Способ определения задержки электромагнитного сигнала тропосферой при относительных спутниковых измерениях

Авторы патента:

Вшивкова Ольга Владимировна (RU)

Калугин Владимир Федорович (RU)

Калугин Игорь Владимирович (RU)

G01C21/24 - приборы для космической навигации

Владельцы патента RU 2534707:

Вшивкова Ольга Владимировна (RU)

Изобретение относится к области измерений и измерительной техники и может быть использовано в геодезии, навигации, метеорологии. Способ определения задержки электромагнитного сигнала тропосферой при относительных спутниковых измерениях включает спутниковые измерения, измерение метеоэлементов геодезическим градиентометром (патент РФ №2452983), расчет распределения метеоэлементов в направлении распространения электромагнитного сигнала, определение задержки сигнала тропосферой. В нижнем слое атмосферы при моделировании используют измеренные градиенты метеоэлементов, выше - среднестатистические, а для влажности используют график зависимости влажности воздуха от температуры. Измерение метеоэлементов градиентометром позволяет однозначно определить характер изменения градиентов с высотой. Производство метеоизмерений над двумя крайними по физико-химическим свойствам подстилающими поверхностями позволяет учесть горизонтальную изменчивость метеоэлементов. Одновременные спутниковые наблюдения на не менее чем трех станциях позволяют получить избыточные измерения, необходимые для определения оптимального значения высоты замены измеренных градиентов среднестатистическими, которое соответствует наименьшей невязке в приращениях координат. Предложенный способ позволяет повысить точность и производительность относительных спутниковых измерений за счет независимого определения задержки электромагнитного сигнала тропосферой. 1 ил.

Изобретение относится к области измерений и измерительной техники и может быть использовано в геодезии, навигации, метеорологии, в частности: при определении координат спутниковыми методами; при определении направлений и расстояний на наземные, воздушные и космические цели; при исследовании атмосферы.

Известны способы определения задержек электромагнитного сигнала, основанные на использовании моделей тропосферы, таких как биэкспоненциальная модель по Бину и Даттону (Справочник геодезиста: в 2 кн. / Под ред. В.Д.Большакова и Г.П.Левчука. - М.: Недра, 1985. - Кн. 2. - 440 с.), формула Саастамойнена (Медведев П.П., Баранов И.С. Глобальные навигационные системы (геодезическое использование) // Итоги науки и техники. Геодезия и аэросъемка. - М: ВИНИТИ, 1992. - Т.29., 160 с.), модели Хопфилд, Чао (Голубев А.Н. Глобальные спутниковые навигационно-геодезические системы. Основные принципы устройства и работы: Учебное пособие // М.: Изд-во МИИГАиК, 2003. - 67 с.) и многие другие. Основой перечисленных выше моделей являются данные метеорологических измерений у поверхности земли на момент спутниковых измерений и расчетные формулы, таблицы, описывающие среднестатистическое распределение метеорологических элементов. Все эти модели включают элементы прогнозирования, так как измерения носят точечный характер, а при моделировании вертикальной изменчивости метеоэлементов во всей толще атмосферы используются среднестатистические параметры. Ни одна из перечисленных моделей не учитывает горизонтальные неоднородности.

Использование среднестатистических градиентов температуры, влажности и давления приводит к значительным ошибкам распределения метеоэлементов, особенно в самом изменчивом нижнем слое тропосферы 150-200 м и затем, соответственно, во всей толще тропосферы. Наибольшей непредсказуемостью отличается вертикальное распределение температуры. При нормальном характере распределения температура с высотой падает, при инверсионном - растет, в случае слоистого распределения градиент температуры меняет знак. Помимо вертикальных градиентов метеоэлементов присутствуют горизонтальные градиенты, обусловленные отличием физико-химических свойств подстилающих поверхностей. Применяемые в практике способы и модели учитывают только фактор времени.

