Система обнаружения лазерного воздействия и оповещения о нем
Изобретение относится к области обнаружения электромагнитных излучений, в частности лазерного. Система обнаружения лазерного воздействия и оповещения о нем пилота воздушного летательного аппарата содержит обнаруживающее устройство, выполненное с возможностью установки на воздушный летательный аппарат, имеющее оптическую подсистему, обнаруживающую подсистему и обрабатывающую подсистему для определения характеристик поступающего лазерного излучения и передачи оповещающего о лазере выходного сигнала. Выходной сигнал содержит спектральные характеристики лазерного излучения, тип соответствующих средств защиты глаз и местоположение источника лазерного излучения. Устройство обработки цифрового сигнала выполнено с возможностью определения азимута и угла места источника лазерного излучения. Способ обнаружения лазерного излучения включает обнаружение излучения, создание цифрового сигнала и обработку полученного сигнала. Обеспечивается надежное обнаружение и идентификация лазерного излучения. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 9 ил.
Настоящее изобретение в целом относится к системам оповещения о лазере, в частности к устанавливаемой на летательном аппарате системе обнаружения лазерного воздействия и оповещения о нем и к соответствующим способам оповещения пилота о типе и направлении лазерного луча и о местоположении источника лазерного луча.
За последнее десятилетие произошли многочисленные случаи наведения ручных лазеров на воздушный летательный аппарат. Это стало обычным и опасным явлением для пилотов коммерческой авиации и для пилотов новостных и метеорологических вертолетов. Хотя воздействие света ручного лазера при таких обстоятельствах может показаться тривиальным, из-за короткого времени воздействия и больших дистанций, однако воздействие света ручного лазера при таких обстоятельствах может создать опасные условия, такие как кратковременное ослепление пилота. Если воздействие происходит в критический момент во время эксплуатации воздушного летательного аппарата, то воздушный летательный аппарат может быть под угрозой. Например, во время приземления или выполнения определенных навигационных задач временное ослепление может иметь катастрофические последствия. Кроме того, лазерный свет может вызвать временное или постоянное повреждение глаза. Надежное обнаружение и идентификация типа и направления лазерного излучения может иметь решающее значение для безопасности пилота, а точная информация относительно местоположения источника лазера может обеспечить соответствующие меры предосторожности или реакцию правоприменительных служб.
Кроме того, военные пилоты подвергаются не только риску временного ослепления ручными лазерами, но также и риску стать "целью" лазерного наведения. Как правило, в отношении военных летательных аппаратов, устройства обнаружения лазерного воздействия регистрируют лазерное излучение от лазерных дальномеров или лазерных целеуказателей и посредством оповещающего сигнала обеспечивают оповещение помеченного воздушного летательного аппарата, то есть пилота, о том, что произошла или продолжается подсветка лазером. Надежное обнаружение и идентификация лазерного излучения может иметь важное значение для успеха миссии, а точная информация относительно типа лазера может обеспечить соответствующие контрмеры.
Соответственно, специалисты продолжают научно-исследовательские и опытно-конструкторские мероприятия в данной области систем обнаружения лазерного воздействия и оповещения о нем.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном из вариантов реализации, раскрываемая система обнаружения лазерного воздействия и оповещения о нем может содержать обнаруживающее устройство, выполненное с возможностью установки на воздушный летательный аппарат, причем обнаруживающее устройство содержит оптическую подсистему, обнаруживающую подсистему и обрабатывающую подсистему для определения характеристик поступающего лазерного излучения и передачи оповещающего о лазере выходного сигнала, причем оповещающий о лазере выходной сигнал содержит спектральные характеристики лазерного излучения и тип соответствующих средств защиты глаз.
Еще в одном из вариантов реализации, раскрываемая система обнаружения лазерного воздействия и оповещения о нем может содержать обнаруживающее устройство, выполненное с возможностью установки на воздушный летательный аппарат и содержащее оптическую подсистему, обнаруживающую подсистему и обрабатывающую подсистему для определения характеристик поступающего лазерного излучения и передачи оповещающего о лазере выходного сигнала, причем оповещающий о лазере выходной сигнал содержит спектральные характеристики лазерного излучения, тип соответствующих средств защиты глаз, характеристики направления поступления лазерного излучения и характеристики местоположения источника лазерного излучения.
Еще в одном из вариантов реализациии, раскрываемая система обнаружения лазерного воздействия и оповещения о нем может содержать обнаруживающее устройство, выполненное с возможностью установки на воздушный летательный аппарат и содержащее оптическую подсистему, обнаруживающую подсистему и обрабатывающую подсистему для определения характеристик поступающего лазерного излучения и передачи оповещающего о лазере выходного сигнала, причем оповещающий о лазере выходной сигнал содержит спектральные характеристики лазерного излучения, тип соответствующих средств защиты глаз и характеристик направления поступления лазерного излучения.
