Звездный датчик

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и астронавигации. Целью является повышение вероятности опознавания . Изобретение позволяет увеличить вероятность опознавания объекта при известных его спектральных характеристиках за счет того, что в звездном датчике, содержащем объектив 1 и матричный фотоприемник 3, светоделитель выполнен в виде дифракционной решетки 2, а также введен вторичной матричный фотоприемник 4, блок определения эффективной длины волны 7 и блок вычитания 8. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 С 21/24

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ (54) ЗВЕЗДНЫЙ ДАТЧИК (21) 4898430/22 (22) 02.01.91 (46) 15.07.93. Бюл. N 26 (71) Ленинградский институт точной механики и оптики (72) К.Н.Чиков, В,A,Êoòöoâ, В.M.Êðàñàâöåâ, А.Н.Сандаков и B.B.Ãóä (56) Патент США

М 4740681, кл. G 01 В 11/27, 1988.

Патент CLUA

М 4330705, кл. G 01 J 1/20, 1982;

Изобретение относится к звездным датчикам, преимущественно для навигации.

Целью изобретения является повышение вероятности и опознавания путем увеличения числа формируемых параметров.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 — блок определения эффективной длины волны.

Устройство содержит 1 — входной объектив, 2 — дифракционная решетка на первой по ходу лучевой поверхности объектива 1,3 — первая фотоприемная матрица, 4 — вторая фотоприемная матрица, 5 — блок управления матрицами, 6 — блок вычисления координат, 7 — блок определения эффективной длины волны, 8 — блок вычитания, 9, 10— видеоусилители. Матрицы 3 и 4 размещены в фокальной плоскости обьектива 1. Секция накопления матрицы 3 размещена на оптической оси обьектива 1, а матрица 4 смещена в направлении перпендикулярном штрихам решетки 2, Величина смещения определяется известным условием дифракции на решетке 2 и величиной фокусного

„, . Ж„„1827545А1 (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению и астронавигации. Целью является повышение вероятности опознавания. Изобретение позволяет увеличить вероятность опознавания объекта при известных его спектральных характеристиках эа счет того, что в звездном датчике. содержащем обьектив 1 и матричный фотоприемник

3, светоделитель выполнен в виде дифракционной решетки 2, а также введен вторичной матричный фотоприемник 4, блок определения эффективной длины волны 7 и блок вычитания 8. 1 э.п. ф-лы, 2 ил. расстояния объектива 1. Обе матрицы взаимно ориентированы строками и относительно штрихов решетки. Выходные регистры двух матриц ориентированы перпендикулярно ее штрихам. Блок управления

5 стандартный и не имеет особенностей. Он выполнен в виде известного генератора управляющих напряжений. Выходы управления фаз генератора 5 подключены одновременно к соответствующим управляющим фазным входам первой 3 и второй 4 матриц. Выходной регистр первой матрицы

3 через видеоусилитель (BY) 9 подключен к входу блока определения координат 6 (к двум другим входам которого подключены строчные и кадровые тактовые выходы генератора 5. Выходы блока 6 являются двумя координатными выходами датчика. Выходной регистр второй матрицы 4 через видеоусилитель (BY) 10 подключен к входу блока определения положения эффективной длины волны 7, второй вход которого подключен к строчному тактовому) выходу генератора 5. Выход этого блока 7 и один из

1827545 выходов блока 6, соответствующей координате вдоль направления выходного регистра матриц, подключены к двумя входам блока вычитания 8, выход которого является третьим выходом датчика.

Блок 6 может быть. выполнен любым известным способом. В простейшем случае, он может быть организован в виде двух счетчиков для строчных и кадровых тактовых импульсов, Момент считывания координат фиксируется двумя блоками логики И на первые входы которых поступает сигнал с выхода блока из выходного регистра матрицы 3, а на вторые входы блоков И поступают тактовые строчные и кадровые импульсы от генератора 5. Выходы блоков И подключены к регистрам соответствующих счетчиков и выдают сигнал считывания координат положения звезды в строке и кадре, Блок 7 поясняется на фиг.2 он содержит счетчик тактовых импульсов строки 9, перемножитель 10 два сумматора 11 и 12 и блок деления 13. Выход счетчика 9 подключен к входу пвремножителя 10, выход которого подключен к первому сумматору 11, Второй вход блока 10 и вход второго сумматора образуют вход блока 7, Выходы сумматоров

11 и 12 подключены к входам блока деления

13. Выход блока 13 является выходом всего блока 7, Звездный датчик функционирует следующим образом. Излучение от звезд приходит на вход обьектива 1 и дифрагирует на решетке 2. При этом в нулевом порядке дифракции формируется изображение участка звездного неба которое матрицей 3 преобразуется в электрические сигналы. На матрице 4 одновременно формируется изображение первого порядка дифракции в виде спектра эвезд вытянутого вдоль направления координатной оси соответствующей направлению выходного регистра.

