Способ определения качки авианосца и местоположения летательного аппарата и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в системах определения позиции контролируемого объекта на основе использования нескольких разнесенных источников излучения. Технический результат - повышение точности. Для достижения данного результата определяют координаты изображений маяков на фотоматрицах, вычисляют координаты маяков в системе координат, связанной с летательным аппаратом (ЛА), вычисляют углы ориентации ЛА относительно авианосца. При этом используют сигналы инерциальной навигационной системы ЛА, определяют курс и углы качки авианосца, координаты местоположения ЛА относительно центра тяжести авианосца, точки кормового среза взлетно-посадочной полосы (ВПП) и точки посадки ЛА. Устройство содержит модуль лазерных маяков, два оптико-локационных блока, содержащие каждый фотообъектив и фотоматрицу, вычислитель, содержащий модуль обработки оцифрованного изображения лазерных маяков, модуль вычисления координат маяков, модуль вычисления матрицы направляющих косинусов, модуль вычисления углов качки и курса авианосца и модуль вычисления координат ЛА. 2 н.п. ф-лы, 5 ил.

 

Текст описания приведен в факсимильном виде.

1. Способ определения качки авианосца и местоположения летательного аппарата, основанный на регистрации излучения лазерных маяков, обработке их оцифрованного изображения и вычислении координат местоположения летательного аппарата (ЛА), отличающийся тем, что в качестве источников излучения используют два одинаковых лазерных маяка, а также используют сигналы инерциальной навигационной системы (ИНС), регистрируют излучение каждого из двух лазерных маяков с известными координатами, установленных слева и справа от полетной палубы (ПП) авианосца, посредством двух разнесенных оптико-локационных блоков (ОЛБ), установленных на борту ЛА и выполненных каждый в виде плоской фоточувствительной матрицы, размещенной в фокальной плоскости фотообъектива, осуществляют обработку оцифрованных изображений, снимаемых с фоточувствительных матриц для определения координат изображений лазерных маяков, вычисляют координаты первого , , и второго , , лазерных маяков относительно ЛА:
,
,
,
где Y, Z, Y, Z - координаты изображений маяков, м, первый индекс обозначает номер фоточувствительной матрицы, второй индекс - номер маяка υ=1,2, для маяка M1 и М2 соответственно; F - фокусное расстояние фотообъектива, м; В - расстояние между первым и вторым ОЛБ, м, вычисляют углы ψχ, γχ, υχ ориентации ЛА относительно ПП:
,
,
,
где
,
,
,
, , , , , - известные координаты первого и второго маяков в системе координат, связанной с авианосцем, вычисляют матрицу направляющих косинусов

