CH660800A5

CH660800A5 - Apparecchiatura elettronica di calcolo della distanza di un punto lungo una traiettoria di volo, in specie la distanza al traverso.

Info

Publication number: CH660800A5
Application number: CH7017/82A
Authority: CH
Inventors: Giuliano Marullo
Original assignee: Galileo Spa Off
Priority date: 1981-12-03
Filing date: 1982-12-02
Publication date: 1987-06-15
Also published as: FR2517824A1; DE3244879A1; IT8109582A0; ES8605116A1; GB2114330B; GB2114330A; IT1168334B; ES517811A0; DE3244879C2; FR2517824B1

Description

L'invenzione riguarda una apparecchiatura di calcolo, che è atta a fornire in senso generale la distanza di un punto di una traiettoria rettilinea uniforme, in specie la distanza al traverso, e per questo sinteticamente qui indicata con CRE (Crossing Range Estimator).

L'apparecchiatura può essere vantaggiosamente combinata ad un dispositivo di puntamento e direzione del tiro per apparecchiature controaeree, noto con la sigla P56, comprendente un asservimento idraulico controllato con un comando a cloche e combinato ad un'elettronica atta al calcolo del cursore, il quale cursore è materializzato da un congegno ottico.

È oggetto dell'invenzione una apparecchiatura elettronica atta a fornire la distanza di un punto di una traiettoria rettilinea uniforme di un mobile nello spazio, comprendente mezzi per calcolare l'angolo a sul piano di volo, a partire da un rilievo So di origine della elevazione e dai valori degli angoli di elevazione s e di brandeggio ß, che è caratterizzata dal fatto di comprendere: mezzi di calcolo che ricevono le informazioni dell'angolo sul piano di volo, e che forniscono — insieme con la velocità in modulo — le variabili del volo:

sin ai + Ai+i sin ai+i

ßi+i = arctg

cos ai - Ai+i cos ai+i

V • t; sin (ßi+I - aO

Ri+i = ,

sin ai la distanza attuale e quella al traverso; ed un gruppo di calcolatori atti a filtrare in maniera ottima i dati di distanza attuale e di distanza al traverso.

Il disegno mostra una pratica esemplificazione non limitativa dell'invenzione. Nel disegno: la fig. 1 mostra uno schema a blocchi; e la fig. 2 mostra un diagramma geometrico sul piano di volo.

Nella esposizione che segue, e con riferimento anche alla fig. 2, significano:

A = la posizione dell'osservatore,

Bi, Bi+i, Bì+2, .. = le posizioni del bersaglio dopo il tempo i, i+1, i + 2 ... dell'avvistamento;

ABi = Ri distanza al tempo i;

ABi+i = Ri+i distanta al tempo i +1;

ai = angolo compreso tra ABi, ABi+i; ai+i = angolo compreso tra ABi+i, ABì+2;

ßi = angolo compreso tra ABi e Bj Bj+i cioè fra ABi ed r0

ßi+i = angolo compreso tra ABi+i e Bì+i Bì+2 cioè fra ABi+i ed r0

v = velocità del bersaglio;

ti = tempo intercorrente tra le posizioni Bi e Bi+i assunte dall'aereo tra due successive osservazioni;

Rt = distanza al traverso.

Nello schema a blocchi di fig. 1 sono indicati: con 2 ingressi di e, s, ß; con 4 interruttori di inizio calcolo (uno di apertura e due di chiusura); con 6 ed 8 due integratori con il primo dei quali, tramite s0 (elevazione iniziale) ed e, si ottiene il valore e e con il secondo il valore ß; con 10 un complesso di calcolo dell'angolo a sul piano di volo con la formula cos a = sin e • sin s0 + cos e • cos s0 • cos ß

Con 12 sono indicati mezzi di calcolo per l'aggiornamento continuo con a e con il tempo t, della distanza attuale Ri e della distanza al traverso R-n, mediante le seguenti formule di aggiornamento osservazioni:

V • ti sin (ßi+i - a;)

Ri+i =

sin ai

Rtì+i = Ri+i sin ßi+,

dove sin ai + Ai+i sin aj+i

ßi+i = arctg

cos a; - Ai+i cos ai+i e

ti+i sin ai

Ai+i =

ti sin ai+i

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Con 14 e 16 sono indicati due calcolatori atti a fornire la stima ottima — con il metodo del filtro di KALMAN — dei dati di ingresso secondo le relazioni seguenti:

Rtì+1/ì = Ai fi.Tj/j-1 + Ki (Rt; - Ci Rtì/ì_i)

con

Ki = Ai Pi-i Ci Gf1 (dove Gì = QPwCi + Ri* e dove Pi = AiPi.iA'i - KiCiPwA'i)

Rtì+i/ì = stima del traverso in base alle osservazioni fino all'istante i;

Ri* = matrice di covarianza rumore di misura (rumore sulle misure del traverso)

Ai = matrice di transizione dello stato

Ci = matrice di diffusione dell'ingresso

P0 = matrice di covarianza «a priori» del traverso

Ri* = R*

Ri+i/i = Ai Ri/i-i 4- Ki (Ri — i — QRi/i-i)

con

Ki = AiPi-iCi' Gf1 (dove Gì = CP^C' + R; e Pi = AiPi-iAi' - KiCiPwAi' + Q,),

ßi+i/i = stima della distanza attuale all'istante i + 1 in base alle osservazioni fino all'istante i

Ri = matrice di covarianza rumore di misura (rumore sulle misure della distanza attuale)

Qi = matrice di covarianza del rumore di ingresso

P0 = matrice di covarianza «a priori» della distanza attuale

Ai = matrice di transizione dello stato

Ci = matrice di diffusione dell'ingresso.