Еще в одном из вариантов реализациии, раскрываемая система обнаружения лазерного воздействия и оповещения о нем может содержать обнаруживающее устройство, выполненное с возможностью установки на воздушный летательный аппарат и содержащее оптическую подсистему, обнаруживающую подсистему и обрабатывающую подсистему для определения характеристик поступающего лазерного излучения и передачи оповещающего о лазере выходного сигнала, причем оповещающий о лазере выходной сигнал содержит спектральные характеристики лазерного излучения, тип соответствующих средств защиты глаз, характеристики направления поступления лазерного излучения и характеристики местоположения источника лазерного излучения.
Еще в одном из вариантов реализации, раскрываемый способ оповещения пилота воздушного летательного аппарата о наличии лазерного излучения может содержать следующие этапы: (1) выполнение установки обнаруживающего устройства на воздушный летательный аппарат, причем обнаруживающее устройство содержит оптическую подсистему, обнаруживающую подсистему и обрабатывающую подсистему, (2) обнаружение поступающего лазерного излучения с помощью оптической подсистемы, (3) фокусирование и направление лазерного излучения на обнаруживающую подсистему, (4) создание цифрового сигнала в ответ на лазерное излучение, (5) передача цифрового сигнала в обрабатывающую подсистему, (6) обработка цифрового сигнала для определения спектральных характеристик лазерного излучения и (7) передача оповещающего о лазере выходного сигнала, содержащего спектральные характеристики лазерного излучения и идентифицирующего тип соответствующих средств защиты глаз.
Еще в одном из вариантов реализации, раскрываемый способ оповещения пилота воздушного летательного аппарата о наличии лазерного излучения может содержать следующие этапы: (1) выполнение установки обнаруживающего устройства на воздушный летательный аппарат, причем обнаруживающее устройство содержит оптическую подсистему, обнаруживающую подсистему и обрабатывающую подсистему, (2) обнаружение поступающего лазерного излучения с помощью оптической подсистемы, (3) фокусирование и направление лазерного излучения на обнаруживающую подсистему, (4) создание цифрового сигнала в ответ на лазерное излучение, (5) передача цифрового сигнала в обрабатывающую подсистему, (6) обработка цифрового сигнала для определения спектральных характеристик лазерного излучения, (7) обработка цифрового сигнала для определения направления поступления лазерного излучения и (8) передача оповещающего о лазере выходного сигнала, содержащего спектральные характеристики лазерного излучения и идентифицирующего тип соответствующих средств защиты глаз и направления поступления лазерного излучения.
Еще в одном из вариантов реализации, способ определения местоположения источника лазерного излучения может содержать следующие этапы: (1) выполнение установки обнаруживающего устройства на воздушный летательный аппарат, причем обнаруживающее устройство содержит оптическую подсистему, обнаруживающую подсистему и обрабатывающую подсистему, (2) обнаружение поступающего лазерного излучения с помощью оптической подсистемы, (3) фокусирование и направление лазерного излучения на обнаруживающую подсистему, создание цифрового сигнала в ответ на лазерное излучение, (4) передача цифрового сигнала в обрабатывающую подсистему, (5) обработка цифрового сигнала для определения характеристик интенсивности лазерного излучения, (6) обработка цифрового сигнала для определения характеристик направления поступления лазерного излучения, (7) для определения пространственного положения воздушного летательного аппарата, (8) установление соотношения цифровых сигналов и местоположения воздушного летательного аппарата, (9) вычисление дистанции и направления источника лазерного излучения относительно пространственного положения воздушного летательного аппарата и (10) передача оповещающего о лазере выходного сигнала, содержащего местоположение источника лазерного излучения.
Другие аспекты раскрываемой системы обнаружения лазерного воздействия и оповещения о нем станут очевидны из следующего детального описания, сопровождаемого чертежами и прилагаемой формулой.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 схематически изображает один из вариантов осуществления раскрываемой системы обнаружения лазерного воздействия и оповещения о нем;
Фиг.2 изображает блок-схему одного из вариантов осуществления обнаруживающего устройства раскрываемой системы обнаружения лазерного воздействия и оповещения о нем;
Фиг.3 изображает блок-схему одного из вариантов осуществления обнаруживающей подсистемы обнаруживающего устройства раскрываемой системы обнаружения лазерного воздействия и оповещения о нем;
Фиг.4 изображает блок-схему одного из вариантов осуществления оптической подсистемы обнаруживающего устройства раскрываемой системы обнаружения лазерного воздействия и оповещения о нем;
Фиг.5 изображает блок-схему одного из вариантов осуществления обрабатывающей подсистемы обнаруживающего устройства раскрываемой системы обнаружения лазерного воздействия и оповещения о нем;
Фиг.6 схематически изображает еще один из вариантов раскрываемой системы обнаружения лазерного воздействия и оповещения о нем;
Фиг.7 схематически изображает еще один из вариантов раскрываемой системы обнаружения лазерного воздействия и оповещения о нем;
Фиг.8 изображает графическое представление одного из вариантов осуществления раскрываемого способа оповещения пилота воздушного летательного аппарата о наличии лазерного излучения; и,
Фиг.9 изображает графическое представление одного из вариантов осуществления раскрываемого способа определения местоположения источника лазерного излучения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Следующее детальное описание ссылается на сопроводительные чертежи, которые иллюстрируют частные варианты осуществления настоящего изобретения. Другие варианты осуществления, имеющие различные структуры и операции, не выходят за рамки объема настоящего раскрытия изобретения. Одни и те же ссылочные номера могут относиться к одному элементу или компоненту на различных чертежах.
