Главная Промышленная автоматика.

ствие и надежность матричных процессоров. Например, в работе [45] описац разработанный фирмой IBM 32-разрядный однокрис-тельный микропроцессор, имеющий систему команд IBM-370, быстродействие порядка 10 тыс. «бабочек» в секунду и потребляющий 2,3 Вт. Такой микропроцессор позволяет решать широкий круг задач по синтезированию апертуры. Используемые в настоящий момент и разрабатываемые за рубежом матричные микропроцессорные вычислители (PASM, PUMS, ZMOB, PICAP-U, TOSPITS, IPU) имеют быстродействие в пределах 10-500 млн. оп./с, что значительно превышает быстродействие ПП, широко применяемых в ЦРСА. Поэтому разработка такого типа процессоров специально для ЦРСА является вполне реальной задачей.

Таким образом, уже на современном уровне развития технологии изготовления сверхболвших интегральных схем возможно построение ЦСО или ее отдельных устройств в виде многопроцессорного микропроцессорного вычислителя с использованием как конвейерных, так и матричных процессоров. Матричные процессоры обеспечивают высокую гибкость ЦСО и характеризуются .малым потреблением энергии, высокой надежностью, которая обусловлена небольшим числом микросхем и связей между ними, а также сохранением работоспособности ЦСО даже при отказе одного из элементарных процессоров (рис. 6.20). В последнем случае пропадает лишь та часть строк дальности, которая обрабатывается данным микропроцессором. Матричные процессоры обладают значительно более высокой гибкостью, чем даже ОПП, ввиду того, что могут реализовывать с одинаковой эффективностью любой способ обработки (ПС, БС или ГА), так как не ]1меют специальной системы команд.

В заключение необходимо отметить, что любой из процессоров .многодроцессорной вычислительной системы обработки сигналов при необходимости может быть реализован как ПУП. Он легко вписывается в общую структуру ЦСО. Это дает возможность оптимально сочетать программно-управляемые и программные (микропроцессорные) средства, обеспечивая наибольшую эффективность ЦСО.

6.4. ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ ИНДИКАЦИИ И РЕГИСТРАЦИИ

Система индикации информации является оконечным устройством ЦРСА, в котором сигнал РЛИ J{m, q) (см. рнс. 6.1) преобразуется к виду, удобному для восприятия человеком (оператором). Обычно ЦСИ строится как универсальная система, позволяющая отображать не только радиолокационную информацию, но и, например, навигационную, аварийную и т. д.

Она может быть расположена как на борту летательного аппарата, так и на земле. В последнем случае должен быть использован широкополосный радиоканал для передачи сигнала РЛИ на наземный приемный пункт. С точки зренпя отображения ра-



биолокационных сипналов радиоканал является своеобразным интерфейсом, который предназначен для неискаженной передачи цифровых данных в реальном масштабе времени. Поэтому условно будем считать, что информация из ФС в ЦСИ попадает в реальном масштабе времени и без искажений. Остановимся в основном на бортовом варианте ЦСИ, имея в виду, что наземный вариант от бортового принципиальных отличий не имеет, однако обладает более высокими характеристиками вследствие отсутствия, в отличие от -бортовой ЦСИ, ограничений по массе, габаритам и потребляемой мощности.

Система индикации является важным функциональным узлом ЦРСА, от которого в значительной степени зависят характеристики РЛС. Его основными функциями являются [50]:

воспроизведение изображений, графических данных и алфавитно-цифровой информации;

поиск и просмотр представляющего наибольший интерес изображения участка земной поверхности;

интерактивная обработка, позволяющая извлечь дополнительную информацию.

Рассмотрим некоторые общие требования к системам индикации телевизионного типа с учетом психофизических особенностей оператора. Основная задача такой системы индикации заключается в воспроизведении информации в легко воопринимаемом оператором визуальной форме. Отсюда возникает необходимость оптимизации связей оператор - индикатор с учетом психофизических особенностей оператора и требований эргономики.

Главным каналом восприятия визуальной информации является глаз оператора, характеризующийся остротой зрения. Острота зрения зависит от многих факторов, в частности от уровня адаптации глаза, а также от параметров, характеризующих изображение по яркости, контрастности, времени экспозиции, движению, цвету изображения и т. п. Существенно снижают остроту зрения дискомфортные условия работы оператора (вибрация, перегрузки, внешняя засветка и т. ,п.). В нормальных условиях при хорошей освещенности острота зрения составляет около одной, а в дискомфортных условиях может ухудшаться до трех угловых минут [51].

Исходя из разрешающей способности глаза выбираются размеры разрешаемого элемента на экране ЭЛТ. Увеличение разрешения телевизионного экрана выше разрешения глаза улучшает микроструктуру изображения и его восприятие. Экран с разрешением хуже разрешения глаза нецелесообразен из-за увеличения размеров экрана и, следовательно, ухудшения массо-габаритных характеристик системы отображения в целом. Исходя из вышеизложенного при наблюдении экрана с расстояния около 0,6 м на одно.м миллиметре экрана должно размещаться около пяти элементов разрешения. Современный уровень технологии производства ЭЛТ позволяет получить на экране порядка 1000 строк [50.]. Отсюда оптимальный размер прямоугольного экрана должен составлять около 200X200 мм.



На основе анализа состояния и развития систем индикации различных типов [1] можно сделать вывод о том, что наиболее перспективными являются системы телевизцонного типа с цифровым управлением и запоминанием информации в цифровой форме. Такие системы индикации должны строиться на основе унифицированной и многофуикциональной аппаратуры, позволяющей отображать различную по характеру информацию (например, информацию, получаемую в процессе обзора земной поверхности с помощью радиолокационных, телевизионных, инфракрасных н лазерных средств, пилотажно-навитационную информацию, информацию о состоянии бортовых систем и др.). Уровень развития элементов цифровой техники и средств программного обеспечения позволяет уже сейчас создать многофункциональные цифровые системы индикации телевизионного типа, которые в достаточной степени будут удовлетворять предъявлемым к ним требованиям.

Проведенное в [51] исследование индикаторов телевизионного типа с воспроизведением изображения в растровой форме показало, что для достаточно надежного обнаружения объектов, наблюдаемых на фоне просматриваемого участка местности, достаточно, чтобы на изображение объекта приходилось 2-3 строки растра. При решении задачи распознавания объектов эти требования возрастают до 8-15 строк.

Требования к размерам символов и условных обозначений, отобрал<аемых на экране, определяются из условий точного и быстрого их распознавания. В соответствии с этим угловой раз-.мер символа должен составлять около 24 .минут, что соответствует лннейны.м размерам символа 4-5 мм при дистанции наблюдения 600 мм [52].

Важной характеристикой системы индикации является число воспроизводимых градаций яркости. Число различимых градаций яркости зависит от контрастности изображения, характеризуемой коэффициентом контрастности. Типичное значение коэффициента контрастности современных ЭЛТ составляет 20-30. Теоретически при таком коэффициенте контрастности человек может различать свыше 200 оттенков серого [52]. Однако в реальных условиях средний наблюдатель различает только 7-10 градаций яркости. Из этого факта специалисты по эргоно.мике делают вывод, что воспроизведение шкалы серых тонов системой индикатор-оператор ограничено возможностями аппаратуры, а не оператора. Поэтому любые потери при прохождении сигналов в аппаратуре, ведущие к уменьшению числа воспроизводимых градаций яркости, недопустимы. Это, в частности, относится и к выбору числа уровней квантования сигнала (г, рТз) при преобразовании их из аналоговой формы в цифровую, а для ЦРСА - и к разрядности чисел, хранимых в ЗУ индикатора. При преобразовании в цифровую форму телевизионного изображения высокого качества требуется не менее 64 уровней квантования [52]. При 32 уровнях квантования наблюдается ухудшение качества изображения. При 16 уров-





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 [72] 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100

0.9158