Результат интеллектуальной деятельности: ТОПОПРИВЯЗЧИК

Изобретение относится к военной и специальной технике и может быть использовано в подвижных пунктах управления и информационно-технического обеспечения комплексов вооружений, в частности в мобильных пунктах навигации и топогеодезической привязки на базе шасси транспортных средств, являющихся их транспортной, энергетической и информационно - аналитической базой.

Известен топопривязчик (см. патент №2434762 C2, B60P 3/00, 27.11.2011 г.), принятый за прототип. Топопривязчик состоит из транспортного средства, на котором размещен кузов-фургон, оснащенный средствами жизнеобеспечения, связи, навигации и топопривязки, рабочими местами с оборудованием, комплектом транспортной тары, автоматизированной системой управления на основе бортового компьютера, выносным терминалом автоматизированного рабочего места, соединенным каналом удаленного доступа с бортовым компьютером. Внутреннее пространство кузова-фургона и кабины транспортного средства разделено на пять зон размещения оборудования и обитания членов экипажа. На наружной поверхности кузова-фургона размещена вспомогательная зона для установки наружного оборудования. В кабине транспортного средства размещены две зоны - рабочее место механика-водителя и рабочее место командира топопривязчика, оборудованное дополнительным средством вычислительной техники. В кузове-фургоне оборудована третья зона - два автоматизированных рабочих места для операторов, включающих в себя транспортную мебель, средства навигации, топопривязки, охладительные блоки системы терморегулирования температуры воздуха. Ближе к входной двери кузова-фургона размещена четвертая зона - зона отдыха, оснащенная спальными местами для членов экипажа на базе двух кресел, построенных по принципу каркасной трансформируемой мебели. У входной двери размещена пятая зона, состоящая из комплекта транспортной тары, выполненной в виде двух модулей на базе жестко закрепленных каркасов для транспортирования и хранения оборудования. Недостатками прототипа являются:

- отсутствие возможности автоматического определения координат объектов, находящихся в прямой видимости от топопривязчика;

- отсутствие в автоматизированной системе управления на основе бортового компьютера функции выдачи голосового оповещения о возникновении какого-либо события;

- отсутствие в автоматизированной системе управления на основе бортового компьютера реализации задачи определения поправки для работы с визиром;

- неудобство размещения оборудования в кабине транспортного средства;

- громоздкость аппаратных средств автоматизированной системы управления.

Предлагаемым изобретением решается задача по повышению боевой эффективности подвижных комплексов вооружений, в частности комплексов навигации и топогеодезической привязки, размещенных на базе шасси транспортных средств.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения, заключается в создании топопривязчика, обладающего высокой степенью компактности снаряженного комплекса, необходимым набором регулировок расположения аппаратных средств, способствующих удобству работы оператора, улучшенными характеристиками и расширенными возможностями вычислительной техники.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом топопривязчике, содержащем транспортное средство, в кабине которого размещены две зоны - рабочее место механика-водителя и рабочее место командира топопривязчика, оборудованное средством вычислительной техники, в кузове-фургоне которого оборудована третья зона - два автоматизированных рабочих места для операторов, включающих в себя транспортную мебель, средства навигации, топопривязки и автоматизированную систему управления, охладительные блоки системы терморегулирования температуры воздуха, а ближе к входной двери кузова-фургона размещены четвертая зона - зона отдыха, оснащенная спальными местами для членов экипажа на базе двух кресел, построенных по принципу каркасной трансформируемой мебели, и пятая зона, состоящая из комплекта транспортной тары, выполненной в виде двух модулей на базе жестко закрепленных каркасов для транспортирования и хранения оборудования, а снаружи кузова-фургона размещена вспомогательная зона для установки наружного оборудования, новым является то, что рабочее место командира топопривязчика в кабине транспортного средства выполнено в виде панельного монитора, установленного на опоре кронштейна с возможностью изменения углового положения опоры кронштейна, закрепленного на передней панели кабины транспортного средства, кронштейн выполнен из двух жестких составных частей: опоры с пластинами, оснащенными пазами, и установочного уголка с пластинами, установочный уголок выполнен с возможностью плотного прилегания к поверхности панели, средства вычислительной техники сконцентрированы в структуре единого программно-аппаратного комплекса, выполненного с возможностью реализации приема, обработки и сохранения информации, поступающей с систем и приборов топопривязчика, с возможностью выдачи звукового оповещения о возникновении какого-либо события в топопривязчике и с возможностью автоматизированного определения поправки для работы с визиром, в качестве бортового компьютера используется панельный компьютер, закрепленный на поворотном каркасе, который установлен на передней стойке топопривязчика в кузове-фургоне, поворотный каркас в своей верхней части зафиксирован при помощи болтов, установленных с возможностью перемещения в пазах стенок боковых труб поворотного каркаса, внутри верхней части боковых труб установлены пружины, перемещение которых в нижней части ограничено штифтами, а в верхней - болтами, поворотный каркас в своей нижней части оснащен пластиной, на которой выполнен радиальный паз гребенчатого типа, рабочее место командира в кузове-фургоне выполнено с возможностью работы в режиме базовой контрольно-корректирующей станции, для которой определен перечень потребителей и порядок выдачи и приема дифференциальных поправок, на рабочем месте оператора реализован механизм горизонтирования оптического визира, выполненный с возможностью горизонтирования при крене топопривязчика до 7°, установка оптического визира оснащена двумя пружинными фиксаторами, расположенными друг напротив друга, на поворотных стульях рабочих мест командира и оператора в кузове-фургоне реализован механизм фиксации от поворота вокруг своей оси сиденья, содержащий следующие элементы: продольный паз, выполненный на направляющей ходового винта стула, по обе стороны которого жестко размещены две серьги, одна из которых имеет сквозное гладкое отверстие, а на второй соосно с гладким отверстием жестко закреплена втулка с резьбовым отверстием, в отверстиях установлен стяжной винт, оснащенный рукояткой, в состав аппаратуры дополнительно включен выносной лазерный бинокль-дальномер, используемый для определения дальностей, а также при определении координат объектов, находящихся в прямой видимости от топопривязчика с использованием возможностей программного обеспечения бортового компьютера.

