КОМПЛЕКСНЫЙ ИМИТАТОР ВНЕШНИХ СИСТЕМ ДЛЯ ОТРАБОТКИ РАДИОЛОКАЦИОННОГО КОМПЛЕКСА

Предлагаемая полезная модель относится к вычислительной технике, а именно, к устройствам для отладки и контроля корабельных информационно-управляющих систем, в частности, систем освещения обстановки.
Современные корабельные системы освещения обстановки связаны со многими внешними системами, с каждой из которых обмениваются данными в соответствии со своим протоколом обмена. Поэтому для отладки, регулировки и сдачи системы необходимо воспроизвести в реальном масштабе времени все входные и выходные потоки сигналов, так как внешние системы работают независимо друг от друга. С другой стороны, потоки информации взаимосвязаны, т.к. информация от таких систем, как боевая информационно-управляющая система (БИУС), радиолокационная система (РЛС) разведки, система космического целеуказания, поступает от единой внешней обстановки, все данные синхронизируются сигналами системы точного времени, а данные от навигационного комплекса связаны с собственным движением корабля и влияют на данные внешних систем.
Таким образом, для достоверной отработки системы освещения обстановки и отладки решаемых задач необходимо одновременно имитировать в реальном масштабе времени весь поток данных от внешних систем.
Известен имитатор системы управления по патенту РФ №59284 на полезную модель, МПК G06F 11/28, публикация 10.12.2006 г., который содержит первую электронно-вычислительную машину (ЭВМ), соединенную посредством первой системной интерфейсной магистрали (СИМ) с блоком цифрового обмена, блоком аналогового обмена, адаптером мультиплексного канала обмена, первым блоком дискретного ввода и первым блоком дискретного вывода, вторую ЭВМ, соединенную посредством второй СИМ со вторым блоком дискретного ввода и вторым блоком дискретного вывода, а также панель управления, включающую блок индикации, вход которого соединен с соответствующим выходом второго блока дискретного вывода, и блок ввода данных, первый выход которого соединен с соответствующим входом второго блока дискретного ввода, второй выход соединен с соответствующим входом блока имитации неисправностей, а третий выход - с соответствующими входом пассивного переходного коммутационного устройства, соответствующие внутренние входы-выходы которого соединены с блоком имитации неисправностей, а внешние входы-выходы образуют входы-выходы каналов связи с отрабатываемой корабельной системой управления.
Недостатком известного имитатора являются его ограниченные функциональные возможности, в частности, невозможность одновременной имитации в реальном масштабе времени обмена информацией между отрабатываемой системой и внешними системами.
Наиболее близким аналогом, принятым за прототип предлагаемой полезной модели, является комплексный имитатор внешних систем для отработки корабельной системы управления по патенту РФ №78590, МПК G06F 11/28, публикация 27.11.2008 г.
Имитатор по прототипу содержит серверный системный блок, первую и вторую ЭВМ, которые связаны с серверным системным блоком через коммутатор локальной вычислительной сети (ЛВС). К первой ЭВМ через первую СИМ подключены первый и второй адаптеры мультиплексных каналов и формирователь числоимпульсного кода, а ко второй ЭВМ через вторую СИМ подключены первый и второй адаптеры асинхронных резервируемых последовательных каналов обмена и двухканальных адаптер последовательных синхронных каналов обмена. С серверным системным блоком соединены блок ввода данных и блок индикации, а все устройства, подключенные к первой и второй СИМ, соединены с пассивным переходным устройством, причем формирователь числоимпульсного кода соединен с пассивным переходным устройством через импульсный усилитель, а двухканальный адаптер последовательных синхронных каналов обмена соединен с переходным устройством через преобразователи формата последовательного интерфейса.
К недостаткам прототипа относятся, во-первых, достаточно сложная структура имитатора, состоящая из нескольких вычислительных узлов, соединенных через коммутатор ЛВС, во-вторых, - ограничение функциональных характеристик из-за отсутствия возможности имитации сигналов точного времени высокой частоты, а также отсутствия разветвленной системы обмена информацией с БИУС, в частности, имитации режима тренировки, позволяющего использовать имитатор вместе с отрабатываемым комплексом в качестве тренировочного устройства.
Решаемой задачей является обеспечение полноты имитируемых каналов обмена отрабатываемого комплекса при одновременном упрощении конструкции имитатора.
