Способ компьютерной астронавигации и коллиматорная визирная труба для его осуществления


 


Владельцы патента RU 2419073:

Магомедов Расул Магомедович (RU)

Изобретение относится к мореходной астрономии и может быть использовано для определения координат места по наблюдению светил. Техническим результатом изобретения является упрощение наблюдений, обеспечение круглосуточного наблюдения светил, точное и оперативное определение координат места путем компьютеризации измерительных и вычислительных процессов. Способ компьютерной астронавигации включает регистрацию моментов наблюдений светил на вертикальной и горизонтальной нити сетки нитей и линии горизонта. Переводят поле зрения окуляра с прямовидимыми изображениями светил, сетки нитей окуляра и коллиматора на дисплей. По компьютерной программе исправляют вид звездного неба и на дисплее выполняют измерения навигационных параметров и вычисления координат точки наблюдений. Коллиматорная визирная труба представляет собой телескопическое устройство, имеющее объектив, окуляр, систему, создающую оптическую плоскость и систему, создающую прямовидимое и зеркальное изображения удаленного пространства. В прибор встроен компьютер с программой для регистрации моментов реального времени наблюдений светил, измерения их навигационных параметров и вычисления координат места. В канале, дающем зеркальные изображений светил, установлен затвор для отсечения зеркальных изображений от дисплея компьютера. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к практической астрономии и может быть использовано на кораблях и судах для определения координат места по наблюдению светил.

На практике мореходной астрономии известны способы разновременных наблюдений Солнца в дневное время и одновременных наблюдений других небесных светил в периоды утренних и вечерних сумерек при помощи ручных секстанов по измеренным высотам светил. Эти наблюдения сопряжены с трудностями удержания вертикала светила, требуют много времени, недостаточно точны и недоступны, когда не виден морской горизонт. Наблюдения при помощи навигационных секстанов не поддаются автоматизации и, максимально, что ожидается в перспективе - придача им малой вычислительной приставки (Б.И.Красавцев. Мореходная астрономия. Учебник для вузов. 3-е изд. перераб. и доп. М.: Транспорт, 1986).

Предложено устройство «Визирная труба Магомедова Р.М.», способное уверенно удерживать вертикал одного и двух светил при видимости морского горизонта. (Описание изобретения. Бюллетень №37 от 07.10.1990 г. Госкомизобретений СССР) и двухзвездный морской коллиматорный секстан, который не требует видимости морского горизонта (Вестник Дагестанского научного центра РАН №10, 2001 г., Махачкала). На ходу и при качке корабля наблюдения с ними трудно выполнимы и недостаточно точны.

Цель изобретения - упростить наблюдения, обеспечить круглосуточные наблюдения светил, точность и оперативность определения координат места путем компьютеризации измерительных и вычислительных процессов.

С этой целью предлагаются способ компьютерной астронавигации и коллиматорная визирная труба для его осуществления.

Коллиматорная визирная труба (чертеж) - это телескопическое устройство, отображающее визирную плоскость на фоне изображений контрастных объектов удаленного пространства. Она имеет окуляр 1 с оборачивающей системой призм 2, в поле зрения которого имеется сетка 3 взаимно перпендикулярных вертикальной и горизонтальной визирных нитей, пересекающихся на оптической оси окуляра 4. Сетка нитей освещена лампочкой 5 с красным фильтром. Перед объективом 6 установлены два светоделителя 7 и 8, которые образуют оптические каналы 9, 10, 11. Канал 9 имеет угловую призму 12, которая изменяет направление светового луча от светоделителя на 90 градусов и сохраняет прямовидимое изображение объектов удаленного пространства. Глухой канал 10 содержит коллиматор 13, состоящий из объектива 14 и двух светящихся вертикальных нитей 15 с малым просветом между ними. Коллиматор снабжен грузиком 16, со свободой качания перпендикулярно к плоскости визирования прибора. Канал 11 благодаря угловой призме 17 изменяет направление светового луча от светоделителя на 90 градусов, а призма Дове 18 создает полуобращенное, то есть зеркальное изображение объектов удаленного пространства. Каналы 9 и 11 снабжены защитными стеклами и светофильтрами 19 и 20. Канал 11 имеет, кроме того, заслонку 21 для отсечения зеркальных изображений светил от дисплея 22. Оптические оси каналов 9, 10 и 11 параллельны друг другу и создают визирную плоскость, совмещенную с вертикальной нитью сетки в поле зрения окуляра.