вычисляют углы качки Δυ, Δγ и курса ψα авианосца
Δυ=arcsinΔA12,
где ΔAij - элементы матрицы [ΔAψ] (i, j=1…3),
ΔA11=cosψ cosυ cosψχ cosυχ + sinυ sinυχ + sinψ cosυ sinψχ cosυχ,
ΔA12=cosψ cosυ (sinψχ sinγχ - cosψχ sinυχ cosγχ) + sinυ cosυχ cosγχ - sinψ cosυ (cosψχ sinγχ + sinψχ sinυχ cosγχ),
ΔА13=cosψ cosυ (sinψχ cosγχ + cosψχ sinγχ sinυχ) - sinυ cosυχ sinγχ - sinψ cosυ (cosψχ cosγχ - sinψχ sinυχ sinγχ),
ΔA21=(sinψ sinγ + cosψ sinυ cosγ)cosψχ cosυχ + cosυ cosγ sinυχ - (cosψ sinγ + sinψ sinυ cosγ)sinψχ cosυχ,
ΔA22=(sinψ sinγ - cosψ sinυ cosγ)(sinψχ sinγχ - cosψχ sinυχ cosγχ) + cosυ cosγ cosυχ cosγχ + (cosψ sinγ + sinψ sinυ cosγ)(cosψχ sinγχ + sinψχ sinυχ cosγχ),
ΔA23=(sinψ sinγ - cosψ sinυ cosγ)(sinψχ cosγχ + cosψχ sinγχ sinυχ) - cosυ cosγ cosυχ sinγχ + (cosψ sinγ + sinψ sinυ cosγ)(cosψχ cosγχ - sinψχ sinυχ cosγχ),
ΔA31=(sinψ cosγ + cosψ sinγ sinυ)cosψχ cosυχ - cosυ sinγ sinυχ - (cosψ cosγ - sinψ sinυ sinγ)sinψχ cosυχ,
ΔA32=(sinψ cosγ + cosψ sinγ sinυ)(sinψχ sinγχ - cosψχ sinυχ cosγχ) + cosυ cosγ cosυχ sinγχ + (cosψ cosγ - sinψ sinυ sinγ)(cosψχ sinγχ + sinψχ sinυχ cosγχ),
ΔA33=(sinψ cosγ + cosψ sinγ sinυ)(sinψχ cosγχ + cosψχ sinγχ sinυχ) - cosυ sinγ cosυχ cosγχ + (cosψ cosγ - sinψ sinυ sinγ)(cosψχ sinγχ - sinψχ sinυχ sinγχ),
при этом сигналы γ - угол крена, υ - угол тангажа, ψ - угол курса ЛА получают от ИНС,
вычисляют систематическую ψαo и случайную Δψ составляющие угла курса авианосца
, Δψ=ψααo,
где t - текущее время с момента начала измерений, вычисляют координаты ЛА , , относительно центра тяжести авианосца с учетом качки
,
вычисляют координаты , , относительно точки посадки учетом качки авианосца,
,
где

- вектор линейных перемещений точки посадки,
, , - известные координаты точки посадки, в связанной с авианосцем системе координат,
вычисляют координаты ЛА , , относительно точки кормового среза ПП с учетом качки авианосца,
,
где

- вектор линейных перемещений точки кормового среза ПП,
- известные координаты точки пересечения кормового среза с осевой линией полетной палубы, в связанной с авианосцем системе координат.

2. Устройство для определения качки авианосца и местоположения летательного аппарата, включающее два разнесенных в пространстве источника оптического излучения, обеспечивающих формирование области излучения посадочной траектории, отличающееся тем, что источники оптического излучения образуют модуль лазерных маяков, содержащий два разнесенных одинаковых лазерных маяка с известными координатами, формирующих каждый пучок оптического излучения одной длины волны, установленных слева и справа от полетной палубы (ПП) авианосца, и дополнительно содержит два разнесенных оптико-локационных блока (ОЛБ), выполненных в виде фотообъектива и фоточувствительной матрицы, и вычислитель, размещенные на борту летательного аппарата (ЛА), причем вычислитель содержит модуль обработки оцифрованного изображения лазерных маяков, модуль вычисления координат маяков, модуль вычисления матрицы направляющих косинусов, модуль вычисления углов качки и курса авианосца и модуль вычисления координат ЛА, а также инерциальную навигационную систему (ИНС), при этом модуль обработки оцифрованного изображения лазерных маяков, где определяют координаты изображений лазерных маяков на фоточувствительных матрицах, своим первым входом связан с фоточувствительной матрицей первого ОЛБ, на которой с помощью фотообъектива первого ОЛБ формируются изображения первого и второго лазерных маяков, а своим вторым входом связан с фоточувствительной матрицей второго ОЛБ, на которой с помощью фотообъектива второго ОЛБ формируются изображения первого и второго лазерных маяков, а своим выходом связан с входом модуля вычисления координат маяков, где путем вычислений определяют координаты двух маяков в системе координат, связанной с ЛА, своим выходом связанного с входом модуля вычисления матрицы направляющих косинусов, где вычисляются углы ориентации ЛА относительно ПП, выход модуля вычисления матрицы направляющих косинусов связан с первым входом модуля вычисления углов качки и курса авианосца, второй вход которого связан с выходом ИНС, где вычисляются углы качки и угол курса авианосца, модуль вычисления координат ЛА своим входом связан с выходом модуля вычисления углов качки и курса авианосца, где вычисляются координаты ЛА относительно центра тяжести авианосца, координаты ЛА относительно точки посадки и координаты ЛА относительно точки кормового среза ПП с учетом качки авианосца.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к навигационным приборам и предназначено для использования при измерении углов ориентации любых подвижных летательных аппаратов, кораблей, наземных транспортных средств.

