора 17 и исчезает при отпускании. Эта комбинация запомнится триггером 16, а на выход 3 дешифратора 17 сигнал с логической "1" сменится на "0" и опять вернется в "1". "0" потенциал с выхода 3 дешифратора 17 через ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 18 обнулит к входу R счетчик 19 и включит его в режим счета. При появлении "1" на выходе 6 счетчика 19 он заблокируется по входу C, а триггер 20 по входу C установится в "1" и которая поступит на вход RST вычислителя 1, включая его на подпрограмму обработки прерывания. При этой подпрограмме вычислитель считывает с триггера 16 по входу 5 информацию на шину данных, анализирует и запомимает код на выходах Q1, Q2, Q3 и Q4 и переходит на работу по программе соответствующего коду режима (табл. 1 фиг. 4), а также обнуляет по Вх.3 триггер 16 и по Вх.4 триггер 20. When the device is turned on during dubbing, trigger 20 according to Vx.4 is reset to zero, and counter 19, to which the frequency fz arrives, is counted until log.1 appears at output 6 and is blocked. The trigger 20 at the input C is not set to "1" does not generate the signal RST due to the fact that at its input R during overwriting the inhibitory potential "1" is supplied. When you press and release one of the buttons or their combination in accordance with the table. 2 of FIG. 2 (except for the “On” and “Disabled” modes) the combination code (Compass button high order, “Da” button low order) will arrive at the time the button is pressed on inputs S1, S2, S3, S4 of trigger 16 and inputs 10, 13 , 12, 11 of the decoder 17 and disappears when released. This combination will be remembered by trigger 16, and to output 3 of the decoder 17, the signal from logical “1” will change to “0” and again return to “1”. The "0" potential from the output 3 of the decoder 17 through EXCLUSIVE OR 18 will reset counter 19 to the input R and turn it on in counting mode. When "1" appears at the output 6 of counter 19, it is blocked at input C, and the trigger 20 at input C is set to "1" and which will go to the RST input of calculator 1, including it to the interrupt processing routine. With this subroutine, the calculator reads information from the trigger 16 at input 5 to the data bus, analyzes and stores the code at the outputs Q1, Q2, Q3 and Q4 and switches to work according to the program of the corresponding mode code (table 1 of Fig. 4), and also resets on In 3 trigger 16 and on In 4 trigger 20.

При наборе кнопками режима "Отключено" (код 7) на выходе 4 дешифратора 17 сформируется "1", которая установит триггер 21 в "1", которая поступит на формирователь фаза-код 12 и заблокирует работу генератора формирователя 12 и вычислителя 1. When the buttons are set to the “Disabled” mode (code 7), output 1 of the decoder 17 will generate “1”, which will set the trigger 21 to “1”, which will go to the phase-code generator 12 and block the operation of the generator of the former 12 and calculator 1.

При наборе кнопками режима "Включено" (код 9) на входе 5 дешифратора 17 сформируется"1", которая по входу C установит триггер 21 в "0" и разрешит работу генератора формирователя и вычислителя 1. When the buttons are set to the “On” mode (code 9), “1” will be formed at the input 5 of the decoder 17, which will set the trigger 21 to “0” at the input C and enable the generator generator and the calculator 1 to work.

В режим меню прибор входит после одновременного нажатия и отпускания кнопок "Компас" и "X, Y". После этого назначение кнопок при нажатии изменяется в соответствии с табл. 1 фиг. 4: кнопка "Компас" уменьшение числа/разряда, кнопка "X, Y" выбор числа, кнопка "R, a" выбор разряда, кнопка "Da" увеличение числа/разряда. The device enters the menu mode after simultaneously pressing and releasing the "Compass" and "X, Y" buttons. After that, the purpose of the buttons when pressed changes in accordance with the table. 1 of FIG. 4: Compass button, decrease the number / discharge, X, Y button, select the number, R button, a discharge selection, Da button, increase the number / discharge.

При вхождении в меню на первом индикаторе фиг. 5 высвечивается цифра "0" строка текущие координаты оператора. Для ввода текущих координат начальной точки движения необходимо нажать и отпустить кнопки "R, a" и "Da" (фиксация). На всех индикаторах засветится цифра "0". Нажать и отпустить кнопку "X, Y" (выбор числа). Кнопками больше (Da) или меньше (Компас) набрать необходимое число на первом индикаторе. Нажать и отпустить кнопку "R, a" (выбор разряда). Кнопкой меньше (Компас) перевести точку на точку на второй индикатор фиг.5. Нажать и отпустить кнопку выбор числа (X, Y). Кнопками меньше (Компас) или больше (Da) набрать необходимое число на втором индикаторе. Аналогично набрать информацию о текущих координатах на всех других индикаторах. Нажать кнопки "X, Y" и "R, a", произвести после погасания индикации путем вхождения в меню и нажатия кнопок "Фиксация". На всех индикаторах высветится введенная информация. В случае обнаружения ошибок при вводе информация или корректировки, описанными выше приемами выбора разряда, выбора числа и набора числа кнопками "<" и ">" установить требуемые значения. When entering the menu on the first indicator of FIG. 5 the digit "0" is displayed; the line is the current coordinates of the operator. To enter the current coordinates of the starting point of movement, press and release the "R, a" and "Da" buttons (fixation). All indicators will show the number "0". Press and release the "X, Y" button (select number). Use the buttons more (Da) or less (Compass) to dial the required number on the first indicator. Press and release the "R, a" button (select discharge). Use the less button (Compass) to transfer a point to a point on the second indicator of Fig. 5. Press and release the number selection button (X, Y). Use the buttons less (Compass) or more (Da) to dial the required number on the second indicator. Similarly, type information on the current coordinates on all other indicators. Press the buttons "X, Y" and "R, a", make after the display goes out by entering the menu and pressing the buttons "Fixation". All indicators will display the entered information. If errors are detected during the input of information or corrections, use the "<" and ">" buttons to set the required values using the methods for selecting a digit, selecting a number, and dialing the number described above.