Прямовидимое и зеркальное изображения линии морского горизонта точно накладываются друг на друга только в том случае, когда визирная плоскость прибора строго перпендикулярна линии горизонта и точно укладываются в зазоре между нитями коллиматора, когда плоскость вертикали грузика лежит в плоскости визирования прибора.

В прибор встроен компьютер, на дисплее которого отображены светила в реальном времени и линия горизонта для заданной точки с известными координатами, а также поле зрения прибора с сеткой визирных нитей окуляра и коллиматора. Программа позволяет ввести поправки высот светил, проводить на дисплее сферические линии по дуге большого круга, измерить угловые расстояния между линиями и точками и выполнить математические вычисления.

Наблюдения сводятся к тому, что наводят прибор на заданный район небесной сферы. При видимости линии горизонта горизонтальную нить сетки окуляра совмещают с прямовидимой и зеркальной изображениями линии горизонта, а вертикальную нить сетки наводят на прямовидимое изображение одного или двух светил. Когда линия горизонта не видна, на изображение одного светила наводят вертикальную нить сетки окуляра, уложенной в зазор нитей коллиматора, а горизонтальную нить сетки окуляра наводят на изображение второго светила. Затем зеркальные изображения светил отсекают от дисплея при помощи заслонки, переводят поле зрения окуляра с прямовидимыми изображениями светил, сеткой нитей окуляра и коллиматора на дисплей и по ним корректируют вид звездного неба в реальном времени и линию горизонта для точки с известными координатами, на их вид для точки наблюдений. После этого на дисплее выполняют измерения навигационных параметров - высот светил над видимым морским горизонтом или угловое расстояние между одним светилом и сферическим перпендикуляром к его вертикалу, проходящему через второе светило, и по компьютерной программе вычисляют координаты точки наблюдений.

1. Способ компьютерной астронавигации, включающий регистрацию моментов наблюдений одного светила на вертикальной нити и линию горизонта на горизонтальной нити сетки окуляра или одного светила на вертикальной нити сетки окуляра, наложенной на нить коллиматора и второго светила на горизонтальной нити сетки окуляра, отличающийся тем, что переводят поле зрения окуляра с прямовидимыми изображениями светил, сетки нитей окуляра и коллиматора на дисплей, по компьютерной программе исправляют вид звездного неба для точки с известными координатами на их вид для точки наблюдений и на дисплее выполняют измерения навигационных параметров и вычисления координат точки наблюдений.

2. Коллиматорная визирная труба, представляющая собой телескопическое устройство, имеющее объектив, окуляр, систему, создающую оптическую плоскость, в составе освещенной сетки коллиматора, взаимно перпендикулярных вертикальной и горизонтальной нитей сетки окуляра, пересекающихся на оптической оси, и систему, создающую прямовидимое и зеркальное изображения удаленного пространства, отличающаяся тем, что в прибор встроен компьютер с программой для регистрации моментов реального времени наблюдений светил, измерения их навигационных параметров и вычисления координат места, а в канале, дающем зеркальные изображения светил установлен затвор для отсечения зеркальных изображений от дисплея компьютера.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к глобальным информационным космическим системам мониторинга Земли и околоземного пространства. .

Изобретение относится к космонавтике и, в частности, к системам астрокоррекции азимута пуска ракет-носителей. .

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при создании спутниковых систем позиционирования объектов на земной поверхности. .

Изобретение относится к информационным спутниковым системам и может быть использовано для создания глобального радионавигационного поля для морских, наземных, воздушных, а также космических потребителей.

Изобретение относится к космической технике и, в частности, к методам и средствам обеспечения привязки времени регистрации наблюдаемых явлений на борту космического аппарата (КА) к местному времени на Земле.

Изобретение относится к области навигации летательных аппаратов (ЛА) преимущественно при полетах в сложных метеоусловиях. .

Изобретение относится к мореходной астрономии и может быть использовано для определения координат места по наблюдению светил. .