Выполнение рабочего места командира топопривязчика в кабине транспортного средства в виде панельного монитора, установленного на опоре кронштейна с возможностью изменения углового положения опоры кронштейна, позволяет:

- обеспечить удобство работы на рабочем месте операторов, имеющих различные антропометрические данные;

- обеспечить удобство обзора механиком-водителем зеркала заднего вида.

Выполнение кронштейна из двух жестких составных частей: опоры с пластинами, оснащенными пазами и установочного уголка с пластинами позволяет:

- реализовать регулировку углового положения опоры кронштейна;

- обеспечить достаточную жесткость конструкции, несущей усиленный корпус панельного монитора.

Выполнение установочного уголка с возможностью плотного прилегания к поверхности панели автомобиля позволяет:

- произвести доработку панели для установки кронштейна без деформаций штатного оборудования транспортного средства;

- исключить возникновение нежелательных вибраций.

Концентрация средств вычислительной техники в структуре единого программно-аппаратного комплекса позволяет:

- реализовать законченный технический объект, который можно использовать в различных изделиях после доработки программного продукта под конкретный вид техники;

- создать благоприятные условия для дальнейшей модернизации и совершенствования программно-аппаратного комплекса.

Выполнение программно-аппаратного комплекса с возможностью реализации приема, обработки и сохранения информации, поступающей с систем и приборов топопривязчика, позволяет:

- расширить возможности по использованию топопривязчика;

- повысить технические характеристики топопривязчика;

- повысить вероятность бессбойной работы вычислительных средств.

Реализация возможности выдачи звукового оповещения о возникновении какого-либо события в топопривязчике позволяет:

- повысить эффективность работы операторов;

- реализовать следующие основные голосовые оповещения:

оповещение о расстоянии до пункта назначения;

оповещение о прибытии на пункт назначения;

оповещение о запуске и завершении выставки;

оповещение о готовности к движению;

оповещение о состоянии калибровки;

оповещение об отклонении от заданного маршрута;

оповещение об отказах приборов и систем.

Реализация возможности автоматизированного определения поправки для работы с визиром позволяет повысить точность топогеодезических определений.

Использование в качестве бортового компьютера панельного компьютера, закрепленного на поворотном каркасе, который установлен на передней стойке топопривязчика в кузове-фургоне, позволяет:

- за счет отсутствия отдельного корпуса системного блока уменьшить плотность размещения аппаратных средств;

- уменьшить количество кабельных линий;

- повысить удобство работы оператора.

Фиксация поворотного каркаса в своей верхней части при помощи болтов, установленных с возможностью перемещения в пазах стенок боковых труб поворотного каркаса, позволяет:

- осуществить нежесткую фиксацию точки, вокруг которой выполняется поворот поворотного каркаса;

- осуществить фиксацию поворотного каркаса в пазах гребенчатого паза.

