RU2524045C2 - Method for determination of geographic position of observed area of observation equipment being moved relative to spacecraft, system for its implementation and device for arranging emitters on observation equipment - Google Patents
Method for determination of geographic position of observed area of observation equipment being moved relative to spacecraft, system for its implementation and device for arranging emitters on observation equipment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2524045C2 RU2524045C2 RU2012134961/28A RU2012134961A RU2524045C2 RU 2524045 C2 RU2524045 C2 RU 2524045C2 RU 2012134961/28 A RU2012134961/28 A RU 2012134961/28A RU 2012134961 A RU2012134961 A RU 2012134961A RU 2524045 C2 RU2524045 C2 RU 2524045C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ultrasonic
- spacecraft
- observation
- observation equipment
- emitters
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при наблюдении и съемках Земли и других планет экипажами пилотируемых космических аппаратов (КА) с помощью ручной перемещаемой относительно КА аппаратуры наблюдения.The invention relates to space technology and can be used in the observation and surveying of the Earth and other planets by the crews of manned spacecraft (SC) using manually moving observation equipment relative to the SC.
Изображения поверхности планеты содержат полезную целевую информацию о наблюдаемой поверхности, при этом необходимым условием использования этой информации является определение географических координат полученных изображений области наблюдения.Images of the planet's surface contain useful target information about the observed surface, and the necessary condition for using this information is to determine the geographical coordinates of the obtained images of the observation area.
Известен способ определения координат (Злобин В.К., Еремеев В.В. Обработка аэрокосмических изображений. Изд. ФИЗМАТ ЛИТ. 2006), согласно которому для определения координат получаемых изображений фиксируют время съемки, используя модель движения КА, рассчитывают положение центра масс и ориентацию КА в момент съемки в некоторой инерциальной системе координат, известное пространственное положение оптической оси объектива камеры в системе координат КА пересчитывают в эту систему координат, после чего при известной геометрии объектива определяют пространственное положение множества лучей, проходящих через выбранные точки изображения и точку фокуса объектива, и искомые координаты точек изображения рассчитывают как координаты точек пересечения этих лучей с поверхностью планеты.A known method for determining coordinates (Zlobin V.K., Eremeev V.V. Processing of aerospace images. Publishing house. FIZMAT LIT. 2006), according to which, to determine the coordinates of the images obtained, the shooting time is fixed using the spacecraft motion model, the position of the center of mass and orientation are calculated The spacecraft at the time of shooting in some inertial coordinate system, the known spatial position of the optical axis of the camera lens in the coordinate system of the spacecraft is recalculated into this coordinate system, after which, with a known lens geometry, yayut spatial position of a plurality of rays passing through the selected point and the image point of the lens focus, and the desired coordinates of the image points is calculated as coordinates of the intersection points of these rays with the surface of the planet.
Система, реализующая данный способ определения координат (Злобин В.К., Еремеев В.В. Обработка аэрокосмических изображений. Изд. ФИЗМАТ ЛИТ. 2006), включает блок фиксации времени съемки, блоки определения движения и ориентации КА, блоки определения пространственного положения оптической оси объектива камеры и расчета координат изображения на поверхности планеты. К недостаткам данных способа и системы относится необходимость внешнего задания информации о положении объектива камеры в системе координат КА в моменты съемки.A system that implements this method of determining coordinates (Zlobin V.K., Eremeev V.V. Processing of aerospace images. Publishing house. FIZMAT LIT. 2006) includes a block for recording shooting time, blocks for determining the motion and orientation of the spacecraft, blocks for determining the spatial position of the optical axis camera lens and calculating the coordinates of the image on the surface of the planet. The disadvantages of the data of the method and system include the need for external specification of information about the position of the camera lens in the spacecraft coordinate system at the time of shooting.
Известно устройство размещения излучателя на аппаратуре наблюдения, выполненное в виде встроенного посадочного места и средств жесткого крепления фотовспышки (излучателя света) на фотоаппаратуре (например, ф/а Canon А480). Недостатком устройства является отсутствие возможности оперативной смены излучателя (например, для его ремонта).A device for locating the emitter on the monitoring equipment, made in the form of a built-in seat and means for hard mounting the flash (light emitter) on the camera (for example, f / a Canon A480). The disadvantage of this device is the lack of the ability to quickly change the emitter (for example, to repair it).
Известен способ определения географических координат изображений объектов на поверхности планеты при съемке с пилотируемого КА (патент РФ №2353902 от 11.05.2007, МПК G01C 11/00 - прототип способа), основанный на фиксации момента съемки и определении пространственного положения съемочной камеры с учетом известного положения центра масс КА, согласно которому определяют базовое пространственное положение свободно перемещаемой съемочной камеры по значениям положения центра масс КА, известной ориентации КА в фиксированный момент времени и известному пространственному положению съемочной камеры относительно конструкции КА в этот момент, одновременно в процессе съемки проводят измерения угловых скоростей поворотов съемочной камеры в инерциальной системе координат, по которым рассчитывают текущее пространственное положение съемочной камеры относительно базового положения, на основании которого рассчитывают географические координаты исследуемого объекта на поверхности планеты.There is a method of determining the geographical coordinates of images of objects on the planet’s surface when shooting from a manned spacecraft (RF patent No. 2353902 dated 05/11/2007, IPC G01C 11/00 - a prototype of the method), based on fixing the moment of shooting and determining the spatial position of the camera taking into account the known position spacecraft mass center, according to which the basic spatial position of a freely moving survey camera is determined from the values of the spacecraft center of mass, the known orientation of the spacecraft at a fixed point in time, and the known the spatial position of the survey camera relative to the design of the spacecraft at this moment, simultaneously during the survey, measurements are taken of the angular velocity of rotation of the survey camera in an inertial coordinate system, which calculate the current spatial position of the survey camera relative to the base position, based on which the geographical coordinates of the object under study on the planet’s surface are calculated .
В качестве системы-прототипа выбрана система, реализующая способ-прототип (патент РФ №2353902 от 11.05.2007, МПК G01C 11/00), которая включает фото-видеокамеру, на которой жестко закреплены блок датчиков угловых скоростей и устройство обеспечения фиксации моментов съемки, выходы которых соединены со входами устройства приема, выходы которого соединены с устройством обработки, которое содержит блок определения положения центра масс КА, блок определения ориентации КА и соединенный с ними блок определения географических координат области наблюдения. Устройство обработки решает задачу определения географических координат области наблюдения на основе определения положения центра масс и ориентации КА. При этом все элементы данной системы - блок датчиков угловых скоростей, устройство обеспечения фиксации моментов съемки, устройство приема и устройство обработки - размещены на КА и/или имеют проводную связь с КА.As a prototype system, a system was implemented that implements the prototype method (RF patent No. 2353902 dated 05/11/2007, IPC G01C 11/00), which includes a photo-video camera on which a block of angular velocity sensors and a device for securing recording moments are fixed, the outputs of which are connected to the inputs of the receiving device, the outputs of which are connected to the processing device, which contains a unit for determining the position of the center of mass of the spacecraft, a unit for determining the orientation of the spacecraft and a unit for determining the geographical coordinates of the observation area connected to them. The processing device solves the problem of determining the geographical coordinates of the observation area based on determining the position of the center of mass and the orientation of the spacecraft. At the same time, all elements of this system — the block of angular velocity sensors, the device for securing recording moments, the reception device and the processing device — are located on the spacecraft and / or have a wired connection with the spacecraft.