Известна геодезическая модель тропосферы (Вшивкова О.В. О характере и степени влияния приземного слоя атмосферы на точность спутниковых определений и учете этого влияния // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2007. - №2. - С.21-33), которая для нижнего слоя атмосферы не имеет прогнозируемых элементов и учитывает все три фактора изменения метеоэлементов. Перечисленными признаками она выгодно отличается от известных моделей по точности определения метеорологических элементов в нижнем слое атмосферы. Параметрами геодезической модели являются: 1. показатель преломления на высоте 1 м - измерен; 2. вертикальный градиент показателя преломления на высоте 1 м - измерен; 3. не зависящие от времени коэффициенты перехода от одной подстилающей поверхности к другой - определены в ранее выполненных исследованиях; 4. коэффициенты обмена в вертикальной плоскости - измерены. Измерения метеоэлементов выполняют геодезическим цифровым градиентометром (патент РФ на изобретение №2452983). В формулах переноса значений метеоэлементов с высоты измерений на расчетную высоту, используемых в данной модели, выделен самый нижний слой атмосферы толщиной 150-200 м, что оправдано, т.к. моделирование вертикального распределения метеоэлементов в этом слое требует обязательного привлечения данных о фактическом состоянии тропосферы.

Основными недостатками данной модели являются отсутствие направленной реализации способа определения задержки электромагнитного сигнала тропосферой и должного обоснования принятой при расчетах толщины нижнего слоя атмосферы (далее используется термин «высота замены измеренных значений градиентов среднестатистическими»).

Целью настоящего изобретения является повышение точности и производительности относительных спутниковых измерений за счет независимого определения задержки электромагнитного сигнала тропосферой, основанного на использовании геодезической модели нижнего слоя тропосферы, измерении метеорологических параметров геодезическим градиентометром, выполнении основной программы относительных спутниковых измерений на более чем двух станциях.

Поставленная цель достигается тем, что выполняют спутниковые измерения одновременно на более чем двух станциях, измеряют метеоэлементы в не менее чем двух пунктах, при этом температуру и влажность измеряют не менее чем на трех уровнях, а давление не менее чем на двух уровнях, вычисляют абсолютные значения и градиенты температуры, влажности и давления на исходной высоте, коэффициенты обмена для температуры и влажности, выполняют анализ: по знаку градиентов температуры и влажности выбирают один из трех возможных типов изменения температуры и влажности с высотой, рассчитывают распределение метеоэлементов по расчетной траектории распространения электромагнитного сигнала до высоты замены измеренных значений градиентов среднестатистическими, далее вычисляют давление и температуру по траектории распространения электромагнитного сигнала на всю расчетную толщу тропосферы, используя принятые среднестатистические значения градиентов, по вычисленной температуре с графика зависимости влажности от температуры снимают значения влажности, рассчитывают задержки электромагнитного сигнала тропосферой от всех наблюдаемых спутников для всех станций, выполняют ряд вычислений приращений координат и их невязок в полученном замкнутом полигоне для разных значений высоты замены измеренных значений градиентов среднестатистическими, из ряда полученных невязок выбирают минимальную и соответствующие ей результирующие задержки электромагнитного сигнала тропосферой и приращения координат.

Одновременные спутниковые измерения выполняют на более чем двух станциях для того, чтобы получить избыточные измерения, необходимые для вычисления невязок в приращениях координат в полученном замкнутом полигоне, используемых далее в предлагаемом решении. Измерение метеоэлементов выполняют как минимум над двумя типами подстилающих поверхностей - крайними по своим физико-химическим свойствам для региона работ; измерение метеоэлементов, расчет параметров геодезической модели нижнего слоя тропосферы, анализ типа вертикального распределения температуры и влажности выполняют геодезическим градиентометром со встроенным процессором. Результаты измерений приводят ко времени спутниковых измерений на станциях.

В результате анализа определяют характер вертикального распределения температуры и влажности. При слоистом распределении вертикальные градиенты этих метеоэлементов и аномальной части вертикального градиента давления принимают равным "0", в двух других вариантах, нормальном и инверсионном, расчеты выполняют по ниже приведенным формулам с учетом знака измеренного градиента.

По траектории распространения электромагнитного сигнала, используя значения температуры t_изм, влажности e_изм и давления p_изм на верхнем измерительном уровне, через выбранные интервалы Δz_j до принятой высоты замены измеренных значений градиентов среднестатистическими распределение метеоэлементов рассчитывают по ниже приведенным формулам переноса (1) с учетом измеренных значений коэффициента обмена b_t, b_e и коэффициентов перехода А_{исх→тек} от исходной поверхности, над которой были выполнены измерения, к подстилающей поверхности для текущего высотного интервала j:

Градиенты температуры (grad_верt)₀, влажности (grad_верe)₀, давления (grad_верp)₀ на исходной высоте и коэффициенты обмена для температуры b_t и влажности b_e в приведенных выше формулах вычисляют по значениям метеоэлементов, измеренным на нескольких уровнях:

Ниже приведены значения переходных коэффициентов, полученные в процессе наших исследований.

Подстилающая поверхность	Переходный коэффициент A_{исх→тек}
исходная	текущая
заболоченная почва	поверхность, покрытая средней густоты травой	1,9
заболоченная почва	открытая поверхность	2,7
заболоченная почва	песок	3,5

За начальное значение высоты замены измеренных градиентов среднестатистическими принимают значение, меньшее уровня возможной приподнятой инверсии, например 50 м, далее расчеты выполняют для других значений высоты, изменяя их с возможным шагом 50 м до высоты, значение которой контролируют одновременными вычислениями приращений координат и невязок.

Выше высоты замены измеренных значений градиентов среднестатистическими на всю расчетную толщу тропосферы распределение температуры и давления вычисляют с использованием среднестатистических значений градиентов через выбранные интервалы по высоте по формулам переноса (1).

Значения влажности снимают с графика зависимости влажности от температуры (см. чертеж) по значениям температуры или вычисляют по формуле, заменяющей этот график

Начальное значение абсолютной влажности e_нач равно влажности, вычисленной по формулам переноса для высоты замены измеренных значений градиентов среднестатистическими, конечное - нулю при температуре около - 30°C.

Далее вычисляют значения показателя преломления n_j для середины каждого интервала, используя общеизвестные эмпирические зависимости, связывающие показатель преломления с температурой, давлением и влажностью среды распространения. Среднеинтегральный показатель преломления по траектории в толще тропосферы Z вычисляют по формуле

Тропосферную задержку ΔS_троп вычисляют по формуле

где ν - угловая высота траектории над горизонтом, Z - толща тропосферы.

После вычисления тропосферных задержек для каждой траектории со всеми значениями высоты замены измеренных градиентов среднестатистическими вычисляют приращения координат и невязки в полигоне. Из ряда полученных невязок выбирают наименьшие и соответствующие им результирующие задержки сигнала тропосферой и приращения координат.

Эффект повышения производительности получают уменьшением времени позиционирования (измерения) на станции за счет независимого определения тропосферной задержки. Приемы уменьшения или исключения влияния многопутности специалистам известны, при реализации данного решения достаточно избегать выполнения измерений в закрытой, застроенной и гористой местностях. Ошибка в положении спутника, задержка ионосферой, ошибка в измерении времени имеют другую физическую природу и не требуют многочасовых измерений на станции.

На чертеже представлен график, отражающий зависимость влажности воздуха от температуры, полученный по результатам наших исследований. Пунктирной линией показан график максимально возможного содержания водяного пара при данной температуре. Ось абсцисс соответствует нулевой влажности. Работоспособность графика подтверждает кривая, сглаживающая данные радиозондирования атмосферы, обозначенные треугольными значками.

Измерения градиентометром выполняют на местности, параметры геодезической модели тропосферы и задержку электромагнитного луча всей расчетной толщей тропосферы получают в последующей обработке в следующей последовательности. В районе работ выбирают крайние по физико-химическим свойствам поверхности и над ними выполняют метеорологические измерения. Устанавливают в рабочее положение градиентометр, выполняют измерения метеоэлементов в расчетный период времени, анализируют результаты измерений и определяют характер вертикального распределения температуры и влажности, затем вычисляют параметры геодезической модели нижнего слоя тропосферы по формулам (2), значения метеоэлементов по расчетным траекториям электромагнитных лучей через выбранные интервалы до принятой высоты замены измеренных градиентов среднестатистическими по формулам (1), выше по этим же траекториям вычисляют температуру с учетом среднестатистических значений градиента температуры через выбранные интервалы по высоте по всей расчетной толще тропосферы, по результатам вычисления температуры с графика (см. чертеж) снимают значения влажности или влажность определяют по таблице или формуле (3), заменяющей график, вычисляют значения давления в тех же точках расчетной траектории электромагнитного луча с учетом среднестатистических значений барического градиента. Такие вычисления выполняют по всем имеющимся траекториям. Полученные значения метеоэлементов используют для вычисления результирующего показателя преломления и тропосферной задержки по всем траекториям по формулам (4) и (5), далее вычисляют приращения координат и невязки в полигоне. Такие вычисления выполняют с разными значениями высоты замены измеренных градиентов среднестатистическими. Из полученного ряда невязок в приращениях координат выбирают наименьшие и соответствующие им результирующие задержки и приращения координат.

В нашем подходе получаем эквивалентное значение высоты замены измеренных градиентов среднестатистическими, соответствующее оптимальному варианту полученных результатов (приращений координат), что обеспечивает ослабление влияния всего комплекса ошибок, независимо от источника их возникновения и характера влияния на конечный результат.

Способ определения задержки электромагнитного сигнала тропосферой при относительных спутниковых измерениях, включающий спутниковые измерения, измерение метеорологических элементов у земной поверхности, расчет распределения метеоэлементов в направлении распространения электромагнитного сигнала через выбранные интервалы по высоте с учетом принятой модели тропосферы и результатов измерений, вычисление среднеинтегрального показателя преломления по траектории сигнала во всей расчетной толще тропосферы, определение задержки сигнала и отличающийся тем, что спутниковые измерения выполняют на станциях более двух, измерение температуры и влажности выполняют в не менее чем двух пунктах на не менее чем трех высотных уровнях, а давление на не менее чем двух уровнях, далее по результатам измерений вычисляют градиенты метеоэлементов на принятой за исходную высоте, коэффициенты обмена для температуры и влажности, анализируют характер изменения температуры и влажности с высотой, при слоистом распределении метеоэлемента его градиент принимают равным "0", по полученным параметрам геодезической модели нижнего слоя тропосферы рассчитывают распределение метеоэлементов до высоты замены измеренных градиентов среднестатистическими через выбранные интервалы по высоте по направлению расчетной траектории, выше значения влажности снимают с графика зависимости влажности от температуры, а температуру и давление через выбранные интервалы по высоте рассчитывают с учетом среднестатистических значений их градиентов, вычисляют результирующие задержки по всем траекториям, приращения координат и невязки в приращениях координат в замкнутом полигоне, далее подобные вычисления повторяют для других значений высоты замены измеренных градиентов среднестатистическими, в результате чего получают ряд невязок, из которого выбирают наименьшие и соответствующие им результирующие задержки и приращения координат.

Похожие патенты:

Углоизмерительный прибор // 2525652

Изобретение относится к оптико-электронным приборам, обеспечивающим измерение угловых координат цели в динамическом режиме. Углоизмерительный прибор содержит объектив, матричный приемник излучения, вычислительный блок и канал геометрического эталона, состоящий из оптически сопряженных с объективом осветительного блока, имеющего три источника света, расположенные под углом 120° друг к другу, коллиматорного блока, включающего три входные и три выходные точечные диафрагмы, и зеркально-призменного блока, образующий с нанесенными на него диафрагмами коллиматора моноблок, жестко связанный с опорной плоскостью углоизмерительного прибора.