Изобретение относится к авиационному приборостроению и может быть использовано в составе бортового оборудования летательных аппаратов для решения задач наведения, прицеливания и применения боевых средств.

Изобретение относится к авиационному приборостроению и может быть использовано в составе бортового оборудования летательных аппаратов, обеспечивающего их управление и наведение.

Изобретение относится к авиационному приборостроению и может быть использовано в составе бортового самолетного оборудования, обеспечивающего выполнение задач навигации и целеуказания.

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в бортовых системах управления космическими аппаратами (КА) для определения автономных оценок орбиты и ориентации КА

Изобретение относится к области навигационных систем

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при создании космических средств и систем обзора космического пространства для наблюдения и обнаружения небесных объектов - звезд, галактик, квазаров и тел Солнечной системы, прежде всего астероидов и комет, опасных для Земли. Изобретение включает способ обзора небесной сферы с космического аппарата и космическую систему наблюдения и обнаружения небесных объектов и тел Солнечной системы, реализующую указанный способ. Обзор осуществляется сканированием небесной сферы аппаратурой наблюдения по полным большим кругам или по участкам, образованным частями больших кругов, путем вращения корпуса космического аппарата с задаваемой скоростью. Угловые скорости сканирования постоянны, но различны для разных участков небесной сферы и обеспечивают регистрацию всех небесных объектов с блеском до заданной звездной величины и выявление опасных небесных тел (астероидов и комет) размером 100 м и более, обнаруживаемых на расстоянии от Земли ~150 млн км и более, при времени их сближения с Землей 1 месяц и более. Космическая система включает в себя размещенный на геостационарной или близкой к ней геосинхронной орбите космический аппарат с одним или несколькими телескопами и непрерывной радиосвязью с наземными пунктами, снабженный средствами обеспечения сканирования и бортовым комплексом обработки информации, а также наземные средства управления, приема и обработки информации. Предусмотрена возможность расширения космической системы путем введения в нее дополнительных космических аппаратов и соответствующих наземных пунктов. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области навигационного приборостроения и может найти применение в системах астроориентации и астронавигации космических аппаратов и авиационной техники. Технический результат - повышение точности. Для этого прибор содержит входную оптическую систему с объективом, в фокальной плоскости которого установлен приемник излучения, размещенные на внутренней рамке подвеса, а также внешнюю рамку подвеса и блок обработки информации, первый вход которого подключен к выходу, а первый управляющий выход - к управляющему входу приемника излучения, при этом внутренняя и внешняя рамки подвеса снабжены приводами, входы которых подключены соответственно ко второму и третьему управляющим выходам блока обработки информации, и измерителями угла поворота. Повышение точности угловых измерений достигается за счет увеличения скорости обработки информации при использовании высокоточных высокоинформативных устройств. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к системам автономной навигации и ориентации космического аппарата (КА). Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для этого осуществляют формирование оценок оскулирующих элементов орбиты и углов ориентации КА относительно осей текущей орбитальной системы координат. Эти оценки определяются на основе анализа геоцентрических годографов осей КА, полученных на основе обработки результатов измерений в жестко закрепленном на корпусе КА оптико-электронном приборе координат звезд и их звездных величин. Полученные оценки используются в качестве априорной информации при решении задачи навигации и ориентации на борту КА. При этом восстанавливается возможность функционирования системы автономной навигации и ориентации при аварийном пуске КА, либо при возникновении других нештатных ситуаций, связанных с потерей априорной (опорной) информации. Тем самым повышаются степень автономности и уровень надежности функционирования бортового комплекса управления, повышается степень боевой устойчивости и вероятности выполнения полетного задания. 5 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области автоматики и может быть использовано при создании систем автоматического управления (САУ) изделиями и объектами ракетно-космической техники (РКТ) и робототехнических комплексов (РТК), работающих в экстремальных внешних условиях. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для этого cиcтема содержит оптоэлектронное устройство с двумя телескопами и исполнительными органами для управления телескопами, ПЗС матрицами, установленными в фокусе телескопов, и специализированным вычислительным устройством (СБУ) обработки изображений, Обеспечение энергией осуществляет подсистема электропитания (ПЭП). Кроме этого, система содержит аппаратуру спутниковой навигации, бесплатформенную инерциальную навигационную подсистему (БИНПС), бортовую цифровую вычислительную машину (БЦВМ) и подсистему электропитания (ПЭП). Наличие встроенного резервирования во всех компонентах системы с собственными средствами контроля и нейтрализации катастрофических отказов позволяет нейтрализовать катастрофические отказы в компонентах, вызванные временем и действием тяжелых заряженных частиц космического пространства. 29 з.п. ф-лы, 29 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в системах обнаружения воздушных объектов искусственного происхождения, перемещающихся в атмосфере Земли. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для этого осуществляют последовательное измерение интенсивности изотропного космического реликтового излучения путем сканирования измерительным приемником небесной сферы, настроенным на частоту изотропного космического реликтового излучения. При этом для регистрации интенсивности электромагнитных волн изотропного космического реликтового излучения используется регистратор, который состоит из узкополосной, узконаправленной антенны, узкополосного селективного приемника, прецизионного позиционера и вычислителя координат перемещающихся воздушных объектов с устройством вывода информации. 1 ил.