I due valori Rt; ed Ri possono essere forniti ad un blocco di controllo 18. Con 20 è indicata una commutazione per fornire un dato iniziale Rtx imposto, per l'inizio del calcolo.

L'apparecchiatura in oggetto, indicata con CRE, può essere vantaggiosamente abbinata ad un sistema di puntamento e direzione del tiro P56, cui essa può fornire la distanza al traverso.

Un dispositivo di puntamento e direzione del tiro (P56) come definito può comprendere l'apparecchiatura di cui sopra. Il dispositivo fornisce informazioni di velocità angolari in forma analogica alla detta apparecchiatura e quest'ultima fornisce al dispositivo un dato di distanza al traverso sotto forma di una tensione, atta ad alimentare il calcolo dei cursori.

660 800

I suddetti mezzi di calcolo forniscono un valore di distanza, il quale è filtrato da un blocco di filtraggio per ottenere la distanza stimata, ed un blocco di controllo riceve detto valore di stima ed il valore calcolato del trovato.

L'apparecchiatura comprende anche mezzi per fornire un traverso fittizio imposto, nella prima fase del calcolo.

In pratica il CRE effettua una stima del traverso di un volo rettilineo uniforme in base alla conoscenza della velocità ed alle osservazioni angolari utilizzando il metodo del filtraggio alla Kaiman.

II CRE riceve dal P56 le informazioni di velocità e angolari in forma analogica e ad esso fornisce una tensione atta ad alimentare il calcolo dei cursori.

Come detto sopra, il CRE è costituito in sostanza da un calcolatore digitale, da un apparato di conversione analogica/digitale e digitale/analogica, e da un apparato di alimentazione.

Lo schema a blocchi di Fig. 1 già descritto illustra il funzionamento. Dall'inizio calcolo i due integratori 6 ed 8 forniscono gli angoli d'elevazione e e brandeggio ß. L'integratore di brandeggio 8 è inizializzato a zero, mentre quello di elevazione 6 è inizializzato al valore dell'elevazione nell'istante in cui inizia il calcolo (e0).

Dai due angoli e e ß è possibile ricavare l'angolo a sul piano di volo:

cos a = sin e sin e0 + cos e cos e0 cos ß ciò che è ottenuto dal blocco 10.

In base alla conoscenza della velocità, dell'angolo a e del tempo trascorso dall'inizio del calcolo, vengono calcolati la distanza attuale ed il traverso, mediante i quali si effettua con il blocco 14 la stima della distanza al traverso tramite calcolo matematico.

Il blocco di stima 16 fornisce la distanza attuale stimata R„ che viene utilizzata dal blocco di controllo 18.

Il blocco di controllo 18 garantisce che al P56 arrivi un valore di traverso utilizzabile per il calcolo dei cursori in ogni istante.

Nella prima fase di inizio calcolo, viene fornito al P56 con il commutatore 20 un traverso Rtx imposto, precalcolato in modo da ottimizzare le prestazioni operative. Quando il blocco di controllo 18 verifica la convergenza del metodo di stima (per la quale è necessario accumulare un certo numero di osservazioni), esso agisce sul commutatore 20 ed al P56 viene fornito il traverso stimato Rtì, raccordato a quello precedente in modo da non disturbare il puntamento.

L'eventuale presenza di numeri di riferimento nelle rivendicazioni accluse ha lo scopo di facilitare la lettura delle rivendicazioni con riferimento alla descrizione ed al disegno, e non limita l'ambito della protezione rappresentata dalle rivendicazioni.

3

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

V

1 foglio disegni

Claims

660 800

1. Apparecchiatura elettronica atta a fornire la distanza di un punto di una traiettoria rettilinea uniforme di un mobile nello spazio, comprendente mezzi per calcolare l'angolo a sul piano di volo, a partire da un rilievo s0 di origine della elevazione e dai valori degli angoli di elevazione e e di brandeggio ß, caratterizzata dal fatto di comprendere: mezzi di calcolo (12) che ricevono le informazioni dell'angolo a sul piano di volo, e che forniscono — insieme con la velocità in modulo — le variabili del volo sin ai + Ai+i sin cti+i

ßi+i = arctg

cos a, - Aj+i cos (Xi+i

V • ti sin (ßi+i - ai)

Ri+i = ,

sin ai la distanza attuale e quella al traverso; ed un gruppo di calcola-, tori (14-16) atti a filtrare in maniera ottima i dati di distanza attuale e di distanza al traverso.

2. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti mezzi di calcolo (12) forniscono un valore di distanza Ri, il quale è filtrato da un blocco di filtraggio (16) per ottenere la distanza stimata Ri, e che un blocco di controllo (18) riceve detto valore di stima ed il valore calcolato del traverso.

2

RIVENDICAZIONI

3. Apparecchiatura secondo le rivendicazioni 1 e 2, caratterizzata dal fatto di comprendere mezzi (20) per fornire un traverso fittizio imposto Rtx nella prima fase del calcolo.

4. Dispositivo di puntamento e direzione del tiro (P56), caratterizzato dal fatto di comprendere l'apparechiatura della rivendicazione 1, detto dispositivo fornendo informazioni di velocità ed angolari e, e e ß in forma analogica, alla detta apparecchiatura e quest'ultima fornendo al dispositivo stesso un dato di distanza al traverso sotto forma di una tensione, atta ad alimentare il calcolo dei cursori.