Хотя раскрываемая система обнаружения лазерного воздействия и оповещения о нем и соответствующие способы, описываемые ниже, описываются в первую очередь с точки зрения их использования для обнаружения лазерного света, направленного на воздушный летательный аппарат, в частности на кабину воздушного летательного аппарата, однако специалистам будет понятно, что система и способы, описываемые здесь, могут быть использованы для любого типа лазерного обнаружения, такого как обнаружение лазера, используемого для подсветки, то есть целеуказания, воздушного или наземного транспортного средства в боевой обстановке. Кроме того, специалистам будет понятно, что хотя система и способы ниже и относятся к обнаружению лазерного света, однако система может быть использована для обнаружения любого типа освещения от любого типа источника, независимо от длины волны. Также будет понятно, что обнаружение типа, дистанции, направления и местоположения источника различных типов освещения (будь то лазерный свет или другое) может быть полезным во многих других ситуациях и не только на коммерческих, гражданских или военных воздушных летательных аппаратах.
Как показано на фиг.1, устанавливаемая на летательном аппарате система обнаружения лазерного воздействия и оповещения о нем, в целом обозначенная как "система" 10, может содержать различные интегрируемые отдельные платформы воздушных летательных аппаратов (в целом обозначена как "воздушный летательный аппарат" 12). В иллюстрируемом варианте осуществления, система 10 может быть установлена на подходящее местоположение на внешней поверхности воздушного летательного аппарата 12. В варианте осуществления, иллюстрируемом на фиг.1, размеры системы 10 не выполнены в масштабе, для удобства иллюстрации. Кроме того, система 10 может быть интегрирована в раму или фюзеляж воздушного летательного аппарата 12. Система 10 может быть установлена надлежащим образом на стабилизатор 14 воздушного летательного аппарата 12. Система 10 может содержать купол или головную часть 16, поддерживаемую основанием 18, установленным на стабилизаторе 14. Головная часть 16 может обеспечивать 360 градусов (360°) зоны обзора (FOV, field view) с целью полного покрытия площади, из которой предположительно исходит лазерный луч 20, входящий в кабину воздушного летательного аппарата 12. В некоторых вариантах осуществления раскрываемой системы 10, головная часть 16 может быть выполнена с возможностью полного поворота вокруг вертикального оси и может быть поддерживаемой с возможностью поворота посредством надлежащего подшипника в основании 18.
Система 10 может обнаруживать наличие любого непрерывного или импульсного лазерного луча 20 (в целом лазерный луч 20 может содержать любой видимый или невидимый свет или другое электромагнитное излучение, создаваемое лазером) и передавать несколько выходных сигналов пилоту воздушного летательного аппарата 12. Например, система 10 может определять направление источника 22 лазерного луча 20 для индикации направления поступающего лазера 20, то есть направления, в котором пилоту не следует смотреть. Система 10 может также определять тип лазерного луча 20, то есть длину волны лазерного луча 20, и передавать информацию о типе лазерного луча пилоту вместе с типом средств защиты глаз, необходимых для защиты глаз пилота от повреждения. Система 10 может также вычислять местоположение источника 22 лазерного луча 20, то есть дистанцию и направление источника 22 относительно воздушного летательного аппарата 12, причем неважно, где находится источник 22, на земле или в воздухе. Такая информация о местоположении может быть передана местным правоохранительным службам, если речь идет о гражданских или коммерческих полетах. Такая информация может быть также передана пилоту с целью осуществления контрмер или уничтожения источника 22, если речь идет о военной операции.
