- •Навчальні та виховні цілі:
- •Навчальні питання та розподілення часу
- •1.Методи формування знакової інформації на системах відображення інформації (сві)
- •2.Структурні схеми знакових засобів відображення інформації індивідуального і колективного користування
- •2.1Индикатор обстановки 1а009
- •2.2 Таблично-знаковые индикаторы
ХАРКІВСЬКИЙ УНІВЕРСИТЕТ ПОВІТРЯНИХ СИЛ
КАФЕДРА ВІЙСЬКОВО-СПЕЦІАЛЬНОЇ ПІДГОТОВКИ ЗА НАПРЯМОМ ППО
ЗАТВЕРДЖУЮ
Заведуючий кафедри №10-06
Пр.ЗСУ В.М.Федай
"__" ________2005 р.
ГЗ №3
з навчальної дисципліни
“ ОСНОВИ ПОБУДОВИ СИСТЕМ АВТОМАТИЗОВАНОГО
УПРАВЛІННЯ ЗРК ВІЙСЬК ППО СВ”
Тема :” № 4.1.3. : Методи та засоби відображення і передачі данних в АСУ. ”
Заняття №2: Відображення інформації в АСУ .
Обговорено на засіданні кафедри
ПРОТОКОЛ №
“ ” серпня 2005 р
ХАРКІВ – 2005 р
Навчальний потік – 326
Час – 90 хвилин.
Місце –клас
Навчальні та виховні цілі:
-ознайомити студентів з методамі формування знакової інформації на системах
відображення інформації (СВІ) ;
-ознайомити студентів з структурнимі схемамі знакових засобів відображення
інформації індивідуального і колективного користування ;
-виховувати у студентів почуття відповідальності за вивчення дисципліни,
любов до своєї військової професії та до Батьковщини взагалі.
Навчальні питання та розподілення часу
Вступ 5 хв.
1.Методи формування знакової інформації на системах
відображення інформації (СВІ) 40хв.
2.Структурні схеми знакових засобів відображення
інформації індивідуального і колективного користування 40хв.
Заключення 5 хв.
Навчально-матеріальне забезпечення :
Діапозитиви 1-3
Крейда, дошка.
Навчальна література:
1.АСУ войск ПВО СВ. Часть 1.Основы построения автоматизированных систем управления: Учебник. – К.: ВА ПВО СВ, 1989.
2.АСУ войск ПВО СВ. Часть 1. Основы построения автоматизированных систем управления. Альбом рисунков. – К.: ВА ПВО СВ, 1989.
3.Азаренков В.В.,Сорокин В.П.,Степанов Г.А.Автоматизированные системы управления войсковой ПВО.Обработка информации в автоматизированных системах управления войсковой ПВО.Конспект лекций.Киев:изд.ВА ПВО,1985г.
ВСТУП
Управління військами ППО включає велике число операцій, головним змістом яких є обробка різнорідної інформації. Автоматизація процесів керування має на меті прискорення збору даних, збільшення продуктивності командних пунктів і пунктів керування по обробці інформації, підвищення точності обробки і в остаточному підсумку істотного поліпшення якості в оперативності рішень, прийнятих: командирами різних ланок.
В даний час усі задачі, розв'язувані в АСУ, умовно поділяють на задачі керування військами і задачі керування бойовими засобами. До першої групи відносяться задачі, що виникають, як правило, на етапі планування бойових дій з'єднання, частин і підрозділів військовий ППО:
1.Прогнозування масштабу і характеру бойових дій засобів повітряного нападу супротивника.
2.Прогнозування радіоелектронної, радіаційної і хімічної обстановки.
3.Оцінка потенційних можливостей угруповання військ ППО
4.Планування переміщення частин і підрозділів,облік їхнього стану.
5.Планування технічного забезпечення.
6.Оцінка позицій радіоелектронних засобів і ін.
В другу групу включають задачі, що вирішуються в ході відбіття нальоту повітряного супротивника. Прикладами цих задач можуть служити збір і обробка даних про повітряну обстановку, вироблення рішень і передача цілевказівок засобами ППО і т.д.У даній лекції вивчають задачі тільки другої групи.
1.Методи формування знакової інформації на системах відображення інформації (сві)
Под генерированием знаков (символов, букв, цифр) подразумевается процесс преобразования сигнала, описывающего символ, в реальное изображение на экране индикатора, табло.
Для получения изображения знаков на экранах электроннолучевых индикаторов в СОИ АСУ ПВО используются следующие методы генерирования знаков (знаковой индикации): функциональный; малоформатного телевизионного растра (растровый); матричный.
