устройство передачи навигационной информации (аэробуй)

Формула изобретения

1. Устройство передачи навигационной информации (аэробуй), содержащее сигнализатор, включающий в себя радиопередатчик с антенной, снабженный исполнительным механизмом запуска для выведения на высоту и парашютом для поддержания в воздухе после выведения, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено стационарным блоком ввода данных с приемной антенной и интерфейсным блоком для связи блока ввода данных с сигнализатором на этапе подготовки сигнализатора к запуску, а в сигнализатор дополнительно введены блок хранения данных и блок активации, причем первый вход блока ввода данных соединен с приемной антенной, первый, второй и третий выходы блока ввода данных через интерфейсный блок связаны соответственно с первым, вторым и третьим входами блока хранения данных, выход которого подключен к первому входу радиопередатчика, первый, второй и третий выходы блока активации соединены соответственно с четвертым и пятым входами блока хранения данных и со вторым входом радиопередатчика, выход радиопередатчика связан с передающей антенной.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок ввода данных содержит навигационный приемник, программатор и источник постоянного питания, причем первый вход блока ввода данных через навигационный приемник соединен с первым входом программатора, второй и третий входы программатора связаны соответственно со вторым и третьим входами блока ввода данных, а первый и второй выходы программатора образуют соответственно первый и второй выходы блока ввода данных, первый и второй выходы источника питания подключены соответственно ко второму входу навигационного приемника и четвертому входу программатора, третий выход источника питания образуют третий выход блока данных.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок активации содержит формирователь сигнала начала работы радиопередатчика, первый, второй и третий ключи, автономный источник питания, причем первый, второй и третий выходы автономного источника питания подключены к первым входам соответственно первого, второго и третьего ключей, четвертый выход автономного источника питания соединен с входом формирователя сигнала начала работы радиопередатчика, выход которого связан со вторыми (управляющими) входами первого, второго и третьего ключей; выходы первого, второго и третьего ключей образуют соответственно первый, второй и третий выходы блока активации.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к радионавигационной технике и может быть использовано для ретрансляции координат и других данных объекта, в том числе при проведении поисковых и аварийно-спасательных работ для дистанционного обнаружения места и жертв аварии, заблудившихся и потерявшихся в лесу, терпящих бедствие в морских условиях рыбаков, оказавшихся в чрезвычайных и экстремальных условиях туристов и геологов.

Известно устройство для передачи радиосигналов бедствия [1] (аналог), которое содержит передатчик с антенной, парашют и систему «отстреливания» (ракету), и предназначенное для «отстреливания» и «зависания» на парашюте на некоторой высоте, что увеличивает дальность трансляции. Однако данное устройство способно передавать лишь унифицированный сигнал бедствия (SOS) либо идентификационный кодовый сигнал, что позволяет зафиксировать наличие терпящего бедствие, но не дает возможности оперативно и точно установить его местонахождение. Данное обстоятельство существенно снижает эффективность поиска особенно в случаях, когда объект совершает по каким-либо причинам перемещение с изменением своих координат.

Известна также персональная система формирования сигнала бедствия [2] (аналог), включающая встроенные в подвесную систему парашюта наряду с передатчиком и навигационной приемник, предназначенные для самоопределения и передачи координат терпящего бедствие. Причем активизация передачи сигнала осуществляется при раскрытии парашюта.

Данная система эффективна, когда объект поиска связан с парашютом (например, летчик или груз, спускающийся на парашюте). В других случаях ее применение проблематично, поскольку отсутствуют средства выведения на высоту, и, кроме того, при неблагоприятных погодных условиях с интенсивным движением воздушных масс передаваемые устройством координаты могут существенно отличаться от реальных координат объекта, терпящего бедствие.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является аварийно-сигнальное устройство (сигнализатор) [3] (прототип, фиг.1), включающее радиопередатчик 1 с автономным источником 2 питания и антенной 3, снабженный парашютом 4, предназначенное для «отстреливания» с помощью исполнительного механизма 5 запуска и «зависания» на парашюте 4, причем радиопередатчик 1 получает питание от автономного источника 2 после срабатывания исполнительного механизма 5 запуска и начинает излучать сигнал для радиопеленгования. Для дополнительного пиротехнического обозначения сигнализатора он снабжен капсулой 6 с пиротехнической смесью. Все элементы сигнализатора, кроме антенны 3, размещены в корпусе 7.

Недостатком данного устройства является отсутствие в сигнале для радиопеленгования информации о координатах объекта, находящегося в аварийной ситуации. В реальных условиях группами поиска осуществляется лишь пеленгация сигнализатора, который может быть на достаточном удалении от объекта поиска (существенно большем, чем погрешность определения координат объекта поиска с использованием GPS (Global Positioning System)). Возможности визуального способа поиска сильно ограничены по дальности обнаружения (днем 3-5 км).

Целью изобретения является сокращение времени поиска объекта, терпящего бедствие, и повышение вероятности его обнаружения.

На фиг.2 изображено устройство передачи навигационной информации (аэробуй), на фиг.3 - его функциональная схема; на фиг.4 - структурная схема блока ввода данных, на фиг.5 - то же, блока активизации.

Устройство передачи навигационной информации (аэробуй) (фиг.2, 3) содержит: «отстреливаемый» сигнализатор 8, состоящий из корпуса 9, в котором размещены исполнительный механизм 5 запуска сигнализатора, сложенный парашют 4, радиопередатчик 1, блок 10 хранения данных, блок 11 активации, на корпусе 9 закреплена передающая антенна 3, а также соединяемый с сигнализатором 8 на этапе его подготовки к запуску стационарный блок 12 ввода данных с антенной 13 навигационного приемника. Соединение сигнализатора 8 с блоком 12 ввода данных осуществляется через интерфейсный блок 14, который может быть выполнен, например, в виде шнура, или инфракрасного порта.