Для ввода координат первой контрольной точки необходимо войти в меню путем нажатия кнопок "Компас" и "X, Y". На первом индикаторе засветится цифра "0". Нажать и отпустить кнопку "X, Y" (выбор числа) и кнопкой "Da" (увеличение числа) набрать на первом индикаторе цифру "1" (первая строка). Описанным выше способом ввести координаты первой контрольной точки. To enter the coordinates of the first control point, you must enter the menu by pressing the "Compass" and "X, Y" buttons. The number 0 will appear on the first indicator. Press and release the "X, Y" button (select number) and use the "Da" (increase number) button to enter the number "1" on the first indicator (first line). In the way described above, enter the coordinates of the first control point.

Описанными выше приемами, набирая вторую, третью и четвертую строки, ввести координаты второй, третьей и четвертой контрольных точек (целей). Набрать седьмую строку меню и ввести среднюю длину шага l_ср и поправку направления g в соответствии с табл. 3 фиг. 4.Using the methods described above, typing the second, third and fourth lines, enter the coordinates of the second, third and fourth control points (goals). Dial the seventh menu line and enter the average step length l _sr and the g direction correction in accordance with Table. 3 of FIG. 4.

После проведенных выше операций прибор готов к работе на маршруте движения. В том случае, когда в прибор в "0" строку меню введены координаты начальной точки, в которую оператор будет доставлен каким-либо транспортом, прибор отключается нажатием и отпусканием кнопок "X, Y", "R, a" и "Da". При прибытии в заданную начальную точку оператор включает прибор нажатием кнопок "Компас" и "Da" может начинать движение по маршруту. After the above operations, the device is ready to work on the route of movement. In the case when the coordinates of the starting point to which the operator will be delivered by any transport are entered into the menu bar at “0”, the device is turned off by pressing and releasing the “X, Y”, “R, a” and “Da” buttons. Upon arrival at a given starting point, the operator turns on the device by pressing the "Compass" and "Da" buttons can start moving along the route.

В приборе прототипе текущее значение координат вычисляется по формулам X_i=X_i-1+l_ср•cosα_oi, Y_i=Y_i-1+l_ср• sinα_oi и далее суммируется или вычитается в зависимости от направления движения вычислителем 1 с ранее вычисленными значениями.In the prototype device, the current coordinate value is calculated by the formulas X _i = X _i-1 + l _cf • cosα _oi , Y _i = Y _i-1 + l _cf • sinα _oi and then it is added or subtracted depending on the direction of movement by the calculator 1 from earlier calculated values.

В предлагаемом приборе с целью сокращения времени работы вычислителя 1 производится накопление текущих координат в виде суммы sinα_oi и cosα_oi в буферных регистрах памяти вычислителя 1. sinα_oi и cosα_oi вычисляются по углу, считываемому с регистра угла 5 программно по сигналу TRAP.In the proposed device, in order to reduce the operating time of calculator 1, the current coordinates are accumulated as the sum of sinα _oi and cosα _oi in the buffer registers of the memory of calculator 1. sinα _oi and cosα _oi are calculated by the angle read from the register of angle 5 programmatically by the TRAP signal.

Сигнал TRAP формируется следующим образом. The TRAP signal is generated as follows.