Изобретение относится к системам навигации и предназначено для регистрации проезда, по меньшей мере, одного платного участка дороги, по меньшей мере, одним транспортным средством с помощью системы определения положения, которая предназначена для регистрации текущего положения упомянутого транспортного средства.

Изобретение относится к области радиолокационной техники и может быть использовано при построении различных радиолокационных (радарных) или аналогичных систем, предназначенных для навигации летательных аппаратов с использованием радиоволн путем определения местоположения и управления движением летательных аппаратов.

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к технике коррекции позиционной погрешности в навигационных системах. .

Изобретение относится к области управления движением самолетов и предназначено для комплексного вычисления резервного пространственного положения и резервного курса с помощью имеющихся на самолете данных.

Изобретение относится к навигационным системам транспортных средств. .

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при построении различных приборных систем локации, предназначенных для определения местоположения движущихся объектов с использованием волн, излучаемых в виде лучей, и управления движением движущихся объектов путем коррекции их местоположения

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в позиционных системах ориентации подвижных объектов различной физической природы

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при разработке бесплатформенных инерциальных навигационных систем (БИНС) для решения задач управления доводочными ступенями (ДС) различного назначения

Изобретение относится к вычислительной технике. Технический результат заключается в возможности просматривать пользователем перекрывающиеся графические объекты без изменения уровня масштабирования. Устройство для просмотра изображений, включающее контроллер, сконфигурированный для определения того, будут ли графические объекты, включающие изображения, задающие множество различных местоположений при отображении карты с первым уровнем масштабирования, перекрываться, когда карта отображается со вторым уровнем масштабирования, отличным от первого уровня масштабирования, инициирования объединения по меньшей мере некоторых из графических объектов, для которых определено, что они перекрываются в местоположении при втором уровне масштабирования, для создания другого графического объекта, представляющего упомянутые по меньшей мере некоторые объединенные графические объекты, и инициирования отображения упомянутого другого графического объекта в упомянутом местоположении, позволяющего пользователю просматривать, при втором уровне масштабирования, по меньшей мере некоторые из упомянутых изображений, задающих множество местоположений, посредством упомянутого объединенного графического объекта. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в системах программного позиционирования и ориентации подвижных объектов. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для этого направляют пользователя от исходного положения к месту назначения, выбранному из множества мест назначения, в зоне общественного пользования, на протяжении которого распределено множество осветительных устройств (L1, L2, …, Ln), каждое из которых может возбуждаться для воспроизведения одной или нескольких световых картин из множества световых картин. При этом определяют выбранное место назначения при получении дескриптора места назначения от пользователя, выделяют специфическую световую картины из множества световых картин для выбранного места назначения. При этом снабжают пользователя рисунком (VT) специфической световой картины, выделенной для требуемого места назначения так, чтобы отобранные осветительные устройства (L1, L2, …, Ln) между исходным местом (S) пользователя (1) и местом (Т) назначения воспроизводили специфическую световую картину. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области радиолокационной техники и может быть использовано при построении различных радиолокационных систем, предназначенных для управления движением летательных аппаратов. Технический результат изобретения - повышение точности навигации летательных аппаратов путем анализа параметров отраженных импульсов, полученных при многолучевых измерениях над плоской поверхностью, и определения результирующего вектора угловых колебаний летательных аппаратов, характеризующего суммарный угол отклонения по тангажу и по крену летательных аппаратов для управления их движением. Технический результат достигается тем, что способ повышения точности навигации летательных аппаратов заключается в многолучевых измерениях интегральных параметров отраженных сигналов при помощи радиоволн, излучаемых в виде лучей, и определении результирующего вектора угловых колебаний летательных аппаратов, характеризующего угловые колебания летательных аппаратов по