Установка внутри верхней части боковых труб пружин, перемещение которых в нижней части ограничено штифтами, а в верхней - болтами, позволяет:

- обеспечить упругую фиксацию поворотного каркаса в пазах гребенчатого паза;

- исключить воздействие вибрации деталей стойки и поворотного каркаса.

Оснащение поворотного каркаса в своей нижней части пластиной, на которой выполнен радиальный паз гребенчатого типа, позволяет реализовать несколько фиксированных положений поворотного кронштейна (панельного монитора).

Выполнение рабочего места командира в кузове-фургоне с возможностью работы в режиме базовой контрольно-корректирующей станции, для которой определен перечень потребителей и порядок выдачи и приема дифференциальных поправок, позволяет реализовать протокол обмена данными с определенным кругом потребителей дифференциальных поправок.

Реализация на рабочем месте оператора механизма горизонтирования оптического визира, выполненного с возможностью горизонтирования при крене топопривязчика до 7°, позволяет:

- осуществлять ориентирование и привязку топопривязчика в условиях пересеченной местности;

- осуществлять изменение углового положения корпуса оптического визира свободно без сильных деформаций элементов уплотнения корпуса оптического визира.

Оснащение установки оптического визира двумя пружинными фиксаторами, расположенными друг напротив друга, позволяет:

- выполнять оперативную фиксацию корпуса оптического визира в походном положении;

- упростить конструкцию установки оптического визира.

Реализация на поворотных стульях рабочих мест командира и оператора в кузове-фургоне механизма фиксации от поворота вокруг своей оси сиденья позволяет переводить стулья из рабочего положения в положение для транспортирования.

Выполнение продольного паза на направляющей ходового винта стула и установка в отверстиях серег стяжного винта, оснащенного рукояткой, позволяет:

- выполнить стягивание по резьбовой поверхности ходового винта резьбовой поверхности направляющей;

- обеспечить надежную фиксацию сиденья от проворота вокруг своей оси.

Включение в состав аппаратуры выносного лазерного бинокля-дальномера позволяет:

- определять дальности до объектов определения дальностей при работе экипажа топопривязчика с выносным оборудованием для дистанционной привязки;

- определять координаты объектов, находящихся в прямой видимости от топопривязчика с использованием возможностей программного обеспечения бортового компьютера: режим «Сервисные задачи», в котором выбирается для решения подзадача «Прямая геодезическая задача».

Технические решения с признаками, отличающими заявляемое решение от прототипа, не известны и явным образом из уровня техники не следуют. Это позволяет считать, что заявляемое решение является новым и обладает изобретательским уровнем.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показан вид сверху топопривязчика; на фиг. 2 - размещение панельного монитора в кабине транспортного средства; на фиг. 3 - размещение панельного компьютера в кузове-фургоне; на фиг. 4 - размещение в верхней части поворотного каркаса установочного болта; на фиг. 5 - размещение пружин в боковых трубах поворотного каркаса; на фиг. 6 - размещение базовой контрольно-корректирующей станции; на фиг. 7 - размещение оптического визира; на фиг. 8 - рабочие окна задачи «Определение поправки с визира»; на фиг. 9 - общий вид механизма фиксации стула; на фиг. 10 - размещение лазерного бинокля-дальномера; на фиг. 11 - рабочее окно подзадачи «Прямая геодезическая задача».

Аппаратура, оборудование и рабочие места экипажа топопривязчика размещены в кузове-фургоне 1 и в кабине 2 автошасси 3. В качестве автошасси могут использоваться различные типы действующих и перспективных моделей автомобилей, в том числе и бронированных. В кабине 2 автошасси 3 располагаются две первых рабочих зоны: рабочие места механика-водителя 4 и командира 5. Рабочее место 5 командира оборудовано средством вычислительной техники, выполненным в виде панельного монитора 6, установленного на опоре 7 кронштейна 8 с возможностью изменения углового положения опоры 7 кронштейна 8, закрепленного на передней панели 9 кабины транспортного средства. Кронштейн 8 выполнен из двух жестких составных частей: опоры 7 с пластинами 9, оснащенными пазами 10, и установочного уголка 11 с пластинами 12. Установочный уголок 11 выполнен с возможностью плотного прилегания к поверхности панели 9.