Датчиками первичной информации навигационного измерителя 9 являются датчик угловой ориентации 13, определяющий направление движения и датчик шага 15, регистрирующий перемещение на маршруте и формирующий эклектрический импульс при каждом шаге. Датчик угловой ориентации 13 фазометрического типа своими входами и выходами подключен к формирователю аналогов сигналов 11, который формирует по цепям датчика 13 ортогональные напряжения sinα и cosα, а также импульсный выходной сигнал, поступающий на преобразователь фаза-код 12 и несущий информацию о фазе (направления движения по маршруту). Этот сигнал в преобразователе фаза-код 12, выполненном по типовой схеме фазометра мгновенного действия, представляется в виде кода фазы в двоичном виде. Разрешением на формирование кода фазы является сигнал заданной длительности с селектора-формирователя 14, начало которого совпадает с импульсом датчика шага 15. После окончания формирования кода фазы в преобразователе фаза-код 12 на его выходе формируется сигнал TRAP. Таким образом, при каждом шаге в преобразователе фаза-код 12 формируется код фазы (угла направления движения a_oi) и сигнал TRAP, по которому двоичный код фазы в вычислителе 1 с помощью констант, хранимых в ОЗУ 3, преобразуется в значения sinα_oi и cosα_oi угла направления движения α_oi и суммируются в буферных регистрах памяти вычислителя 1, а угол α_oi записывается сигналами "Запись в регистр" "Выбор регистра" в регистр угла 5 и при нажатии кнопки "Кнопки" отображается на индикаторах 7 в градусах.The primary information sensors of the navigation gauge 9 are an angular orientation sensor 13, which determines the direction of movement and a step sensor 15, which registers movement along the route and generates an electric pulse at each step. The angular orientation sensor 13 of the phase-type type is connected with its inputs and outputs to the analog signal former 11, which generates the orthogonal voltage sinα and cosα along the sensor circuits 13, as well as a pulse output signal supplied to the phase-code converter 12 and carrying phase information (direction of movement) along the route). This signal in the phase-to-code converter 12, made according to a typical instantaneous phasemeter design, is represented as a phase code in binary form. The permission to generate the phase code is a signal of a given duration from the selector-shaper 14, the beginning of which coincides with the pulse of the sensor of step 15. After the completion of the generation of the phase code in the phase-to-code converter 12, a TRAP signal is generated at its output. Thus, at each step in the phase-to-code converter 12, a phase code (the angle of the direction of motion a _oi ) is generated and a TRAP signal, according to which the binary phase code in the calculator 1 is converted into the values sinα _oi and cosα by the constants stored in RAM 3 _{oi of the} angle of the direction of movement α _oi and are summed in the buffer registers of the memory of the calculator 1, and the angle α _{oi is} written by the signals "Write to register""Selectregister" in the register of angle 5 and when the button is pressed, the buttons are displayed on indicators 7 in degrees.

При заполнении одного или двух буферных регистров в зависимости от направления движения, которое происходит при прохождении определенного количества шагов по сигналу "TRAP" (в данном приборе, например через 128 шагов), сумма sinα_oi и cosα_oi умножается на среднюю длину шага и суммируется с ранее записанными координатами по формулам

Номер точки N_i вычисляется по формуле

где N_1i количество шагов оператора.When filling one or two buffer registers, depending on the direction of movement that occurs when a certain number of steps are taken by the TRAP signal (in this device, for example, through 128 steps), the sum of sinα _oi and cosα _oi is multiplied by the average step length and is summed with previously recorded coordinates according to the formulas

The point number N _{i is} calculated by the formula

where N _{1i is the} number of steps of the operator.

Количество контрольных точек N₃ определяется по формуле

,
где N₂ интервал между контрольными точками, например, через 128 шагов, м;
L длина маршрута, м.The number of control points N ₃ is determined by the formula

,
where N _{2 the} interval between the control points, for example, after 128 steps, m;
L the length of the route, m.

Таким образом, через каждые 128 шагов в приборе в ОЗУ3 записываются координаты точек, которые являются контрольными точками маршрута. Thus, after every 128 steps in the device, in RAM3 coordinates of points are recorded, which are control points of the route.

При расчете X_i, Y_i, α_цi, R_цi и Δα_цi после нажатия и отпускания соответствующей кнопки по сигналу RT с выхода 3 платы 6 вычислитель 1 анализирует код, набранный кнопками, опрашивая выходы триггера 16, и в зависимости от кода переходит на соответствующую подпрограмму расчета по формулам

где X_i, Y_i текущие координаты оператора;
α_oi угол направления движения;
N количество шагов, например, от 0 до 128 (256, 512.);
α_цi угол направления на цель;
Δα_цi угол, равный разности между направлением движения и направлением на цель;
R_цi расстояние от текущей точки до i-цели;
γ магнитное склонение;

.When calculating X _i , Y _i , α _qi , R _qi and Δα _qi after pressing and releasing the corresponding button by the RT signal from output 3 of board 6, calculator 1 analyzes the code dialed by the buttons, polling the outputs of trigger 16, and depending on the code switches to the corresponding formula calculation routine

where X _i , Y _{i are the} current coordinates of the operator;
α _oi angle of direction of movement;
N is the number of steps, for example, from 0 to 128 (256, 512.);
α _qi angle of direction to the target;
Δα _qi angle equal to the difference between the direction of movement and the direction to the target;
R _{Цi is the} distance from the current point to the i-target;
γ magnetic declination;

.