Сущность полезной модели заключается в том, что в комплексный имитатор внешних систем для отработки радиолокационного комплекса, содержащий объединенные в локальную сеть первую и вторую электронно-вычислительные машины (ЭВМ), первый блок ввода данных и первый блок индикации, соединенные с первой ЭВМ, второй блок ввода данных и второй блок индикации, соединенные со второй ЭВМ, а также адаптеры первого и второго имитируемых мультиплексных каналов обмена с навигационным комплексом, подключенные к системной интерфейсной магистрали первой ЭВМ, дополнительно введены адаптер имитируемого мультиплексного канала обмена системы обнаружения радиолокационных сигналов с боевой информационно-управляющей системой, адаптер имитируемого мультиплексного канала обмена активной радиолокационной системы с боевой информационно-управляющей системой и адаптер имитируемого мультиплексного канала обмена с космической системой целеуказания, подключенные к системной интерфейсной магистрали первой ЭВМ, а также адаптеры первого и второго имитируемых мультиплексных каналов обмена с системой точного времени и модуль цифрового ввода-вывода имитируемых сигналов обмена с подъемно-мачтовым устройством, подключенные к системной интерфейсной магистрали второй ЭВМ, кроме этого, к входу-выходу последовательного порта первой ЭВМ подключен блок формирования данных тренировки, выходы которого соединены со вторыми входами адаптера имитируемого мультиплексного канала обмена системы обнаружения радиолокационных сигналов с боевой информационно-управляющей системой и адаптера имитируемого мультиплексного канала обмена активной радиолокационной системы с боевой информационно-управляющей системой.
Сущность полезной модели поясняется чертежом структурной схемы имитатора, на котором обозначены:
1 - первый блок индикации, выполненный в виде монитора для отображения информации на экране электронно-лучевой трубки, жидкокристаллическом или плазменном экране,
2 - первый блок ввода данных, выполненный в виде клавишного устройства для ввода дискретных данных и манипулятора для управления курсором;
3 - первая ЭВМ, выполненная в виде одноплатной ЭВМ, которая содержит процессор, системную интерфейсную магистраль (системную шину), видеоконтроллер, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), адаптеры последовательного и параллельного интерфейсов (последовательный и параллельный порты), адаптер ЛВС, адаптер интерфейса клавиатуры, адаптеры дисководов гибких и жестких магнитных дисков;
4 - блок формирования данных тренировки, представляющий собой долговременное запоминающее устройство с набором управляемых регистров и усилителей входных и выходных сигналов;
5, 6 - адаптеры первого и второго имитируемых мультиплексных каналов обмена с навигационным комплексом;
7 - адаптер имитируемого мультиплексного канала обмена системы обнаружения радиолокационных сигналов (СОРС) с боевой информационно-управляющей системой (БИУС);
8 - адаптер имитируемого мультиплексного канала обмена активной радиолокационной системы с БИУС;
9 - адаптер имитируемого мультиплексного канала обмена с космической системой целеуказания;
10 - системная интерфейсная магистраль (СИМ) первой ЭВМ, выполненные в виде магистрали ISA, PCI или VME;
11 - СИМ второй ЭВМ;
12, 13 - адаптеры первого и второго имитируемых мультиплексных каналов обмена с системой точного времени;
14 - модуль цифрового ввода-вывода (ЦВВ) имитируемых сигналов обмена с подъемно-мачтовым устройством, выполненный в виде набора управляющих и запоминающих регистров, связанных с управляющим контроллером;
15 - вторая ЭВМ, выполненная аналогичной первой ЭВМ 3;
16 - второй блок индикации, выполненный аналогично первого блоку 1 индикации;
17 - второй блок ввода данных, выполненный аналогично первому блоку 2 ввода данных;
18 - интерфейсная магистраль локальной вычислительной сети. Как показано на чертеже структурной схемы имитатора, блок 1 индикации, блок 2 ввода данных и блок 4 формирования данных тренировки соединены соответственно с видеоконтроллером, адаптером интерфейса клавиатуры и адаптером последовательно интерфейса первой ЭВМ 3, которая объединена со второй ЭВМ 15 в локальную вычислительную сеть посредством адаптеров ЛВС, входящих в состав ЭВМ, и магистрали 18 ЛВС. К выходу видеоконтроллера ЭВМ 15 подключен второй блок 16 индикации, а к входу адаптера интерфейса клавиатуры подключен второй блок 17 ввода данных.
К СИМ 10 первой ЭВМ подключены адаптер 7 имитируемого мультиплексного канала обмена СОРС с БИУС и адаптер 8 имитируемого мультиплексного канала обмена активной РЛС с БИУС, вторые информационные входы которых соединены с блоком 4 формирования данных тренировки, а также подключены адаптеры 5, 6 первого и второго имитируемых мультиплексных каналов обмена с навигационным комплексом и адаптер 9 имитируемого мультиплексного канала обмена с космической системой целеуказания.
К СИМ 11 второй ЭВМ подключены адаптеры 12, 13 первого и второго имитируемых мультиплексных каналов обмена с системой точного времени и модуль 14 ЦВВ.
Первая ЭВМ 3 и вторая ЭВМ 15 соединены через встроенные адаптеры локальной сети.
Комплексный имитатор работает следующим образом.
Перед началом работы соединяют адаптеры имитатора с соответствующими устройствами отрабатываемого радиолокационного комплекса, которые в штатном режиме получают данные от навигационного комплекса (адаптеры 5, 6), от системы точного времени (адаптеры 12, 13), а также с устройствами, осуществляющими обмен данными между СОРС и БИУС (адаптер 7), между активной РЛС и БИУС (адаптер 8) и устройствами, осуществляющими передачу данных в космическую систему целеуказания (адаптер 9). Входы и выходы модуля 14 ЦВВ соединяют с соответствующими устройствами комплекса, которые в штатном режиме осуществляют обмен командами и сигналами с механизмами подъемно-мачтового устройства.