Изобретение относится к астроинерциальным навигационным системам. Отличительной особенностью заявленной системы астровизирования является то, что в блок обработки выходного сигнала телеблока дополнительно введены второй коммутатор, первым входом соединенный со вторым выходом циклического счетчика, вторым входом соединенный со вторым выходом накопителя, а выходом соединенный с четвертым входом сумматора-накопителя, а в блоке обнаружения звезды и определения ее координат второй выход первого блока сравнения соединен со вторым входом пятого блока сравнения, первый вход четвертого блока сравнения соединен с выходом блока запоминания координат звезды при прохождении выходного сигнала сумматора-накопителя блока обработки выходного сигнала телеблока через ноль, а второй и третий входы соответственно со вторыми выходами второго и третьего блоков сравнения, а третий выход четвертого блока сравнения соединен с первым входом вновь введенного шестого блока сравнения, второй вход которого соединен с выходом пятого блока сравнения, а выход соединен со входом вновь введенного блока определения координат визируемой звезды, выход которого соединен со входом блока формирования признака обнаружения визируемой звезды. Техническим результатом является повышение точности визирования звезды. 7 ил.

Изобретение относится к астроинерциальным навигационным системам, в которых основная навигационная информация корректируется по сигналам, поступающим с выхода астровизирующего устройства. Характеризуется тем, что для обнаружения визируемой звезды при наличии фоновой помехи высокого уровня формируется накопитель, состоящий из N регистров для хранения N последних выходных сигналов телеблока, и циклический счетчик, меняющийся от единицы до N на каждом цикле поступления выходного сигнала телеблока. Текущий выходной сигнал телеблока запоминается в регистре накопителя, номер которого определяется значением циклического счетчика. Для повышения точности определения координат визируемой звезды, при наличии градиента фоновой помехи высокого уровня, номер регистра накопителя определяется как текущее значение циклического счетчика и 3/4 числа N регистров накопителя, взятое по модулю N. Техническим результатом является повышение точности визирования звезды за счет компенсации градиента фоновой помехи. 6 ил.

Изобретение относится к высокоточным астроинерциальным навигационным системам для применения в составе пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов. Астронавигационная система, установленная на летательном аппарате, содержит бесплатформенную инерциальную навигационную систему, включающую акселерометры, гироскопы, приемник спутниковой радионавигационной системы, навигационный вычислитель, автономный источник питания, астровизирующее устройство с вычислителем, определяющим угловые параметры визирования звезд, навигационный вычислитель, блок градиентометров, жестко связанный с бесплатформенной инерциальной навигационной системой, для возможности синхронного перемещения с летательным аппаратом и параллельно плоскости горизонта. Вычислитель бесплатформенной инерциальной навигационной системы выполнен в виде последовательно соединенных программного модуля вычисления матрицы градиентов, программного модуля счисления скорости, программного модуля счисления координат и программного модуля коррекции. Технический результат - повышение точности параметров астроинерциальной системы путем использования косвенных значений градиента вектора напряженности гравитационного поля Земли. 1 ил.
Наверх