1.2 Обзор литературы

1.2.1 Принцип действия горизонтального астрокомпаса

Астрономические компасы измеряют истинный или ортодромический курс объекта путем пеленгации небесных светил с учётом вращения Земли и координат места. В горизонтальном астрокомпасе плоскость пеленгации совпадает с вертикалом светила [3, c. 180].

Плоскость пеленгации светила (путем вращения вокруг вертикали) совмещается с центром небесного тела (рис.1).

Рис.1. Схема определения истинного курса с помощью горизонтального астрокомпаса

Измеряя курсовой угол светила КУ между проекцией продольной оси самолёта и плоскостью пеленгации, можно определить значение истинного курса ИК

ИК = А - КУ (1)

здесь А - азимут, вычисляется по известным географическим координатам места самолёта (МС) и экваториальным координатам светила.

Вычисление азимута выполняется аналитически или путем моделирования небесной сферы. Аналитически определение азимута основывается на решении формул сферической тригонометрии [7, с. 26].

(2)

здесь: t = tгр + - часовой угол; tгр - гринвический часовой угол; - географическая долгота; - географическая широта; - склонение светила.

1.2.2 Назначение астрокомпаса, технические данные

Основные задачи, выполняемые горизонтальным астрокомпасом: 1) эпизодическое определение истинного курса в полёте по произвольно заданной линии пути, при этом географические координаты места объекта вводятся вручную при каждом определении истинного курса; 2) непрерывной выработки курса при полёте по ортодромии, при этом географические координаты места объекта вводятся в начальном пункте заданного участка ортодромического маршрута и на протяжении полёта по данному участку маршрута (длиною до 1100 км) не меняется [3, с.179-180].

Астрокомпас работает в диапазоне широт от 90 южной широты до 90° северной широты, при высоте видимого Солнца до 70°. Погрешность в определении истинного курса при установившихся углах крена объекта до 10°, не превышает 2°. Максимальная дальность полёта по ортодромии не ограничена при длине участков ортодромии до 1100 км. Астрокомпас рассчитан на питание постоянным током 27 В 10% и переменным током 115 В 5% частотой 400 Гц 5% [3, с. 182].

Мощности, потребляемые астрокомпасом: постоянного тока с включённым обогревом 325 Вт, переменного тока 115 ВА.

1.2.3 Структурная схема

Структурная схема астрокомпаса представлена на рис. 2. Пеленгаторная головка 1, усилитель 2, тахогенератор 3 и двигатель 4 образуют следящую систему, которая автоматически совмещает плоскость пеленгации с вертикалью Солнца (при этом разность между истинным КУ и измеренным КУ' курсовыми углами Солнца стремится к нулю). Вычислитель, используя заданные углы , , , tгр, дает на выходе азимут А светила.

В схеме предусмотрена коррекция методической погрешности, вызванной кренами пеленгатора. Сигнал коррекции КУ формируется из сигналов крена i, получаемого от маятника 6, и сигнала высоты светила h.

КУ =sin i*tg h (3)

Рис.2. Структурная схема астрокомпаса: 1 - пеленгаторная головка, 2 - усилитель, 3 - тахогенератор, 4 - двигатель, 5 -АЦП, 6 - маятниковый механизм, 7 - клавиатура, 8 -индикаторное устройство; ДКУ - датчик курсовых углов; МК - микроконтроллер

Сигнал с ДКУ (датчика курсовых углов) попадает на АЦП, преобразуется в цифровой код и обрабатывается микроконтроллером.

В МК (микроконтроллере) осуществляется креновая поправка КУ, вычисляется азимут светила А, при этом с клавиатуры вводятся значения широты , долготы , склонения и гринвичского часового угла tгр. Эти данные берутся и справочника. После предварительных расчетов вычисляется истинный и ортодромический курс с учетом поправки [7, с. 28]..

1.2.4 Фотоследящая система астрокомпаса

Фотоследящая система астрокомпаса состоит из 1) пеленгаторной головки; 2) фотоусилителя; 3) электродвигателя переменного тока; 4) дифференцирующей цепочки в цепи фототока, состоящей из параллельно включённых конденсаторов, переменного и постоянного сопротивлений.