К недостаткам прототипов способа и системы относятся:The disadvantages of the prototypes of the method and system include:
- наличие механической (проводной) связи блоков датчиков угловых скоростей, жестко закрепленных на фото-видеокамере, с КА ограничивает свободное перемещение аппаратуры наблюдения относительно КА в условиях невесомости, в частности ограничивает свободу перемещения и действий космонавта при нацеливании и сопровождении наблюдения, при выборе ракурса и условий наблюдения и съемки;- the presence of mechanical (wire) communication of the blocks of angular velocity sensors rigidly fixed on the photo-video camera with the spacecraft limits the free movement of the observation equipment relative to the spacecraft in zero gravity conditions, in particular it limits the freedom of movement and actions of the astronaut when aiming and tracking the observation, when choosing an angle and observation and shooting conditions;
- накопление погрешности определения координат изображения при увеличении времени от момента фиксации базового пространственного положения съемочной камеры до момента, для которого рассчитываются географические координаты объекта наблюдения; данная погрешность обусловлена как накоплением ошибки самой вычислительной схемы использования измерений угловых скоростей, при которой на каждом шаге обработки измерений используется результат, полученный на предыдущем шаге, так и наличием погрешности непосредственного измерения угловых скоростей датчиками угловых скоростей;- accumulation of the error in determining the coordinates of the image with increasing time from the moment of fixing the basic spatial position of the shooting camera to the moment for which the geographical coordinates of the object to be calculated are calculated; this error is due to both the accumulation of the error of the computational scheme for using measurements of angular velocities, in which at each step of processing the measurements, the result obtained in the previous step is used, and the presence of an error in the direct measurement of angular velocities by angular velocity sensors;
- необходимость размещения на фото-видеокамере сложного и на настоящее время громоздкого прибора, которым является блок датчиков угловых скоростей.- the need to place on the camera a complex and currently bulky device, which is a block of angular velocity sensors.
В качестве прототипа устройства выбрано устройство размещения излучателя на аппаратуре наблюдения, выполненное в виде разъемного соединение для крепления съемной фотовспышки (излучателя света) на фотоаппаратуре (фотовспышка Canon Speedlite 430ЕХ II для ф/а Canon EOS -прототип устройства). К недостаткам устройства-прототипа относится то, что оно не предусматривает установку нескольких излучателей, в том числе не обеспечивает учет требований и ограничений, обусловленных целевой задачей, для решения которой используется излучение излучателей.As a prototype of the device, the device for placing the emitter on the monitoring equipment, made in the form of a detachable connection for mounting a removable flash (light emitter) on the camera (Canon Flashlite 430EX II for f / a Canon EOS prototype of the device), was selected. The disadvantages of the prototype device include the fact that it does not provide for the installation of several emitters, including it does not provide an account of the requirements and limitations caused by the target, for which radiation of emitters is used.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является высокоточное определение географических координат области, наблюдаемой через аппаратуру наблюдения, свободно перемещаемую в условиях невесомости относительно КА и не имеющую с ним механической связи.The problem to which the present invention is directed is the high-precision determination of the geographic coordinates of the region observed through the observation equipment, freely moving in zero gravity relative to the spacecraft and not having a mechanical connection with it.
Технический результат, достигаемый при осуществлении настоящего изобретения, заключается в обеспечении определения с высокой точностью географических координат области, наблюдаемой через аппаратуру наблюдения, свободно перемещаемую в условиях невесомости относительно КА и не имеющую с ним механической связи, при обеспечении возможности использования различной сменной аппаратуры наблюдения.The technical result achieved by the implementation of the present invention is to ensure the determination with high accuracy of the geographical coordinates of the region observed through the monitoring equipment, freely moving in zero gravity relative to the spacecraft and not having mechanical connection with it, while making it possible to use various interchangeable monitoring equipment.
Технический результат достигается тем, что в способе определения географических координат области наблюдения перемещаемой относительно космического аппарата аппаратуры наблюдения, включающем определение положения центра масс и ориентации космического аппарата и определение пространственного положения аппаратуры наблюдения, дополнительно осуществляют формирование управляющих команд на излучение импульсных ультразвуковых сигналов не менее чем тремя ультразвуковыми излучателями, размещенными в разнесенных точках на свободно перемещаемой относительно космического аппарата аппаратуре наблюдения, осуществляют прием излученных импульсных ультразвуковых сигналов не менее чем тремя ультразвуковыми приемниками, размещенными в разнесенных точках на космическом аппарате, по излученным и принятым ультразвуковым сигналам измеряют время задержки ультразвуковых сигналов, при этом синхронизацию моментов излучения и приема импульсных ультразвуковых сигналов осуществляют по радиоканалу, осуществляют измерение температуры в местах размещения ультразвуковых излучателей и в местах размещения ультразвуковых приемников, по полученным временам задержки принятия ультразвуковых сигналов и измерениям температуры определяют расстояния от размещенных на аппаратуре наблюдения ультразвуковых излучателей до размещенных на космическом аппарате ультразвуковых приемников, и определяют географические координаты области наблюдения по положению центра масс космического аппарата относительно планеты, ориентации космического аппарата относительно планеты и пространственному положению аппаратуры наблюдения относительно космического аппарата, рассчитанному по упомянутым расстояниям от размещенных на аппаратуре наблюдения ультразвуковых излучателей до размещенных на космическом аппарате ультразвуковых приемников.The technical result is achieved by the fact that in the method for determining the geographical coordinates of the observation area of the observation equipment moved relative to the spacecraft, including determining the position of the center of mass and orientation of the spacecraft and determining the spatial position of the observation equipment, additionally generate control commands for the emission of pulsed ultrasonic signals by at least three ultrasonic emitters placed at spaced points on a free path monitoring equipment installed relative to the spacecraft, receive emitted pulsed ultrasonic signals by at least three ultrasonic receivers located at spaced points on the spacecraft, the delay time of ultrasonic signals is measured from the emitted and received ultrasonic signals, and the synchronization of the moments of radiation and reception of pulsed ultrasonic signals carried out by radio, measure the temperature at the locations of ultrasonic emit spruce and in the locations of ultrasonic receivers, from the received delay times of receiving ultrasonic signals and temperature measurements, determine the distances from the ultrasonic emitters placed on the observation equipment to the ultrasonic receivers placed on the spacecraft, and determine the geographical coordinates of the observation area by the position of the center of mass of the spacecraft relative to the planet, the orientation of the spacecraft relative to the planet and the spatial position of the equipment was observed I'm relatively spacecraft calculated by said distance from the equipment placed on the observation ultrasonic transducers to placed on the spacecraft ultrasonic receivers.
Технический результат достигается также тем, что система определения географических координат области наблюдения перемещаемой относительно космического аппарата аппаратуры наблюдения, включающая блок определения положения центра масс космического аппарата и блок определения ориентации космического аппарата, выходы которых соединены с, соответственно, первым и вторым входами блока определения географических координат области наблюдения, дополнительно содержит не менее чем три ультразвуковых излучателя и не менее чем один датчик температуры, установленные на аппаратуре наблюдения с помощью устройства размещения излучателей на аппаратуре наблюдения, не менее чем три ультразвуковых приемника и не менее чем один датчик температуры, установленные на космическом аппарате, блок формирования команд управления излучателями, контроллеры, радиотрансиверы, блок усиления сигналов, блок автоматической регулировки усиления, многоканальный аналого-цифровой преобразователь, блок измерения времени задержки сигналов, синхронизатор, блок определения пространственного положения аппаратуры наблюдения относительно космического аппарата, при этом входы ультразвуковых излучателей соединены с выходами блока формирования команд управления излучателями, вход которого соединен с первым выходом первого контроллера, второй выход и первый и второй входы которого соединены с, соответственно, входом и выходом первого радиотрансивера и выходом датчика температуры, установленного на аппаратуре наблюдения, причем выходы ультразвуковых приемников соединены с входами блока усиления сигналов, выходы которого соединены с входами блока автоматической регулировки усиления, выходы которого соединены с входами многоканального аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с первым входом блока измерения времени задержки сигналов, второй вход которого соединен с выходом синхронизатора, который также соединен с первым входом второго контроллера, второй вход и первый и второй выходы которого соединены с, соответственно, выходом и входом второго радиотрансивера и первым входом блока определения пространственного положения аппаратуры наблюдения относительно космического аппарата, второй и третий входы и выход которого соединены с, соответственно, выходом блока измерения времени задержки сигналов, выходом датчика температуры, установленного на космическом аппарате, и третьим входом блока определения географических координат области наблюдения.The technical result is also achieved by the fact that the system for determining the geographical coordinates of the observation area of the observation equipment moved relative to the spacecraft includes a unit for determining the position of the center of mass of the spacecraft and a unit for determining the orientation of the spacecraft, the outputs of which are connected to, respectively, the first and second inputs of the unit for determining geographical coordinates field of observation, additionally contains at least three ultrasonic emitters and at least one sensor temperatures installed on the monitoring equipment using a device for emitting radiators on the monitoring equipment, at least three ultrasonic receivers and at least one temperature sensor installed on the spacecraft, emitter control command generation unit, controllers, radio transceivers, signal amplification unit, automatic gain control, multi-channel analog-to-digital converter, block for measuring the delay time of signals, synchronizer, block for determining the spatial position observation equipment relative to the spacecraft, while the inputs of the ultrasonic emitters are connected to the outputs of the emitter control command generation unit, the input of which is connected to the first output of the first controller, the second output and the first and second inputs of which are connected to, respectively, the input and output of the first radio transceiver and output a temperature sensor installed on the monitoring equipment, the outputs of the ultrasonic receivers connected to the inputs of the signal amplification unit, the outputs of which are connected with the inputs of the automatic gain control unit, the outputs of which are connected to the inputs of a multi-channel analog-to-digital converter, the output of which is connected to the first input of the signal delay time measurement unit, the second input of which is connected to the output of the synchronizer, which is also connected to the first input of the second controller, the second input and the first and second outputs of which are connected to, respectively, the output and input of the second radio transceiver and the first input of the unit for determining the spatial position of the equipment relative to the spacecraft, the second and third inputs and the output of which are connected to, respectively, the output of the signal delay time measuring unit, the output of the temperature sensor installed on the spacecraft, and the third input of the unit for determining the geographic coordinates of the observation area.
Технический результат достигается также тем, что устройство размещения излучателей на аппаратуре наблюдения, содержащее разъемное соединение, одна из разъемных частей которого жестко соединена с аппаратурой наблюдения, дополнительно содержит не менее чем три штанги, на каждой из которых размещены ультразвуковые излучатели, при этом штанги жестко соединены с другой из разъемных частей разъемного соединения, причем оси излучения ультразвуковых излучателей параллельны оси чувствительности аппаратуры наблюдения, а расстояния от каждого ультразвукового излучателя до оси чувствительности аппаратуры наблюдения выбираются не менее величины K, определяемой соотношениемThe technical result is also achieved by the fact that the device for placing emitters on the monitoring equipment containing a detachable connection, one of the detachable parts of which is rigidly connected to the monitoring equipment, additionally contains at least three rods, on each of which ultrasonic emitters are placed, while the rods are rigidly connected on the other of the detachable parts of the detachable connection, the radiation axes of the ultrasonic emitters being parallel to the sensitivity axis of the monitoring equipment, and the distances from each about an ultrasonic emitter up to the sensitivity axis of the monitoring equipment, at least K values determined by the ratio
где R - радиус объектива аппаратуры наблюдения;where R is the radius of the lens of the observation equipment;
L - длина объектива аппаратуры наблюдения, измеренная от проекции ультразвукового излучателя на ось чувствительности аппаратуры наблюдения;L is the length of the lens of the monitoring equipment, measured from the projection of the ultrasonic emitter onto the sensitivity axis of the monitoring equipment;
P - максимальное из расстояний от центра иллюминатора космического аппарата, через который выполняется наблюдение, до расположенных на краю иллюминатора ультразвуковых приемников;P is the maximum of the distances from the center of the porthole of the spacecraft through which the observation is made to the ultrasonic receivers located on the edge of the porthole;
D - минимальное расстояние от объектива аппаратуры наблюдения до иллюминатора космического аппарата, через который выполняется наблюдение, в направлении оси чувствительности аппаратуры наблюдения.D is the minimum distance from the lens of the observation equipment to the porthole of the spacecraft through which the observation is carried out, in the direction of the sensitivity axis of the observation equipment.
Изобретение поясняется на фиг.1÷3, на которых представлены:The invention is illustrated in figure 1 ÷ 3, which presents:
на фиг.1 - блок-схема предлагаемой системы, реализующей предлагаемый способ;figure 1 is a block diagram of the proposed system that implements the proposed method;
на фиг.2 - схема предлагаемого устройства размещения излучателей на аппаратуре наблюдения в его рабочем положении относительно ультразвуковых приемников, размещенных на иллюминаторе КА;figure 2 - diagram of the proposed device for the placement of emitters on the observation equipment in its working position relative to the ultrasonic receivers located on the window of the spacecraft;
на фиг.3 - схема, поясняющая расчет расстояния от ультразвуковых излучателей до оси чувствительности аппаратуры наблюдения.figure 3 is a diagram explaining the calculation of the distance from the ultrasonic emitters to the sensitivity axis of the observation equipment.