Активный ультрафиолетовый солнечный датчик для системы ориентации малоразмерного космического аппарата // 2525634

Заявленное изобретение относится к системам ориентации космических аппаратов и может быть использовано в качестве активного ультрафиолетового солнечного датчика.

Оптический солнечный датчик // 2517979

Изобретение относится к приборам ориентации по солнцу и касается оптического солнечного датчика. Датчик содержит широкопольный входной оптический элемент, кодовую маску, светофильтр, защитный экран и матричное фотоприемное устройство МФПУ.

Способ определения навигационных параметров носителя и устройство гибридизации, связанное с банком фильтров калмана // 2510529

Изобретения относятся к вычислительной технике и могут быть использованы для обнаружения неисправностей спутников и корректировки таких неисправностей. Техническим результатом является возможность определения типа неисправности.

Способ определения двух угловых координат светящегося ориентира и многоэлементный фотоприемник для его реализации // 2509290

Изобретение относится к приборам навигации космических аппаратов по Солнцу или иным светящимся ориентирам. Целью изобретения является расширение поля зрения и повышение надежности устройства, измеряющего две угловые координаты светящегося ориентира.

Двухканальный космический телескоп для одновременного наблюдения земли и звезд со спектральным разведением изображения // 2505843

Изобретение может использоваться на космических аппаратах (КА) дистанционного зондирования Земли, снимки с которых должны удовлетворять жестким требованиям по координатной привязке, и в качестве средства определения ориентации КА.

Способ определения параметров модели погрешностей измерений акселерометров ведомой инерциальной навигационной системы по измерениям эталонной инерциальной навигационной системы // 2505785

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в инерциальных систем управления для определения навигационных параметров управляемых подвижных объектов.

Способ определения параметров модели погрешностей измерений акселерометров инерциальной навигационной системы по измерениям спутниковой навигации // 2504734

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в инерциальных навигационных системах (ИНС) управления для определения навигационных параметров управляемых подвижных объектов.

Бортовая аппаратура межспутниковых измерений (бами) // 2504079

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к космической межспутниковой связи, и может быть использовано в космической спутниковой навигационной группировке ГЛОНАСС.

Способ фотонной локации воздушного объекта // 2497079

Изобретение относится к области обнаружения воздушных объектов (ВО), а также к областям автоматизированных систем управления и обработки, оптики, спутниковой навигации и вычислительной техники, и может быть использовано для автоматизированного обнаружения и сопровождения ВО. Способ фотонной локации воздушного объекта (ВО), характеризующийся обнаружением ультрафиолетовым приемником (УФП) фотонного излучения ВО, обработкой принятого сигнала в УФП, а затем в вычислителе, и определением координат нахождения этого ВО в пространстве в соответствующий момент системы единого времени (СЕВ), при этом привязку к единой системе координат и к СЕВ осуществляют с помощью локальной контрольно-корректирующей станции (ЛККС), принимающей кроме фотонного излучения ВО с помощью УФП еще от навигационных спутников (НС) действующих глобальных навигационных систем периодические радиопосылки, содержащие коды текущих значений СЕВ на момент излучения радиопосылок соответствующими НС, а также данные для точного расчета координат дислокации ЛККС и входящего в нее УФП, которые обрабатываются группой спутниковых приемников и вычислителем ЛККС, отличающийся тем, что обнаружение фотонного излучения ВО, источниками которого являются области ионизации газов возле носовой части и сопла движущегося ВО, осуществляют с помощью первой и второй групп УФП, размещенных соответственно на первой и второй вертикальных синхронно и синфазно механически вращающихся вокруг своих осей в азимутальной плоскости мачтах, разнесенных друг от друга на базовое расстояние, причем с помощью каждой из групп УФП обнаружение фотонного излучения ВО в каждый данный момент времени осуществляют со всех направлений 90-градусной угломестной плоскости за счет равномерного распределения оптических осей УФП каждой группы на этих 90 градусах при узкой диаграмме направленности УФП в азимутальной плоскости, а за счет вращения мачт на каждом 360-градусном обзоре - последовательно со всех направлений 180-градусной угломестной плоскости, принимаемые каждой группой УФП излучения ВО при их наличии преобразуют в каждом УФП в цифровой код, а затем регистрируют в памяти вычислителя раздельно для каждой мачты упорядоченно для каждого обнаруженного излучения с фиксацией полученных азимутального угла и угла места, причем азимутальный угол по каждой мачте вычисляют по середине сектора непрерывно принимаемого излучения, формируемого в результате поворота мачт, а угол места по каждой мачте вычисляют по середине сектора непрерывно принимаемого излучения соответствующей совокупностью смежных УФП, одновременно с полученными углами азимута и места по каждому излучению для каждой мачты в памяти вычислителя регистрируют соответствующие данные отсчета СЕВ и рассчитанные по полученным углам значения дальности и высоты, после чего для текущего обзора отождествляют раздельно полученные отсчеты по каждой мачте по их общим признакам углов, дальности и высоты в конкретные координаты конкретных обнаруженных ВО, которые уточняются на очередном и последующих обзорах по признакам уточненных углов, дальности и высоты ВО, а также - по появляющимся дополнительным общим признакам скорости, маневра и направления движения ВО. Техническим результатом заявляемого изобретения является обеспечение пассивной локации ВО, не имеющих на их борту ультрафиолетовых передатчиков, путем приема и обработки слабых фотонных излучений от носовых и хвостовых частей движущихся ВО с помощью разнесенных друг от друга двух синхронно сканирующих пространство групп УФП.