крену и по тангажу на основе анализа интегральных параметров отраженных сигналов. Анализ интегральных параметров отраженных импульсов многолучевых измерений основан на сравнении интегральных параметров отраженных импульсов по боковым лучам многолучевых измерений над плоским участком поверхности местности. Лучи многолучевых измерений расположены в двух ортогональных плоскостях, одна из которых совпадает с направлением движения летательного аппарата, другая плоскость лучей перпендикулярна направлению движения летательного аппарата. Результирующий вектор угловых колебаний летательного аппарата в связанной системе координат летательного аппарата определяют последовательно через равные промежутки времени для выявления изменений угловых колебаний по тангажу и по крену летательного аппарата при его движении. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в системах навигации подвижных объектов, в частности летательных аппаратов (ЛА), для оценки ошибок и коррекции абсолютных координат местоположения, высоты и вертикальной скорости инерциальной навигационной системы (ИНС) по измерениям геометрической высоты и эталонным картам рельефа местности и могут быть использованы в системах управления движением ЛА. Технический результат - повышение эффективности и достоверности коррекции координат, высоты и вертикальной скорости при наличии сбоев в исходной информации и слабой информативности рельефа в зоне коррекции. Для этого используют данные с множественными участками недостоверности при отсутствии информативности рельефа по некоторым траекториям либо в условиях определения невозможности проведения достоверной коррекции. Дополнительно введен блок хранения и суммирования информации и блок оценки достоверности информации, соединенные друг с другом. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретения относятся к области приборостроения и могут найти применение в системах ориентации и навигации летательных аппаратов (ЛА), предназначенных для вычисления и отображения основных пилотажно-навигационных параметров ЛА. Технический результат - повышение точности вычисления собственного дрейфа датчиков угловых скоростей и определения значений параметров пространственного положения ЛА. Для этого в состав каждого прибора трехкомпонентного жесткозакрепленного магнитометра (ТЖМ) введены дополнительные интерфейсные средства между магнитометрами, а также дополнительные средства для осуществления более точной выставки резервной системы ориентации на основе измерения составляющих погрешности магнитного поля Земли, измеренных ТЖМ каждого прибора за один и тот же период времени. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области навигации движущихся объектов. Достигаемый технический результат - повышение точности навигации. Указанный результат достигается за счет того, что в способе используют эталонную карту местности как априорную информацию о навигационном поле, выбирают участок местности (мерный участок), находящийся в пределах эталонной карты, составляют текущую карту путем вычисления плановых координат мерного участка на основе измерений дальностей с помощью многолучевого режима измерения при помощи радиоволн, находящихся в двух ортогональных плоскостях и излучаемых в виде лучей, из которых первым излучают центральный, а потом - левые и правые боковые относительно центрального, при этом центральный луч перпендикулярен направлению движения движущихся объектов, плоскости лучей повернуты вокруг центрального луча на угол равный 45 градусов относительно направления движения движущихся объектов. Затем определяют разности результатов многолучевых измерений наклонных дальностей, определяют углы эволюции движущихся объектов по азимуту, крену и тангажу в динамике на основе анализа значений доплеровских частот, возникающих при измерениях дальностей по каждому лучу. Значение и знак углов азимута, крена и тангажа при каждом цикле измерений дальностей определяются изменением положения измеренного массива доплеровских частот относительно массива доплеровских частот, соответствующего нулевым значениям углов азимута, крена и тангажа. Вычисляют высоты движущихся объектов в координатах мерного участка в точке определения местоположения движущихся объектов в плановых координатах мерного участка. Сравнивают значения плановых координат текущей и эталонной карт. Вычисляют слагаемые показателя близости для всех возможных положений движущегося объекта. Проводят поиск экстремума показателя близости. Вычисляют сигнал коррекции траектории движения. Управляют движением движущихся объектов путем коррекции их местоположения по трем координатам эталонной карты (плановые координаты и высота) в координатах мерного участка за время движения движущихся объектов над мерным участком. 6 ил.

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в системах определения позиции контролируемого объекта на основе использования нескольких разнесенных источников излучения

Наверх