Как показано на следующей фиг.2, вариант осуществления раскрываемой системы 10 может содержать по меньшей мере одно позиционно-чувствительное обнаруживающее световое излучение устройство 24 или устройство из упорядоченной совокупности обнаруживающих световое излучение устройств 24 (фиг.7). В примерном варианте осуществления обнаруживающее устройство 24 может содержать оптическую подсистему 26, обнаруживающую подсистему 28 и обрабатывающую подсистему 30. Оптическая подсистема 26 может собирать свет через головную часть 16 (см. фиг.1), обеспечивающую возможность создания различных зон обзора (FOV, field view) и направлений приема (DOA, direction arrival). Обнаруживающая подсистема 28 может принимать свет, фокусируемый оптической подсистемой 26, и обеспечивать цифровые сигналы в ответ на лазерный луч 20. Обрабатывающая подсистема 30 может принимать цифровые сигналы от обнаруживающей подсистемы 28, обрабатывать их и передавать оповещающий о лазере выходной сигнал 40. Оповещающий о лазере выходной сигнал 40 может содержать звуковую информацию, визуальную информацию, или аудиовизуальную информацию для пилота.
Упорядоченная совокупность обнаруживающих устройств 24 может реализовывать различные технологии обнаружения потенциального лазерного луча 20. Как показано на фиг.3, в одном из вариантов реализации обнаруживающая подсистема 28 может содержать фотодатчик 32. Фотодатчик 32 может быть любым устройством, создающим электронный сигнал в ответ на лазерный луч 20. Например, фотодатчик 32 может быть фотодиодом или однотипным фотодетектором, который может преобразовывать свет в ток посредством создания свободных электронов в ответ на взаимодействия фотонов. Обнаруживающее устройство 24 может также содержать спектрометр 34 для определения длины волны луча 20 и преобразователь 36 ток-напряжение или управляемый током усилитель напряжения, соединенный с фотодатчиком 32 или связанный с ним иным образом для преобразования тока, создаваемого фотодатчиком 32, в сигнал напряжения, передаваемый в обрабатывающую подсистему 30.
Еще в одном из вариантов реализации фотодатчик 32 может содержать прибор с зарядовой связью (ПЗС, CCD, заряд coupled device) со спектрально-чувствительными обнаруживающими устройствами для преобразования энергии лазерного луча 20 в цифровые сигналы, которые затем могут быть обработаны обрабатывающей подсистемой 30. Прибор с зарядовой связью может быть любым устройством с возможностью перемещения электрического заряда от устройства к месту, где заряд может быть обработан, например преобразованием в цифровое значение для обработки обрабатывающей подсистемой 30, получаемым посредством "смещения" сигналов поодиночке между этапами в устройстве. Прибор с зарядовой связью может перемещать заряд между емкостными ячейками в устройстве с помощью смещения, позволяющего переносить заряд между ячейками. В качестве примера, прибор с зарядовой связью может содержать n-well/p-sub фотодиоды, емкостной управляемый током усилитель напряжения, пиксельные сканеры и дельта-дифференцирующие схемы. Использование прибора с зарядовой связью может исключить необходимость использования дискретного спектрометра 34 и преобразователя 36 ток-напряжение.
Как показано на фиг.4, оптическая подсистема 26 может содержать такие известные компоненты, как отражатели, жгут оптических волокон, имеющий множество волокон в наборе, устройство для разделения луча, входные линзы, светофильтр или другую фокусирующую оптику 38. Фокусирующая оптика 38 может быть дополнительной частью оптической подсистемы 26, используемой для усиления отношения сигнал/шум для света, то есть для входящего в обнаруживающую подсистему 28 лазерного луча 20, которое может помочь уменьшить количество ситуаций ложной тревоги. Спектральный фильтр 42 может быть дополнительно установлен за фокусирующей оптикой 38 для пропуска света только определенного спектра длин волн, которые достигнут обнаруживающую подсистему 28. Таким образом, обнаруживающее устройство 24 может быть ограничено обнаружением света с определенной длиной волны, связанной с лазерным светом, то есть с лучом 20, с целью ограничения окружающего освещения, то есть шума видимого света, перед тем как он достигнет обнаруживающую подсистему 28.