Способ и устройство измерения угловых координат звезд // 2535247

Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению и может быть использовано в оптико-электронных приборах (ОЭП) ориентации по звездам, содержащих матричный фотоприемник с накоплением заряда. Решение заключается в проецировании на фоточувствительную площадку фотоприемника через объектив изображения участка звездного неба в трех или более спектральных диапазонах и калибрационных меток с изменяемым временем экспозиции, выделении изображений звездных объектов во всех спектральных диапазонах и формировании мультиспектрального изображения звездных объектов путем выбора по каждому звездному объекту изображения того спектрального диапазона, средняя величина амплитуды в котором оказывается наибольшей, измерении линейных координат центров изображений звезд и калибрационных отметок и пересчете линейных координат центров изображений звезд в угловые координаты звезд в базовой приборной системе координат с учетом результатов измерений линейных координат центров изображений калибрационных отметок. Технический результат - увеличение точности измерения угловых координат звезд за счет повышения отношения сигнал/шум путем обработки изображений звезд в раздельных спектральных диапазонах. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Двухканальный космический телескоп для одновременного наблюдения земли и звезд (варианты) // 2541116

Изобретение может использоваться на космических аппаратах дистанционного зондирования Земли при жестких требованиях по координатной привязке получаемых снимков. Телескоп содержит последовательно установленные по ходу луча первого канала главное зеркало, вторичное зеркало, линзовый корректор, регистрирующее устройство, размещенное в фокальной плоскости телескопа, и установленное по ходу луча второго канала главное зеркало, общее для первого и второго каналов, и второе регистрирующее устройство. Каналы телескопа выполнены соосными с противоположным расположением входных зрачков. Главное зеркало выполнено двояковогнутым с образованием двух противоположно направленных рабочих поверхностей и двух фокальных плоскостей телескопа. В первом варианте обе фокальные плоскости телескопа и оба регистрирующих устройства расположены со стороны входного зрачка второго канала. Во втором варианте каждый канал снабжен отдельным вторичным зеркалом, обе фокальные плоскости и оба регистрирующих устройства расположены в центральной зоне главного зеркала, регистрирующие устройства расположены со стороны входных зрачков соответствующих каналов. Технический результат - уменьшение погрешности привязки изображения земной поверхности. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Способ определения координат центра тяжести изображения // 2550523

Изобретение относится к замкнутым телевизионным системам и может быть использовано в контрольно-измерительной технике, в приборах для космической навигации, в устройствах позиционирования, в системах управления космического аппарата в качестве датчика ориентации, где в качестве источника информационного сигнала используются матричные фотоприемники с накоплением заряда. Технический результат - повышение точности измерения положения центра тяжести изображения, полученного фотоприемной матрицей на основе ПЗС. В способе определения координат центра тяжести изображения осуществляют поправку, соответствующую аддитивной составляющей искажений изображения, корректировку обрабатываемых сигналов обратно пропорционально мультипликативной составляющей искажений и формирование групп взвешенных с весами обратными нелинейным искажениям фотоприемной матрицы строчных интегральных сигналов, являющихся основой для определения координат центра тяжести изображения. Таким образом, устраняют влияние искажений изображения, характерных для ПЗС матрицы. 2 ил.

Способ увеличения диапазона углов поворота изделия относительно гиростабилизированной платформы, установленной на изделии в карданновом подвесе // 2552857

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в системах навигации подвижных объектов, например летательных аппаратов. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для этого относительно гиростабилизированной платформы (ГСП), установленной на изделии в кардановом подвесе, обеспечивают увеличение углов поворота вокруг продольной, поперечной и вертикальной осей изделия за счет автоматического перевода трехосного карданова подвеса по сигналам от вычислительного устройства из режима работы с «ракетными» углами в режим работы с «самолетными» углами и обратно на заданное (требуемое) число раз с помощью двигателя механизма разворота (ДМР), установленного на дополнительной наружной раме карданова подвеса ГСП. При этом ось вращения дополнительной рамы относительно летательного аппарата (ЛА) устанавливают коллинеарно вертикальной оси ЛА. 3 ил.

Способ измерения угловых координат солнца и реализующее его устройство // 2555216

Изобретение относится к космической навигации и может быть использовано для оперативного определения направления на Солнце. Согласно способу с помощью оптико-интерференционной системы получают изображения светящегося кольца, центр которого соосен с направлением Солнца из центральной точки этой системы. Изображения кольца проецируют на матричный фотоприемник. Об угловом положении Солнца судят по положению центра спроецированного светового кольца на фотоприемнике. Устройство содержит сферическую оптико-интерференционную систему, включающую тонкий полусферический мениск с нанесенным на его выпуклую поверхность интерференционным светофильтром, рассеиватель излучения на вогнутой поверхности мениска и отсекающий светофильтр. Кроме того, устройство содержит объектив, матричный фотоприемник и блок управления, обработки и расчета. Технический результат - повышение точности определения угловых координат Солнца. 7 н.п. ф-лы, 4 ил.

Интегрированная система ориентации и навигации для объектов с быстрым вращением вокруг продольной оси // 2561003

Изобретение относится к области навигационного приборостроения летательных аппаратов: искусственных спутников Земли, спускаемых космических аппаратов, управляемых снарядов и ракет. Технический результат - повышение точности и помехоустойчивости. Для этого на объекте устанавливаются три приемные антенны спутниковых навигационных систем (СНС) с одним специализированным приемником, имеющим три входа, каждый из которых имеет один вход для подключения антенны, при этом опорная антенна вместе с бескардановым инерциальным измерительным модулем (БИИМ) на микромеханических датчиках (ММД) устанавливается в носовой части объекта по оси вращения, а две других с максимально возможным отстоянием по продольной оси от опорной антенны расположены по окружности со смещением 180° в поперечной плоскости. Разностные фазовые измерения СНС вращающегося объекта используются для оценки погрешностей БИИМ как по углу крена, так и углам курса и тангажа, а также для оценки погрешностей масштабных коэффициентов гироскопов и акселерометров, в том числе установленных по продольной оси объекта, вокруг которой осуществляется быстрое вращение. 14 ил.

