DE1673926B1 - Verfahren und einrichtung zur optischen messung der winkel abweichung eines objektes in einem bezugssystem - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Meßverfahren für die Diese Kennzeichen werden erzeugt, wenn der elektro-

momentane Winkelabweichung zwischen der optischen nische Abtaststrahl den Bildpunkt trifft. Obwohl eine

Achse eines Gerätes und der Richtung eines mit diesem derartige Einrichtung genaue und schnelle Anzeigen

angezielten Objektes. Diese Abweichung kann durch liefert, ist sie schwierig zu verwirklichen, kompliziert den Abstand dargestellt werden, der zwischen der tat- 5 und von beschränkter Genauigkeit, da bei der Stabili-

sächlichen Lage des Bildes des angezielten Objektes in sierung des einer Drift unterworfenen Abtaststrahles

der bildseitigen Brennebene des optischen Gerätes und Schwierigkeiten auftreten und ebenso bei der Ausf üh-

der Lage des Bildes existiert, wie sie bei genauem rung der elektronischen Strahlablenkvorrichtungen.

Zusammenfallen der optischen Achse des Gerätes mit Aufgabe der Erfindung ist es also, ein Verfahren und der Richtung des angezielten Objektes vorhanden wäre. io eine Einrichtung für die Messung der Winkelab-

Die Erfindung betrifft außerdem Meßeinrichtungen weichung eines optischen Gerätes zu liefern. Meßver-

zur Ausführung des Verfahrens und eignet sich na- fahren und -einrichtung sollen nicht die obenerwähn-

mentlich für einen Sternsucher oder ein Teleskop für ten Nachteile aufweisen, sollen sich leicht verwirkli-

künstliche Satelliten. chen und betreiben lassen, und ihre Meßgenauigkeit

Die Richtungsabweichung eines optischen Gerätes 15 soll ausreichend sein.

kann man bekanntlich, wie schon kurz angedeutet, be- Hierzu weist das Verfahren zur Messung der Winstimmen, indem man in der bildseitigen Brennebene des kelabweichung der Achse eines optischen Gerätes Gerätes die beiden Polarkoordinaten oder kartesi- von der Richtung eines angezielten Objektes, namentschen Koordinaten der Lage des Bildes in einem System lieh eines Sternsuchers für künstliche Satelliten, im orthogonaler Bezugsachsen ausmißt. So ordnet man bei 20 wesentlichen folgende Punkte auf:
einer ersten Art bekannter Meßeinrichtungen in der In der unmittelbaren Nachbarschaft der bildseitigen bildseitigen Brennebene des optischen Gerätes ein Brennebene des optischen Gerätes ist in bekannter Netz an, daß aus zwei orthogonalen Gittern drahtför- Weise mindestens ein Detektor für das in dieser entmiger Detektoren besteht, die voneinander unabhängig, worfene Bild angeordnet, dessen aktive Fläche dem aber derart miteinander verbunden sind, daß sie eine 25 auszumessenden Feld oder Bereich entspricht und mit Matrix von Detektoren bilden. Die so entstandene dem die Lage des Bildes gegenüber einem Koordi-Netzfläche entspricht mindestens der Fläche des aus- natensystem gemessen wird. Erfindungsgemäß wird zumessenden Feldes oder Bereiches. Die Koinzidenz- in dem Gerät mindestens ein impulsf örmiges Signal (T) lage zweier gleichzeitig vom Bild sensibilisierterDetek- für eine Anfangslage zur Zählung von Zeitintervallen toren gibt dann die gesuchten Rechteckkoordinaten 30 mit Hilfe von Taktimpulsen (7) und mindestens ein der Lage dieses Bildes an und gestattet folglich die weiteres Signal erzeugt, das sich in Abhängigkeit von Messung der entsprechenden Winkelabweichung. Es der Belichtung des Detektors verändert und mindestens ist jedoch bekannt, daß das Auflösungsvermögen eines eine »Anomalie« oder Diskontinuität aufweist, die für solchen Netzes gering ist, weil jede Detektor-Gitter- die Lage des aufzusuchenden Bildpunktes kennlinie einen minimalen Platzbedarf hat und weil außer- 35 zeichnend ist und so mindestens ein Anzeigesignal (S) dem die erforderliche elektronische Verstärkung für bildet, so daß in einem mit dem Detektor verbundenen jeden Detektor schnell zu einer hinderlichen Anzahl Koordinatensystem zwei Koordinaten der momentavon Verstärkern führt. nen Lage des Bildes oder der Winkelabweichung