На фиг.1 введены следующие обозначения:Figure 1 introduced the following notation:
1 - КА;1 - spacecraft;
2 - аппаратура наблюдения;2 - surveillance equipment;
3 - устройство размещения излучателей на аппаратуре наблюдения;3 - device placement emitters on the monitoring equipment;
4, 5, 6 - ультразвуковые излучатели;4, 5, 6 - ultrasonic emitters;
7 - датчик температуры, установленный на аппаратуре наблюдения;7 - temperature sensor installed on the monitoring equipment;
8, 9, 10 - ультразвуковые приемники;8, 9, 10 - ultrasonic receivers;
11 - датчик температуры, установленный на КА;11 - temperature sensor mounted on the spacecraft;
12 - блок формирования команд управления излучателями;12 - unit for generating control commands for emitters;
13, 14 - первый и второй контроллеры;13, 14 - the first and second controllers;
15, 16 - первый и второй радиотрансиверы;15, 16 - the first and second radio transceivers;
17 - блок усиления сигналов;17 - signal amplification unit;
18 - блок автоматической регулировки усиления;18 - block automatic gain control;
19 - многоканальный аналого-цифровой преобразователь;19 - multi-channel analog-to-digital Converter;
20 - блок измерения времени задержки сигналов;20 is a block measuring the delay time of the signals;
21 - синхронизатор;21 - synchronizer;
22 - блок определения пространственного положения аппаратуры наблюдения относительно КА;22 is a block for determining the spatial position of the observation equipment relative to the spacecraft;
23 - блок определения географических координат области наблюдения;23 - block determining the geographical coordinates of the observation area;
24 - блок определения положения центра масс КА;24 - block determining the position of the center of mass of the spacecraft;
25 - блок определения ориентации КА.25 - block determining the orientation of the spacecraft.
На фиг.2 дополнительно введены обозначения:Figure 2 additionally introduced the notation:
26 - разъемное соединение;26 - detachable connection;
27, 28, 29 - штанги;27, 28, 29 - rods;
30 - объектив аппаратуры наблюдения;30 - a lens of surveillance equipment;
31 - иллюминатор КА.31 - spacecraft window.
На фиг.3 дополнительно введены обозначения:In Fig. 3, the notation is additionally introduced:
А - проекция ультразвукового излучателя на ось чувствительности аппаратуры наблюдения;A is the projection of the ultrasonic emitter on the sensitivity axis of the observation equipment;
АВ - ось чувствительности аппаратуры наблюдения;AB - axis sensitivity of the monitoring equipment;
C - центр иллюминатора;C is the center of the porthole;
S - угол между осью чувствительности аппаратуры наблюдения и плоскостью иллюминатора;S is the angle between the axis of sensitivity of the observation equipment and the plane of the porthole;
Q - угол между осью чувствительности аппаратуры наблюдения и направлением от ультразвукового излучателя на ультразвуковой приемник.Q is the angle between the axis of sensitivity of the observation equipment and the direction from the ultrasonic emitter to the ultrasonic receiver.
Для измерения шести координат пространственного положения аппаратуры наблюдения - трех линейных и трех угловых параметров - необходимо использовать не менее трех ультразвуковых излучателей, размещенных на аппаратуре наблюдения, и не менее трех ультразвуковых приемников, размещенных на КА. Датчики температуры, измерения которых используются для определения текущей скорости распространения ультразвуковых сигналов между излучателями и приемниками, могут быть размещены как непосредственно рядом с каждым излучателем и каждым приемником, так и по одному на аппаратуре наблюдения и на КА.To measure the six coordinates of the spatial position of the observation equipment — three linear and three angular parameters — it is necessary to use at least three ultrasonic emitters placed on the observation equipment and at least three ultrasonic receivers placed on the spacecraft. Temperature sensors, the measurements of which are used to determine the current propagation velocity of ultrasonic signals between emitters and receivers, can be placed either directly next to each emitter and each receiver, or one at a time in the observation equipment and on the spacecraft.
Описание способа совместим с описанием системы для его осуществления при использовании трех ультразвуковых излучателей и одного датчика температуры, установленных на аппаратуре наблюдения, и трех ультразвуковых приемников и одного датчика температуры, установленных на КА.The description of the method is compatible with the description of the system for its implementation using three ultrasonic emitters and one temperature sensor installed on the monitoring equipment, and three ultrasonic receivers and one temperature sensor installed on the spacecraft.
В таком исполнении система определения географических координат области наблюдения перемещаемой относительно КА аппаратуры наблюдения содержит: КА 1, аппаратуру наблюдения 2, устройство размещения излучателей на аппаратуре наблюдения 3, три ультразвуковых излучателя 4, 5, 6 и датчик температуры 7, установленные на аппаратуре наблюдения 2 с помощью устройства размещения излучателей на аппаратуре наблюдения 3, три ультразвуковых приемника 8, 9, 10 и датчик температуры 11, установленные на КА 1, блок формирования команд управления излучателями 12, два контроллера 13, 14, два радиотрансивера 15, 16, блок усиления сигналов 17, блок автоматической регулировки усиления 18, многоканальный аналого-цифровой преобразователь 19, блок измерения времени задержки сигналов 20, синхронизатор 21, блок определения пространственного положения аппаратуры наблюдения относительно КА 22, блок определения географических координат области наблюдения 23, блок определения положения центра масс КА 24, блок определения ориентации КА 25.In this embodiment, the system for determining the geographical coordinates of the observation region of the observation equipment moved relative to the SC contains: SC 1, a
Первый радиотрансивер 15 установлен на аппаратуре наблюдения 2.The first radio transceiver 15 is installed on
Второй радиотрансивер 16 установлен на КА 1.The second radio transceiver 16 is installed on KA 1.
Ультразвуковые излучатели 4, 5, 6 размещены на устройстве размещения излучателей на аппаратуре наблюдения 3, которое закреплено на аппаратуре наблюдения 2. Такая установка ультразвуковых излучателей соответствует тому, что ультразвуковые излучатели 4, 5, 6 размещены в точках с известными координатами в связанной с аппаратурой наблюдения 2 системе координат. Входы ультразвуковых излучателей 4, 5, 6 соединены с выходами блока формирования команд управления излучателями 12, вход которого соединен с первым выходом первого контроллера 13, второй выход и первый и второй входы которого соединены с, соответственно, входом и выходом первого радиотрансивера 15 и выходом датчика температуры 7, установленного на аппаратуре наблюдения 2.
Ультразвуковые приемники 8, 9, 10 размещены в разнесенных точках с известными координатами в связанной с КА 1 системе координат. Выходы ультразвуковых приемников 8, 9, 10 соединены с входами блока усиления сигналов 17, выходы которого соединены с входами блока автоматической регулировки усиления 18, выходы которого соединены с входами многоканального аналого-цифрового преобразователя 19, выход которого соединен с первым входом блока измерения времени задержки сигналов 20, второй вход которого соединен с выходом синхронизатора 21, который также соединен с первым входом второго контроллера 14, второй вход и первый и второй выходы которого соединены с, соответственно, выходом и входом второго радиотрансивера 16 и первым входом блока определения пространственного положения аппаратуры наблюдения относительно КА 22, второй и третий входы и выход которого соединены с, соответственно, выходом блока измерения времени задержки сигналов 20, выходом датчика температуры 11, установленного на КА 1, и входом блока определения географических координат области наблюдения 23, другие входы которого соединены с выходами блока определения положения центра масс КА 24 и блока определения ориентации КА 25.
В начале каждого кадра измерения синхронизатор 21 вырабатывает синхронизирующий импульс запуска, поступающий на блок измерения времени задержки сигналов 20 и одновременно через второй контроллер 14, второй и первый радиотрансиверы 16, 15 и первый контроллер 13 на блок формирования команд управления излучателями 12.At the beginning of each measurement frame, the synchronizer 21 generates a trigger trigger pulse, which arrives at the signal delay time measuring unit 20 and simultaneously through the second controller 14, the second and first radio transceivers 16, 15 and the first controller 13 to the emitter control command generation unit 12.
При получении вышеупомянутого сигнала блок формирования команд управления излучателями 12 последовательно формирует на своих выходах импульсы с фиксированной временной задержкой τ между ними. Данные импульсы поступают на ультразвуковые излучатели 4, 5, 6, которые поочередно вырабатывают импульсные ультразвуковые сигналы.Upon receipt of the aforementioned signal, the unit for generating control commands for emitters 12 sequentially generates pulses with a fixed time delay τ between them at their outputs. These pulses are fed to
Излученные ультразвуковые сигналы принимают с помощью размещенных на КА ультразвуковых приемников 8, 9, 10. Упомянутая временная задержка между импульсными ультразвуковыми сигналами τ определяется рабочей зоной расположения аппаратуры наблюдения относительно КА, которая определяется максимально возможным расстоянием от аппаратуры наблюдения до каждого из размещенных на КА ультразвуковых приемников. При этом периодичность выработки синхронизатором 21 синхронизирующих импульсов запуска определяется данной временной задержкой τ и общим количеством ультразвуковых излучателей.The emitted ultrasonic signals are received using
Принятые ультразвуковые сигналы через блок усиления сигналов 17 и блок автоматической регулировки усиления 18 поступают на многоканальный аналого-цифровой преобразователь 19, с выхода которого оцифрованные значения поступают на вход блока измерения времени задержки сигналов 20.The received ultrasonic signals through the signal amplification unit 17 and the automatic gain control unit 18 are fed to a multi-channel analog-to-digital converter 19, from the output of which the digitized values are fed to the input of the signal delay time measurement unit 20.
Блок измерения времени задержки сигналов 20 проводит анализ оцифрованных значений сигналов приемников 8, 9, 10, отделяет рабочие сигналы, полученные от излучателей 4, 5, 6, от помех и вычисляет временные задержки между импульсом запуска и принятыми рабочими сигналами. При этом, поскольку излученные импульсные ультразвуковые сигналы разнесены по времени, то в каждом из приемников принятые рабочие сигналы также разнесены по времени.The signal delay time measuring unit 20 analyzes the digitized values of the signals of the
С выхода блока измерения времени задержки сигналов 20 измеренные времена задержки сигналов поступают на блок определения пространственного положения аппаратуры наблюдения относительно КА 22.From the output of the unit for measuring the delay time of the signals 20, the measured delay times of the signals are sent to the unit for determining the spatial position of the observation equipment relative to the spacecraft 22.
Сигнал от датчика температуры 7, установленного на аппаратуре наблюдения 2, через первый контроллер 13, первый и второй радиотрансиверы 15, 16 и второй контроллер 14 поступает на блок определения пространственного положения аппаратуры наблюдения относительно КА 22.The signal from the temperature sensor 7, installed on the
Сигнал от датчика температуры 11, установленного на КА 1, также поступает на блок определения пространственного положения аппаратуры наблюдения относительно КА 22.The signal from the temperature sensor 11 mounted on the spacecraft 1 also arrives at the block for determining the spatial position of the observation equipment relative to the spacecraft 22.
В блоке определения пространственного положения аппаратуры наблюдения относительно КА 22 по полученным временам задержки рассчитываются расстояния между ультразвуковыми излучателями 4, 5, 6 и ультразвуковыми приемниками 8, 9, 10, причем скорость звука вычисляется с учетом средней температуры, полученной с датчиков температуры 7, 11. По полученным расстояниям рассчитывается пространственное положение аппаратуры наблюдения относительно КА, а именно линейные и угловые координаты аппаратуры наблюдения в связанной с КА системе координат, которые передаются в блок определения географических координат области наблюдения 23.In the block for determining the spatial position of the observation equipment relative to KA 22, the distances between
В блоке определения положения центра масс КА 24 и блоке определения ориентации КА 25, которые могут быть выполнены на основе средств навигационных измерений движения КА, определяются положение центра масс и ориентация КА относительно планеты, которые также передаются в блок определения географических координат области наблюдения 23.In the block for determining the position of the center of mass of the spacecraft 24 and the block for determining the orientation of the spacecraft 25, which can be performed on the basis of the navigation measurements of the motion of the spacecraft, the position of the center of mass and the orientation of the spacecraft relative to the planet are determined, which are also transmitted to the block for determining the geographical coordinates of the observation area 23.
В блоке определения географических координат области наблюдения 23 по положению центра масс и ориентации КА относительно планеты и пространственному положению аппаратуры наблюдения относительно КА определяются географические координаты области наблюдения.In the block for determining the geographical coordinates of the observation area 23, the geographical coordinates of the observation area are determined by the position of the center of mass and the orientation of the spacecraft relative to the planet and the spatial position of the observation equipment relative to the spacecraft.
Устройство размещения излучателей на аппаратуре наблюдения 3, используемое в описанной системе определения географических координат области наблюдения перемещаемой относительно КА аппаратуры наблюдения, содержит разъемное соединение 26, одна из разъемных частей которого жестко соединена с аппаратурой наблюдения 2, и три штанги 27, 28, 29 с размещенными на них ультразвуковыми излучателями 4, 5, 6. Штанги 27, 28, 29 жестко соединены с другой из разъемных частей разъемного соединения 26. Оси излучения ультразвуковых излучателей 4, 5, 6 параллельны оси чувствительности аппаратуры наблюдения. Расстояния от каждого ультразвукового излучателя до оси чувствительности аппаратуры наблюдения выбираются не менее величины К, определяемой соотношениемThe device for placing emitters on the observation equipment 3, used in the described system for determining the geographical coordinates of the observation region moved relative to the SC of the observation equipment, contains a
где R - радиус объектива аппаратуры наблюдения;where R is the radius of the lens of the observation equipment;
L - длина объектива аппаратуры наблюдения, измеренная от проекции ультразвукового излучателя на ось чувствительности аппаратуры наблюдения;L is the length of the lens of the monitoring equipment, measured from the projection of the ultrasonic emitter onto the sensitivity axis of the monitoring equipment;
P - максимальное из расстояний от центра иллюминатора космического аппарата, через который выполняется наблюдение, до расположенных на краю иллюминатора ультразвуковых приемников;P is the maximum of the distances from the center of the porthole of the spacecraft through which the observation is made to the ultrasonic receivers located on the edge of the porthole;
D - минимальное расстояние от объектива аппаратуры наблюдения до иллюминатора космического аппарата, через который выполняется наблюдение, в направлении оси чувствительности аппаратуры наблюдения.D is the minimum distance from the lens of the observation equipment to the porthole of the spacecraft through which the observation is carried out, in the direction of the sensitivity axis of the observation equipment.