После выполнения соответствующей подпрограммы вычислений вычислитель 1 переходит на подпрограмму динамической индикации рассчитанных параметров, длительность которой равна 4 6 с. Повторное включение кнопки включает индикацию еще на 4 6 с. After completing the corresponding calculation routine, the calculator 1 switches to the routine for the dynamic indication of the calculated parameters, the duration of which is 4 6 s. Re-enabling the button turns on the display for another 4 to 6 s.

Учитывая выше сказанное, работа с прибором на маршрутное должна осуществляться следующим образом. Given the above, work with the device on the route should be as follows.

В начальной точке маршрута вводятся в соответствии с табл. 2 фиг. 4 координаты начальной точки X_н, Y_н в "0" строку меню (в случае необходимости возвращения в начальную точку маршрута координаты X_н, Y_н вводятся также в строку 8 меню), координаты конечной точки X_к, Y_к (в случае необходимости вводятся три промежуточных точки) в соответствующие 1, 2, 3 и 4 строки меню, среднюю длину шага l_ср и магнитное склонение γ в седьмую строку. В зависимости от выбранной точки прибытия выбирается строка, где записаны координаты этой точки, и нажимаются кнопки "R, a" и "Da" "фиксация". На индикаторах 7 высвечиваются координаты выбранной точки X_к1, Y_к1. Нажать кнопку "R, a" и сосчитать с индикаторов расстояние до точки R_к1 и направление a_к1 на нее. Нажать кнопку "Компас" или "Δα" и, поворачиваясь на месте, добейтесь на индикаторах 7 значения a_к1= α или Δα 0. В этом направлении необходимо начать движение по маршруту. В процессе движения вычислитель 1 будет по сигналу TRAP с навигационного измерителя 12 рассчитывать текущие координаты местоположения оператора при нажатии кнопки "X, Y" либо координаты контрольных точек при ненажатой кнопки"X, Y". Нажимая кнопку "R, a" можно определять направление a_к1 или α_н и определять расстояние R_к1 или R_н.At the starting point of the route are entered in accordance with table. 2 of FIG. 4 coordinates of the starting point X _n , Y _n in the "0" menu bar (if necessary, returning to the starting point of the route the coordinates X _n , Y _n are also entered in line 8 of the menu), the coordinates of the end point X _k , Y _k (if necessary three intermediate points are entered) in the corresponding 1, 2, 3 and 4 lines of the menu, the average step length l _sr and the magnetic declination γ in the seventh line. Depending on the selected arrival point, a line is selected where the coordinates of this point are recorded, and the "fix" buttons are pressed "R, a" and "Da". The indicators 7 highlight the coordinates of the selected point X _k1 , Y _k1 . Press the button "R, a" and count from the indicators the distance to the point R _k1 and the direction a _k1 to it. Press the "Compass" or "Δα" button and, turning in place, get the indicators a _к1 = α or Δα 0. on the indicators 7. In this direction, you need to start moving along the route. During the movement, the calculator 1 will, based on the TRAP signal from the navigation gauge 12, calculate the current coordinates of the operator’s location when the "X, Y" button is pressed or the coordinates of the control points when the "X, Y" button is not pressed. By pressing the "R, a" button, you can determine the direction of a _k1 or α _n and determine the distance R _k1 or R _n .

Направление движения на маршруте удобно контролировать по индикатору 7, нажимая кнопку "Δα", так как при этом не надо производить никаких вычислений. Необходимо двигаться по маршруту так, чтобы на индикаторах 7 высвечивалось нулевое значение угла. При отклонении на маршруте влево от заданного направления на индикаторе высвечиваются положительные значения угла, а при отклонении вправо отрицательные значения, что позволяет быстро определять правильное направление движения. The direction of movement along the route is conveniently controlled by indicator 7 by pressing the "Δα" button, since no calculations are necessary. It is necessary to move along the route so that on the indicators 7 the zero value of the angle is displayed. If you deviate along the route to the left of the specified direction, the indicator displays positive values of the angle, and when you deviate to the right, negative values, which allows you to quickly determine the correct direction of movement.

В ряде случаев на маршруте необходимо определять координаты объекта, к которому трудно или невозможно подойти. Это осуществляется следующим образом. In some cases, on the route it is necessary to determine the coordinates of the object, which is difficult or impossible to approach. This is as follows.

Войти в меню, набрать строку 5 и нажать кнопки "R, a" и "Da" - "фиксация". На индикаторах засветятся "0". Описанными выше приемами набрать на индикаторах значение дальности до пеленгуемого объекта, которое может определяться с помощью бинокля, дальномера, глазомерно и т.д. Направить прибор с помощью прицельного устройства, установленного определенным образом на панели прибора, на пеленгуемый объект. Кнопками "X, Y" и "Da" осуществить ввод, записанные координаты будут храниться в приборе до тех пор, пока не будет запеленгован второй объект или будет выключен прибор. Enter the menu, type line 5 and press the "R, a" and "Da" buttons - "commit". The indicators will show “0”. Using the methods described above, dial on the indicators the value of the distance to the target being detected, which can be determined using binoculars, rangefinder, eyeballs, etc. Direct the device with an aiming device, installed in a certain way on the panel of the device, to the object to be detected. Use the "X, Y" and "Da" buttons to enter, the recorded coordinates will be stored in the device until the second object is detected or the device is turned off.

