Способ определения разности углов планетной рефракции на двух длинах волн

 

Изобретение относится к оптическим измерениям из космоса, используемым в задачах автономной космической навигации. Целью изобретения является повышение точности измерений за счет уменьшения влияния ослабления атмосферы. Сущность изобретения состоит в том, что вместо непосредственных измерений разности углов рефракции на двух длинах волн, являющейся чрезвычайно малой величиной, измеряют флуктуации плотности потока излучения источника, обусловленные повсеместно существующей случайной горизонтально-слоистой структурой распределения показателя преломления в атмосфере. Разность углов рефракции приводит к пространственному разделению лучей и, следовательно, к временному сдвигу фазы флуктуации плотности потока излучения на двух длинах волн. Измеряя величину этого сдвига методами корреляционного анализа сигналов и привлекая траекторные данные, можно определять величину разности углов рефракции. Таким образом угловые измерения фактически заменяются энергетическими, а требования к угловой разрешающей способности измерительной системы и ее хроматическим аберрациям ограничиваются только угловой селекцией побочных источников излучения. 1 ил. сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 С 21/24

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4886399/22 (22) 04.09.90 (46) 07.12,92. Бюл, М 45 (71) Институт физики атмосферы АН СССР (72) А,С.Гурвич и С,В.Соколовский (56) Прилепин M,Т. и Голубев А.Н. Оптические квантовые генераторы в геодезических измерениях. M.; Недра, 1972, с. 118 — 124, Llu А.S, Autonomous Satellite Navigation

Using the Stellar Horizon Atmospheric

0lsperslon Sensor. AAS paper, pages 83-361. (54) СПОСО Б ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАЗНОСТИ

УГЛОВ ПЛАНЕТНОЙ РЕФРАКЦИИ НА

ДВУХ ДЛИНАХ ВОЛН (57) Изобретение относится к оптическим измерениям из космоса, используемым в задачах автономной космической навигации.

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет уменьшения влияния ослабления атмосферы. Сущность изобретения состоит в том, что вместо непосредственных измерений разности углов

Предлагаемое изобретение относится к оптическим измерениям, в частности к измерениям углов рефракции из космоса, Изобретение может быть использовано в системах автономной навигации на космических аппаратах.

Известны дисперсионные методы измерения углов рефракции в геодезии, в которых искомая величина угла рефракции не измеряется непосредственно, а вычисляется на основе измеренной разности углов рефракции на двух длинах волн и известной дисперсии показателя преломления. Поскольку разность углов рефракции на двух длинах волн не превышает нескольких процентов от величины самого угла рефракции, „„Я „„1779933 А1 рефракции на двух длинах волн, являющейся черезвычайно малой величиной, измеряют флуктуации плотности потока излучения источника, обусловленные повсеместно существующей случайной гориэонтально-слоистой структурой распределения показателя преломления в атмосфере. Разность углов рефракции приводит к пространственному разделению лучей и, следовательно, к временному сдвигу фазы флуктуаций плотности потока излучения на двух длинах волн. Измеряя величину этого сдвига методами корреляционного анализа сигналов и привлекая траекторные данные, можно определять величину разности углов рефракции. Таким образом угловые измерения фактически заменяются энергетическими, а требования к угловой разрешающей способности измерительной системы и ее хроматическим аберрациям ограничиваются только угловой селекцией побочных источников излучения. 1 ил, то для реализации этих методов требуются ахроматические оптические системы высокого разрешения.

Известен способ автономной космической навигации путем измерений разности углов планетной рефракции на двух длинах

Во1Н.

Однако недостатком существующего способа измерения разности углов планетной рефракции на двух длинах волн является тот факт, что для его реализации требуется ахроматическая оптическая система высокого разрешения, Например, при высоте перигея луча визирования источника 30 км разность углов рефракции для длин . волн 0,4 и 0,8 мкм составляет 2" и, следова1779933

Флуктуации светового потока являются следствием фокусировок и дефокусировок случайной горизонтально-слоистой структурой распределения показателя преломления, всегда существующей в атмосфере.

Плотность потока излучения в определенном спектральном интервале измеряется приемником, Дисперсия показателя преломления приводит к пространственному разделению лучей с различной длиной волСоставитель С.Сокольский

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Слободяник

Редактор И,Савина

Заказ 4429 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11-3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 тельно, для ее измерения с точностью 1 требуется оптическая система с угловым разрешением 0,02".

Таким образом целью изобретения является повышение точности определения углов рефракции при заданном угловом разрешении оптической системы за счет перехода от угловых измерений к энергетическим.

Поставленная цель достигается тем, что вместо измерений разности углов пефракции измеряют флуктуации интенсивности излучения звезды на двух длинах волн при наблюдении ее захода или восхода иэ космоса при высоте перигея луча визирования более 15 км, по результатам измерений вычисляют взаимную корреляционную функцию флуктуаций и по сдвигу максимума взаимной корреляционной функции определяют величину разности углов планетной рефракции. ны после прохождения ими атмосферы (чертеж), Таким образом при движении приемника в поле излучения источника за атмосфе5 рой фаза сигнала на выходе приемника излучения на одной длине волны сдвинута по времени относительно соответствующей на другой длине волны. Укаэанный временной сдвиг зависит от разности углов рефрак10 ции и от траектории движения приемника.

Величина сдвига, определяемая при помощи корреляционного анализа сигналов, наряду с траекторными данными определяет величину разности углов рефракции.

15 Формула изобретения

Способ определения разности углов планетной рефракции на двух длинах волн, заключающийся в регистрации интенсивностей излучения звезды, прошедшего через

20 атмосферу, отличающийся тем,что, с целью повышения точности за счет перехода от угловых измерений к энергетическим, измеряют флуктуации интенсивности излучения звезды на двух длинах волн при на25 блюдении ее захода или восхода иэ космоса в интервале высот Н перигея луча визирования, где Н > 15 км, по результатам измерений вычисляют взаимную корреляционную функцию флуктуаций и по сдвигу максимума

30 взаимной корреляционной функции определяют величину разности углов планетной рефракции.