Пеленгаторная головка (рис.3) состоит из двух дифференциально включённых сернисо-серебряных фотоэлементов 1, типа ФЭСС-У3, прикрепленных к цилиндрической оправе 4 с коническим зеркалом 3. Чувствительные слои фотоэлементов обращены в разные стороны и прикрыты конусами 2, рассеивающими свет. Заслонки 5 со светофильтрами 6 обеспечивают круговой обзор верхней полусферы.

Рис.3. Схема пеленгаторной головки горизонтального дистанционного астрокомпаса: а) положение визирования Солнца; б) произвольное расположение пеленгаторной головки; 1 - фотоэлемент; 2 - рассеивающий конус; 3 - коническое зеркало; 4 - оправа; 5 - заслонка; 6 - светофильтр

При отклонении пеленгаторной головки от вертикала Солнца лучи попадают на одно из конических зеркал 3, отражаются от него и проходят через рассеивающий конус 2 на фотоэлемент. Так как освещённость фотоэлементов различная, то возникает разность ЭДС фотоэлементов, которая посредством вибратора и входного трансформатора преобразуется в сигнал переменного тока частотой 400 Гц, поступает на вход усилителя, а с выхода усилителя - на электродвигатель, который поворачивает пеленгаторную головку вокруг вертикальной оси до совмещения плоскости пеленгации с лучами Солнца [3, с. 185].

2. Выявление требований пользователя

Для определения требований пользователя необходимо ответить на следующие вопросы:

1. Для какого объекта предназначена система?

2. Для чего используется данная система?

3. В каких диапазонах широт работает астрокомпас?

4. При какой высоте Солнца работает астрокомпас?

5. На каких высотах работает астрокомпас?

6. Какова устойчивость системы к воздействующим факторам?

7. Какова погрешность измерения истинного курса?

8. Какие меры принимаются для улучшения метрологических характеристик?

9. При каких условиях астрокомпас измеряет курс с минимальной погрешностью?

10. С какими системами работает астрокомпас?

11. Каковы габаритные размеры системы?

12. Какова масса системы?

13. Какое напряжение необходимо для питания системы?

14. Какова потребляемая мощность системы?

15. Каковы особенности монтажа?

16. Каковы параметры, выдаваемые системой?

17. Какую информацию должна отображать система?

18. Какова погрешность измерения ортодромического курса?

19. Как будет осуществляться управление системой человеком?

20. Какая максимальная высота полета, при которой будет работать система?

21. Какова максимальная дальность полета по астрокомпасу?4

погрешность астрокомпас крен фотоследящий

3. Разработка функциональной спецификации

Из ответов на приведенные выше вопросы можно сделать вывод относительно того, что будут представлять требования пользователя.

1. Объект использования - тяжелые самолеты гражданской авиации.

2. Система предназначена для измерения истинного или ортодромического курса объекта.

3. Компас должен работать в диапазоне северных широт от +40 до +90.

4. Астрокомпас должен работать при высоте Солнца от 0 до 70.

5. Астрокомпас должен работать безотказно на высоте полета до 17000 м.

6. Система обеспечивает работу в диапазоне температур от -60 до +50оС.

7. Погрешность измерения истинного курса не должна превышать 2-3

8. Для улучшения метрологических характеристик осуществляется креновая поправка.

9. Астрокомпас измеряет с меньшей погрешностью утром и вечером, в полярных районах и в зимнее время, т.е. тогда, когда Солнце находится ближе всего к горизонту.

10. Конструкция астрокомпаса позволяет работать совместно с перископическим секстантом СП-1, автоштурманом, радиокомпасом типа АРК-5, автопилотом АП-15 и курсовой системой КС.

11. Габаритные размеры датчика курсовых углов не должны превышать 7 x 7 x 13 см.

12. Система должна обладать минимальной массой.

13. Астрокомпас должен быть рассчитан на питание постоянным током 27 В 10% и переменным током 115 В 5% частотой 400 Гц 5% .

14. Мощности, потребляемые астрокомпасом: постоянного тока с включённым обогревом 325 Вт, переменного тока 115 ВА.

15. Датчик курсовых углов устанавливается в верхней части фюзеляжа в местах, где обеспечен обзор верхней полусферы и нет затемнений.

16. Астрокомпас должен определять истинный и ортодромический курсы самолета в полете.

17. Астрокомпас должен отображать на экране дисплея значения истинного и ортодромического курсов.