Выполнение соотношения (1) обеспечивает наличие прямой видимости между ультразвуковыми излучателями, установленными на аппаратуре наблюдения, и приемниками излучения, установленными по периметру используемого для наблюдения иллюминатора КА, при любом расположении аппаратуры наблюдения относительно иллюминатора КА в моменты выполнения наблюдений, а именно при любых возможных значениях углов между осью чувствительности аппаратуры наблюдения и направлениями от ультразвуковых излучателей на ультразвуковые приемники и между осью чувствительности аппаратуры наблюдения и плоскостью иллюминатора, принимаемых ими в моменты наблюдения (в данные моменты ось чувствительности аппаратуры наблюдения проходит через иллюминатор, через который выполняется наблюдение).The fulfillment of relation (1) ensures the presence of direct visibility between the ultrasonic emitters installed on the observation equipment and the radiation receivers installed around the perimeter of the spacecraft porthole used for observation, at any location of the observation equipment relative to the spacecraft window at the time of observation, namely at any possible values angles between the sensitivity axis of the observation equipment and the directions from the ultrasonic emitters to the ultrasonic receivers and between the sensing axis the accuracy of the observation equipment and the plane of the porthole, taken by them at the moments of observation (at these moments, the sensitivity axis of the observation equipment passes through the porthole through which the observation is performed).
Соотношение (1) может быть получено из следующих формул, графически проиллюстрированных на фиг.3. Из прямоугольного треугольника AEG имеем:Relation (1) can be obtained from the following formulas, graphically illustrated in FIG. From the right triangle AEG we have:
Из прямоугольного треугольника NEB имеем:From a right triangle NEB we have:
Приравнивая правые части (3) и (6) получаем:Equating the right-hand sides of (3) and (6) we obtain:
откуда с учетом (2) следует (1). Вычисление значения К по соотношению (1) может быть осуществлено, например, итерационным методом последовательных приближений, согласно которому вычисления начинаются с некоторого начального приближения K0 и каждое следующее приближение Ki рассчитывается по формуле:whence, taking into account (2), follows (1). The calculation of the value of K from relation (1) can be carried out, for example, by the iterative method of successive approximations, according to which the calculations begin with some initial approximation K 0 and each subsequent approximation K i is calculated by the formula:
где Fun(K) - правая часть соотношения (1). Вычисления заканчиваются, когда отличие между Ki и Ki-1 становится меньше требуемой точности вычисления значения K.where Fun (K) is the right-hand side of relation (1). The calculations end when the difference between K i and K i-1 becomes less than the required accuracy in calculating the value of K.
Ультразвуковые излучатели могут быть размещены в одной плоскости, перпендикулярной оси чувствительности аппаратуры наблюдения. Также каждый ультразвуковой излучатель может быть размещен на одинаковых расстояниях от двух ближайших к нему ультразвуковых излучателей и на одинаковых расстояниях от оси чувствительности аппаратуры наблюдения. При этом ультразвуковые приемники также могут быть размещены в одной плоскости, которая параллельна плоскости иллюминатора КА, через который выполняется наблюдение, на одинаковых расстояниях от двух ближайших к каждому приемнику ультразвуковых приемников и на одинаковых расстояниях от центра упомянутого иллюминатора.Ultrasonic emitters can be placed in one plane perpendicular to the sensitivity axis of the observation equipment. Also, each ultrasonic emitter can be placed at equal distances from the two ultrasonic emitters closest to it and at equal distances from the sensitivity axis of the observation equipment. In this case, the ultrasonic receivers can also be placed in one plane, which is parallel to the plane of the spacecraft porthole through which the observation is carried out, at equal distances from the two ultrasonic receivers closest to each receiver and at equal distances from the center of the porthole.
Такое расположение излучателей, с одной стороны, позволит уменьшить внешние габариты устройства размещения излучателей на аппаратуре наблюдения, а с другой стороны, позволит максимально разнести в пространстве точки размещения излучателей, обеспечив этим максимизацию точности определения пространственного положения аппаратуры наблюдения относительно КА.Such an arrangement of emitters, on the one hand, will make it possible to reduce the external dimensions of the device for placing emitters on the observation equipment, and on the other hand, it will maximize the spatial distribution of emitter placement points, thereby maximizing the accuracy of determining the spatial position of the observation equipment relative to the spacecraft.
В предлагаемом изобретении частотный диапазон работы радиотрансиверов выбирается исходя из требований безопасности, отсутствия помех и взаимовлияний на работу другого штатного радиооборудования внутри пилотируемого КА. Номинально данные радиотрансиверы могут работать, например, в диапазоне Wi-Fi (частота 2,4 гГц) по протоколу SimpliciTI.In the present invention, the frequency range of operation of radio transceivers is selected based on safety requirements, the absence of interference and interference with the operation of other standard radio equipment inside a manned spacecraft. Nominally, these radio transceivers can work, for example, in the Wi-Fi range (2.4 GHz frequency) using the SimpliciTI protocol.
В качестве ультразвуковых излучателей и приемников могут быть использованы, например, ультразвуковые датчики фирмы Murata Manufacturing Co., Ltd. (www.murata.com): MA40E8-2 - ультразвуковой приемопередатчик, MA40E7R - ультразвуковой приемник, MA40E7S - ультразвуковой излучатель, при этом вес датчика не превышает 5 грамм при габаритах, составляющих несколько миллиметров. Частотный диапазон работы ультразвуковых излучателей также выбирается исходя из требований безопасности, отсутствия помех и взаимовлияний на работу другого штатного радиооборудования внутри пилотируемого КА. Номинальная рабочая частота ультразвуковых излучателей может составлять, например, 40 кГц.As ultrasonic emitters and receivers, for example, ultrasonic sensors from Murata Manufacturing Co., Ltd. can be used. (www.murata.com): MA40E8-2 - an ultrasonic transceiver, MA40E7R - an ultrasonic receiver, MA40E7S - an ultrasonic emitter, while the weight of the sensor does not exceed 5 grams with dimensions of several millimeters. The frequency range of operation of ultrasonic emitters is also selected based on safety requirements, the absence of interference and interference with the operation of other standard radio equipment inside a manned spacecraft. The nominal operating frequency of ultrasonic emitters may be, for example, 40 kHz.
В качестве датчиков температуры могут быть использованы, например, прецизионные температурные сенсоры ТМР35, ТМР36, ТМР37 фирмы Analog Devices или температурные сенсоры, встроенные в современные микроконтроллеры.As temperature sensors can be used, for example, precision temperature sensors TMP35, TMP36, TMP37 from Analog Devices or temperature sensors built into modern microcontrollers.
В предлагаемом изобретении на приборе наведения требуется разместить ограниченное число элементов, главными из которых являются ультразвуковые излучатели, датчик температуры и радиотрансивер. Малый вес и габариты современных ультразвуковых излучателей, датчика температуры, радиотрансивера обеспечивают минимизацию массы и габаритов элементов, которые необходимо разместить на приборе наведения.In the present invention, a limited number of elements are required to be placed on the guidance device, the main of which are ultrasonic emitters, a temperature sensor and a radio transceiver. The low weight and dimensions of modern ultrasonic emitters, a temperature sensor, and a radio transceiver minimize the weight and dimensions of the elements that need to be placed on the guidance device.
Опишем технический эффект предлагаемого изобретения.We describe the technical effect of the invention.