Bei einem anderen bekannten Meßverfahren liegt bestimmt werden, indem das Zeitintervall gemessen

in der bildseitigen Brennebene des Gerätes ein einziger 40 wird, welches zwischen dem Auftreten des impuls-

Detektor, und über diesem Detektor sind entweder förmigen Signals (T) für die Anfangslage und dem

zwei bewegliche Masken mit orthogonalen Schlitzen Auftreten des Anzeigesignals (S) für die vom Detektor

oder eine bewegliche Maske mit nichtparallelen Schiit- ausgehende Anomalie liegt.

zen angeordnet. Die Bestimmung der Zeitpunkte, an Bei einer ersten Abwandlungsform des Meßver-

denen sich die Schlitze mit dem Bild decken, liefert 45 fahrens wird das optische Bild des Objektes verdoppelt,

eine Angabe über die Lage des Bildes in einem System und es werden so zwei zueinander orthogonale Bilder

orthogonaler Achsen. Man kann sich aber leicht vor- auf zwei Detektoren projiziert, die nahe der bildseiti-

stellen, daß die erforderliche abwechselnde Bewegung gen Brennebene des Gerätes angeordnet sind und

dieser Masken und die Bestimmung der Koinzidenz- deren Mittelpunkte bezüglich der optischen Achse des

Zeitpunkte mechanische Probleme stellt, deren Lösung 50 Gerätes um 90° gegeneinander versetzt sind, so daß

heikel ist. zwei Impulse für die Anfangslage und zwei von den

Bei einem dritten schon ausgeführten Verfahren wird Detektoren ausgehende veränderliche Signale derart

ein nicht punktförmiges Bild auf ein System von vier erzeugt und miteinander verbunden werden, daß in

sektorweise angeordneten Detektoren geworfen, so daß einem orthogonalen Bezugsachsensystem mit seinen

ausgehend von der Lage des Belichtungsbereiches auf 35 zwei an die Detektoren gebundenen Rechteckkoordi-

diesen Sektoren eine elektrische Spannung erzeugt wird, naten jeweils das Zeitintervall oder die Anzahl von

die proportional zur Exzentrizität dieses Bereiches ist. Taktimpulsen gemessen wird, die zwischen dem Auf-

Eine derartige Einrichtung weist aber eine relativ ge- treten des Anfangsimpulses und dem Auftreten des

ringe Genauigkeit auf, da die Ungleichheit zwischen entsprechenden Anzeigesingnals liegen,

verschiedenen Helligkeitswerten gemessen wird. 60 Bei einer zweiten Abwandlungsform dieses Ver-

Schließlich wird bei einem weiteren bekannten Ver- fahrens erfolgt die Analyse der Bildlage in Polarfahren und der dazugehörigen Meßeinrichtung das koordinaten, und zwar mit Hilfe eines veränderlichen Bild des angezielten Objektes auf eine Vidiconröhre Signals, das von einem einzigen Detektor ausgeht, geworfen, und eine entsprechende elektronische Ab- dessen Mittelpunkt auf der optischen Achse des Getastung gestattet es, unter gewissen Bedingungen ein 65 rätes liegt. Eine erste Koordinate wird durch Be-Anzeigesignal zu erzeugen, das eine oder mehrere Stimmung des Zeitinervalles gemessen, das zwischen Kennzeichen aufweist, aus denen die Lage des Bildes dem Auftreten des Anfangsimpulses und dem Aufauf dem Schirm der Röhre abgeleitet werden kann. treten des Anzeigesignals infolge einer ersten Dis-