Метод знаковой индикации характеризует способ образования контура знака и сам процесс отображения знака в заданном месте экрана индикатора. Так, при функциональном методе начертание знака на экране ЭЛТ осуществляется сплошными линиями как и обычным карандашом на бумаге. Для растрового метода характерно образование контура символа мозаичным способом, путем подсвета отдельных точек экрана. При матричном методе весь знак сразу как бы печатается электронным лучом.
лучом. Первые два метода реализуются, как правило, на обычных ЭЛТ. Матричный метод может быть реализован только с помощью специальных знаковых ЭЛТ.
Рассмотрим более подробно сущности каждого из этих методов знаковой индикации и принципы их реализации в СОИ АСУ.
Функциональный метод. При воспроизведении знака функциональным методом луч перемещается по экрану ЭЛТ по траектории, соответствующей конфигурации отображаемого символа.
Закон перемещения луча в общем виде описывается системой параметрических уравнений:
(3.11)
Получение требуемого знака (его воспроизведение) обеспечивается путем подсвета определенных участков непрерывной траектории.
Отклоняющие напряжения , , которые определяют траекторию движения луча по экрану, и импульсы подсвета ИПзн, модулирующие яркость луча, формируются генератором знаков (знакогенератором), структура которого зависит в основном от используемого способа формирования (генерирования) этих напряжений.
В настоящее время используются три основных способа формирования знаков при функциональном методе управления лучом: с помощью синусоидальных напряжений; с помощью линейно изменяющихся напряжений; с помощью напряжений ступенчатой формы.
Формирование знаков с помощью синусоидальных напряжений. При этом способе генерирования знаков на две взаимно перпендикулярные отклоняющие пластины ЭЛТ подаются два синусоидальных напряжения частоты F и 2F. Под их воздействием луч описывает на экране так называемую фигуру Лиссажу—восьмерку (рис. 3.9). Система уравнений (3.11) в этом случае имеет вид:
(3.12)
Коэффициент а обычно принимается равным 0,6.. .0,7. Уменьшение амплитуды напряжения, подводимого к горизонтально отклоняющим пластинам, обеспечивает формирование знаков с удобным для восприятия соотношением высоты .и ширины. Сдвиг по фазе между отклоняющими напряжениями частоты F и 2F берется равным л.
Цифры 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, символ Х получаются путем подсвета определенных участков фигуры Лиссажу. Цифра 1 создается либо путем подсвета части фигуры Лиссажу (так это делается в знакогенераторе КБУ 9С416М), либо посредством подачи на ЭЛТ только вертикально отклоняющего напряжения . Формирование цифры 0 осуществляется либо двумя синусоидальными напряжениями частоты F, сдвинутыми по фазе на , либо за счет подсвета одной из половин фигуры Лиссажу.
Вид знаков, формируемых этим способом на экранах ИКО АРМ командира и операторов сопровождения целей КБУ 9С416М, показан на рис. 3.10.
Основнным недостатком данного способа формирования знаков является несколько непривычная форма отображения цифр, что ведет к уменьшению вероятности правильного восприятия знака или увеличению времени считывания информации с экрана.
Несмотря на указанные недостатки, данный способ благодаря простоте технической реализации широко используется в знакогенераторах АСУ для формирования простых формуляров (как правило, на одно знакоместо). Для повышения достоверности восприятия и скорости считывания знаков используется двустороннее ограничение, отклоняющих синусоидальных напряжений, что улучшает форму цифр, делает их более четкими, лучше различимыми.
Типовая структурная схема генератора знаков, формирующего символы с помощью синусоидальных напряжений, приведена на рис. 3.11. Генератор знаков запускается по специальной команде, которая поступает от синхронизатора индикаторного устройства после того, как электронный луч выведен в точку экрана , , где необходимо сформировать соответствующий знак. Одновременно на генератор знаков подается из вычислительной системы код формируемого знака.
Под воздействием этих команд генератор знаков создает отклоняющие напряжения , , сдвинутые по фазе на определенную величину , что обеспечивает получение знаков требуемой конфигурации и улучшение их формы, а также импульсы подсвета ИПзн соответствующей формы.
Отклоняющие напряжения заставляют электронный луч перемещаться относительно точки , , экрана индикатора по фигуре Лиссажу, а импульсы подсвета знака ИПзн, подсвечивая со отдельные участки, воспроизводят соответствующий знак.
Время воспроизведения знака, как правило, кратно периоду частоты 11F. В реальных схемах генераторов знаков обычно принимается F=3... 4 кГц.
