Способ и устройство автоматизированного определения координат и подавления оптико-электронных средств малых беспилотных воздушных судов

Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению и может использоваться в обзорно-поисковых оптико-электронных системах лазерной локации. Способ и устройство подавления оптико-электронных средств и автоматизированного определения координат малых беспилотных воздушных судов, основанные на определении угловых значений местонахождения малого беспилотного воздушного судна по азимуту и углу места относительно устройства. При этом с помощью устройства, состоящего из блока управления и обработки данных, блока геопозиционирования, блока горизонтального сканирования, блока оптико-электронных приборов, блока вертикального сканирования, блока лазерного подавления оптико-электронных приборов и блока лазерного дальномера, последовательно выполняют: обнаружение МБВС методом лазерной локации; определение угловых координат МБВС методом лазерной локации; оптико-электронное подавление установленных на борту МБВС средств оптико-электронного наблюдения; определение дальности до МБВС; автоматическое сопровождение МБВС. Технический результат – повышение вероятности обнаружения МБВС, срыв возможности ведения с их помощью оптической разведки, а также получение координат для борьбы с ними. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению и может использоваться в обзорно поисковых оптико-электронных системах лазерной локации, использующих принцип отражения излучения от исследуемого объекта.

Известен способ обнаружения оптических и оптико-электронных приборов и устройство для его реализации (Патент РФ №2568336, класс G01S 17/06, 20.11.2015, Бюл. №32), основанный на облучении зоны предполагаемого расположения оптических и оптико-электронных приборов лазерным поляризованным излучением, приеме и делении отраженного излучения на две ортогонально поляризованные составляющие в поляризационном делителе, отражении первой составляющей от первого элемента поляризационного делителя и фокусировке ее на чувствительной площадке фотоприемного устройства, формировании сигнала, пропорционального отношению интенсивности отраженного излучения, имеющего плоскость поляризации, ортогональную плоскости поляризации облучающего излучения, к интенсивности излучения, имеющего плоскость поляризации, совпадающую с плоскостью поляризации облучающего излучения, обнаружении в поле зрения системы оптических и оптико-электронных приборов, измерении координат обнаруженных целей, измерении дальности до них, отличающийся тем, что чувствительная площадка фотоприемного устройства разделена на две зоны для раздельной регистрации первой и второй составляющих отраженного излучения, причем первая составляющая сфокусирована в первой зоне, вторая составляющая отражена от второго элемента поляризационного делителя, произведена компенсация оптического пути и сфокусирована во второй зоне чувствительной площадки фотоприемного устройства.

Недостатками данного способа являются ограниченное поле сканирования, ручное определение направления на цель и отсутствие возможности подавления оптико-электронных средств наблюдения.

Известен способ пассивного обнаружения и определения координат малогабаритных беспилотных летательных аппаратов (Патент РФ №2574224, класс G01S 17/06, 01.02.2016, Бюл. №4), заключающийся в селекции объекта на удаленном фоне, приеме и формировании изображений в пространственно разнесенных точках, а также одновременной регистрации сформированных цифровых изображений высокоскоростными фотоприемниками, анализ изображений проводят при помощи определения величин смещения характерных фрагментов сравниваемого изображения с аналогичными фрагментами опорного, отличающийся тем, что в приеме и формировании изображений используются три точки с двумя равными базами, размещенными на Г-образной платформе с углом 90° посередине и с четырьмя стереопарами, состоящими из восьми телевизионных датчиков с одинаковыми характеристиками, размещенных под углами 45° выше линии горизонта, при этом в средней точке размещены четыре телевизионных датчика, размещенных по горизонтали через каждые 90°, тем самым в сумме создавая обзор пространства на 360° и возможность обнаруживать малогабаритные беспилотные летательные аппараты в пассивном режиме.