Считывание координат запеленгованного объекта с индикаторов 7 осуществляется путем вхождения в меню, выбора строки 6 и ее "фиксации". Reading coordinates of the bearing object from indicators 7 is carried out by entering the menu, selecting line 6 and its "fixation".

При достижении первой промежуточной точки маршрута для продвижения к следующей промежуточной точке необходимо войти в меню, набрать строку, где находится следующая точка маршрута, и зафиксировать ее. Координаты этой точки перепишутся в ОЗУ и прибор будет вести к второй точке. Поэтому, как было описано выше, необходимо определить R_к2 и a_к2 и, поворачиваясь на месте, добиться значений α_к2= α или Δα 0 и продолжать движение в этом направлении на вторую точку. Аналогичные действия произвести при достижении второй и третьей точек маршрута.Upon reaching the first intermediate point of the route, in order to advance to the next intermediate point, it is necessary to enter the menu, enter the line where the next route point is located, and fix it. The coordinates of this point will be rewritten in RAM and the device will lead to the second point. Therefore, as described above, it is necessary to determine R _k2 and a _k2 and, turning in place, achieve the values of α _k2 = α or Δα 0 and continue moving in this direction to the second point. Perform similar actions when reaching the second and third points of the route.

При достижении конечной точки маршрута или на отдыхе прибор необходимо отключить нажатием и отпусканием кнопок "X, Y", "R, a" и "Da". Если требуется осуществить контроль пройденного маршрута, то необходимо записать пройденные контрольные точки через сто двадцать восемь шагов. Для этого нужно установить прибор так, чтобы он не начался и было удобно с ним работать. When reaching the end point of the route or on vacation, the device must be turned off by pressing and releasing the "X, Y", "R, a" and "Da" buttons. If you want to control the distance traveled, you must record the passed control points through one hundred twenty-eight steps. To do this, you need to install the device so that it does not start and it is convenient to work with it.

Включать прибор кнопками "Компас" и "Da" и войти в меню, набрать строку 9 и зафиксировать ее. На первом разряде останется цифра 9, на остальных засветится цифра "0". Как было описано выше, в соответствии таблицей 1 фиг. 4, манипулируя кнопкой "Разряд", "Цифра", "<" и ">" на индикаторах 6, 7.10, набирать номер контрольной точки. Номер контрольной точки можно набирать по порядку1, 2, 3. либо дискретно, например, 1, 10, 20, 100, 110, 120, и т.д. Нажать кнопки "X, Y" и "R, a" ввод данных. На индикаторах 1.5 и 610 высветятся координаты набранной контрольной точки. Аналогично, просматривая и записывая координаты других контрольных точек, можно с помощью карты восстановить маршрут движения оператора и проконтролировать маршрут его движения. Turn on the device with the buttons "Compass" and "Da" and enter the menu, dial line 9 and lock it. The number 9 will remain on the first digit, the number “0” will be displayed on the rest. As described above, in accordance with table 1 of FIG. 4, by manipulating the "Discharge", "Digit", "<" and ">" buttons on indicators 6, 7.10, dial the number of the control point. The control point number can be dialed in order of 1, 2, 3. or discretely, for example, 1, 10, 20, 100, 110, 120, etc. Press the "X, Y" and "R, a" buttons to enter data. The indicators 1.5 and 610 will display the coordinates of the typed control point. Similarly, by viewing and recording the coordinates of other control points, you can use the map to restore the operator’s route of movement and to control its route.

При необходимости возвращения в начальную точку маршрута из любой его другой точки необходимо войти в меню, набрать строку 8 и нажать фиксацию, затем кнопку "R,a", сориентироваться так, чтобы Da 0 и начать движение. If you need to return to the starting point of the route from any of its other points, you need to enter the menu, dial line 8 and press latch, then the "R, a" button, orient yourself so that Da 0 and start moving.

Предлагаемый прибор легко реализуется на серийно выпускаемых радиокомпанентах. The proposed device is easily implemented on commercially available radio components.

На фиг. 5 показан вариант исполнения формирователя аналоговых сигналов. Формирователь Sin и Cos напряжений 22 формирует напряжения для питания токовых входов преобразователей Холла датчика угловой ориентации (ДУО) (преобразователи тип ПХЭ 602 117А). Он выполнен на микросхемах 564 ТМ2, 564 ПУ6, 1НТ251, 2ТС622А и на двух трансформаторах, согласующих низкое выходное сопротивление преобразователей Холла (5 10 Ом) с выходными сопротивлениями коммутаторов (порядка 100 Ом). In FIG. 5 shows an embodiment of an analog signal former. Shaper Sin and Cos voltages 22 generates voltages to power the current inputs of the Hall transducers of the sensor of angular orientation (DUO) (converters type ПХЭ 602 117А). It is made on 564 TM2, 564 PU6, 1NT251, 2TS622A microcircuits and on two transformers that match the low output resistance of Hall converters (5 10 Ohms) with the output resistances of the switches (about 100 Ohms).