В кузове-фургоне оборудована третья рабочая зона - два автоматизированных рабочих места для оператора и второе рабочее место командира. На этих рабочих местах размещены средства вычислительной техники, сконцентрированные в структуре единого программно-аппаратного комплекса, выполненного с возможностью реализации приема, обработки и сохранения информации, поступающей с систем и приборов топопривязчика, с возможностью выдачи звукового оповещения о возникновении какого-либо события в топопривязчике и с возможностью автоматизированного определения поправки для работы с визиром 13. В качестве бортового компьютера используется панельный компьютер 14, закрепленный на поворотном каркасе 15, который установлен на передней стойке 16 топопривязчика в кузове-фургоне 1. Поворотный каркас 15 в своей верхней части зафиксирован при помощи болтов 17, установленных с возможностью перемещения в пазах 18 стенок боковых труб 19 поворотного каркаса 15. Внутри верхней части боковых труб 19 установлены пружины 20, перемещение которых в нижней части ограничено штифтами 21, а в верхней - болтами 17. Поворотный каркас 15 в своей нижней части оснащен пластиной 22, на которой выполнен паз гребенчатого типа 23. Второе рабочее место командира в кузове-фургоне 1 выполнено с возможностью работы в режиме базовой контрольно-корректирующей станции 24, для которой определен перечень потребителей и порядок выдачи и приема дифференциальных поправок. На рабочем месте оператора реализован механизм горизонтирования 25 оптического визира 13, выполненный с возможностью горизонтирования при крене топопривязчика до 7°. Установка оптического визира 13 оснащена двумя пружинными фиксаторами 26, расположенными друг напротив друга.

На поворотных стульях 27 рабочих мест командира и оператора в кузове-фургоне 1 реализован механизм фиксации от поворота вокруг своей оси сиденья, содержащий следующие элементы: продольный паз 28, выполненный на направляющей 29 ходового винта 30 стула, по обе стороны которого жестко размещены две серьги 31 и 32, одна из которых имеет сквозное гладкое отверстие 33, а на второй соосно с гладким отверстием 33 жестко закреплена втулка с резьбовым отверстием 34, в отверстиях 33 и 34 установлен стяжной винт 35, оснащенный рукояткой 36.

Ближе к входной двери кузова-фургона 1 размещена пятая зона, состоящая из комплекта транспортной тары, выполненной в виде двух модулей 37 на базе жестко закрепленных каркасов для транспортирования и хранения оборудования. В состав аппаратуры дополнительно включен выносной лазерный бинокль-дальномер 38, используемый для определения дальностей, а также при определении координат объектов, находящихся в прямой видимости от топопривязчика с использованием возможностей программного обеспечения панельного компьютера 14.

В соответствии с комплектностью размещаемого оборудования и задачами, выполняемыми топопривязчиком, пять рабочих зон и вспомогательную рабочую зону обслуживает экипаж, который состоит из трех человек: командира топопривязчика, механика-водителя, оператора.

Командир топопривязчика, находясь на рабочем месте 5, с получением задачи ориентирует личный состав в обстановке, ставит ему задачи, организует и руководит работой экипажа топопривязчика, используя для этого панельный монитор 6, который служит для контроля получаемой топопривязчиком информации. Командир или оператор производит выверку аппаратуры навигации и топопривязки, контрольно - корректирующей станции 24.

Перед использованием панельного монитора 6, установленного на опоре 7 кронштейна 8 с возможностью изменения углового положения, необходимо повернуть монитор таким образом, чтобы обеспечивалось удобство визуального получения информации с монитора 6. Для изменения углового положения опоры 7 необходимо ослабить крепежные болты и перевести опору 7 в нужное положение, затянуть верхний опорный болт и болт в пазу 10.

Возможности программно-аппаратного комплекса значительно расширены: реализована возможность выдачи звукового оповещения о возникновении какого-либо события в топопривязчике, что позволяет повысить эффективность работы оператора, сосредоточить его внимание на ключевых моментах во время во время работы.

В топопривязчике реализована возможность автоматизированного определения поправки для работы с визиром 13. При этом выводится рабочее окно, в котором необходимо ввести количество (не менее четырех) замеров данных для определения поправки и нажать кнопку «Начать». В появившемся окне ввести дирекционный угол ориентированного направления α_ОP, д.у. (значение из каталога), и угол ориентированного направления β, д.у., определенный с помощью визира, нажать кнопку «Выставка», начнется обратный отсчет времени, по истечении которого отобразится дирекционный угол, определенный с помощью бесплатформенной инерциальной навигационной системы α_БИНС, д.у. Нажать кнопку «Расчет», на экране появятся значения дирекционного угла линии визирования α_ВИЗИР, д.у. и поправки для работы с визиром ΔA_В. Нажать кнопку «Следующий замер», повторить описанное выше для других ориентирных направлений. При нажатии кнопки «Предыдущий» происходит возврат в предыдущее окно для возможности проверки правильности ввода данных и, при необходимости, их коррекции с проведением повторного замера. Для вычисления поправки нажать кнопку «Завершить» на экране появится значение ΔA_ВСР, вычисленное как среднее по результатам всех замеров. Для установки определенной ΔA_ВСР в качестве формулярного значения нажать кнопку «Установить поправку», автоматически отобразится рабочее окно вкладки «Поправки» с сохраненным значением ΔA_BCP. При нажатии кнопки «Произвести замеры заново» происходит возврат в начало задачи «Вычисление поправки для работы с визиром».

