Способ измерения дальности до объекта и устройство для его осуществления

Авторы патента:

Зыков Владимир Николаевич (RU)

Винокуров Владимир Иванович (RU)

Винокуров Дмитрий Владимирович (RU)

Мужичек Сергей Михайлович (RU)

G01S17/08 - для измерения только дальности (косвенное измерение G01S 17/46; с использованием параллактического треугольника G01C 3/10, G01C 3/22,G01C 3/24,G01C 3/26)

Владельцы патента RU 2365941:

Винокуров Дмитрий Владимирович (RU)
Мужичек Сергей Михайлович (RU)
Зыков Владимир Николаевич (RU)
Винокуров Владимир Иванович (RU)

Изобретение относится к системам с использованием отражения или вторичного излучения электромагнитных или иных волн, а именно к дальномерам. Технический результат изобретения - обеспечение возможности измерения дальности без использования сигнала излучения. Изобретение заключается в регистрации числа импульсов эталонной частоты, осуществлении кругового сканирования пространства диаграммой направленности приемного устройства с угловой скоростью ω, приеме излучаемого объектом сигнала при его нахождении в диаграмме направленности, измерении временного интервала Т нахождения объекта в диаграмме направленности, определении дальности до объекта из выражения: . Дальномер, реализующий способ, содержит последовательно соединенные приемный тракт, ключ, счетчик импульсов, вычислитель и запоминающее устройство с индикатором, а также генератор импульсов эталонной частоты, задатчик угловой скорости ω и задатчик длины L поперечного сечения диаграммы направленности приемной антенны, причем выход генератора импульсов эталонной частоты соединен с входом ключа, а выходы задатчика угловой скорости ω и задатчика длины L поперечного сечения диаграммы направленности приемной антенны соединены с входами вычислителя. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к системам с использованием отражения или вторичного излучения электромагнитных или иных волн, а именно к дальномерам.

Известен способ измерения расстояния до объекта, включающий регистрацию числа импульсов эталонной частоты за время от момента посылки зондирующего импульса до момента приема отраженного (Федоров Б.С. Лазеры и их применение, Москва, ДОСААФ, 1973, с.51).

Известен импульсный дальномер, содержащий приемопередающий тракт, триггер и последовательно соединенные генератор импульсов эталонной частоты, ключ, счетчик дальности, запоминающее устройство с индикатором, а также содержащий счетчик числа циклов измерений, выход которого подключен к другому входу запоминающего устройства, первый выход приемопередающего тракта соединен с входами соответственно установки единицы триггера и счетчика числа циклов измерений, второй выход приемопередающего тракта соединен с входом установки нуля триггера (Патент США №3968491, кл. G01S 9/04, 1976).

Недостатком известных способа и устройства является невозможность измерения дальности без использования сигнала излучения.

Технической задачей изобретения является расширение возможности способа и устройства за счет обеспечения возможности измерения дальности без использования сигнала излучения.

Известно, что линейная скорость V при круговом перемещении может быть определена из выражения V=ωD,

где ω - угловая скорость перемещения;

D - дальность до объекта.

При наличии приемного устройства с прямоугольной диаграммой направленности и осуществлении сканирования с угловой скоростью ω считая известным поперечное сечение L диаграммы направленности и измеряя время T нахождения объекта в диаграмме направленности при ее сканировании, можно определить линейную скорость из выражения

Дальность до объекта можно определить из выражения

В данном выражении известны L и ω, а значение T можно определить как время нахождения объекта в диаграмме направленности.

Технический результат изобретения достигается тем, что в предлагаемом способе измерения дальности до объекта, включающем регистрацию числа импульсов эталонной частоты, дополнительно осуществляют круговое сканирование пространства диаграммой направленности приемного устройства, имеющей длину поперечного сечения L с угловой скоростью ω, принимают излучаемый объектом сигнал при его нахождении в диаграмме направленности, измеряют временной интервал нахождения объекта в диаграмме направленности T, определяют дальность до объекта из выражения

где ω - угловая скорость сканирования; T - временной интервал нахождения объекта в диаграмме направленности; L - длина поперечного сечения диаграммы направленности приемной антенны.