Генератор управляющих напряжений 5 обеспечивает перенос полученных изображений из секций наклонения матриц 3 и 4 в секции хранения и считывания их, выходного регистра путем формирования и подачи фазных управляющих импульсов известным образом для переноса заряда в матрице.

Дискретизированное иэображение звездного неба из матрицы 3 поступает в блок определения координат положения звезд последовательно строка за строкой через выходной регистр. Это позволяет определить положение подсчетов тактовых импульсов в строке и числа выведенньгх строк.

Дискретиэированное иэображение строки ориентированной вдоль спектра поступает из матриц 4 в блок 7, который определяет координату эффективной длины волны в спектре следующим образом

Х = Е", „, Ех где X — порядковый номер элемента строки, Ех — сигнал соответствующего элемента строки.

На вход блока 8 поступает координата положения звезды в строке Х из блока 6 и координата Х определенная в блоке 7.

Блок 8 осуществляет вычитание координат и формирует признаковый параметр

ЛХ-X- Xil, для звезды, Этот параметр стандартизируется для устройств с заданными параметрами решетки и объектива и характеризует спектральный класс излучения звезды определяемый по эффективной дли20 не волны для используемого фотоприемника 4.

Поскольку блок 7 суммирует сигнал дифрагированного излучения, то при соответствующем выборе характеристик решетки 2, 25 экспонирование и вывод видеоинформации можно выполнять одновременно для двух матриц 3 и 4, Дополнительные возможности регулирования сигналов дают усилители подключаемые на выходе матриц. При необ30 ходимости, может быть организовано раздельное управление секциями накоплений двух матриц известными средствами.

Предложенное решение позволяет одновременно с определением координат

35 звезд формировать признак характеризующий спектр излучения звезды одним параметром связанным с эффективной длиной волны. Это позволяет отбирать звезды, уменьшая объем перебора при опознавании

40 по угловым расстояниям, идентифицировать звезды по спектру излучения, увеличить размерность описания. В результате повышается быстродействие, точность и надежность.опознавания, снижается вероят45 ность появления ошибки.

Формула изобретения

1. Звездный датчик, содержащий размещенный на входе светоделитель, обьектив и размещенный в фокальной плоскости íà on50 тической оси матричный ПЭС фотоприемник, генератор управляющих напряжений и блок определения координат. подключенный к выходам генератора управляющих напряжений, а выходной регистр через

55 видеоусилитель подключен к блоку определения координат, два выхода которого являются выходами датчика, о тли ч а ю шийся тем, что, с целью повышения вероятности опознавания путем увеличения числа фор1827545 входу блока on ределения положения эффективной длины волны, выход которого подключен к первому входу блока вычитания, второй вход которого подключен к соответствующему выходу блока определения координат, выход блока вычитания является третьим выходом устройства.

Фиг. 2

Составитель И.Андрианова

Редактор В.Трубченко Техред М,Моргентал Корректор М.Керецман

Заказ 2353 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 мируемых параметров, светоделитель выполнен в виде дифракционной решетки. размещенной на первой по ходу излучения поверхности объектива. введен второй матричный фотоприемник, аналогичный пер- . 5 вому, второй видеоусилитель, блок определения положения эффективной длины волны в спектре, блок вычитания, при этом второй фотоприемник смещен в фокальной плоскости объектива в направле- 10 нии, перпендикулярном штрихам решетки, оба фотоприемника одинаково ориентированы направлением строк, а выходные регистры матричных фотоприемников ориентированы перпендикулярно штрихам 15 решетки, причем управляющие входы втерого фотоприемника подключены к выходам генератора управляющих напряжений, а выходной регистр второго фотоприемника подключен через второй видеоусилитель к 20

2. Датчик по п.1, отличающийся тем, что блок определения положения эффективной длины волны содержит два сумматора, счетчик тактовых импульсов строки, перемножитель и блок деления вход одного из сумматоров совмещен с входом блока, а вход другого подключен к этому входу через перемножитель. второй вход которого подключен к выходу счетчика тактовых импульсов строки, а выходы сумматоров подключены к двумя входам блока деления. выход которого является выходом блока,