Перед использованием панельного компьютера 14, закрепленного на поворотном каркасе 15, который установлен на передней стойке 16 топопривязчика в кузове-фургоне 1, необходимо ослабить крепеж в гребенчатом пазе 23, преодолевая сопротивление пружин 20 опустить поворотный каркас 15 вниз до упора болтов 17 в пазах 18, повернуть поворотный каркас 15 на необходимый угол, отпустить поворотный каркас и затянуть крепеж после его фиксации в пазу 23.

Для проведения работ по топогеодезической привязке топопривязчика в условиях пересеченной местности необходимо отгоризонтировать оптический визир 13. Данная задача реализуется при помощи механизма горизонтирования 25 после остановки топопривязчика и открытия крышки защитного кожуха. Перед началом движения топопривязчика визир 13 необходимо перевести в походное положение во избежание повреждения прибора. Для этого нужно защелкнуть пружинные фиксаторы 26, которые будут препятствовать нештатному перемещению корпуса визира 13.

При движении топопривязчика стулья рабочих мест при отсутствии на них командира и оператора также необходимо перевести в походное положение. Для этого посредством рукоятки 36 необходимо затянуть стяжной винт 35 до полного исключения проворота сиденья стула.

Автоматическая обработка данных, получаемых топопривязчиком, в том числе с контрольно-корректирующей станции 23, их контроль операторам и командиром осуществляется посредством панельного компьютера 14 с комплектом периферийных устройств.

При необходимости использования выносной аппаратуры из модулей 37 на базе жестко закрепленных каркасов может быть изъято выносное оборудование, в том числе лазерный бинокль-дальномер 38. Определение координат объектов, находящихся в прямой видимости от топопривязчика, с использованием возможностей программного обеспечения панельного компьютера 14 осуществляется следующим образом.

Определить координаты точек (объектов), находящихся в прямой видимости от топопривязчика, можно двумя способами.

1. При работе в подрежиме «Работа с картой».

В нижней части окна, в котором изображена цифровая карта местности, в постоянном режиме выводятся координаты позиции, в которой находится указатель в виде перекрестия.

При подведении маркера к любому месту на карте, к объекту или знаку оперативной обстановки в нижней строке окна выводятся координаты данного места, объекта или знака.

2. Определение координат точек (объектов), находящихся в прямой видимости от топопривязчика, с помощью лазерного бинокля-дальномера.

Определяются полярные координаты объекта: азимут и дальность до объекта.

Полярные координаты определяются в следующем порядке:

- после извлечения лазерного бинокля-дальномера 38 из модуля 37 он устанавливается в непосредственной близости от топопривязчика (как можно ближе к центру бесплатформенной инерциальной навигационной системы, на воображаемой линии между ней и объектом);

- лазерный бинокль-дальномер 38 ориентируется по магнитному меридиану и наводится на объект, снимается отсчет азимута А (дирекционного угла α) объекта, измеряется дальность (горизонтальное проложение между исходным (точка стояния топопривязчика) и определяемым пунктами) S до объекта.

Для определения координат объекта необходимо зафиксировать координаты точки стояния топопривязчика. Для этого в рабочем окне панельного компьютера 14 необходимо перейти в режим «Состояние» и снять значения координат X₁, Y₁ топопривязчика. Для определения координат Х₂, Y₂ объекта на панельный компьютер 14 устанавливается специальное программно-математическое обеспечение, позволяющее выполнять задачи по топогеодезическому обеспечению. Выбирается из основного меню режим «Сервисные задачи», в котором выбирается подзадача «Прямая геодезическая задача». Далее необходимо ввести входные данные (X₁, Y₁, S, α) и нажать кнопку «Расчет», на экране появится значение координат определяемого объекта Х₂, Y₂.

Таким образом, в предлагаемом изобретении решена задача по достижению технического результата, заключающегося в создании топопривязчика, обладающего высокой степенью компактности снаряженного комплекса, необходимым набором регулировок расположения аппаратных средств, способствующих удобству работы оператора, улучшенными характеристиками и расширенными возможностями вычислительной техники.