Основными недостатками данного способа являются большие геометрические размеры разнесенной базы, применение большого количества элементов и сомнительные возможности видеоканалов по обнаружению цели в условиях низкой освещенности, а также отсутствие возможности подавления оптико-электронных средств наблюдения.

В качестве прототипа выбран способ автоматизированного определение координат беспилотных летательных аппаратов (Патент РФ №2523446, класс G01S 3/78, 20.07.2014, Бюл. №20).

Данный способ включает применение камер кругового обзора в оптическом диапазоне электромагнитных волн, видеомонитора, ориентированного в пространстве, электронной вычислительной машины (ЭВМ) и лазерного дальномера для подсветки беспилотного летательного аппарата (БЛА), появление БЛА фиксируется автоматически как помеха, возникающая на кадре видеопоследовательности относительно предыдущего, а полученные данные обрабатываются на ЭВМ, где вырабатываются угловые значения местонахождения БЛА по высоте и по горизонту относительно центра углоизмерительного устройства, которое с помощью поворотных механизмов направляет лазерный дальномер на БЛА для измерения дальности до него, затем измеренная дальность от БЛА поступает на устройство обработки и отображения информации (ЭВМ), где происходит автоматизированное определение пространственных координат ХБЛА, YБЛА, ZБЛА беспилотных летательных аппаратов.

К недостаткам прототипа следует отнести невозможность селекции БЛА на значительном расстоянии, затруднительное обнаружение в ночных условиях наблюдения и ограниченную точность определения координат по видеоизображению. Кроме того данный способ не предполагает подавление оптико-электронных средств наблюдения БЛА.

В настоящее время особо остро стоит проблема противодействия неправовому использованию малых беспилотных воздушных судов (МБВС). Эта проблема включает не только непосредственно борьбу с МБВС, но и вопросы их своевременного обнаружения и селекции, основой для которых может служить наличие в их составе средств оптико-электронного наблюдения.

Задачами изобретения являются:

- автоматическое определение координат МБВС по отраженному лазерному излучению от объективов, размещенных на них средств оптико-электронного наблюдения;

- подавление размещенных на борту МБВС средств оптико-электронного наблюдения.

Техническим результатом, который достигается при решении данных задач, является повышение вероятности обнаружения МБВС, срыв возможности ведения с их помощью оптической разведки, а так же получение координат в интересах борьбы с ними.

Сущность предлагаемого способа заключается в автоматизированном выполнении последовательности операций: обнаружения МБВС методом лазерной локации; определение угловых координат МБВС методом лазерной локации; оптико-электронное подавление установленных на борту МБВС средств оптико-электронного наблюдения; определение дальности до МБВС; автоматическое сопровождение МБВС.

Предлагаемое устройство, реализующее предложенный способ содержит следующие блоки (фиг. 1):

- блок управления и обработки данных 1;

- блок геопозиционирования 2;

- блок горизонтального сканирования 3;

- блок оптико-электронных приборов 4;

- блок вертикального сканирования 5;

- блок лазерного подавления оптико-электронных приборов 6;

- блок лазерного дальномера 7;

при этом блоки 6 и 7 технологически совмещены с блоком 4.

Блок 1 определяет режимы работы блоков 3, 5, 6 и получает данные от блоков 2, 3, 5, 7, блок 4 выдает управляющие сигналы на блоки 3, 5, 6, 7, блок 6 выдает управляющий сигнал на блок 7.

Устройство функционирует следующим образом.

На этапе подготовки к работе, в блоке 1 вручную задаются параметры функционирования устройства:

- угол возвышения оси сканирования β (фиг. 2), обеспечивающий заданную высоту обнаружения МБВС Н на границе зоны обнаружения R - путем подачи на блок вертикального сканирования 5 сигнала, соответствующего величине угла возвышения;

- характер работы устройства в режиме «поражение» - путем подачи на блок лазерного подавления оптико-электронных приборов 6 сигналов, соответствующих режимам работы «включено» или «выключено»;

- характер работы устройства в режиме «сопровождение» - путем подачи на блок горизонтального сканирования 3 и блок вертикального сканирования 5 сигналов, соответствующих режимам работы «включено» или «выключено».