Как показано на фиг.5, обрабатывающая подсистема 30 может быть любым компьютерным обрабатывающим устройством, содержащим аппаратное и программное обеспечение и выполненным с возможностью приема и обработки цифрового сигнала от обнаруживающей подсистемы 28 и передачи оповещающего о лазере выходного сигнала 40. Например, обрабатывающая подсистема 30 может содержать обрабатывающее устройство 44 цифровой обработки сигналов, которое может определить тип лазерного луча 20, то есть выходную интенсивность и длину волны, на основании цифрового сигнала от обнаруживающей подсистемы 28 и обеспечить соответствующий оповещающий выходной сигнал 40 пилоту воздушного летательного аппарата 12, включая необходимый тип соответствующих средств защиты глаз. Обрабатывающее устройство 44 цифровой обработки сигналов может также определять азимут и угол места источника 22 лазерного луча 20 относительно воздушного летательного аппарата 12 на основании цифрового сигнала от обнаруживающей подсистемы 28 и обеспечивать соответствующий оповещающий выходной сигнал 40 пилоту, содержащий направление поступающего лазерного луча 20 и индикацию направления на земле или в воздухе, в котором пилоту не следует смотреть. Обрабатывающая подсистема 30 может также содержать глобальную навигационную систему (GPS, global positioning system) 46, навигационное обрабатывающее устройство 48 и обрабатывающее устройство 50 цифровой картографической съемки местности, имеющее топографическое представление данных локальной области, связанные с обрабатывающим устройством 44 цифровой обработки сигналов для обеспечения соответствующего оповещающего выходного сигнала 40, содержащего точное местоположение источника 22 на земле. Такая информация о местоположении затем может быть передана правоохранительным службам или другим службам для соответствующих действий.
Как показано на фиг. 6, в одном из вариантов реализации оптическая подсистема 26 может быть снабжена отражателем 52, который фокусирует поступающее лазерное излучение, то есть лазерный луч 20, на обнаруживающей подсистеме 28. В соответствии с изображением отражатель 52 может быть интегрирован в головную часть 16. В одном из вариантов реализации обнаруживающая подсистема 28 может быть кольцеобразным позиционно-чувствительным фотодатчиком 32, который находится в фокусе окружающего отражателя 52. Из фигуры ясно видно, что лазерное излучение 20 фокусируется в сторону площадки на обнаруживающей подсистеме, которая является диаметрально противоположной той, от которой идет излучение, что соответственно может быть использовано для определения направления лазерного источника 22.
Следует понимать, что головная часть 16 может содержать фильтр 42, который может отсеивать нежелательное электромагнитное излучение некоторых длин волн с целью минимизации или исключения ложных тревог системы 10. Отражатель 52 может быть расположен на внутренней стороне головной части 16 над обнаруживающей подсистемой 28. Обнаруживающая подсистема 28 может быть защищена от воздействия окружающей среды, такого как дождь или других условий окружающей среды, посредством головной части 16.
Как показано на фиг.7, еще в одном из вариантов реализации раскрываемая система 10 может содержать по меньшей мере одну упорядоченную совокупность 54 обнаруживающих световое излучение устройств 24, причем упорядоченная совокупность 54 обнаруживающих световое излучение устройств 24 может содержать по меньшей мере два обнаруживающих световое излучение устройства 24, например на фигуре показаны три обнаруживающих устройства 24 в каждом множестве 54. Система 10 может содержать множество параллельных обнаруживающих устройств 24 с целью обеспечения возможности 360 градусного (360°) зоны обзора (FOV, field view) и направления прихода (DOA, direction arrival). В некоторых вариантах осуществления, как проиллюстрировано, каждое обнаруживающее устройство 24 упорядоченной совокупности 54 может содержать оптическую подсистему 26 и обнаруживающую подсистему 28, и каждая упорядоченная совокупность 54 может быть соединена с единой центральной обрабатывающей подсистемой 30 и использовать ее.
На фиг.8 описан способ 100 обеспечения оповещающего о лазере выходного сигнала в ответ на обнаружение некоторого электромагнитного излучения, такого как лазерный луч. Способ 100 может начинаться в блоке 102 с этапа обнаружения наличия лазерного луча 20 с помощью раскрываемой системы 10. В блоке 104 лазерный луч 20 может быть сфокусирован оптической подсистемой 26 и направлен по направлению к обнаруживающей подсистеме 28. В блоке 106 излучение от лазерного луча 20 может быть абсорбировано обнаруживающей подсистемой 28. В блоке 108 цифровой сигнал может быть создан в ответ на излучение лазерного луча 20. В блоке 110 цифровой сигнал может быть передан обнаруживающей подсистемой 28 в обрабатывающую подсистему 30, где обрабатывают информацию, относящуюся к лазерному лучу 20, и обеспечивают оповещающий о лазере выходной сигнал 40. В блоке 112 может быть создан оповещающий о лазере выходной сигнал 40, содержащий информацию о типе лазерного луча 20, включая цвет лазерного луча 20, на основании длины волны лазерного луча 20 (Блок 114) и направления поступления лазерного луча 20 (Блок 116). В блоке 118 пилоту может быть передан оповещающий о лазере сигнал 40, содержащий индикацию соответствующих надеваемых средств защиты глаз и индикацию направления, в котором не следует смотреть, а также инструкций для принятия защитных мер против лазерного излучения. В блоках 120 и 122 может быть принято соответствующее ответное действие пилота, включающее надевание соответствующих средств защиты глаз от лазера с целью защиты от излучения опознанного лазерного луча 20 для защиты глаз пилота от повреждения и предотвращения кратковременного ослепления (Блок 120) и с целью избегания прямого взгляда в направлении опознанного направления поступления лазерного луча 20 (Блок 122).
