Способ определения скорости сближения двух тел, движущихся с различной скоростью



Способ определения скорости сближения двух тел, движущихся с различной скоростью

 


Владельцы патента RU 2477870:

Шепеленко Виталий Борисович (RU)

Способ предназначен для определения скорости сближения двух тел, движущихся с различной скоростью. Способ основан на определении по измеренной величине временного промежутка между моментами обнаружения одним телом другого тела на дальней и ближней дистанциях, за счет обнаружения одного тела другим посредством зондирования пространства световыми импульсами и регистрации отраженного излучения с последующим анализом. Излучение зондирующих световых импульсов осуществляют одним излучателем, а регистрацию отраженного излучения - одним приемником, размещенными на одном из тел, причем излучают установленную серию световых импульсов в течение заданного временного интервала, при этом сигнал об обнаружении тела формируют при условии регистрации отраженных сигналов всех излученных световых импульсов текущей серии, и при условии регистрации конечного отраженного сигнала серии в тестовом временном окне. Технический результат заключается в обеспечении возможности повышения точности определения скорости сближения двух тел между собой с возможностью защиты от воздействия малоразмерных помех, а также в обеспечении возможности минимизации габаритно-весовых характеристик и энергопотребления устройства. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области вооружений и может быть использовано для определения скорости сближения двух тел, движущихся с различной скоростью.

Известен способ неконтактного подрыва заряда при подходе на близкое расстояние к заданной цели, реализованный в устройстве с дистанционно управляемой ракетой, основанный на определении наличия цели на заданном расстоянии посредством зондирования пространства одним световым лучом и регистрации отраженного излучения двумя приемниками, основным и дополнительным. Амплитуды сигналов, регистрируемые основным и дополнительным приемниками, сравниваются. В случае превышения амплитуды сигнала регистрируемого основным приемником над амплитудой сигнала регистрируемого дополнительным приемником, подается команда на инициирование заряда (Заявка Франции №2655140, МПК: F42C 13/02, опубл. 10.05.91).

Данный способ неконтактного подрыва заряда имеет недостатки, заключающиеся в отсутствии защиты от случайных малоразмерных помех в виде веток, капель дождя и т.п. и значительных отклонениях величины дистанции срабатывания заряда от заданной дистанции подрыва, при использовании данного способа подрыва в некоторых видах боеприпасов, для которых между моментом подачи команды на подрыв боеприпаса и собственно подрывом заряда характерно наличие существенной временной задержки. Так как расстояние, преодолеваемое боеприпасом за время этой задержки, а также расстояние от боеприпаса до цели в момент подрыва заряда, зависят от его скорости, то при нестабилизированной скорости боеприпаса невозможно обеспечить высокую точность подрыва заряда на заданном расстоянии до цели

Известен способ неконтактного подрыва заряда снаряда на желательном расстоянии от цели, реализованный в неконтактном оптическом взрывателе, основанный на обнаружении цели посредством зондирования пространства двумя световыми лучами и регистрации отраженного излучения двумя приемниками, с последующим анализом сигналов, регистрируемых приемниками. Путем нескольких последовательных во времени измерений каждым приемником определяют расстояние до цели и при равенстве этих расстояний подается сигнал на инициирование заряда (Заявка ЕПВ №0335132, МПК: F42C 13/02 от 04.10.89).

Данный способ обеспечивает защиту от случайных малоразмерных помех, так как малоразмерная помеха не может быть зарегистрирована одновременно двумя приемниками, однако не обеспечивает высокую точность дистанции подрыва заряда при использовании в некоторых видах боеприпасов.

Известен способ неконтактного подрыва заряда, основанный на обнаружении цели посредством зондирования пространства двумя световыми лучами и регистрации отраженного излучения двумя приемниками с последующим анализом сигналов приемников. Идентификация цели осуществляется первым приемником на дальнем расстоянии от боеприпаса, вторым - на ближнем (Патент РФ №2300720, МПК: F42C 13/02).

Данный способ позволяет оценить скорость сближения боеприпаса путем определения временного промежутка между моментами идентификации, и сформировать временную задержку подрыва заряда, в зависимости от скорости движения боеприпаса.

Данному способу присущи недостатки, заключающиеся в значительном энергопотреблении устройства, обеспечивающего неконтактный подрыв боеприпаса на заданном расстоянии от цели, независимо от скорости и вида боеприпаса, а также значительные габариты и вес указанного устройства.

Задачей, стоящей в данной области техники и на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является создание способа измерения с высокой точностью скорости сближения двух тел, движущихся с различной скоростью.

Техническим результатом, достигаемым заявляемым изобретением, является возможность определения скорости сближения двух тел, движущихся с различной скоростью, независимо от скорости сближения тел, исключающая идентификацию малоразмерных помех: дождь, ветки и т.п., возможность минимизировать габаритно-весовые характеристики данного устройства.

Решение указанной задачи достигается за счет того, что определение скорости сближения двух тел, движущихся с различной скоростью, основано на зондировании одним телом пространства световыми импульсами и регистрации отраженного от второго тела излучения с последующим анализом регистрируемых сигналов. Идентификацию одним телом второго тела осуществляют по заданной серии регистрируемых отраженных импульсов за установленный временной промежуток, на заданных отличных друг от друга расстояниях между телами, после чего по измеренной величине временного промежутка между идентификациями второго тела на дистанциях L1 и L2, определяют скорость сближения двух тел между собой. Излучение зондирующих световых импульсов осуществляют одним излучателем, а регистрацию отраженного излучения - одним приемником, установленными на одном теле, причем излучение световых импульсов направляют параллельно отрезку, соединяющему два тела, а регистрацию осуществляют через временной интервал, определяющий заданную дистанцию идентификации второго тела, с момента излучения светового импульса до открытия временного окна, продолжительностью которого задают погрешность определения дистанции, после чего по измеренной величине временного промежутка Δt между моментами идентификации цели на дистанциях L1 и L2, определяют скорость сближения двух тел между собой.

В варианте применения способа, для исключения идентификации случайных помех, излучают установленную серию световых импульсов в течение заданного временного интервала, в случае регистрации отраженных сигналов всех излученных световых импульсов текущей серии и при условии регистрации конечного отраженного сигнала в тестовом временном окне, формируют сигнал об идентификации тела.

Алгоритм излучения оптических импульсов и их регистрации задается из условий обеспечения идентификации тела минимальных размеров, но игнорирования малоразмерных помех типа веток, капель дождя и т.д.

Предложенный способ позволяет минимизировать габаритно-весовые характеристики устройства определения скорости сближения двух тел, движущихся с различной скоростью, а также обеспечить устойчивость устройства к воздействию малоразмерных помех.

Проведенный поиск не выявил технические решения, совокупность признаков которых совпадает с совокупностью признаков заявляемого способа определения скорости сближения двух тел, движущихся с различной скоростью, в том числе, с отличительными признаками. Эта новая совокупность признаков является новым техническим решением, которое обеспечивает получение технического результата - возможность определения с высокой точностью скорости сближения двух тел, движущихся с различной скоростью одним излучателем и одним фотоприемником, с обеспечением устойчивости к воздействию малоразмерных помех. Предложенное решение не следует явным образом для специалиста из достигнутого уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения иллюстрируется чертежом, где на чертеже показаны графики синхронизирующего импульса СИ, зондирующего импульса ЗИ, отраженного сигнала ОС и временного окна.

Предложенный способ определения скорости сближения двух тел, движущихся с различной скоростью, реализуется следующим образом: одно тело излучает световые импульсы по направлению движения, при наличии другого тела на заданном расстоянии отраженное излучение регистрируется фотоприемником. Световые импульсы имеют заданную продолжительность и излучаются через определенные интервалы времени, причем в каждом последующем интервале учитывается предшествующая временная задержка между излучением сигнала и регистрацией отраженного излучения.

Временная задержка подачи следующего светового импульса tзд определяется как сумма предыдущих задержек между подачей светового импульса и его регистрацией:

где tздn - временная задержка подачи следующего светового импульса, с;

τздi - предыдущая задержка между подачей светового импульса и его регистрацией.

Отсчет задержек производится от служебных синхронизирующих импульсов. Тело идентифицируется в случае регистрации всех излученных импульсов и, в том числе, регистрации конечного импульса в тестовом временном окне. Расположением временного окна от начала излучения конечного импульса задают рабочую дистанцию между телами, а величину временного окна задают из условия разрешения системы и точность определения дистанции.

По величине временного промежутка между моментами идентификациями тела на дистанциях L1 и L2, определяют скорость сближения двух тел, движущихся с различной скоростью.

Использование предложенного технического решения позволяет минимизировать габаритно-весовые характеристики и энергопотребление устройства, обеспечивающего определение скорости сближения двух тел, движущихся с различной скоростью, и в то же время обеспечить высокую точность определения скорости сближения, с возможностью защиты от воздействия малоразмерных помех.

1. Способ определения скорости сближения двух тел, движущихся с различной скоростью, по измеренной величине временного промежутка между моментами обнаружения одним телом другого тела на дальней и ближней дистанциях, основанный на обнаружении одного тела другим посредством зондирования пространства световыми импульсами и регистрации отраженного излучения с последующим анализом, характеризующийся тем, что излучение зондирующих световых импульсов осуществляют одним излучателем, а регистрацию отраженного излучения - одним приемником, совместно размещенными на одном из тел, причем излучают установленную серию световых импульсов в течение заданного временного интервала, при этом сигнал об обнаружении тела формируют при условии регистрации отраженных сигналов всех излученных световых импульсов текущей серии и при условии регистрации конечного отраженного сигнала в тестовом временном окне.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что время излучения каждого последующего импульса текущей серии рассчитывают с учетом предшествующих временных задержек, определяемых как временные промежутки от момента излучения каждого импульса и до момента регистрации соответствующего отраженного излучения.



 

Похожие патенты:

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

Изобретение относится к оптической и оптико-электронной технике и может быть использовано для регистрации движущихся точечных и малоразмерных объектов, например искусственных и естественных небесных тел.

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

Изобретение относится к области вооружений и может быть использовано в неконтактных взрывателях, использующих оптическое излучение для идентификации и определения заданного расстояния до цели

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

Способ включает детектирование отраженных импульсов света, оцифровывание принятых сигналов, расчет дальностей до объектов и скоростей движущихся объектов, определение угловых координат. При оцифровывании сигналы дифференцируют. Одновременно измеряют временные интервалы между моментами излучения и частями дифференцированных сигналов, соответствующих фронтам принятых импульсов света, и временные интервалы t2 между частями дифференцированных сигналов, соответствующих фронтам и спадам принятых импульсов света. Рассчитывают скорости υ движущихся объектов: υ = c ⋅ ( 1 − t 2 t 1 ) , где с - скорость света в среде; t1 - длительность излученного импульса света. Устройство содержит блок оцифровывания сигнала, выполненный из многоканального измерителя временных интервалов и n-дифференциаторов, входы которых соединены с выходами фоточувствительных элементов, а выходы - с входами сигналов многоканального измерителя временных интервалов, выход которого соединен с входом блока управления. Технический результат - одновременность и точность обнаружения объектов, измерения скорости движения объектов, расстояний и угловых координат. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к способам наблюдения за космическими объектами (КО) с помощью оптико-электронных средств и м.б. использовано для определения орбиты пассивного КО (ПКО) на геостационарной орбите автономно с борта активного КО (АКО). В процессе дрейфа по квазигеостационарной орбите (с меньшими радиусом и периодом, чем ПКО) АКО выполняет поиск и обнаружение ПКО. После этого определяется точка восходящего или нисходящего узла орбиты ПКО. По периодическим появлениям ПКО в этой точке определяют драконический период обращения ПКО. На каждом витке АКО приближается к ПКО на определенное расстояние. За два витка эти расстояния образуют динамическую базу стерео-триангуляционных измерений координат указанной узловой точки орбиты ПКО. По двум дополнительным точкам орбиты, находящимся до и после узловой точки вне экваториальной плоскости Земли, измеряют вектор скорости ПКО. После определения координат узловой точки и вектора скорости ПКО однозначно, за время полного витка после момента первой регистрации указанной точки, рассчитывают 6-мерный вектор орбитального движения ПКО. Технический результат изобретения состоит в минимизации числа АКО, времени наблюдения ПКО и соответствующих затрат характеристической скорости. 4 ил.

Изобретение относится к способу определения высоты и вертикальной скорости летательного аппарата. Способ включает в себя многократное зондирование объекта импульсами лазерного излучения, прием и регистрацию отраженного объектом сигнала с его привязкой к импульсам стабильной тактовой частоты, образующим ячейки дальности, и статистическую обработку зарегистрированных данных. При этом производят серию зондирований способом некогерентного накопления, если принятый сигнал меньше порогового значения, которое определяется заданной вероятностью F ложного срабатывания. И если принятый сигал больше порогового значения, то зондирование производят в моноимпульсном режиме измерения дальности и скорости. Технический результат - обеспечение измерений с борта летательного аппарата его высоты и вертикальной составляющей скорости как в стационарном полете, так и при взлете и посадке в широком диапазоне высот и режимов подъема и снижения. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Лазерный когерентный локатор целеуказания содержит одночастотный СО2-лазер, передающий телескоп, приемный объектив, фотоприемное устройство, работающее в гомодинном режиме фотосмешения. Причем фотоприемное устройство выполнено четырехквадрантным, выходы каждого из равновеликих квадрантов, попарно образующие азимутальные и угломестные суммарно-разностные каналы, соединены с двумя входами блока управления приводами - азимутальным и угломестным - ориентации взаимно коллинеарных оптических осей передающего телескопа и приемного объектива. Также указанное фотосмешение на выходе фотоприёмного устройства обеспечивает образование сигнала, который содержит две компоненты, существенно разнесённые по спектру. Одна из них характеризует дальность до объекта, а другая - его скорость. Технический результат - упрощение структуры канала измерения дальности и обеспечение автоматического сопровождения движущейся цели по угловым координатам. 3 ил.

Способ измерения высоты и вертикальной скорости летательного аппарата (ЛА) заключается в многократном зондировании объекта импульсами лазерного излучения, приеме и регистрации отраженного объектом сигнала с его привязкой к импульсам стабильной тактовой частоты. При этом в рабочем режиме полета для определения дальности до объекта используют режим некогерентного накопления. В режимах взлета и посадки отключают режим некогерентного накопления и используют моноимпульсный режим измерения дальности и скорости. Технический результат заключается в обеспечении измерений с борта летательного аппарата его высоты и вертикальной составляющей скорости как в стационарном полете, так и при взлете и посадке в широком диапазоне высот и режимов подъема и снижения. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ определения дальности и скорости удаленного объекта заключается в многократном зондировании объекта импульсами лазерного излучения, приеме и регистрации отраженного объектом сигнала с его привязкой к импульсам стабильной тактовой частоты и статистической обработке зарегистрированных данных. При этом производят первую серию зондирований способом некогерентного накопления и определяют дальность R до объекта, после чего, если измеренная дальность R превышает заданную величину Rmin, то продолжают проводить измерения в указанном режиме некогерентного накопления, а если R не превышает Rmin, то включают моноимпульсный режим измерения дальности и скорости. Технический результат изобретения заключается в обеспечении измерений с борта летательного аппарата его высоты и вертикальной составляющей скорости как в стационарном полете, так и при взлете и посадке в широком диапазоне высот и режимов подъема и снижения. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.
Наверх