18. Погрешность измерения ортодромического курса не должна превышать 2-3

19. Оператор должен иметь возможность включения и выключения системы, переводить астрокомпас в режим поиска, а также иметь возможность ввода параметров с клавиатуры.

20. Максимальная высота полета с астрокомпасом - 12 000 м.

21. Максимальная дальность полета по астрокомпасу - 11 000 км.

Для разработки функциональной спецификации необходимо ответить на следующие вопросы:

Какие будут производиться измерения?

Какие средства необходимы для измерений?

Какие сигналы будет обрабатывать система?

Какие параметры необходимо ввести с клавиатуры?

Какие параметры система будет рассчитывать?

Как измеряется курсовой угол?

Как определяется азимут светила?

Как осуществляется измерение ортодромического курса?

Какие средства необходимо предусмотреть, чтобы уменьшить погрешность измерения?

Какие средства необходимы для осуществления вычислений?

Как представляется пользователю результат измерения?

Ответы на поставленные вопросы:

1. Система будет производить измерение истинного и ортодромического курса.

2. Для измерения истинного курса необходимо знать курсовой угол и азимут светила, а для измерения ортодромического курса кроме этого необходимо знать значение путевого угла.

3. Система будет обрабатывать сигналы от датчика курсовых углов и от маятникового механизма, необходимого в дальнейшем для креновой поправки.

4. Система будет обрабатывать следующие значения параметров, введенные с клавиатуры: широту и долготу места ЛА, склонение Солнца и гринвичский часовой угол. Значения склонения и гринвичского часового угла берутся из ежегодника.

5. Система будет рассчитывать азимут светила, высоту светила, путевой угол, креновую поправку.

6. Курсовой угол измеряется с помощью датчика курсовых углов Солнца с фотоэлектрической системой пеленгации Солнца.

7. Азимут светила определяется аналитически с использованием введенных ранее параметров: широты, долготы, склонение Солнца и гринвичского часового угла.

8. Ортодромический курс получается путем пересчета истинного курса, с использованием ранее рассчитанного путевого угла.

9. Для уменьшения креновой погрешности необходимо предусмотреть креновую поправку, для этого и система и обрабатывает сигнал с маятникового механизма.

10. Все вычисления осуществляются с использованием микропроцессорной техники. То есть для работы системы необходим микроконтроллер со встроенным АЦП разрядностью 12 бит.

11. Результат измерения истинного и ортодромического курса отображается на индикаторном устройстве.

Получив ответы на вопросы систему можно разделить на ВХОДЫ, ВЫХОДЫ и ФУНКЦИИ:

А. ВХОДЫ:

1. Датчик курсовых углов;

2. Датчик крена;

3. Путевой корректор;

4. Кремальера задания широты;

5. Кремальера задания долготы;

6. Кремальера задания ортодромической широты;

7. Кремальера задания ортодромической долготы;

8. Кремальера задания гринвического часового угла;

9. Кремальера задания склонения;

10. Часовой механизм;

Б. ВЫХОДЫ:

Отображение информации на LCD-индикаторе:

· Измеренный курсовой угол Солнца;

· Измеренный крен пеленгатора;

· Рассчитанный азимут светила;

· Рассчитанное значение курсового угла;

· Рассчитанный истинный курс;

· Рассчитанный ортодромический курс;

В. ФУНКЦИИ:

Измерение:

4.1 Общая структура системы

Структурная схема разрабатываемого прибора является отображением его принципиальной схемы и дает представление о принципе работы и основных операциях, происходящих в процессе работы прибора.

Для реализации структуры горизонтального астрокомпаса была выбрана магистральная модульная структура, поскольку данная структура полностью обеспечивает требования по быстродействию, а также совместима с принципом организации адресного пространства, что упрощает её проектирование и программирование.

Информация между модулями передается по общей магистрали. Обмен информацией между модулями осуществляет ЭВМ на базе разработанной программы, хранящейся в ПЗУ микроконтроллера (МК).

Модуль ЭВМ является основным модулем, который осуществляет прием, обработку и вывод информации. МК выполняет программу, записанную в свою флэш-память, обращаясь к модулям приема сигналов внутри МК, он получает значения входных сигналов датчиков в цифровом виде, поданные с АЦП, затем обрабатывает каждый сигнал согласно определенному алгоритму. В процессе вычислений формируются значения измеряемых параметров, которые передаются на модуль вывода информации МК. Оперативно-диспетчерский модуль - обеспечивает связь системы с человеком, осуществляет вывод адаптированной информации на LCD дисплей, а также принимает командные сигналы от пользователя, вырабатывая командные коды, передаёт их модулю ЭВМ.

Модуль измерения - принимает сигналы датчиков, производит их нормирование, аналого-цифровое преобразование и передачу на обработку модулю ЭВМ.

Рис 4. Магистральная модульная система в рамках разрабатываемой системы

4.2 Разработка АЦП

Аналого-цифровой преобразователь на микроконтроллере РIС12F675 со встроенным четырехканальным 10-разрядным АЦП. Использованы только два канала, их входы АМ0 (вывод. 7) и АМ1 (вывод. 6) служат соответственно аналоговыми входами 1 и 2. Линия GP3 (вывод. 4) - цифровой вход, состояние которого прибор проверяет и передает в компьютер вместе с очередными отсчетами сигналов на аналоговых входах. Так как общий провод устройства соединен с общим проводом системы по линии 36 последовательного порта (контроллер. 5 розетки XS1), измерительные цепи имеют гальваническую связь с цепями электрооборудования.

На линии СР2 (вывод 5) микроконтроллер формирует сигнал, подаваемый на контроллер 2 розетки XS1 и далее на вход последовательного порта ЭВМ. Сумма выходного сопротивления микросхемы и резистора R4 близка к волновому сопротивлению соединительного кабеля. В этом случае переходные процессы в кабеле затухают наиболее быстро. Кроме того, резистор защищает выход микросхемы от случайных замыканий [8, c. 26].

Нужно признать, что уровни сигнала на выходе микросхемы DD1 не соответствуют требованиям стандарта RS232. Полагается передавать логическую единицу отрицательным напряжением, а логический ноль - положительным; в то же время выходное напряжение микроконтроллера принимает значения 0 и +5 В. Однако в последовательных портах современных компьютеров порог переключения приемников сигналов приблизительно +1,7 В, и нулевое напряжение они воспринимают как отрицательное. При испытаниях розетка XS1 была соединена с вилкой СОМ-порта компьютера двумя соединенными последовательно стандартными "модемными" (без перекрестных связей) кабелями суммарной длиной более 3 м. Информация поступала в компьютер без сбоев.

Проверка устройства в действии показала, что его входы (как аналоговые, так и цифровой) полезно снабдить фильтрами нижних частот и защитными цепями. В отсутствие фильтров, благодаря стробоскопическому эффекту АЦП преобразует высокочастотные помехи в низкочастотные, неотличимые от полезного сигнала. Предлагаемые фильтры устраняют наблюдавшиеся без них флуктуации результата преобразования размахом в несколько десятков единиц младшего разряда

Микроконтроллер Р1С12Р675, в отличие от многих других, не имеет встроенного адаптера последовательного интерфейса, поэтому его пришлось организовать программно. В таблице 3 представлено принятое распределение информации в трехбайтном кадре [8, c. 27].

Таблица 3. Распределение информации в трехбайтном кадре

5. Предварительная разработка программного обеспечения

5.1 Общая модульная структура

Модульная структура реализации проекта:

1. Модуль инициализации - инициализация системы.

2. Модуль измерения - обеспечивает процесс измерения;

3. Модуль вычисления - производит вычисления по измеренным данным;

4. Модуль индикации - осуществляет визуализацию результата.

5.2 Программа на языке проектирования

ПРОЦЕДУРА: ИНИЦИАЛИЗАЦИЯ(;)

1) 01;

2) Улазов С.Н.;

3) -;

4) -;

5) -;

6) -;

7) МОДУЛЬ ИНИЦИАЛИЗАЦИИ;

8) Инициализация системы; Отчёт об ошибке; Измерение;

9) -;

10) -;

11) -.

НАЧАЛО ПРОЦЕДУРЫ

ВЫЗОВ: ИНИЦИАЛИЗАЦИЯ (;)

ВЫЗОВ: ИНИЦИАЛИЗАЦИЯ ГРАФИКИ (; КОД РЕЗУЛЬТАТА ИНИЦИАЛИЗАЦИИ)

ЕСЛИ КОД РЕЗУЛЬТАТА ИНИЦИАЛИЗАЦИИ РАВЕН УСПЕШНО

ТО ВЫЗОВ: ИЗМЕРЕНИЕ (;)

ИНАЧЕ: ОТЧЁТ ОБ ОШИБКЕ (;)

КОНЕЦ ПРОЦЕДУРЫ

ПРОЦЕДУРА: ИЗМЕРЕНИЕ (;)

1) 02;

2) Улазов С.Н.;

3) -;

4) -;

5) -;

6) -;

7) МОДУЛЬ ИЗМЕРЕНИЯ;

8) Считывание данных с датчиков; Вычисление; Вывод результата;

9) Инициализация;

10) -;

11) -.

НАЧАЛО ПРОЦЕДУРЫ

ВЫПОЛНЯТЬ НЕПРЕРЫВНО

ВЫЗОВ: СЧИТАТЬ ДАННЫЕ С ДАТЧИКОВ (;)

ВЫЗОВ: ВЫЧИСЛЕНИЕ (;)

ВЫЗОВ: ВЫВОД РЕЗУЛЬТАТА (;)

КОНЕЦ

КОНЕЦ ПРОЦЕДУРЫ

ПРОЦЕДУРА: ВЫЧИСЛЕНИЕ (;)

1) 03;

2) Улазов С.Н.;

3) -;

4) -;

5) -;

6) -;

7) МОДУЛЬ ВЫЧИСЛЕНИЯ;

8) Вычисление азимута; Вычисление поправки; Вычисление истинного курса; Вычисление ортодромического курса;

9) Измерение;

10) -;

11) -.

НАЧАЛО ПРОЦЕДУРЫ

ВЫЧИСЛЕНИЕ АЗУМУТА (;)

ВЫЧИСЛЕНИЕ ПОПРАВКИ (;)

ВЫЧИСЛЕНИЕ ИСТИННОГО КУРСА (;)

ВЫЧИСЛЕНИЕ ОРТОДРОМИЧЕСКОГО КУРСА (;)

КОНЕЦ ПРОЦЕДУРЫ

ПРОЦЕДУРА: ВЫВОД РЕЗУЛЬТАТА (;)

1) 04;

2) Улазов С.Н.;

3) -;

4) -;

5) -;

6) -;

7) МОДУЛЬ ИНДИКАЦИИ;

8) Вывод информации на дисплей;

9) Измерение;

10) -;

11) -.

НАЧАЛО ПРОЦЕДУРЫ

ВЫВОД ПОЛУЧЕННЫХ ДАННЫХ (;)

КОНЕЦ ПРОЦЕДУРЫ

5.3 Дерево вызова процедур

Для проверки работы составленного алгоритма была проведена отладка программного обеспечения, написанного на языке C# (листинг представлен ниже) с поддержкой платы NationalInstruments. Были выявлены ошибки:

1) При выводе угловых величин количество минут может превышать 60. Решение - ввести проверку на значение минут перед выводом. В случае достижения минутами значения в 60 единиц, значение градусов увеличивается на единицу, а значение минут обнуляется.

2) При расчёте азимута светила A=3600-AW=2- AW, западный азимут AW ищется по формуле

где

Если B1 примет значение равное нулю, то при расчёте возникнет «ошибка деления на ноль». Решение - ввести проверку на условие B1=0, и в случае выполнения присваивать B1=10-9.

3) Для удобства расчётов все значения углов перед расчётами переводятся из градусов в радианы (используется формула

где х - конвертируемая величина, =3,14), а перед выводом на экран величины преобразуются из радиан в градусы.

4) При работе с программным обеспечением может возникнуть ошибка при вводе данных с клавиатуры - если при вводе численного значения случайно добавить в строку символ, не являющийся цифрой, при конвертации строки в число произойдёт ошибка формата данных. Решение - введение в процедуру считывания данных с клавиатуры проверку на ошибку формата, и в случае выполнения этого условия инициализация повторения этой процедуры.

5) При расчёте данных могут произойти неизвестные ошибки, вследствие которых значение истинного и ортодромического курса могут принять значение -2147483648 градусов и -2147483648 минут. Решение для ортодромического курса - при его вычислении заменить переходящие в ноль знаменатели на 10-9. При расчёте поправки также добавлено исключение для тангенса, если значение угла, от которого он берётся, равно 90 градусам (значение тангенса 900 при расчёте заменяется на значение тангенса 890).

6) Непосредственно перед выводом добавлена проверка на превышение значения в 360 градусов для выходных данных.