Реализацию способа осуществляет дальномер, содержащий приемный тракт, генератор импульсов эталонной частоты, ключ и запоминающее устройство с индикатором, в который дополнительно введены счетчик импульсов и вычислитель, причем выход приемного тракта соединен с управляющим входом ключа, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов эталонной частоты, а выход с входом счетчика импульсов, выход которого соединен с первым входом вычислителя, выход которого соединен с входом запоминающего устройства с индикатором, второй и третий входы вычислителя соединены соответственно с выходами задатчиков угловой скорости ω и длины L поперечного сечения диаграммы направленности антенны.

На чертеже приведена структурная схема устройства для измерения дальности, где 1 - приемный тракт; 2 - ключ; 3 - генератор импульсов эталонной частоты; 4 - счетчик импульсов; 5 - вычислитель; 6 - запоминающее устройство с индикатором; 7 - задатчик угловой скорости ω, 8 - задатчик длины L поперечного сечения диаграммы направленности антенны.

Устройство для измерения дальности до объекта содержит последовательно соединенный приемный тракт 1, ключ 2, счетчик импульсов 4, вычислитель 5 и запоминающее устройство с индикатором 6, а также генератор 3 импульсов эталонной частоты, задатчик 7 угловой скорости ω и задатчик 8 длины L поперечного сечения диаграммы направленности антенны, причем выход генератора 3 импульсов эталонной частоты соединен с входом ключа 2, а выходы задатчика 7 угловой скорости ω и задатчика 8 длины L поперечного сечения диаграммы направленности антенны соединены с входами вычислителя 5.

Устройство функционирует следующим образом. Антенна приемного тракта 1 осуществляет сканирование пространства со скоростью ω. При попадании объекта в диаграмму направленности приемного тракта 1 на его выходе формируется сигнал, длительность T которого пропорциональна угловой скорости ω перемещения диаграммы направленности, длине L поперечного сечения диаграммы направленности антенны и дальности до объекта. Данный сигнал поступает на управляющий вход ключа 2, чем разрешает прохождение сигналов с выхода генератора 3 импульсов эталонной частоты на вход счетчика импульсов 4. На выходе счетчика импульсов 4 формируется код, пропорциональный T, который поступает в вычислитель 5. На выходе которого вычисляется дальность D до объекта из выражения ,

где ω - угловая скорость сканирования; Т - временной интервал нахождения объекта в диаграмме направленности; L - длина поперечного сечения диаграммы направленности антенны. Сигнал, пропорциональный дальности D до объекта, запоминается и индицируется запоминающим устройством с индикатором 6.

1. Способ измерения дальности до объекта, включающий регистрацию числа импульсов эталонной частоты, отличающийся тем, что осуществляют круговое сканирование пространства диаграммой направленности приемного устройства, имеющей длину поперечного сечения L с угловой скоростью ω, принимают излучаемый объектом сигнал при его нахождении в диаграмме направленности, измеряют временной интервал нахождения объекта в диаграмме направленности T, определяют дальность до объекта из выражения
,
где ω - угловая скорость сканирования;
T - временной интервал нахождения объекта в диаграмме направленности;
L - длина поперечного сечения диаграммы направленности приемной антенны.

2. Дальномер, содержащий приемный тракт, генератор импульсов эталонной частоты, ключ и запоминающее устройство с индикатором, отличающийся тем, что введены счетчик импульсов и вычислитель, причем выход приемного тракта соединен с управляющим входом ключа, второй вход которого соединен с выходом генератора импульсов эталонной частоты, а выход - с входом счетчика импульсов, выход которого соединен с первым входом вычислителя, выход которого соединен с входом запоминающего устройства с индикатором, второй и третий входы вычислителя соединены соответственно с выходами задатчиков угловой скорости ω и длины L поперечного сечения диаграммы направленности антенны.

Изобретение относится к системам измерения дальности с использованием отражения зондирующих импульсов и может быть использовано в дальномерах, установленных на ракетах с полуактивным подсветом.

Телевизионный дальномер // 2310887

Изобретение относится к области телевизионной техники и может быть использовано в системах поиска и слежения. .

Лазерный дальномер (варианты) // 2273824

Изобретение относится к лазерным оптико-электронным устройствам, предназначенным для наблюдения удаленного объекта и измерения расстояний до него. .

Высотомер летательного аппарата // 2253880

Радиодальномер // 2197000

Селективная система определения дальности для комплексов вооружения // 2154808

Изобретение относится к цифровым системам измерения дальности по отраженному от цели излучению. .

Фазовый светодальномер // 2139498

Изобретение относится к области геодезического приборостроения, в частности к приборам для измерения расстояний с помощью источников света, и может быть использовано для точного измерения расстояния до объектов в геодезии, строительстве, топографии, маркшейдерском деле.

Лазерный дальномер // 2135954

Изобретение относится к лазерным приборам типа дальномеров, снабженных дневным оптическим визиром и предназначенных для измерения дальности до различных целей на местности.

Способ оценки тренированности оператора лазерного целеуказателя-дальномера // 2098757

Изобретение относится к военной технике, а более конкретно к аппаратуре лазерного целеуказания и дальнометрии. .

Лазерный дальномер // 1376051

Изобретение относится к естроно мическому приборостроению, в частное ти к лазерным импульсным дальномерам для наблюдения дальных космических объектов. .

Способ определения дальности и/или скорости удаленного объекта // 2378705

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано, в частности, для обнаружения и фиксации нарушений правил дорожного движения транспортным средством

Способ измерения дальности до объекта и устройство для его осуществления // 2394255

Изобретение относится к системам с использованием отражения или вторичного излучения электромагнитных волн, а именно к дальномерам

Устройство для оптического измерения расстояний // 2442107

Способ определения дальности // 2469269

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к лазерной дальнометрии

Способ определения расстояния до цели // 2477869

Изобретение относится к области вооружений и может быть использовано во взрывателях различных боеприпасов, для определения расстояния до цели

Способ определения расстояния между телами // 2478984

Изобретение относится к области вооружений и может быть использовано во взрывателях различных боеприпасов, для определения расстояния между телами

Лазерный монокулярный дальномер // 2515418

Дальномер имеет частично совмещенные визирный, излучающий, приемный и проекционный каналы. Объективы всех каналов выполнены двухкомпонентными, первый компонент объектива визирного канала входит в состав объектива приемного и излучающего каналов. В дальномер входят первый компонент объектива визирного канала, призменная оборачивающая система с двумя дополнительными прямоугольными призмами и светоделительными покрытиями, второй компонент объектива визирного канала, сетка, окуляр, лазер, линзовый компонент излучающего канала, второй компонент объектива приемного канала, фотоприемное устройство, микродисплей, первый компонент проекционного канала, измеритель временных интервалов, вычислитель дальности, баллистический вычислитель, датчики температуры, давления, углов места цели, модули спутниковой навигации в системах NAVSTAR GPS и СНС ГЛОНАСС, внешний дисплей, компас и внешний разъем. Технический результат - повышение видимого увеличения визирного канала, уменьшение габаритных размеров и массы прибора, а также повышение удобства и скорости измерений, расширение функциональных возможностей. 8 з.п. ф-лы, 5 ил., 1 табл.

Лазерный дальномер // 2516165

Изобретение относится к лазерной технике к аппаратуре лазерной дальнометрии. Лазерный дальномер содержит приемное устройство и передающее устройство, включающее объектив излучателя и лазерный излучатель, эквивалентное тело свечения которого габаритами А×В расположено в фокальной плоскости объектива излучателя. Объектив излучателя состоит из первого цилиндрического компонента с фокусным расстоянием f1≥В/β, образующая цилиндра которого перпендикулярна минимальному габариту В тела свечения, и второго цилиндрического компонента с фокусным расстоянием f2, образующая цилиндра которого перпендикулярна максимальному габариту А тела свечения. Расстояния от цилиндрических компонентов до эквивалентного тела свечения равны l1 для первого цилиндрического компонента и l2 для второго. Первый цилиндрический компонент имеет второй цилиндрический профиль, перпендикулярный его первому цилиндрическому профилю и обеспечивающий фокусное расстояние f 1 * , причем расстояние l1=f1-Δf, расстояние l2≤L, фокусные расстояния f 2 ≤ f 2 ' l 3 f 2 ' − l 1 и f 1 * ≤ − f 2 ' ( f 2 − l 3 ) f 2 ' − f 2 , где f 2 ' ≥ A / α , l3=(l2-l1), L - максимально допустимый габарит объектива излучателя вдоль его продольной оси, α и β - угловые размеры удаленного объекта, соответствующие максимальному А и минимальному В габаритам эквивалентного тела свечения, Δf - расстояние между главными плоскостями первого и второго цилиндрических профилей первого цилиндрического компонента. Технический результат заключается в обеспечении возможности сокращения размеров оптической системы излучателя без уменьшения мощности выходного излучения и без увеличения массы дальномера. 4 ил.

Лазерный дальномер // 2518588

Изобретение относится к лазерной дальнометрии. Лазерный дальномер содержит приемное устройство и передающее устройство, включающее объектив излучателя и лазерный излучатель, эквивалентное тело свечения которого габаритами А×В расположено в фокальной плоскости объектива излучателя. Объектив состоит из цилиндрического первого оптического компонента с фокусным расстоянием f1, образующая которого перпендикулярна минимальному габариту В тела свечения, и второго оптического компонента. Второй компонент симметричен относительно оси объектива и имеет фокусное расстояние f2 ≥ А/α, где α - угловой размер удаленного объекта, соответствующий по ориентации максимальному габариту А тела свечения. Параметры оптических компонентов удовлетворяют условиям f 1 = l 1 ϕ 2 ϕ − ϕ 2 ; В / β ≤ f ≤ f 2 t g ( θ α / 2 ) t g ( θ β / 2 ) , где f - фокусное расстояние системы; β - угловой размер удаленного объекта, соответствующий габариту B, ϕ2=1/f2; ϕ=1/f; l1=f2-l; l - расстояние между компонентами; θα - угол расходимости в плоскости габарита А; θβ - угол расходимости габарита В. Причем второй оптический компонент имеет возможность регулировки расстояния l2=f2+Δf2 для изменения углов расходимости выходного излучения. Технический результат заключается в упрощении изготовления устройства при сохранении габаритов и КПД. 5 ил.

Способ измерения наклонной дальности и устройство для его осуществления // 2554601

Изобретение относится к способу и устройству определения наклонной дальности до цели. Сущность изобретения состоит в том, что при посылке лазерного излучения в направлении цели верхний край поля излучения передающего канала, включающего передающую оптическую систему и излучатель, совмещают с направлением на цель, в приемном канале осуществляют регистрацию, усиление и оптимальную фильтрацию сигнала с измерением момента максимума отфильтрованного сигнала. Определение дальности до цели производят схемой измерения и управления, которая имеет два дополнительных входа, на которые подается информация о текущих значениях высоты и угла визирования цели, и два дополнительных управляющих выхода, первый из которых соединен с входом усилителя с управляемой шириной полосы пропускания, а второй - со схемой фиксации максимума. Технический результат - идентификация цели в условиях наличия нескольких энергетических центров в отраженном сигнале и, как следствие, сохранение высокой точности при различных углах визирования цели. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.