На фиг.9 также описан способ 200 обеспечения оповещающего о лазере выходного сигнала 40 в ответ на обнаружение лазерного излучения, то есть лазерного луча 20. Способ 200 может начинаться в блоке 202 с этапа обнаружения наличия лазерного луча 20 с помощью раскрываемой системы 10. В блоке 204 лазерный луч 20 может быть сфокусирован оптической подсистемой 26 и направлен по направлению к обнаруживающей подсистеме 28. В блоке 206 излучение от лазерного луча 20 может быть абсорбировано обнаруживающей подсистемой 28. В блоке 108 цифровой сигнал может быть создан в ответ на излучение лазерного луча 20. В блоке 210 цифровой сигнал может быть передан обнаруживающей подсистемой 28 в обрабатывающую подсистему 30, где может быть обработана информация, относящаяся к интенсивности лазерного луча 20 и направления поступления лазерного луча 20, и обеспечен оповещающий о лазере выходной сигнал 40. В блоке 212 может быть создан оповещающий о лазере выходной сигнал, содержащий информацию об интенсивности лазерного луча 20 (Блок 214) и направлении поступления лазерного луча 20 (Блок 216). В блоке 218 интенсивность, то есть дистанция и информация о направлении, относящаяся к лазерному лучу 20, могут быть соотнесены и обработаны обрабатывающей подсистемой 30 совместно относительно местоположения воздушного летательного аппарата 12 для определения местоположения источника 22 лазерного луча 20. Относительное местоположение воздушного летательного аппарата 12 может быть определено обрабатывающей подсистемой 30 с использованием координат, предоставленных глобальной системой местоопределения 46; тангаж, крен и рыскание воздушного летательного аппарата 12 выполняются посредством навигационного обрабатывающего устройства 48; местоположение, в котором система 10 соединена с воздушным летательным аппаратом 12; и географическое положение воздушного летательного аппарата 12 относительно локальной области обеспечены посредством обрабатывающего устройства 50 цифровой картографической съемки местности. В блоке 220 может быть обеспечен оповещающий о лазере выходной сигнал 40, содержащий информацию о местоположении источника 22 лазерного луча 20. В блоках 222 и 224 может быть принято соответствующее ответное действие пилота (Блок 222) или соответствующее ответное действие правоохранительных служб (Блок 224) на основании информации о местоположении, предоставленной в оповещающем сигнале 40.
Специалистам будет понятно, что способ 100, описанный выше, может быть интегрирован со способом 200 с целью обеспечения пилоту оповещающего сигнала 40, содержащего информацию о защите глаз и направлении поступления лазера, для защиты и обеспечении информации о местоположении правоохранительным службам.
Кроме того, в случае военной операции, в блоке 222 цифровой сигнал может быть передан обнаруживающей подсистемой 28 в обрабатывающую подсистему 30, где обрабатывают информацию, относящуюся к длине волны и частоте модуляции лазерного луча 20. В блоке 220 определение характеристик лазерного луча 20 может быть передано пилоту в оповещающем сигнале 40 с целью указания того, что представляет собой лазерный луч 20, будь то лазерное наведение или отслеживающий лазер ракеты земля-воздух или ракеты воздух-воздух, для принятия пилотом соответствующих контрмер.
Кроме того, раскрытие настоящего изобретения включает варианты осуществления в соответствии со следующими пунктами:
Пункт 1. Система обнаружения лазерного воздействия и оповещения о нем, содержащая:
а транспортное средство;
а обнаруживающее устройство, соединенное с указанным транспортным средством и содержащее оптическую подсистему, обнаруживающую подсистему и обрабатывающую подсистему для определения характеристик поступающего лазерного излучения и передачи оповещающего о лазере выходного сигнала в ответ на указанное лазерное излучение.
Пункт 2. Система по пункту 1, в которой оповещающий о лазере выходной сигнал содержит информацию в отношении длины волны указанного лазерного излучения.
Пункт 3. Система по пункту 1, в которой оповещающий о лазере выходной сигнал обеспечивает указание на средства защиты глаз от указанной длины волны.
Пункт 4. Система по пункту 1, в которой транспортное средство представляет собой воздушный летательный аппарат.
Пункт 5. Система по пункту 1, в которой оптическая подсистема содержит спектральный фильтр.
Пункт 6. Система по пункту 1, в которой обнаруживающая подсистема содержит фотодатчик.
Пункт 7. Система по пункту 1, также содержащая основание, установленное на указанное транспортное средство, и головную часть, соединенную с указанным основанием, причем головная часть окружает указанное обнаруживающее устройство.