6.4 Листинг программы

Чтобы проанализировать работу разрабатываемой системы, она была смоделирована на плате National Instruments. Разработка программного обеспечения осуществлялась на языке С#.

using System;

using System.Collections.Generic;

using System.Linq;

using System.Text;

using NationalInstruments.DAQmx;

namespace ConsoleApplication

{

class Program

{

// модуль инициализации

static AnalogMultiChannelReader init()//инициализация 0 и 1 каналов

{

AnalogMultiChannelReader Reader;

DaqSystem DS = DaqSystem.Local;

string[] PhChNames;

AIChannel AICh;

Task T = new Task("Измерение напряжения");

int i;

PhChNames = DS.GetPhysicalChannels(PhysicalChannelTypes.AI, PhysicalChannelAccess.External);

for (i = 0; i < 4; i++)

AICh = T.AIChannels.CreateVoltageChannel(PhChNames[i], "Voltage mesure" + i, AITerminalConfiguration.Nrse, -10, 10, AIVoltageUnits.Volts);

Reader = new AnalogMultiChannelReader(T.Stream);

return Reader;

}

// модуль ввода данных

static double SetAng(string s)//ввод угловых исходных данных

{

double gr, min, res;

thisplace:

try

{

Console.WriteLine("Введите " + s);

Console.Write("Введите градусы:\t");

gr = Convert.ToDouble(Console.ReadLine());

Console.Write("Введите минуты:\t\t");

min = Convert.ToDouble(Console.ReadLine()) * (1 / 60.0);

res = gr + Math.Sign(gr) * min; // с учетом знака

return res;

}

catch (FormatException)

{

Console.Write("Ошибка ввода");

goto thisplace;

}

}

// модуль измерения

static void GetData(AnalogMultiChannelReader Reader, out double i, out double KU)

{//Считывание данных с датчиков

const int amount = 100;

const int Ki = 2;

const int Kku = 36;

double[] data, S;

int k, j;

S = new double[4];

data = new double[4];

for (k = 0; k < amount; k++)

{

data = Reader.ReadSingleSample();

for (j = 1; j < 4; j++)

S[j] += data[j];

}

i = (S[1] / amount) * Ki;

KU = (S[2] / amount) * Kku;

}

//модуль вывода результата

static void PrintAng(double ang)//Вывод угловых величин

{

int gr, min;

gr = (int)ang;

min = (int)Math.Round((ang - gr) * 60);

if (min == 60)

{

gr++;

min = 0;

}

Console.WriteLine("{0:d3} градусов и {1:d2} минут", gr, min);

}

static void PrintData(double i, double KU)//Вывод данных полученных с датчиков

{

Console.SetCursorPosition(1, 1);

Console.SetCursorPosition(1, 3);

Console.Write("Крен пеленгатора (канал 1):\t\t");

PrintAng(i);

Console.SetCursorPosition(1, 4);

Console.Write("Курсовой угол (канал 2):\t\t");

PrintAng(KU);

}

static double GetA(double fi, double l, double d, double t)//Расчет азимута

{

double fir, lr, dr, res;

double B1, C, A1, A;

fir = (fi / 180) * Math.PI;

lr = (l / 180) * Math.PI;

dr = (d / 180) * Math.PI;

C = Math.Sin(t) * Math.Cos(dr);

B1 = Math.Cos(fir) * Math.Sin(dr) - Math.Sin(fir) * Math.Cos(dr) * Math.Cos(t);

if (B1 == 0) B1 = 0.000000001;

A1 = Math.Atan(C / B1);

if ((B1 > 0) & (Math.Sin(t) > 0)) res = 2 * Math.PI - A1;

if ((B1 < 0) & (Math.Sin(t) < 0)) res = Math.PI - A1;

if ((B1 < 0) & (Math.Sin(t) > 0)) res = Math.PI - A1;

if ((B1 > 0) & (Math.Sin(t) < 0)) res = -A1;

else res = 1;

res = (res * 180) / Math.PI;

return res;

}

static double GetB(double Fi, double F_or, double L_or, double l)//Расчет путевого угла

{

double res, F_orr, Fir, L_orr, lr;

F_orr = (F_or / 180) * Math.PI;

Fir = (Fi / 180) * Math.PI;

L_orr = (L_or / 180) * Math.PI;

lr = (l / 180) * Math.PI;

if ((Math.Sin(L_orr - lr) == 0) || (Math.Tan(L_orr - lr) == 0))