С помощью первого блока 2 ввода данных и первого блока 1 индикации устанавливают режим самотестирования имитатора или рабочий режим, который, в свою очередь, разделяется на основной режим и режим тренировки.
Оператор в основном режиме с помощью первого блока 2 ввода данных вводит информационные массивы, имитирующие данные, поступающие в радиолокационный комплекс из сопрягаемых внешних систем.
Для имитируемого навигационного комплекса это параметры курса и скорости, бортовой и килевой качки, исходных географических координат корабля, для имитируемой системы точного времени - текущее время и часовой пояс, для подъемно-мачтового устройства - команды управления и сигналы отработки команд.
Информационные массивы навигационных данных из первой ЭВМ 3 через первую СИМ 10 поступают в адаптеры 5, 6, где они преобразуются и передаются в соответствующие устройства радиолокационного комплекса в соответствии с ГОСТ Р52070-2003. По магистрали 18 локальной вычислительной сети во вторую ЭВМ 15 передаются исходные данные для ввода в комплекс через адаптеры 12, 13 массива сигналов системы точного времени. Передача производится с большой частотой в соответствии с ГОСТ Р52070-2003 независимо от первой ЭВМ 3 и не потребляет ее ресурсов.
В обратном направлении массивы данных, поступающих в штатном режиме из СОРС и РЛС в каналы связи с БИУС, передаются в соответствии с ГОСТ Р52070-2003 в адаптеры 7, 8, а данные, передаваемые в космическую систему целеуказания, поступают в адаптер 9. Эти данные преобразуются в первой ЭВМ 3 в информационные массивы, соответствующие введенным в радиолокационный комплекс данным по целям и параметрам имитируемых в радиолокационном комплексе излучающих станций. Эти данные отображаются на первом блоке 1 индикации и могут быть использованы в процессе отладки. В этом режиме информация, поступающая из радиолокационного комплекса в имитатор, ограничена, т.к. в нем может формироваться информация только о небольшом количестве целей.
В подрежиме тренировки рабочего режима оператор выбирает из блока 4 формирования данных тренировки подготовленный вариант информации, предназначенной для отработки комплекса, этот вариант может корректироваться с помощью первого блока 2 ввода данных и первого блока 1 индикации. В блоке 4 формирования данных тренировки записаны координаты целей, параметры их движения, типы целей и типы излучающих РЛС противника. Число имитируемых типов источников радиолокационных сигналов (целей) в отличие от основного режима не ограничено. Данные из блока формирования данных тренировки 4 поступают в третий и четвертый адаптеры 7 и 8 мультиплексных каналов, и далее, в соответствии с ГОСТ Р52070-2003, поступают в радиолокационный комплекс.
На основании данных о координатах целей и типах имитируемых РЛС в отрабатываемом комплексе в соответствии со штатными программами формируются данные, аналогичные данным, формируемым в основном режиме. Эти данные по каналам имитации связи с БИУС и космической системы целеуказания поступают в имитатор на адаптеры 7, 8, 9 мультиплексных каналов, через первую СИМ 10 поступают в первую ЭВМ 3 и отображаются на экране первого блока 1 индикации.
Использование в имитаторе тренировочного режима позволяет не только отработать все режимы взаимодействия БИУС и радиолокационного комплекса, но и организовать полноценную тренировку личного состава комплекса, при которой воспроизводятся все обмены комплекса с сопрягаемыми системами.
Режим самотестирования имитатора задается с первого блока 2 ввода данных. При этом проводится опрос состояния адаптеров, связанных через первую СИМ 10 с первой ЭВМ 3, и через локальную вычислительную сеть опрос состояния адаптеров и модулей, связанных через вторую СИМ 11 со второй ЭВМ 15. Результаты опроса высвечиваются на экране первого блока 1 индикации в виде диаграммы с выделением неисправных компонентов.
При отладке имитатора оба вычислительных узла могут настраиваться автономно, а после отладки объединяться с помощью ЛВС для комплексной отладки.
Таким образом, в результате использования полезной модели достигается технический результат, заключающийся в возможности воспроизведения всех каналов обмена имитируемого комплекса с внешними системами и воспроизведения наряду с основным режимом работы, режимов самотестирования и тренировки. Что обеспечивает полноту имитируемых каналов обмена отрабатываемого комплекса
Указанный технический результат достигается за счет введения дополнительных адаптеров мультиплексных каналов, модуля цифрового ввода-вывода и блока формирования данных тренировки.
Кроме этого, конструкция имитатора упрощается по сравнению с прототипом за счет организации обмена массивами данных по локальной вычислительной сети и распределения задач между ЭВМ, обеспечивающих независимую друг от друга работу имитируемых каналов.
Промышленная применимость полезной модели определяется тем, что предлагаемый имитатор может быть изготовлен согласно приведенному описанию и чертежу на основе известных комплектующих изделий и технологического оборудования, используемого в приборостроении, и использован для отработки корабельных активно-пассивных радиолокационных комплексов.