С целью существенного улучшения формы знаков и увеличения их набора может быть использовано смешивание напряжений синусоидальной, треугольной и прямоугольной формы. Однако применение такого способа формирования знаков приводит к значительному усложнению генератора знаков.
Данным методом осуществляется формирование символов О, 1, —, □ и их комбинаций в АСПД-12, АСПД-У, а также круговых зон поражения в машине боевого управления МП22.
Формирование знаков с помощью линейно изменяющихся напряжений. Применение этого способа является одним из путей повышения наглядности и информативности изображений на СОИ. При воспроизведении любого знака на экране индикатора электронный луч перемещается по программе по контуру исходного основного символа под воздействием линейно изменяющихся отклоняющих напряжений , , то есть закон отклонения луча относительно исходной точки , , остается неизменным. Образование различных знаков достигается путем подсвета отдельных участков основного символа за счет использования различных комбинаций импульсов подсвета.
Данный способ формирования знаков используется для создания таблицы цифр на информационном табло АРМ командира в КБУ 9С416М. Рассмотрим его сущность несколько подробнее.
Движение луча по контуру основного символа осуществляется за 14 тактов (рис. 3.12). Эпюры линейно изменяющихся отклоняющих напряжений, а также комбинация импульсов подсвета, обеспечивающая высвечивание цифры 5, представлены на рис. 3.13.
Образование строк и колонок таблицы осуществляется посредством перемещения луча по строке или колонке на заданное расстояние , , перед формированием очередного знака. Импульсы подсвета при перемещении луча между знакоместами не подаются на ЭЛТ.
Алфавит символов, формируемых с помощью линейно-изменяющихся напряжений, может быть значительно расширен за счет некоторого усложнения основного символа. Так, в знакогенераторе СОИ ПБУ 9С470 в качестве основного символа используется фигура, показанная на рис. 3.14. Путем подсвета отдельных участков основного символа при создании информационной модели воздушной обстановки, решении задач управления боевыми средствами, проведении контроля функционирования аппаратуры на индикаторах АРМ формируются десятичные числа 0, 1, 2,..., 8, 9, буквы русского алфавита, набор специальных символов (рис. 3.15). Управление процессом воспроизведения знаков на экране ЭЛТ индикаторов осуществляется командами, выдаваемыми вычислительной системой. Эпюры отклоняющих напряжений, под действием которых луч движется по контуру основного символа, представлены на рис. 3.16.
Метод линейно-изменяющихся напряжений используется и при создании информационной модели обстановки на экранах индикаторов КШМ МП22 и МП25. Особенность реализации метода здесь состоит в отсутствии общей для всех знаков программы управления движением луча по контуру основного символа. Формирование каждого конкретного символа (движение луча и подсвет) осуществляется по специальной микропрограмме, хранящейся в постоянном запоминающем устройстве знакогенератора. Применение принципа микропрограммного управления знакогенератором позволяет получать знаки практически любой конфигурации.
Формирование знаков с использованием напряжений ступенчатой формы. Данный способ является разновидностью предыдущего. При построении знакогенератора на его основе перемещение луча по контуру основного символа производится скачками (ступеньками) по осям X и Y под действием отклоняющих напряжений , , имеющих ступенчатую форму. Отображение знаков осуществляется за счет подсвета отдельных точек контура основного символа. Таким способом формируются формуляры целей в СОИ АСПД-У. Вид основного символа, создаваемого за 32 такта, эпюры отклоняющих напряжений, управляющих движением луча, моменты выдачи импульсов подсвета при формировании цифры 4 и буквы Р приведены на рис. 3.17. Алфавит символов, формируемых этим способом на экране индикатора обстановки, включает цифры 0, 1, 2,..., 9, буквы Н, О, П, Р, С, У, Ц, К и знак .
Метод малоформатного телевизионного растра. При использовании телевизионных методов генерирования знаков в месте воспроизведения символа (точка , , на рис. 3.18) создается малоформатный растр прямоугольной или другой формы, а сам знак формируется подсветом отдельных элементов прямоугольника разложения. При этом растровое изображение может создаваться горизонтальными штрихами различной длины при линейной структуре (рис. 3.19) или точками при точечной структуре символа (рис. 3.20).
Формирование растра и его перемещение по экрану индикатора осуществляется устройством управления генератора знаков (ГЗ) по специальной программе. Информация о форме воспроизводимого знака и соответствующих ему импульсах подсвета хранится в памяти ГЗ.
