Модули в навигационных комплексах

Навигационный комплекс можно представить как совокупность взаимосвязанных модулей, различающихся по функциональным и конструктивным признакам. Каждый модуль отличается некоторым функциональным или конструктивным единством, которое позволяет выявить определенный объем решаемых задач и ограниченное число прямых и обратных связей с другими модулями. Такими модулями могут быть датчики первичной информации, навигационных систем координат, системы коррекции погрешностей, средств отображения информации и т. п.

Построение навигационных комплексов на модульной основе позволяет: применять микропроцессоры в каждом модуле для решения функциональных задач; распределять модули внутри летательного аппарата в соответствии с потребностями информационного обеспечения и оптимального размещения оборудования; улучшать состав навигационного комплекса путем замены устаревших модулей на более современные; изменять структуру комплекса посредством исключения или дополнительного включения модулей; обеспечивать надежность и ремонтоспособность комплекса путем замены отказавших модулей на исправные; существенно повысить технологичность изготовления навигационного комплекса; улучшить эксплуатацию и техническое обслуживание комплекса.

Использование микропроцессорных модулей (МП) в вычислительных средствах навигационных комплексов (НК) приводит к качественному изменению структур последних. Микроскопичность МП позволяет существенно увеличить глубину проникновения вычислительной техники в процесс получения информации, пространственно рассредоточить средства обработки информации непосредственно в местах ее получения. Распределение вычислительной мощности по МП-модулям приводит к освобождению БЦВМ от громоздких тривиальных задач первичной обработки информации, требующей большого объема памяти и высокого быстродействия.

На рис. 5, а приведена схема, в общем виде иллюстрирующая организацию модульной структуры обработки информации.

Первый уровень модулей осуществляет первичную обработку информации, источники которой распределены по корпусу ЛА.

Каждый датчик Д осуществляет обработку информации автономно с помощью своих локальных микропроцессорных вычислительных средств, которые выполняют программное многосвязное регулирование работы датчика, реализуют решение функционала метода измерений с использованием априорной информации, заложенной в локальном запоминающем устройстве ЗУ, осуществляют регулировку входных параметров датчиков в зависимости от характеристик полезного сигнала, обеспечивают инвариантность измерений к условиям внешней среды, осуществляют линеаризацию характеристик датчика и фильтрацию его инструментальных помех, контроль работоспособности, преобразование его выходных сигналов в соответствующий частотный код для передачи по каналам связи в другие уровни модулей НК.

Информационный обмен между датчиком и его локальной системой обработки данных осуществляется посредством обычных каналов связи с использованием как аналоговых, так и цифровых форм представления сигналов.

Рис. 5. Принципиальная схема структурной организации навигационного комплекса с пространственно – распределенной цифровой обработкой информации

Второй уровень модулей осуществляет совместную обработку информации, получаемой от датчиков.

Вследствие пространственной распределенности процесса сбора информации в НК организуются территориальные группы модулей 1, в центре которых сосредоточены устройства анализа и управления (УАУ), представляющие собой специализированные МП-системы УАУ осуществляют координацию и контроль информационных взаимосвязей между модулями – й территориальной группы, выявляют и используют избытки информации, обусловленные наличием дублирующих или функционально резервированных модулей с целью увеличения точности и надежности результатов измерений.

Информационный обмен между модулями в пределах одной территориальной группы, между другими группами, распределенными по корпусу ЛА, а также между различными уровнями модулей строится на основе мультиплексной передачи данных с использованием цифровых каналов – информационных и управляющих трасс, позволяющих обеспечить высокую степень уплотнения передаваемых сигналов.

Обмен по мультиплексным каналам осуществляется под управлением специальных микропроцессорных управляющих устройств (УУ), включающих в себя:

контроллеры ( ), которые анализируют запросы на связь, выявляют приоритеты и координируют потоки передаваемых сигналов;

демультиплексоры ( ), распределяющие выходные сигналы – й территориальной группы – го уровня иерархии между информационными трассами и обеспечивающие формирование и уплотнение передаваемых сообщений;

мультиплексоры , которые из потоков сигналов в мультиплексных трассах выбирают управляющие и информационные сообщения, адресованные данной территориальной группе.

При организации ПК на типовых МП-комплектах с единым математическим обеспечением удается получить полную функциональную совместимость модулей всех уровней.

По мере перехода от низших уровней модулей к высшим качественный состав информационных потоков и их объем изменяются (рис. 5, б). Вследствие предварительной обработки сигналов осуществляется фильтрация, сжатие, увеличение концентрации измерительной И , априорной А и корректирующей К информации, повышение степени ее важности. С увеличением уровня иерархии уменьшается число датчиков первичной информации, а удельный вес управляющих сигналов У обратных связей увеличивается. Чем выше уровень модулей, тем меньше объем протекающих информационных потоков, но тем важнее и ценнее информация.