С Холловских выходов преобразователей Холла ДУО сигналы поступают на сумматор 23, на выходе которого выделяются сумма двух импульсных последовательностей, поступающая на выход ФНЧ 24. На выходе ФНЧ 24 выделяется первая гармоника сигнала, фаза которого связана с угловым положением ДУО, поступающая на вход компаратора 25, формирующего из этого сигнала импульса последовательность, передние фронты импульсов которой соответствуют переходу сигнала первой гармоники через "0". Сумматор, ФНЧ и компаратор выполнены на микросхеме 1401 УД2А. From the Hall outputs of the hall converters of the DUO, the signals are fed to the adder 23, at the output of which the sum of two pulse sequences allocated to the output of the low-pass filter 24 is allocated. forming a sequence from this pulse signal, the leading edges of the pulses of which correspond to the transition of the first harmonic signal through "0". The adder, low-pass filter and comparator are made on chip 1401 UD2A.

Преобразователь фаза-код, вариант исполнения которого показан на фиг. 6, содержит кварцевый генератор 26, который может блокироваться по входу (режим прибора "Отключено") кнопками с панели прибора, а также разблокироваться и включаться в режим генерации (режим "Включено") кнопками с панели прибора. Он выполнен на микросхеме 564 ТЛ1. Сигнал с генератора fт поступает на вычислитель 1 и на делитель частоты 27, формирующий сетку частот f₁, f₂, f₃ и выполненный на микросхеме 564 И Е10. Сигнал с делителя 27 поступает на вход счетчика 29, выполненного на микросхеме 564ИЕ10, который находится в состоянии запрета счета, определяемого сигналом с выхода триггера 30, выполненного на микросхеме 564ТМ2. Счетчик включается в режим счета в двух случаях: при нажатии кнопок" Компас", "R, a" и "Da" или от импульса датчика шага.The phase-to-code converter, an embodiment of which is shown in FIG. 6, contains a quartz oscillator 26, which can be blocked at the input (device mode "Disabled") by buttons from the panel of the device, as well as unlocked and switched into generation mode (mode "On") by buttons from the panel of the device. It is made on a 564 TL1 chip. The signal from the generator ft comes to the calculator 1 and to the frequency divider 27, forming a grid of frequencies f ₁ , f ₂ , f ₃ and made on a chip 564 And E10. The signal from the divider 27 is fed to the input of the counter 29, executed on the chip 564IE10, which is in a state of prohibition of counting, determined by the signal from the output of the trigger 30, made on the chip 564ТМ2. The counter is switched on in the counting mode in two cases: when you press the "Compass", "R, a" and "Da" buttons or from the pulse of the step sensor.

В первом случае сигнал с шины управления по входу 2 преобразователя фаза-код 12 через схему ИЛИ 22 (564 ЛЕ5) обнуляет счетчик 29 и устанавливает в "0" триггер 30, сигнал с выхода которого включает счетчик в режим счета. Длительность этого режима определяется моментом поступления импульса компаратора 25, который устанавливает триггер 30 в "1" и запрещает счет импульсов счетчику 29. Интервал между импульсом обнуления и передним фронтом импульса компаратора соответствует фазовому сдвигу первой гармоники и зависит от углового положения датчика угловой ориентации 13. В этих режимах, как следует из работы схемы, сигнал TRAP не формируется. При движении формируется импульс от датчика шага, который через селектор-формирователь 14 и схему ИЛИ 28 установит счетчик 29 и триггер 30 в "0" и включит счетчик 29 в режим счета. Импульс с селектора-формирователя также через схему задержки 32 (564ТМ2) поступит на вход элемента И (564ЛА7)31. После прихода импульса компаратора триггер 30 заблокирует счетчик 29 и через схему И 31 сформирует импульс TRAP. In the first case, the signal from the control bus at the input 2 of the phase-to-code converter 12 through the OR 22 circuit (564 LE5) resets the counter 29 and sets the trigger 30 to "0", the signal from the output of which turns the counter into counting mode. The duration of this mode is determined by the moment the comparator pulse 25 arrives, which sets the trigger 30 to "1" and prohibits the pulse counting from the counter 29. The interval between the zeroing pulse and the leading edge of the comparator pulse corresponds to the phase shift of the first harmonic and depends on the angular position of the angular orientation sensor 13. V In these modes, as follows from the operation of the circuit, the TRAP signal is not formed. When moving, an impulse is generated from the step sensor, which, through the selector-shaper 14 and the OR circuit 28, sets the counter 29 and trigger 30 to “0” and turns on the counter 29 in the counting mode. The pulse from the selector-shaper also through the delay circuit 32 (564TM2) will go to the input of the element And (564LA7) 31. After the arrival of the pulse of the comparator, the trigger 30 will block the counter 29 and through the circuit And 31 will form a TRAP pulse.

В качестве вычислителя использован восьмиразрядный микропроцессорный комплект серии ИМ1821ВМ85А, структурная схема, система команд и назначение выводов которого приведены в [5] В качестве ОЗУ и ПЗУ использованы микросхемы 537РУ9А и 636РТ7А, а в качестве регистров угла и индикации-микросхемы 564ИР6. В качестве схемы управления индикацией использованы микросхемы 564ИР11 и 564ИК2, а в качестве индикаторов индикатор цифровой ЗЛС339А. Схема выбора режима содержит кнопки, выполненные на микропереключателях МП21, два триггера на микросхемам 564ТР2 и 564ТМ2, дешифратор на микросхеме 564ИД1, счетчик на микросхеме 564ИЕ10 и элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ на микросхеме 564ЛП2. An eight-bit microprocessor kit of the IM1821VM85A series was used as a calculator, the block diagram, command system and pin assignment of which are given in [5] As RAM and ROM, 537RU9A and 636RT7A microcircuits were used, and 564IR6 microchips as angle and indication registers. As an indication control circuit, 564IR11 and 564IK2 microcircuits were used, and as indicators the digital ZLS339A indicator. The mode selection circuit contains buttons made on MP21 microswitches, two triggers on 564TP2 and 564TM2 microcircuits, a decoder on 564ID1 microcircuit, a counter on 564IE10 microcircuit, and an EXCLUSIVE OR element on 564ЛП2 microcircuit.

Датчик шага выполнен аналогично известному датчику [5] Он содержит корпус, в котором консольно установлена плоская пружина, на которой закреплена ферромагнитная пластина и на конце постоянный магнит, взаимодействующий с герконом, ограничители перемещения подвижной массы. Контактный узел датчика шага содержит магнит и геркон. В исходном состоянии магнит с подвижной пружиной находится в верхнем положении и контакты геркона разомкнуты. Вертикальное ускорение при каждом шаге увеличивает силу тяжести до тех пор, пока магнит с плоской пружиной скачком переместится в нижнее положение и замкнет контакт геркона, включенный в электронную схему, которая формирует импульс. По окончании действия силы ускорения сила тяжести уменьшается и магнит с плоской пружиной возвращается в верхнее положение и процесс при дальнейшем движении повторяется. Таким образом, при каждом шаге формируется импульс. Для устранения дребезга контактов геркона сигнал с геркона подается на селектор-формирователь, формирующий импульс стандартной длительности. The step sensor is made similarly to the known sensor [5]. It contains a housing in which a flat spring is cantilevered, on which a ferromagnetic plate is fixed and at the end a permanent magnet interacting with the reed switch, limiters for moving the moving mass. The contact node of the step sensor contains a magnet and a reed switch. In the initial state, the magnet with the movable spring is in the upper position and the contacts of the reed switch are open. Vertical acceleration at each step increases the force of gravity until the magnet with a flat spring jumps to the lower position and closes the contact of the reed switch included in the electronic circuit, which forms a pulse. At the end of the action of the acceleration force, the gravity decreases and the magnet with a flat spring returns to its upper position and the process repeats with further movement. Thus, an impulse is formed at each step. To eliminate the bounce of the contacts of the reed switch, the signal from the reed switch is fed to a selector-shaper, forming a pulse of standard duration.

Датчик угловой ориентации содержит намагниченный чувствительный элемент в виде кольцевого магнита с подпятником в центре, который установлен на оси, закрепленной в основании корпуса, выполненного в виде стакана. С противоположной стороны основания корпуса установлены через 90^o четыре преобразователя Холла, с которых снимаются электрические сигналы, зависящие от углового положения датчика угловой ориентации. Датчик имеет малые габариты: диаметр 25 мм, высота 14 мм.The angular orientation sensor contains a magnetized sensing element in the form of an annular magnet with a thrust bearing in the center, which is mounted on an axis fixed to the base of the housing, made in the form of a glass. On the opposite side of the base of the housing, 90 Hall transducers are installed through 90 ^° , from which electrical signals are removed, depending on the angular position of the sensor of angular orientation. The sensor has small dimensions: diameter 25 mm, height 14 mm.