Предложные способ и система определения географических координат области наблюдения перемещаемой относительно КА аппаратуры наблюдения обеспечивают высокоточное определение географических координат области, наблюдаемой через аппаратуру наблюдения, свободно перемещаемую в условиях невесомости относительно КА и не имеющую с ним механической связи, при обеспечении возможности использования различной сменной аппаратуры наблюдения, в том числе обеспечивают возможность любого перемещения оператора КА, требуемого в процессе выполнения наблюдений с помощью ручной аппаратуры наблюдения.The proposed method and system for determining the geographical coordinates of the observation region of the observation equipment moved relative to the spacecraft provides high-precision determination of the geographical coordinates of the region observed through the observation equipment, freely moving under zero gravity relative to the spacecraft and not having a mechanical connection with it, while making it possible to use various interchangeable observation equipment, including the possibility of any movement of the spacecraft operator required in the process I observations by manual observation equipment.
Достижение технического результата в предложенных способе и системе обеспечивается:The achievement of the technical result in the proposed method and system is provided:
- в части обеспечения возможности свободного перемещения аппаратуры наблюдения в условиях невесомости относительно КА и исключения механической (в том числе проводной) связи аппаратуры наблюдения с КА - использованием импульсных ультразвуковых сигналов, излучаемых не менее чем тремя ультразвуковыми излучателями, размещенными на аппаратуре наблюдения, принимаемых не менее чем тремя ультразвуковыми приемниками, размещенными на КА, а также выполнением синхронизации моментов излучения и приема импульсных ультразвуковых сигналов по радиоканалу между радиотрансивером, размещенным на КА, и радиотрансивером, размещенным на аппаратуре наблюдения;- in terms of ensuring the possibility of free movement of observation equipment in zero gravity relative to the spacecraft and the exclusion of mechanical (including wired) communication of the monitoring equipment with the spacecraft - using pulsed ultrasonic signals emitted by at least three ultrasonic emitters placed on the observation equipment, received at least than three ultrasonic receivers located on the spacecraft, as well as synchronizing the moments of radiation and receiving pulsed ultrasonic signals by rad okanalu between the radio transceiver placed on the spacecraft, and RF Transceiver, placed on the equipment monitoring;
- в части исключения зависимости точности определения географических координат области наблюдения от изменения скорости распространения ультразвуковых сигналов - измерением температуры в местах размещения ультразвуковых излучателей и в местах размещения ультразвуковых приемников и учетом данных измерений температуры при определении текущей скорости распространения ультразвуковых сигналов между излучателями и приемниками;- in terms of eliminating the dependence of the accuracy of determining the geographic coordinates of the observation area on changes in the propagation speed of ultrasonic signals - by measuring the temperature at the locations of ultrasonic emitters and at the locations of ultrasonic receivers and taking into account temperature measurement data when determining the current propagation speed of ultrasonic signals between emitters and receivers;
- в части обеспечения идентификации сигналов, излучаемого разными излучателями - использованием временного метода разделения, при котором ультразвуковые излучатели посылают импульсные сигналы поочередно с задержкой по времени;- in terms of ensuring the identification of signals emitted by different emitters - using a temporary separation method in which ultrasonic emitters send pulsed signals alternately with a time delay;
- в части исключения накопления погрешности определения координат области наблюдения - определением координат области наблюдения по измерениям времени задержки ультразвуковых сигналов и пространственному положению КА, взятым непосредственно на текущий момент времени;- in terms of eliminating the accumulation of errors in determining the coordinates of the observation area — by determining the coordinates of the observation area from measurements of the delay time of ultrasonic signals and the spatial position of the spacecraft taken directly at the current time;
- в части уменьшения габаритов элементов, размещаемых на аппаратуре наблюдения - использованием в качестве элементов, которые необходимо разместить на аппаратуре наблюдения, ультразвуковых излучателей и датчиков температуры, которые имеют ничтожную, по отношению к аппаратуре наблюдения, массу и габариты.- in terms of reducing the dimensions of the elements placed on the observation equipment - using as elements that must be placed on the monitoring equipment, ultrasonic emitters and temperature sensors, which have a negligible mass and dimensions with respect to the observation equipment.
В том числе достижение технического результата в предложенной системе обеспечивается введением предложенных датчиков температуры, радиотрансиверов, блока определения пространственного положения аппаратуры наблюдения относительно КА и функциональных блоков, реализующих излучение, прием и описанную обработку ультразвуковых сигналов, а также введением предложенных функциональных связей между блоками и предложенным исполнением уже известных блоков.Including the achievement of the technical result in the proposed system is provided by the introduction of the proposed temperature sensors, radio transceivers, a unit for determining the spatial position of the observation equipment relative to the spacecraft and functional blocks that implement radiation, reception and described processing of ultrasonic signals, as well as the introduction of the proposed functional relationships between the blocks and the proposed design already known blocks.
Предложенное устройство размещения излучателей на аппаратуре наблюдения обеспечивает синхронизацию перемещения аппаратуры наблюдения и ультразвуковых излучателей при обеспечении требуемых для высокоточного определения географических координат области наблюдения геометрических параметров расположения ультразвуковых излучателей относительно аппаратуры наблюдения и обеспечении возможности использования различной сменной аппаратуры наблюдения.The proposed device for placing emitters on the observation equipment provides synchronization of the movement of the observation equipment and ultrasonic emitters while ensuring the geometrical parameters of the location of the ultrasonic emitters relative to the observation equipment required for high-precision determination of the geographical coordinates of the observation area and providing the possibility of using various interchangeable observation equipment.
Достижение технического результата в предложенном устройстве размещения излучателей на аппаратуре наблюдения обеспечивается предложенным размещением излучателей на данном устройстве посредством предложенных штанг, которые предложенным образом соединены с аппаратурой наблюдения, а также предложенным размещением излучателей относительно аппаратуры наблюдения, в том числе размещением их на предложенном расстоянии до оси чувствительности аппаратуры наблюдения при обеспечении возможности использования различной сменной аппаратуры наблюдения.The achievement of the technical result in the proposed device for placing emitters on the monitoring equipment is provided by the proposed placement of the emitters on this device through the proposed rods, which are in the proposed manner connected to the monitoring equipment, as well as the proposed placement of the emitters relative to the monitoring equipment, including placing them at the proposed distance to the sensitivity axis surveillance equipment while providing the possibility of using various interchangeable equipment s observations.
Выполненная оценка эффективности применения предлагаемого изобретения на международной космической станции (МКС) показала, что его использование качественно повысит эффективность выполнения картографической «привязки» результатов геофизических наблюдений, выполняемых через иллюминаторы МКС, обеспечивая при этом уникальную оперативность выполнения целевой интерпретации любого количества изображений, получаемых с помощью находящейся на МКС разнообразной аппаратуры наблюдения.The performed evaluation of the effectiveness of the application of the proposed invention on the International Space Station (ISS) showed that its use will qualitatively increase the efficiency of performing cartographic “referencing” of the results of geophysical observations carried out through the ISS portholes, while ensuring the unique speed of performing a targeted interpretation of any number of images obtained using various observation equipment located on the ISS.
Промышленное исполнение существенных признаков, характеризующих изобретение, не является сложным и может быть выполнено по известным технологиям.Industrial execution of the essential features characterizing the invention is not complicated and can be performed using known technologies.