При переводе устройства в рабочий режим, данные о его положении и ориентации в пространстве от блока 2 в автоматическом режиме фиксируются в блоке 1, после чего оно переходит в режим поиска.

Блок 3 осуществляет поворот блока 4 в горизонтальной плоскости, при этом в блоке 4 включен канал сканирования вертикальной плоскостью облучения с некоторым углом излучения α и углом возвышения относительно горизонта β.

При получении первого сигнала блока 4 об обнаружении оптико-электронного прибора МБВС, блок 3 переходит в режим сопровождения по горизонту, блок 5 осуществляет поворот блока 4 в вертикальной плоскости в диапазоне угла α с включенным каналом сканирования горизонтальной плоскостью.

При получении второго сигнала блока 4 об обнаружении оптико-электронного прибора МБВС, блоки 3 и 5 прекращают осуществлять поворот блока 4. Одновременно, при включенном режиме «поражение» формируется мощный импульс лазерного излучения блока 6, на время которого каналы сканирования отключаются, данные об азимуте из блока 3 и угле места из блока 5 цели фиксируются в блоке 1. По окончании поражающего импульса лазерного излучения (или при выключенном режиме «поражение») блок 6 выдает сигнал разрешения на блок 7, который измеряет дальность до МБВС и передает ее в блок 1. Расчет координат и высоты цели в блоке 1 производится по известным формулам на основе имеющейся информации о положении устройства и полученным данным о направлении на цель и ее дальности.

Блоки 3 и 5 по сигналам блока 4 удерживают направление на МБВС, (если включен режим «сопровождение») блок 7 с определенной частотой измеряет дальность до цели, при этом синхронно фиксируются данные о направлении и обновляются данные о координатах цели в блоке 1, иначе блок 5 приводит положение блока 4 по вертикали в исходное положение и устройство переводится в режим поиска.

Таким образом, предложенный способ и реализующее его устройство позволяют реализовать поставленные задачи:

- автоматически определять координаты МБВС по отраженному лазерному излучению от объективов, размещенных на них средств оптико-электронного наблюдения;

- подавлять размещенные на борту МБВС средств оптико-электронного наблюдения.

1 Способ подавления оптико-электронных средств и автоматизированного определения координат малых беспилотных воздушных судов, основанный на определении угловых значений местонахождения малого беспилотного воздушного судна по азимуту и углу места относительно устройства, реализующего предложенный способ, отличающийся тем, что с помощью устройства, реализующего предложенный способ, последовательно выполняют: обнаружение МБВС методом лазерной локации; определение угловых координат МБВС методом лазерной локации; оптико-электронное подавление установленных на борту МБВС средств оптико-электронного наблюдения; определение дальности до МБВС; автоматическое сопровождение МБВС.

2 Устройство подавления оптико-электронных средств и автоматизированного определения координат малых беспилотных воздушных судов, состоящее из: блока управления и обработки данных, блока геопозиционирования, блока горизонтального сканирования, блока оптико-электронных приборов, блока вертикального сканирования, блока лазерного подавления оптико-электронных приборов, блока лазерного дальномера; блок управления и обработки данных определяет режимы работы: блока горизонтального сканирования, блока вертикального сканирования, блока лазерного подавления оптико-электронных приборов и получает данные от: блока геопозиционирования, блока горизонтального сканирования, блока вертикального сканирования, блока лазерного дальномера; блок оптико-электронных приборов выдает управляющие сигналы на: блок горизонтального сканирования, блок вертикального сканирования, блок лазерного подавления оптико-электронных приборов, блок лазерного дальномера; блок лазерного подавления оптико-электронных приборов выдает управляющий сигнал на блок лазерного дальномера.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области измерения расстояний. Способ определения дальности до движущегося воздушного объекта методом пассивной локации включает получение оптического изображения движущегося воздушного объекта; преобразование полученного изображение в цифровое; распознавание изображения по оцифрованному изображению, определение параметров изображения с учетом проекционных искажений; определение дальности до движущегося объекта как произведение фокусного расстояния оптической системы на соотношение фактического линейного размера к длине изображения движущегося воздушного объекта с учетом проекционных искажений.