Практическое использование предлагаемого прибора по сравнению с прибором-прототипом позволяет:
быстро (без всяких переключений) перенацеливать оператора при достижении одной точки на другую;
обеспечить определение координат объекта (пеленгование), находящегося на удалении от оператора;
записать в процесс движения и сосчитать в дальнейшем координаты контрольных точек маршрута, расположенные между собой на расстоянии, например, сто двадцать восемь шагов;
за счет существенного улучшения массогабаритных характеристик масса 0,8 кг и габариты 35х120х170 мм (у прототипа 2,6 кг, 852х168х200 мм), которые достигнуты путем применения малогабаритного датчика угловой ориентации диаметр 22 и высота 14 мм (у прототипа 70 и 55 мм), аккумуляторов меньшей емкости НКГЦ-0,45 (НКГЦ-1,8 у прототипа) из значительного сокращения органов управления 4 (15 у прототипа), достичь удобного крепления прибора и уменьшить нагрузку на оператора.Practical use of the proposed device in comparison with the prototype device allows you to:
quickly (without any switching) to redirect the operator when reaching one point to another;
provide the determination of the coordinates of the object (direction finding) located at a distance from the operator;
write down in the process of movement and then calculate the coordinates of the control points of the route, located at a distance of, for example, one hundred twenty-eight steps;
due to a significant improvement in weight and size characteristics, the weight is 0.8 kg and the dimensions are 35x120x170 mm (for the prototype 2.6 kg, 852x168x200 mm), which are achieved by using a small-sized sensor with an angular orientation, diameter 22 and height 14 mm (for the prototype 70 and 55 mm), batteries of smaller capacity NKHTs-0.45 (NKHTs-1.8 of the prototype) from a significant reduction in control 4 (15 of the prototype), to achieve convenient fastening of the device and reduce the load on the operator.

Указанные преимущества позволяют расширить функциональные возможности прибора и повысить эффективность его использования. Изготовленные опытные образцы показали высокие точностные характеристики, простоту в управлении и не стесняли действия оператора в процессе движения. These advantages allow you to expand the functionality of the device and increase the efficiency of its use. The manufactured prototypes showed high accuracy characteristics, ease of operation and did not hamper the operator's actions in the process of movement.

Claims

1. An autonomous navigation device comprising a calculator, RAM, ROM, an angle register, a connected display register, an indication control circuit and a digital indicator, a navigation meter consisting of a connected step sensor and a shaper selector, as well as a phase-code converter, an analog signal conditioner , the first input and output of which are connected respectively to the first output and input of the phase-code converter, the second output of which is connected to the first input of the angle register, and the sensor of angular orientation, in the stroke and output of which are connected respectively to the second output and input of the analog signal conditioner, while the address bus of the calculator is connected to the first inputs of RAM and ROM, the data bus of the computer is connected to the output of the ROM, RAM output, the first input of the display register and the output of the angle register, the control bus the calculator is connected to the inputs "Record", "Select RAM", the inputs "Select" of the angle and display registers, characterized in that it further comprises a circuit for selecting the operating mode and an electronic key inserted into the navigation meter, etc. and the data bus of the calculator is connected to the second input of RAM and the first output of the circuit for selecting the operating mode and data input, the first input of which is connected to the input Y "0" of the calculator, and its second, third and fourth inputs are connected to the control bus of the calculator, which is connected to the second the phase-to-code converter input, the “Write” inputs of the angle and display registers, the Read input of the RAM, the Select and Read inputs of the ROM, the electronic key input, the output of which is connected to the third input of the analog signal former, the third and fourth inputs of the converter aza-code are respectively connected to a second input of the circuit selection mode and data input and output selector driver, third, fourth and fifth outputs of the inverter phase code are respectively connected to inputs f _m and TRAP calculator and a fifth input circuit selecting the operating mode and the input data, the third output of which is connected to the RST input of the computer, which is made in the form that implements the dependencies

where x _i , y _i , x _control.i , y _control.i - current coordinates of the operator and control points;
α _oi is the angle of the direction of movement;
α _qi is the angle of direction to the target;
Δα _Цi - angle equal to the difference between the angle of the direction of movement and the angle of direction to the target;
N number of steps from 0 to 128;
R _c _{i the} distance from the current point to the i-target;
γ - magnetic declination;
N _{i is the} number of the control point;
N ₁ _{i the} number of steps of the operator, N ₃ L / N ₂ ;
l _with _{p is the} average step length, m;
x _c _i , y _c _i coordinates of the target;
N ₂ interval between control points after 128 (256, 512) steps, m;
N _{3 the} number of control points;

L the length of the route, m.

2. The device according to claim 1, characterized in that the operation mode selection and data input circuit contains four buttons, a quad asynchronous RS-trigger with three states, a binary decimal decoder, an EXCLUSIVE OR element, a four-digit binary counter and two two-stage D-flip-flops wherein the outputs 4 and 5 of the decoder are respectively connected to the inputs S and C of the first D-flip-flop, the R-input and Q-output of which are respectively the first input and the second output of the circuit, normally open and normally closed contacts of the buttons are connected between and are connected to the plus and minus of the power source, the common contacts of these buttons are connected to the inputs 10, 13, 12 and 11 of the decoder, the third output of which is connected to the R-input of the counter and to the S1, S2, S3, S4 inputs of the asynchronous input through the EXCLUSIVE OR element RS-flip-flops, Q1, Q2, Q3, Q4 whose outputs are connected to the bus, which is the first output of the circuit, the R-inputs of this trigger, interconnected, and input E, respectively, are the third and second inputs of the circuit, C-input and output 6 of the counter combined and connected to the input C of the second D-trigger, the R-input and Q-output of which respectively GOVERNMENTAL are fourth input and a third output circuit, the CE output of this counter is the fifth input of the circuit.