ORlGINAL INSPECTED

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kontinuität oder Anomalie im vom Detektor abge- zeugt. Außerdem besitzt diese Meßeinrichtung zwei gebenen Signal liegt, und die zweite Koordinate aus Detektoren, deren Mittelpunkte unmittelbar unter

der Bestimmung des Zeitintervalls bis zum Auftreten der Scheibe mit dunklen und hellen Sektoren in zu-

einer zweiten Diskontinuität desselben vom Detektor einander senkrechten Richtungen angeordnet sind

ausgehenden Signals. 5 und die jeweils ein unterschiedliches Meß- oder An-

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird schließ- zeigesignal erzeugen, das je einem spitzen Impuls

lieh die durch Zählung von Impulsen erfolgende Mes- für die Anfangslage derart zugeordnet ist, daß durch

sung der Zeitintervalle zur Bestimmung der Koordi- Messung der Abstände zwischen den Impulsspitzen und

naten für die Bildlage durch Integration einer kon- den Diskontinuitäten des Anzeigesignals die beiden

stanten Anzahl von w-Einzelmessungen durchgeführt; io Rechteckkoordinaten für die Lage des Bildes bestimmt

dies erfolgt mit Hilfe eines üblichen Zählregisterblockes. werden können.

Eine Einrichtung zur Messung der Winkelabwei- Die Erfindung liefert nicht nur neuartige Geräte chung eines optischen Gerätes, namentlich eines Stern- als optische Sucher oder Teleskop speziell zum Aufsuchers für künstliche Satelliten, die das erfindungs- suchen von Sternen, namentlich in künstlichen Satelgemäße Verfahren verwirklicht, ist im wesentlichen 15 liten, sondern sie eignet sich ganz allgemein für ein durch folgende Teile gekennzeichnet: optisches Suchgerät, das mit einer oben beschriebe-

Zwei sich gemeinsam mit konstanter Geschwindig- nen Einrichtung für die Messung der Winkelab wei-

keit drehende Scheiben, nämlich eine abwechselnd chung ausgestattet ist.

dunkle und helle Sektoren tragende dünne Scheibe, Ein derartiges optisches Suchgerät ist im wesentlichen

die in unmittelbarer Nachbarschaft der bildseitigen 20 aus üblichen optischen Bauelementen und aus einer

Brennebene des optischen Gerätes derart angeordnet Einrichtung zur Messung der Winkelabweichung zu-

»ist, daß sie dessen Bildstrahl unterbricht, und eine sammengesetzt, wobei alle Teile zu einem einzigen zweite, fest mit der ersten verbundene und unterhalb Block zusammengebaut sind. In ihrer bevorzugten Ausdieser angeordnete Scheibe, die eine Magnetspur führungsform umfaßt diese Einrichtung außer der trägt, auf der sich regelmäßig verteilte magnetische 25 abwechselnd dunkle und helle Sektoren tragenden Marken befinden, die von einem zugehörigen Lese- dünnen Scheibe, die sich um einen in der optischen kopf gelesen werden, um Taktimpulse zu liefern, und Achse des Systems angeordneten Mittelpunkt dreht, außerdem mindestens eine Marke für die Bildung den beiden Detektoren, die orthogonal angeordnet eines Signals für die Anfangslage und mindestens sind und die beiden vom optischen Teil des Gerätes ein photoelektrischer Detektor, der unmittelbar unter 30 verdoppelten Bilder aufnehmen, und der die magnetider oberen Scheibe, die die dunklen und hellen sehen Marken tragenden Scheibe, die zugleich mit der Sektoren trägt, angeordnet und mit mindestens einem ersten Scheibe um eine Achse in Drehung versetzt Lesekopf derart verbunden ist, daß er ein Anzeige- wird, die parallel zur optischen Achse des Systems ist signal liefert, das von der Drehung dieser Scheibe ab- oder mit ihr zusammenfällt, eine Antriebseinrichtung hängt, welche die Belichtung des Detektors steuert. 35 aus zwei Spulen, die die beiden Scheiben synchron Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform be- oder asynchron antreiben, und eine Reihe von Lesesitzt die Meßeinrichtung einen einzigen Detektor, köpfen, die einerseits die Taktsignale und das Anfangsdessen Mittelpunkt auf einer Bezugsachse des Koordi- signal und andererseits die Anzeigesignale liefern, natensystems liegt und der den Anfangsimpuls er- die von den beiden Detektoren der Meßeinrichtung zeugt, wenn die zugehörige Marke auf der Magnet- 40 ausgehen.

spur mit dieser Bezugsachse zusammenfällt. Ferner Die Erfindung wird an Hand folgender Beschrei-

ist wieder eine abwechselnd dunkle und helle Sektoren bung erläutert, die sich mit den Grundprinzipien des

»tragende dünne Scheibe vorhanden, bei der jedoch erfindungsgemäßen Verfahrens zur Messung der mindestens ein dunkler Sektor so breit ist, daß er den Winkelabweichung eines optischen Gerätes befaßt Lichtstrom zum Detektor so lange unterbricht, daß 45 sowie mit zwei bevorzugten Ausführungsformen der eine erste Diskontinuität im Anzeigesignal auftritt, entsprechenden Meßeinrichtung, die namentlich zum während die übrigen dunklen und hellen Sektoren Aufbau von Sternsuchern für künstliche Satelliten alle gleich breit sind, jedoch innerhalb der radikalen oder Raumfahrzeuge bestimmt sind. Die Beschreibung Länge des gleichen Sektors eine dunkle und helle erfolgt an Hand der Zeichnung; in dieser zeigt
Zone aufweisen, deren Trennlinie sich von einem 50 F i g. 1 in schematischer Darstellung das Prinzip Sektor zum nächsten kontinuierlich verschiebt, so der Winkelabweichungsmessung einer nach einem daß das vom Detektor ausgehende Signal eine zweite klassischen Verfahren arbeitenden optischen EinDiskontinuität aufweist, und zwar infolge einer Um- richtung;

kehrung der von diesem Detektor ausgehenden Si- F i g. 2 in schematischer perspektivischer Ansicht

gnale, sobald derjenige Sektor hindurchläuft, dessen 55 ein Gerät zur Messung eines Winkels zwischen zwei

Trennlinie zwischen der dunklen und der hellen Zone Punkten, von denen mindestens einer eine mit der

dem polaren Radius der Bildlage entspricht. So werden Zeit veränderliche Lage hat,

die beiden Polarkoordinaten der Lage des Bildes auf F i g. 3 in einem Diagramm das Prinzip der Win-

dem Detektor, ausgehend vom Lagesingal und/oder kelmessung, wie sie von einem Gerät nach F i g. 2

von dem Signal, bestimmt, das beim Erscheinen eines 60 ausgeführt wird,

breiten dunklen Sektors über diesem Detektor erzeugt F i g. 4 in schematischer perspektivischer Ansicht

wird. das einer ersten Ausführungsform der Erfindung ent-

Bei einer zweiten Ausführungsform besitzt die sprechende Prinzip einer Meßeinrichtung für die

Meßeinrichtung eine dünne Scheibe, die abwechselnd Winkelabweichung eines optischen Gerätes,

gleichmäßig dunkle und helle Sektoren gleicher Breite 65 F i g. 5 in entsprechender Darstellung das einer

und mindestens einen breiteren dunklen Sektor trägt, zweiten Ausführungsform entsprechende Prinzip einer

der eine Diskontinuität oder Anomalie in der Folge Meßeinrichtung für die Winelabweichung eines opti-

der von den anderen Sektoren erzeugten Impulse er- sehen Gerätes,

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F i g. 6 in schematischer, teilweise aufgeschnittener In F i g. 2 und 3 ist das Prinzip einer sehr genauen perspektivischer Ansicht eine erste Ausführungsform Winkelmessung dargestellt, wie es bei den weiter eines erfindungsgemäßen, nach dem in F i g. 4 dar- unten beschriebenen Ausführungsformen der erfingestellten Prinzip arbeitenden Winkelabweichungs- dungsgemäßen Einrichtung zur Messung der Winkelmeßgerätes in Anwendung auf einen Sternsucher, 5 abweichung benutzt wird. Das in F i g. 2 dargestellte

F i g. 7 in entsprechender Darstellung perspektivi- Gerät gestattet es speziell, den veränderlichen Winkel

scher Ansicht eine zweite Ausführungsform nach dem zwischen zwei Seiten eines Dreiecks zu messsn, bei

in F i g. 5 dargestellten Prinzip, dem zwei Ecken eine mit der Zeit veränderliche Lage

F i g. 8 in der Ansicht von oben einen Teil der haben

Sektorscheibe und die beiden Detektoren, die bei der io Ein derartiges Gerät (F i g. 2) besitzt eine Welle A,

ersten Ausführungsform nach F i g. 4 bzw. F i g. 6 die sich mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit α/

eingesetzt werden, wie sie in F i g. 4 dargestellt ist, um die Achse z, z' dreht und dabei einen Detek-

F i g. 9 ein Diagramm der verschiedenen Signale, tor Af₁ mitnimmt, der von einem mit der Welle A

die von den einzelnen Anzeigemitteln der ersten Aus- fest verbundenen Arm getragen wird. Eine Scheibe B

führungsform (F i g. 4, 6 und 8) geliefert werden, 15 dreht sich, angetrieben von einem Motor Af, mit der

F i g. 10 in der Ansicht von oben einen Teil der Winkelgeschwindigkeit ω um die gleiche Achse z, z'. Sektorscheibe, wie sie bei der zweiten Ausführungs- Mit Af₃ ist ein gegenüber A und B fester Detektor darform der Meßeinrichtung (F ig. 5 und 7) eingesetztwird, gestellt und mit Af₂ ein Detektor, dessen momentane

F i g. 11 ein Diagramm der Signale, die zur Ana- Winkelstellung θ gegenüber M₁, bezogen auf die

lyse der Lage des Bildes bei der zweiten Abwand- 20 Achse z, z', gemessen werden soll,

lungsf orm nach F i g. 10 dienen, Hierzu ist die Scheibe B mit einer Magnetspur

F i g. 12 in einem Blockschaltbild eine Ausführungs- versehen, auf die z. B. auf ihrem äußeren Umfang form eines elektronischen Meßkreises zur Verarbei- magnetische Marken/ aufgebracht sind. Diese Zeitung der Daten, die von der ersten Ausführungsform chen laufen unter dem entsprechenden Lesekopf Af₃ der Erfindung geliefert werden, 25 hindurch, während eine weiter innen auf die gleiche

F i g. 13 in einem Blockschaltbild analog zu Scheibe aufgebrachte magnetische Marke T von den

F i g. 12 eine andere Ausführungsform einer elektro- Leseköpfen Af₁ und Af₂ derart gelesen wird, daß im-

nischen Schaltung für die Verarbeitung der Daten, pulsförmige Lagesingnale T(M₁) und T(Af₂) erzeugt

wie sie von der Meßeinrichtung nach F i g. 10 geliefert werden, die zur Winkelmessung dienen (F i g. 3).