Claims (3)
,
где R - радиус объектива аппаратуры наблюдения;
L - длина объектива аппаратуры наблюдения, измеренная от проекции ультразвукового излучателя на ось чувствительности аппаратуры наблюдения;
P - максимальное из расстояний от центра иллюминатора космического аппарата, через который выполняется наблюдение, до расположенных на краю иллюминатора ультразвуковых приемников;
D - минимальное расстояние от объектива аппаратуры наблюдения до иллюминатора космического аппарата, через который выполняется наблюдение, в направлении оси чувствительности аппаратуры наблюдения. 3. A device for placing emitters on the monitoring equipment, comprising a detachable connection, one of the detachable parts of which is rigidly connected to the monitoring equipment, characterized in that at least three rods are additionally inserted, each of which has ultrasonic emitters, and the rods are rigidly connected to the other of the detachable parts of the detachable connection, the radiation axes of the ultrasonic emitters being parallel to the sensitivity axis of the observation equipment, and the distances from each ultrasonic emitter For the sensitivity axis of the observation equipment, no less than the value of K determined by the relation
,
where R is the radius of the lens of the observation equipment;
L is the length of the lens of the monitoring equipment, measured from the projection of the ultrasonic emitter onto the sensitivity axis of the monitoring equipment;
P is the maximum of the distances from the center of the porthole of the spacecraft through which the observation is made to the ultrasonic receivers located on the edge of the porthole;
D is the minimum distance from the lens of the observation equipment to the porthole of the spacecraft through which the observation is carried out, in the direction of the sensitivity axis of the observation equipment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012134961/28A RU2524045C2 (en) | 2012-08-16 | 2012-08-16 | Method for determination of geographic position of observed area of observation equipment being moved relative to spacecraft, system for its implementation and device for arranging emitters on observation equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012134961/28A RU2524045C2 (en) | 2012-08-16 | 2012-08-16 | Method for determination of geographic position of observed area of observation equipment being moved relative to spacecraft, system for its implementation and device for arranging emitters on observation equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012134961A RU2012134961A (en) | 2014-02-27 |
RU2524045C2 true RU2524045C2 (en) | 2014-07-27 |
Family
ID=50151455
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012134961/28A RU2524045C2 (en) | 2012-08-16 | 2012-08-16 | Method for determination of geographic position of observed area of observation equipment being moved relative to spacecraft, system for its implementation and device for arranging emitters on observation equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2524045C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2587539C2 (en) * | 2014-08-28 | 2016-06-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.Н. Королева" | Method of determining coordinates of ground objects photographed from spacecraft |
RU2600039C1 (en) * | 2015-06-04 | 2016-10-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Method of determining position of object mainly relative to spacecraft and system therefor |
RU2692205C1 (en) * | 2018-05-30 | 2019-06-21 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" | Device for orientation of observation equipment carried on board a manned vehicle |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU35448U1 (en) * | 2003-10-13 | 2004-01-10 | Козачок Вадим Константинович | Interactive test bench for on-board automatic stabilization system for a small-sized unmanned aerial vehicle of a helicopter type |
RU2321828C1 (en) * | 2007-03-06 | 2008-04-10 | Дочернее Открытое Акционерное Общество (ДОАО) "Оргэнергогаз" | Navigatio topographic intratubular inspection tool |
RU2353902C2 (en) * | 2007-05-11 | 2009-04-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Method for determination of geographic coordinates of object images on planet surface during shooting from manned spacecraft |
RU2436134C1 (en) * | 2010-03-16 | 2011-12-10 | Сергей Петрович Алексеев | Method for rapid investigation of atmosphere, earth's surface and ocean |
-
2012
- 2012-08-16 RU RU2012134961/28A patent/RU2524045C2/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU35448U1 (en) * | 2003-10-13 | 2004-01-10 | Козачок Вадим Константинович | Interactive test bench for on-board automatic stabilization system for a small-sized unmanned aerial vehicle of a helicopter type |
RU2321828C1 (en) * | 2007-03-06 | 2008-04-10 | Дочернее Открытое Акционерное Общество (ДОАО) "Оргэнергогаз" | Navigatio topographic intratubular inspection tool |
RU2353902C2 (en) * | 2007-05-11 | 2009-04-27 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Method for determination of geographic coordinates of object images on planet surface during shooting from manned spacecraft |
RU2436134C1 (en) * | 2010-03-16 | 2011-12-10 | Сергей Петрович Алексеев | Method for rapid investigation of atmosphere, earth's surface and ocean |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЗЛОБИН В.К. ЕРЕМЕЕВ В.В. Обработка аэрокосмических изображений. Изд. ФИЗМАТ ЛИТ. 2006, 288c. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2587539C2 (en) * | 2014-08-28 | 2016-06-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.Н. Королева" | Method of determining coordinates of ground objects photographed from spacecraft |
RU2600039C1 (en) * | 2015-06-04 | 2016-10-20 | Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" | Method of determining position of object mainly relative to spacecraft and system therefor |
RU2692205C1 (en) * | 2018-05-30 | 2019-06-21 | Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" | Device for orientation of observation equipment carried on board a manned vehicle |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012134961A (en) | 2014-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7077013B2 (en) | 3D information processing unit, device equipped with 3D information processing unit, unmanned aerial vehicle, notification device, moving object control method using 3D information processing unit, and program for moving object control processing | |
US7679727B2 (en) | Method and system for determining the position of a receiver unit | |
CN101738161B (en) | Equipment and method for measuring six-dimensional pose of moving object | |
RU2531781C2 (en) | Orientation method of instrument moved in piloted aircraft, and system for its implementation | |
JP5599524B2 (en) | Automatic measurement of dimensional data by laser tracker | |
US20150037045A1 (en) | Laser receiver | |
CN105785343A (en) | Spacial multi-beam laser emitter, multichannel receiving apparatus and detection apparatus | |
JP2016080572A (en) | Laser measurement system | |
KR20140002051A (en) | System and method for controlling an unmanned air vehicle | |
CN105423999A (en) | Measurement device with adjustable light source distance and measurement method | |
RU2524045C2 (en) | Method for determination of geographic position of observed area of observation equipment being moved relative to spacecraft, system for its implementation and device for arranging emitters on observation equipment | |
CN108226902A (en) | A kind of face battle array lidar measurement system | |
JP2019168406A (en) | Target device and surveying system | |
CN103644907A (en) | Pulsar angular position measurement system and method based on double satellite platforms | |
CN105066983A (en) | Detection method and device of radical cooling temperature, flying speed, and movement track | |
JP2010043992A (en) | Method and device for detecting electrostatic discharge generation position | |
RU2456637C1 (en) | Laser location method | |
JP6470658B2 (en) | Laser measurement system and laser measurement method | |
JP2009244192A (en) | Device, method, and program for measuring moving body position | |
CN105486236A (en) | Point light source dimension measurement apparatus and dimension measurement method | |
JP2023041316A5 (en) | ||
CN105486277A (en) | Slide rail type optical measuring device capable of changing angles and measuring method | |
CN103983275B (en) | Double reference signal source aircraft directions scaling method | |
RU2626243C1 (en) | Method of determining spatial coordinates of objects and system for its realisation | |
RU2692284C1 (en) | Navigation system for equipment moved onboard manned vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
HC9A | Changing information about author(s) |