Способ определения величины атмосферной рефракции в условиях космического полета // 2566379

Заявляемое изобретение относится к навигационной технике, а именно к способу навигации космического аппарата (КА). Способ основан на измерении отклонения истинного и измеренного положения звезды, наблюдаемой сквозь земную атмосферу. Отклонение связано с атмосферной рефракцией. Для этого с помощью звездного прибора проводят одновременно измерения угловых расстояний между видимым положением известной звезды, лучи которой подвергаются рефракции в атмосфере, и положением каждой из не менее чем двух звезд, находящихся над атмосферой, лучи которых проходят выше атмосферы и не подвергаются рефракции. По измеренным расстояниям определяют величину угла атмосферной рефракции в момент измерения. Технический результат - определение величины атмосферной рефракции для использования ее в системе автономной навигации КА с целью уточнения параметров орбиты. 5 ил.

Способ и система космической навигации // 2568937

Изобретение относится к области астрономо-геодезических измерений и может быть использовано для определения географических координат объекта, в том числе подвижного. Технический результат - расширение функциональных возможностей. Для этого осуществляют прием и спектральный анализ сигналов от чувствительного элемента, фиксацию сигналов, принятых от различных радиопульсаров, их идентифицикацию на электронной карте звездного неба в вычислительном устройстве и расчет широты и долготы места обсервации. При этом система космической навигации содержит чувствительный элемент, вычислительное устройство, блок памяти с электронной картой (базой данных) пульсаров, информационные кабели и индикатор долготы и широты, датчик наклона чувствительного элемента, причем чувствительный элемент выполнен в виде датчика сверхслабых излучений, имеющий всенаправленную диаграмму направленности. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Бортовая система навигации искусственного спутника земли // 2575302

Изобретение относится к бортовым системам навигации (БСН) искусственных спутников Земли (ИСЗ) на низких (с высотой до 500-600 км) орбитах. БСН содержит устройство управления системой и соединенные с ним устройство преобразования навигационных сигналов в навигационные параметры, блок преобразования навигационных параметров в параметры движения центра масс (ЦМ) ИСЗ и блок прогнозирования параметров движения ЦМ. В состав БСН введены соединенные с устройством управления системой блок уточнения баллистического коэффициента (БК) - как параметра согласования расчетного и фактического движения ИСЗ, блок накопления текущих значений БК и блок прогнозирования БК. В блоке прогнозирования БК использован адаптивный (по параметрам, либо также и по структуре модели) алгоритм прогнозирования БК. В алгоритме могут быть использованы соотношения эмпирической регрессии или метод группового учета аргументов. Техническим результатом изобретения является повышение точности прогнозирования движения ЦМ спутника. 2 ил.

Устройство для определения ориентации объекта по звездам // 2577558

Изобретение относится к космической навигации и может быть использовано для оперативного точного определения ориентации космического аппарата относительно инерциальной системы координат. Устройство для определения ориентации объекта по звездам содержит корпус, оптическую систему, бленду, матричный приемник излучения, вычислительное устройство, электронную память, содержащую бортовой каталог навигационных звезд. При этом используется колодезная компоновка датчика, в которой оптическая система и бленда объединены в центральный модуль, частично расположенный внутри корпуса датчика, при этом бленда является держателем оптической системы, а центральный модуль является крышкой корпуса. Вокруг центрального модуля размещена электронная единая плата, которая закреплена к боковым стенкам и основанию корпуса винтами. Плата включает гибкие участки, по которым плата изогнута таким образом, чтобы основные тепловыделяющие элементы были прижаты к боковым стенкам корпуса, а матричный приемник излучения к основанию корпуса. При этом сброс тепла со стенок и основания корпуса осуществляется кондуктивным теплообменом за счет теплопроводности через, по меньшей мере, три крепежные лапки основания корпуса и частично за счет лучистого теплообмена с внутренней поверхностью встроенной бленды. В вырез платы под нижней поверхностью матричного приемника излучения установлен термоэлектрический охладитель Пельтье, контактирующий с основанием корпуса через теплопроводящую пасту или прокладку. Технический результат - снижение массы и габаритов устройства, а также увеличение отвода тепла. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.