Пункт 8. Система по пункту 7, в которой упорядоченная совокупность обнаруживающих устройств расположено в пределах головной части, выполненной с возможностью обеспечения зоны обзора в 360 градусов.
Пункт 9. Система по пункту 1, в которой оповещающий о лазере выходной сигнал содержит информацию в отношении по меньшей мере одного направления поступления указанного лазерного излучения и местоположения источника указанного лазерного излучения.
Пункт 10. Способ оповещения пилота воздушного летательного аппарата о наличии лазерного излучения, включающий следующие этапы:
выполнение установки обнаруживающего устройства на указанный воздушный летательный аппарат, причем обнаруживающее устройство содержит оптическую подсистему, обнаруживающую подсистему и обрабатывающую подсистему;
обнаружение поступающего лазерного излучения с помощью указанной оптической подсистемы;
фокусирование и направление указанного лазерного излучения на указанную обнаруживающую подсистему;
создание цифрового сигнала в ответ на указанное лазерное излучение;
передача указанного цифрового сигнала в указанную обрабатывающую подсистему;
обработка указанного цифрового сигнала для определения спектральных характеристик указанного лазерного излучения; и
передача оповещающего о лазере выходного сигнала указанному пилоту на основании указанных спектральных характеристик.
Пункт 11. Способ по пункту 10, также включающий этап определения направления поступления указанного лазерного излучения.
Пункт 12. Способ по пункту 10, также включающий этап определения местоположения источника указанного лазерного излучения.
Пункт 13. Способ по пункту 10, в котором обнаруживающая подсистема содержит фотодатчик.
Пункт 14. Способ лазерного обнаружения, включающий следующие этапы:
обеспечение наличия транспортного средства;
установка обнаруживающего устройства на указанном транспортном средстве;
обнаружение лазерного излучения с помощью указанного обнаруживающего устройства, причем указанное лазерное излучение исходит от источника;
определение направления поступления указанного лазерного излучения;
определение пространственного положения указанного транспортного средства; и
определение местоположения указанного источника на основании указанного направления поступления и указанного пространственного положения.
Пункт 15. Способ по пункту 14, в котором транспортное средство представляет собой воздушный летательный аппарат.
Пункт 16. Способ по пункту 14, также включающий этап уведомления правоохранительных служб об указанном местоположении.
Пункт 17. Способ по пункту 14, в котором этап определения указанного местоположения содержит ссылочные топографические данные.
Пункт 18. Способ по пункту 14, также включающий этап создания оповещающего о лазере выходного сигнала, если обнаружено указанное лазерное излучение.
Пункт 19. Способ по пункту 18, также включающий этап сообщения указанного оповещающего о лазере выходного сигнала пилоту указанного транспортного средства.
Пункт 20. Способ по пункту 18, в котором указанный оповещающий о лазере выходной сигнал содержит инструкции для принятия защитных мер против указанного лазерного излучения.
Хотя различные аспекты раскрываемой системы обнаружения лазерного воздействия и оповещения о нем были показаны и описаны, другие усовершенствования могут быть понятны специалистам после прочтения описания с прилагаемыми чертежами. Настоящая заявка содержит такие усовершенствования и ограничена только объемом формулы изобретения.
1. Система (10) обнаружения лазерного воздействия и оповещения о нем, содержащая:
| воздушный летательный аппарат (12); | |
| обнаруживающее устройство (24), соединенное с указанным воздушным летательным аппаратом (12) и содержащее оптическую подсистему (26), выполненную с возможностью фокусирования падающего лазерного излучения, обнаруживающую подсистему (28), выполненную с возможностью поглощения сфокусированного лазерного излучения и создания цифрового сигнала в ответ на поглощенное лазерное излучение, и обрабатывающую подсистему (30), выполненную с возможностью определения характеристик лазерного излучения, причем обрабатывающая подсистема (30) содержит: | |
| устройство (44) обработки цифрового сигнала, выполненное с возможностью определения интенсивности лазерного излучения на основании цифрового сигнала и определения азимута и угла места источника лазерного излучения относительно воздушного летательного аппарата на основании цифрового сигнала; | |
| глобальную навигационную систему (46), навигационное обрабатывающее устройство (48) и обрабатывающее устройство (50) цифрового картографирования местности, имеющее топографическое представление данных локальной области, причем глобальная навигационная система (46), навигационное обрабатывающее устройство (48) и обрабатывающее устройство (50) цифрового картографирования местности связаны с устройством (44) обработки цифрового сигнала для предоставления оповещающего о лазере выходного сигнала (40); | |
| причем обрабатывающая подсистема (30) выполнена с возможностью: | |
| определения особенностей лазерного излучения посредством: |