Способ поиска оптических и оптико-электронных приборов основан на использовании дистанционно пилотируемого аппарата, который осуществляет сканирование зоны поиска по определенной траектории.

Изобретение относится к нашлемным системам целеуказания и индикации и предназначено для работы во всех режимах боевого применения пилотов днем и ночью. Заявленная нашлемная система целеуказания и индикации содержит систему меток, нашлемное визирное устройство, соединенное с блоком управления формированием индикации и обработки информации, связанным с камерой наблюдения, имеющей жесткую фиксацию.

Изобретение относится к области сравнения цифровых изображений. Технический результат – повышение оперативности сравнения пар цифровых изображений наблюдаемых сцен.

Группа изобретений относится к средствам отслеживания пассажиров на аттракционе. Технический результат заключается в расширении арсенала средств.

Изобретение относится к области оптической локации и касается системы импульсной лазерной локации. Система содержит импульсный лазер, выходную оптическую систему передающего канала, фотоприемное устройство регистрации момента лазерного импульса, однокоординатное сканирующее устройство, оптический объектив фотоприемного устройства, вычислительное устройство, массив фотоприемных устройств, а также волоконно-оптический жгут, который с одной стороны обращен торцами волокон к соответствующим фотоприемникам массива фотоприемных устройств, а с другой стороны торцы волокон жгута обращены к выходу оптического объектива фотоприемного устройства и расположены в его фокальной плоскости, причем выход фотоприемного устройства регистрации момента излучения лазерного импульса подключен на вход синхронизации вычислительного устройства, вход синхронизации лазера подключен к выходу синхронизации вычислительного устройства, а выходы фотоприемников массива фотоприемных устройств подключены к измерительным входам дальности вычислительного устройства.

Изобретение относится к области лазерной локации, физической оптике и может быть использовано в системах пассивной локации для определения местоположения светящихся объектов в различных диапазонах электромагнитных волн.

Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано в системах траекторных измерений, а также в системах точного определения направления на источники оптического излучения техники воздушного базирования.

Группа изобретений относится к способу и устройству для отслеживания состояния движущегося объекта и к системе для быстрой инспекции транспортного средства. Способ и устройство для отслеживания состояния движущегося объекта позиционирует и измеряет скорость движущегося объекта посредством использования лазерного сканера.

Однозрачковая мультиспектральная оптическая система со встроенным лазерным дальномером содержит общий входной канал, спектроделительную пластинку, отражающую спектральный диапазон оптического канала и пропускающую спектральный диапазон тепловизионного канала.

Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению и может использоваться в обзорно-поисковых оптико-электронных системах лазерной локации. Способ и устройство подавления оптико-электронных средств и автоматизированного определения координат малых беспилотных воздушных судов, основанные на определении угловых значений местонахождения малого беспилотного воздушного судна по азимуту и углу места относительно устройства. При этом с помощью устройства, состоящего из блока управления и обработки данных, блока геопозиционирования, блока горизонтального сканирования, блока оптико-электронных приборов, блока вертикального сканирования, блока лазерного подавления оптико-электронных приборов и блока лазерного дальномера, последовательно выполняют: обнаружение МБВС методом лазерной локации; определение угловых координат МБВС методом лазерной локации; оптико-электронное подавление установленных на борту МБВС средств оптико-электронного наблюдения; определение дальности до МБВС; автоматическое сопровождение МБВС. Технический результат – повышение вероятности обнаружения МБВС, срыв возможности ведения с их помощью оптической разведки, а также получение координат для борьбы с ними. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх