Метод обнаружения и определения пространственного местоположения перемещающихся воздушных объектов искусственного происхождения посредством измерения интенсивности изотропного космического реликтового излучения


 


Владельцы патента RU 2563320:

Фёдоров Василий Константинович (RU)

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.

 

Данное изобретение относится к области измерительной техники и приборостроению.

Аналог данного изобретения не существует.

Сущность изобретения состоит в следующем.

Данный метод используется для решения задачи обнаружения воздушных объектов искусственного происхождения, перемещающихся в атмосфере Земли. Для достижения данной цели используется процесс последовательного измерения интенсивности изотропного космического реликтового излучения путем сканирования измерительным приемником небесной сферы, настроенным на частоту изотропного космического реликтового излучения.

Изотропное космическое реликтовое излучение, генерируемое Вселенной, имеет среднюю температуру 2,725 К; Для удобства измерения ведутся на длине волны максимума излучения.

Для регистрации интенсивности электромагнитных волн изотропного космического реликтового излучения используется регистратор, блок-схема которого показана на фиг.1. Регистратор состоит из следующих основных узлов:

узкополосная, узконаправленная антенна АНТ;

узкополосный селективный приемник ПР.

Прецизионный позиционер ПОЗ.

Вычислитель координат перемещающихся воздушных объектов с устройством вывода информации ВЫЧ.

Приемная узкополосная, узконаправленная антенна АНТ настроена в резонанс с длиной электромагнитной волны максимума изотропного космического реликтового излучения и имеет максимально узкую диаграмму направленности (ДН), от которой будет зависеть разрешающая способность регистратора. Сигнал электромагнитного излучения преобразуется в электрический сигнал, подаваемый на ПР.

Узкополосный, селективный приемник ПР имеет частоту приема, которая максимально совпадает с частотой, соответствующей длине принимаемой волны изотропного космического реликтового излучения. Приемник оценивает интенсивность приходящего с антенны электрического сигнала, соответствующего интенсивности изотропного космического: реликтового излучения, преобразуя ее в пропорциональный сигнал, уровень (амплитуда) которого характеризует интенсивность изотропного космического реликтового излучения, принимаемого приемной узкополосной, узконаправленной антенной АНТ. Сигнал, соответствующий оценке ПР интенсивности, подается на ВЫЧ.

Прецизионный позиционер ПОЗ обеспечивает сканирование узконолосной, узконаправленной антенной АНТ выбранного участка небесной сферы. ПОЗ сканирует поверхность небесной сферы в двух ортогональных направлениях, задаваемых ВЫЧ по выбранному закону сканирования. Законом сканирования является последовательность сканирования всех точек сканируемой поверхности небесной сферы. ПОЗ при сканировании передает на ВЫЧ координаты сканируемой точки в выбранной системе геометрического отсчета.

Вычислитель координат перемещающихся воздушных объектов с устройством вывода информации ВЫЧ обеспечивает предварительную установку режима работы регистратора, его предварительную настройку перед работой. Основной задачей ВЫЧ является анализ сигналов, приходящих от ПР и ПОЗ, построение трехмерной карты зависимости интенсивности изотропного космического реликтового излучения от координат точек выбранного участка сканирования небесной сферы.

Алгоритм работы регистратора следующий.

Теоретически изотропное космическое реликтовое излучение регистрируется в любой точке земной поверхности с одинаковым уровнем. Однако существующие в космическом пространстве материальные объекты космогенного происхождения (как то: галактики, звезды, планеты, газовые скопления) являются источниками излучения радиоволн в широком диапазоне длин волн и будут создавать засветку различной интенсивности сигнала на регистрируемой частоте. В результате этого регистрируемый сигнал при достаточно высокой разрешающей способности регистратора будет неодинаков. Перемещающиеся в атмосфере Земли объекты искусственного происхождения (как то: самолеты, ракеты) будут оказывать экранирующее действие на приходящее изотропное космическое реликтовое излучение, ослабляя его и вызывая уменьшение его интенсивности.

ВЫЧ создает последовательность трехмерных карт зависимости интенсивности изотропного космического реликтового излучения от координат точек выбранного участка сканирования небесной сферы с определенной частотой следования и за выбранный промежуток времени. Первая карта, относительно которой будут проверяться изменения в последующих картах, считается опорной картой. Карты сравниваются. При этом выделяются участки, в которых произошло изменение интенсивности регистрируемого излучения. Оценивается размер участка, в котором произошли изменения, его местоположение на карте по отношению к местоположению на предыдущих картах. Вычисляется вектор движения объектов на сканируемом участке небесной сферы, а также его скорость перемещения. Результаты выдаются на устройство вывода информации. Дифференцирование перемещающихся космогенных объектов в космическом пространстве и объектов искусственного происхождения в атмосфере Земли основано на анализе их вектора движения и скорости перемещения по небесной сфере. Вектор движения космогенных объектов, ввиду вращения Земли, будет неизменным и однонаправленным, а скорость перемещения будет стабильной и на порядок меньшей. Вектор перемещения искусственных объектов, перемещающихся в атмосфере Земли, в подавляющем большинстве случаев не будет подобным вектору движения космогенных объектов, и их перемещение будет происходить с более высокой скоростью.

Метод обнаружения и определения пространственного местоположения перемещающихся воздушных объектов искусственного происхождения, включающий процесс последовательного измерения интенсивности изотропного космического реликтового излучения, приходящего в точку произведения метода, путем последовательного сканирования измерительным приемником небесной сферы, настроенным на частоту изотропного космического реликтового излучения.



 

Похожие патенты:

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.

Изобретение относится к системам автономной навигации и ориентации космического аппарата (КА). Технический результат - расширение функциональных возможностей.

Изобретение относится к области навигационного приборостроения и может найти применение в системах астроориентации и астронавигации космических аппаратов и авиационной техники.

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 относится к области навигационных систем. .

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

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 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