{

res = Math.Atan(Math.Cos(Fir) * Math.Tan(F_orr) * (1 / 0.000000001) - Math.Sin(Fir) * (1 / 0.000000001));

}

else

{

res = Math.Atan(Math.Cos(Fir) * Math.Tan(F_orr) * (1 / Math.Sin(L_orr - lr)) - Math.Sin(Fir) * (1 / Math.Tan(L_orr - lr)));

}

res = (res * 180) / Math.PI;

return res;

}

static double GetH(double fi, double l, double d, double t)//Расчет высоты

{

double fir, lr, dr, res;

fir = fi / 180 * Math.PI;

lr = l / 180 * Math.PI;

dr = d / 180 * Math.PI;

res = Math.Asin(Math.Sin(fir) * Math.Sin(dr) + Math.Cos(fir) * Math.Cos(dr) * Math.Cos(t));

res = (res * 180) / Math.PI;

return res;

}

static double GetdKU(double i, double h)//Расчет поправки

{

double ir, hr, res;

ir = (i / 180) * Math.PI;

hr = (h / 180) * Math.PI;

if (hr == Math.PI / 2)

{

res = ir;

}

else

{

res = Math.Tan(hr) * ir;

}

res = (res * 180) / Math.PI;

return res;

}

static void PrintRes(double A, double IK, double OK)

{

Console.SetCursorPosition(1, 5);

Console.Write("Азимут: \t\t\t\t");

PrintAng(A);

Console.SetCursorPosition(1, 6);

Console.Write("Истинный курс: \t\t\t");

PrintAng(IK);

Console.SetCursorPosition(1, 7);

Console.Write("Ортодромический курс: \t\t\t");

PrintAng(OK);

}

static void Main(string[] args)

{

double Fi, l, d, T0, T1, T5, T, i, KU, IK, A, h, AA, dKU, F_or, L_or,B,OK;

AnalogMultiChannelReader Reader;

DateTime Now;

Boolean ex;

Reader = init();

Fi = SetAng("Широта ");

l = SetAng("Долгота ");

d = SetAng("Склонение ");

T = SetAng("Тгр ");

F_or = SetAng("Широта полюса выбранной ортодромии");

L_or = SetAng("Долгота полюса выбранной ортодромии");

Console.Clear();

Now = DateTime.Now;

T0 = Now.Hour * 3600 + Now.Minute * 60 + Now.Second + Now.Millisecond * 0.001;

T5 = T0;

T = T + l;

A = GetA(Fi, l, d, T);

h = GetH(Fi, l, d, T);

do

{

GetData(Reader, out i, out KU);

Now = DateTime.Now;

T1 = Now.Hour * 3600 + Now.Minute * 60 + Now.Second + Now.Millisecond * 0.001;

if (KU < 0) KU = KU + 360;

PrintData(i, KU);

dKU = GetdKU(i, h);

B = GetB(Fi, F_or, L_or, l);

IK = A - KU + dKU;

OK = IK - B;

point:

if (IK < 0) IK = IK + 360;

if (OK < 0) OK = OK + 360;

if (IK > 360)

{

IK = IK - 360;

goto point;

}

if (OK > 360)

{

OK = OK - 360;

goto point;

}

PrintRes(A, IK, OK);

T0 = T1;

ex = Console.KeyAvailable;

if (T0 - T5 > 2000) ex = true;

}

while (!ex);

Console.ReadKey();

}

}

}

6.5 Контрольный пример выполнения программы

Для проверки работоспособности разработанной программы, было проведено несколько контрольных измерений. Как и описывалось ранее в отладке, наиболее проблемная часть измерений - это операции с синусами, косинусами и тангенсами, так как возможно деление на ноль (если синус или косинус какого-либо из углов равен нулю) либо несуществующее число (тангенс 900 не существует). Мероприятия по обходу этих ошибок были подробно описаны в подпункте «Отладка программного обеспечения». В рамках контрольного выполнения программы было произведено 4 замера, в каждом из которых все вводимые угловые величины приравнивались к 00, 900, 1800, и 2700 соответственно. Также был произведен пятый замер, в котором истинные широта и долгота отличались от ортодромических.

Исходные данные для контрольных примеров выполнения программы занесены в таблицу 5.

Таблица 5. Исходные данные для контрольных примеров