Блок 12 ввода данных (фиг.4) состоит из навигационного приемника 15 с антенной 13, программатора 16 и источника 17 питания.

Блок 11 активации (фиг.5) содержит формирователь 18 сигнала начала работы радиопередатчика 1, первый-третий ключи 19-21, автономный источник 22 питания.

Устройство функционирует следующим образом.

В исходном состоянии сигнализатор 8 и блок 12 ввода данных разъединены. При этом сигнал с формирователя 18 сигнала начала работы радиопередатчика 1 отсутствует, ключи 19-21 нормально разомкнуты и питание от автономного источника 22 питания не поступает ни на радиопередатчик 1, ни на блок 10 хранения данных (фиг.3, 5).

Навигационный приемник 15 блока 12 ввода данных в реальном масштабе времени осуществляет определение координат объекта с привязкой ко времени и передает эти данные в программатор 16, куда через дополнительные входы как стационарно, так и динамически с помощью программных средств могут быть переданы также другие сведения об объекте (например, дата и время возникновения чрезвычайной ситуации, идентификационный код объекта, код чрезвычайной ситуации и т.п.) (фиг.3, 4). По существу программатор 16 выполняет роль смесителя (мультиплексора) данных, поступающих в него через различные информационные входы.

В случае возникновения чрезвычайной ситуации, лицо, терпящее бедствие, например, вручную с помощью интерфейсного шнура 14 соединяет сигнализатор 8 с блоком 12 ввода данных. При этом управляющий сигнал, информационный сигнал, а также питание соответственно с первого, второго и третьего выходов блока 12 ввода данных поступает на первый, второй и третий входы блока 10 хранения данных, который представляет собой микропроцессор с памятью. Управляющий сигнал переводит микропроцессор в режим записи информационного сигнала в память. Через дополнительные входы блока 12 ввода данных лицо, терпящее бедствие, может вносить дополнительные данные в память блока 10 хранения данных. После записи данных в память микропроцессора лицо, терпящее бедствие, вручную отстыковывает интерфейсный шнур 14 от сигнализатора. Сигнализатор готов к запуску.

Запуск сигнализатора 8 может осуществляться как в автоматическом (аналогично прототипу), так и в ручном режиме (подобно запуску осветительных ракет [4]) с использованием исполнительного механизма 5 запуска. После запуска сигнализатора 8 срабатывает формирователь 18 сигнала начала работы радиопередатчика 1. В зависимости от исполнения это может произойти одним из известных способов: либо после срабатывания исполнительного механизма 5 запуска, либо после раскрытия парашюта 4 (фиг.2).

Сигнал с формирователя 18 поступает на управляющие входы первого-третьего ключей 19-21 и открывает их (фиг.5). Напряжение от автономного источника 22 питания поступает соответственно в цепи питания блока 10 хранения данных и радиопередатчика 1. Одновременно с этим управляющий сигнал переводит микропроцессор в режим циклической передачи записанных в памяти данных на вход радиопередатчика, который транслирует их в эфир.

В остальном функционирование предлагаемого устройства аналогично известному.

Технический результат - сокращение времени поиска объекта, терпящего бедствие, и повышение вероятности его обнаружения достигается за счет включения в передаваемый сигнал бедствия периодически корректируемых (с частотой запусков аэробуя) данных о текущих координатах объекта и других сведений о нем.

Практическая реализация функциональных узлов предлагаемого изобретения может быть выполнена следующим образом. В качестве диапазона частот передачи необходимо выбрать разрешенный участок сантиметрового диапазона, что обеспечит создание малогабаритного усилителя электромагнитных колебаний. Например, усилитель, выполненный на базе передающего модуля Blutouth, займет площадь 1 см² и будет весить до 5 грамм. Кроме этого, в выбранном диапазоне размеры штыревой антенны не превышают нескольких сантиметров. В качестве программатора и блока памяти можно использовать изделия фирмы ATMEL (AVR) [5].

Так, микроконтроллер данной фирмы Tiny AVR имеет FLASH-память программ объемом 1-2 Кбайта (число циклов стирания/записи не менее 1000), оперативную память (статическое ОЗУ) объемом 1-2 Кбайта и память данных EEPROM объемом 64 байта, при геометрических размерах менее 1 см² и весе несколько грамм. Данного количества памяти достаточно для вводимых координат объекта (долгота, широта, время измерения координат). Для программирования указанных микроконтроллеров можно использовать аппаратные средства (программаторы STK-500, STK-50, ICE50, AS2) и программные средства (AVR Studio, ICC AVR, System Designer).

В качестве источника питания можно использовать литиево-ионные аккумуляторы, используемые в современных сотовых телефонах.

Таким образом, отличительные признаки предлагаемого устройства способствуют достижению поставленной цели.

Источники информации

1. GB 1504303, Н04В 1/03, 1978.

2. US 2004/0113794 A1, G08В 23/00, 2004.

3. RU 62377, В63D 21/52, 1977.

4. Памятка по применению 40-мм осветительных ракет. - МО СССР, 1978.

5. Евстифеев А.В. Микроконтроллеры AVR семейств Tiny и Mega фирмы «ATMEL» - М.: Издательский дом «Додэка-XXI», 2004.