определения относительного положения воздушного летательного аппарата с использованием глобальных навигационных координат, предоставленных глобальной навигационной системой (46), тангажа, крена и рыскания воздушного летательного аппарата, предоставленных навигационным обрабатывающим устройством (48), местоположения, в котором указанная система (10) соединена с воздушным летательным аппаратом, и географического местоположения воздушного летательного аппарата (12) относительно указанной локальной области, предоставленного обрабатывающим устройством (50) цифрового картографирования местности; и
| определения местоположения источника лазерного излучения посредством соотнесения и обработки информации об интенсивности и направлении, относящейся к падающему лазерному излучению, совместно с относительным местоположением воздушного летательного аппарата (12); и | |
| передачи оповещающего о лазере выходного сигнала (40) в ответ на указанное лазерное излучение, причем оповещающий о лазере выходной сигнал (40) содержит местоположение источника падающего лазерного излучения. | |
| 2. Система (10) по п. 1, в которой оповещающий о лазере выходной сигнал (40) содержит информацию в отношении длины волны указанного лазерного излучения. | |
| 3. Система (10) по п. 1, в которой оповещающий о лазере выходной сигнал (40) обеспечивает указание на средства защиты глаз от указанной длины волны. | |
| 4. Система (10) по п. 1, в которой оптическая подсистема (26) содержит спектральный фильтр (42). | |
| 5. Система (10) по п. 1, в которой обнаруживающая подсистема (28) содержит фотодатчик (32). | |
| 6. Система (10) по п. 1, также содержащая основание (18), установленное на указанный воздушный летательный аппарат (12), и головную часть (16), соединенную с основанием (18), причем головная часть (16) окружает указанное обнаруживающее устройство (24). | |
| 7. Система (10) по п. 6, в которой упорядоченная совокупность обнаруживающих устройств расположена в головной части (16), выполненной с возможностью обеспечения зоны обзора в 360 градусов. | |
| 8. Система (10) по п. 1, в которой оповещающий о лазере выходной сигнал (40) содержит информацию в отношении по меньшей мере одного направления поступления указанного лазерного излучения и местоположения источника указанного лазерного излучения. | |
| 9. Способ оповещения пилота воздушного летательного аппарата (12) о наличии лазерного излучения, включающий следующие этапы: | |
| выполнение установки системы (10), содержащей обнаруживающее устройство (24), на указанный воздушный летательный аппарат (12), причем обнаруживающее устройство (24) содержит оптическую подсистему (26), обнаруживающую подсистему (28) и обрабатывающую подсистему (30), причем обрабатывающая подсистема (30) содержит устройство (44) обработки цифрового сигнала, глобальную навигационную систему (46), навигационное обрабатывающее устройство (48) и обрабатывающее устройство (50) цифрового картографирования местности, имеющее топографическое представление данных локальной области, причем глобальная навигационная система (46), навигационное обрабатывающее устройство (48) и обрабатывающее устройство (50) цифрового картографирования местности связаны с устройством (44) обработки цифрового сигнала для предоставления оповещающего о лазере выходного сигнала (40); | |
| обнаружение поступающего лазерного излучения с помощью оптической подсистемы (26); |
фокусирование и направление указанного лазерного излучения на обнаруживающую подсистему (28);
создание цифрового сигнала в ответ на указанное лазерное излучение;
передачу цифрового сигнала в обрабатывающую подсистему (30);
определение интенсивности лазерного излучения на основании цифрового сигнала с помощью устройство (44) обработки цифрового сигнала;
| определение азимута и угла места источника лазерного излучения относительно воздушного летательного аппарата (12) на основании цифрового сигнала с помощью устройства (44) обработки цифрового сигнала; | |
| определение с помощью обрабатывающей подсистемы (30) относительного местоположения воздушного летательного аппарата с использованием глобальных навигационных координат, предоставленных глобальной навигационной системой (46), тангажа, крена и рыскания воздушного летательного аппарата, предоставленных навигационным обрабатывающим устройством (48), местоположения, в котором указанная система (10) соединена с воздушным летательным аппаратом, и географического местоположения воздушного летательного аппарата (12) относительно указанной локальной области, предоставленного обрабатывающим устройством (50) цифрового картографирования местности; | |
| определение с помощью обрабатывающей подсистемы (30) местоположения источника лазерного излучения посредством соотнесения и обработки информации об интенсивности и направлении, относящейся к падающему лазерному излучению, совместно с относительным местоположением воздушного летательного аппарата (12); и | |
| передачу оповещающего о лазере выходного сигнала (40) пилоту, причем оповещающий о лазере выходной сигнал (40) содержит местоположение источника падающего лазерного излучения. | |
| 10. Способ по п. 9, в котором указанная обнаруживающая подсистема (28) содержит фотодатчик (32). |