Вполне очевидно, что качество воспроизведения знака зависит от количества элементов разложения в малоформатном растре. При телевизионном методе генерирования знаков число элементов разложения ограничивается только разрешающей способностью ЭЛТ. Установлено, что четкое изображение относительно простых знаков (цифры, буквы и т. п.) достигается уже при растре из 7 ... 8 строк (столбцов) с подсветом 5 ... 6 точек в каждой строке.
Метод малоформатного телевизионного растра использован для отображения данных на экране информационного табло БО-ЗМ в кабине боевого управления 9С486 (9С489). На каждом знакоместе табло (всего табло имеет 18 горизонтальных строк по 64 знакоместа в строке) формируется прямоугольник разложения из семи вертикальных столбцов, пять из которых отводятся непосредственно на знак, а два последних — на разделительный интервал (рис. 3.21). Столбцы разбиты на семь точечных участков-элементов разложения, путем подсвета которых, и формируются знаки. Стрелками на рисунке указан ход луча при создании растра.
Растровый метод генерирования знаков обладает следующими достоинствами:
-возможность отображения знаков любой конфигурации при соответствующем выборе числа элементов разложения;
-высокое качество и большая яркость изображения знаков, что позволяет уверенно считывать информацию с экран'в условиях внешней освещенности;
-возможность использования для построения знаковых индикаторов обычных электронно-лучевых телевизионных трубок, включая цветные, а также трансляцию изображения на многие экраны. ;
Основным недостатком метода является относительная сложность схемной реализации и сравнительно низкая скорость воспроизведения знаков.
Матричный метод. Формирование изображения этим методом основано на применении специальных знакопечатающих электронно-лучевых трубок (ЗЭЛТ), контур знака в которых образуется за счет придания электронному лучу соответствующего поперечного сечения с помощью матрицы, расположенной на- пути луча к экрану (рис. 3.22). Матрица представляет собой тонкую пластину-экран, в которой прорезаны контуры отображаемых знаков. :
Электронный луч, пройдя через выбранный символ матрицы, несет далее в своем сечении изображение этого символа, которое затем как бы печатается в указанной адресной системой-точке экрана индикатора.
Номенклатура, знаков в матрице определяется функциона.льным назначением индикатора, а их максимальное количество лимитируется технологией изготовления матрицы и погрешностями формирования управляющих напряжений или токов. Матрицы стандартных ЗЭЛТ имеют 64, 128 и более символов. В качестве примера на рис. 3.23 изображена матрица, содержащая буквы русского алфавита, условные обозначения самолетов с различными направлениями полета, позиций РЛС и другие знаки. Размеры знаков на экране индикатора составляют 3 ... 5 мм, что позволяет четко опознавать их на расстоянии- метра.
Принято различать четыре основных типа ЗЭЛТ: характрон, композитрон, тайпотрон, принтоскоп. Трубки типа характрон позволяют воспроизводить на экране одновременно с буквенно-цифровой и другие виды информации. Так, в ЗЭЛТ с двумя электронными пушками обеспечивается одновременное отображение без взаимных помех знаковой информации и видеоизображения. Знаковые ЭЛТ с задним окном, являющиеся модификацией характрона, дают возможность совмещать на одном экране динамическую (знаковую) и статическую информацию, которая проецируется с диапозитива через заднее окно.
Знакопечатающие электронно-лучевые трубки других типов не отличаются от характрона по принципу действия, но обладают рядом существенных особенностей. В частности, тайпотрон имеет в своем составе запоминающее устройство, что позволяет воспроизводить записанную информацию в течение длительного времени. В композитроне матрица расположена вне трубки. Символы с помощью оптической системы проецируются на фотоэмиссионный катод, который создает электронный пучок, несущий в своем сечении изображение знаков. Внешнее расположение матрицы в композитроне обеспечивает возможность быстрой смены набора знаков. Характерной особенностью принтоскопа является значительное увеличение быстродействия ЭЛТ за счет отказа от внешних устройств и использования только электростатического управления процессами выбора символов в матрице, сведения электронного луча к центру трубки и широкоугольного отклонения его для высвечивания знака в заданной точке экрана.
Применение знаковых ЭЛТ является одним из перспективных направлений повышения качества информационной модели обстановки в СОИ АСУ. Однако следует учитывать, что это неразрывно связано с необходимостью использования для управления их работой ЭВМ, микропроцессоров или других цифровых вычислительных устройств. Кроме того, общим для всех типов ЗЭЛТ является их усложнение и значительное удорожание по сравнению с обычными ЭЛТ.