werden, 3° Es sei nun ein praktisches Beispiel für die Größen-

F i g. 14 ein Diagramm einer vorteilhaften Abwand- Ordnung der durchführbaren Messungen angegeben:

lungsf orm des Meßverfahrens, bei der wiederholte Die Scheibe B kann 2000 Zeichen//mm tragen und

Messungen der Winkelabweichung mit Hilfe der einen einen Durchmesser von 40 mm aufweisen, das führt

oder anderen Ausführungsform (F i g. 6 oder 7) aus- zur Erzeugung einer Sinusimpulsfolge von 240 000 Hz/

geführt werden. 35 Umdrehung, nach Gleichrichtung durch eine übliche

In F i g. 1 ist zunächst zur Erläuterung eine klassi- Gleichrichterbrücke ergeben sich also 480 000 Im-

sche Anordnung der Bauelemente einer bekannten pulse. Zwischen zwei Impulsen ergibt sich ein

optischen Einrichtung zur Messung der Winkelab- Winkelabstand von
weichung eines optischen Gerätes dargestellt. Eine

Optik P stellt das optische Ziel- oder Suchgerät dar. 40 j 296 000

Sie ist in O₁ auf der optischen Achse z, z' des Systems ~7^7^T ^{= 3} ' (^BoS^ensekunden)·

zentriert. Diese Optik P liefert auf der Sekundär- 480 000
achse Z₁, Z₁ in ihrer bildseitigen Brennebene ein

Bild O' des Objektes O₂'. Das Objekt besitzt in der die Diese Impulse können als Zeit- oder Taktimpulse

Bezugsachsen X₂, X₂ und γ₂, γ₂ enthaltenden bild- 45 eingesetzt werden. Setzt man weiterhin voraus, daß

seitigen Brennebene eine »Winkelabweichung«, die die Scheibe B 60 Umdrehungen/Minute oder einer

einem Abstand von der optischen Achse entspricht, Umdrehung/Sekunde oder /1000 ms ausführt, dann

der durch die Koordinaten α' und ß' dargestellt beträgt das Zeitintervall zwischen zwei aufeinander-

wird. In der an die orthogonalen Bezugsachsen x, x' folgenden Taktimpulsen (F i g. 3) etwa:

und γ, γ' gebundenen Brennebene kann die »Winkel- 5»
abweichung« des Bildes O' bestimmt werden, indem die

Werte der Koordinaten α' und ß' des Bildes O' in IQ⁶ _{= 2} s

dem Achsensystem x, x' und γ, γ' gemessen werden. 4g . jq* ^ '
Diese Messung kann auf bekannte Art und Weise

mit Hilfe eines Detektors d erfolgen, der eine große 55

Anzahl parallel geordneter Zellen enthält, die ein Beim Durchgang des Zeichens T unter den Lese-Mosaik oder eine Matrix bilden, wobei dieses Detek- köpfen Af₂ und Af₁ tritt einerseits das Signal T(Af₂) torsystem im Punkte 0 (Lage des Bildes für eine auf, das ein elektronisches Tor öffnet, und anderer-Winkelabweichung Null) auf die optische Achse z, z' seits das Signal T(M₁), das dieses Tor wieder derart zentriert ist, daß die festgestellte Koinzidenz ⁶° schließt. Daher liefert die Anzahl der von Af₃ gelesenen der Koordinaten von O' (ß^r — —4 und α' = +5 im Impulse /(Θ) genau den gesuchten Winkel Θ, da dieser in F i g. 1 dargestellten Beispiel) eine Angabe über die Winkel etwa gleich / · 3" ist oder gleich einem Zeit-Lage oder Größe der gesuchten Winkelabweichung mtervall von / · 2 \ls. Das Signal T (M₁) kann offenliefert. Bei einer derartigen in F i g. 1 dargestellten sichtlich durch ein Signal S ersetzt werden, das nicht Anordnung führen die aus dem erforderlichen Platz- 65 an die Drehung der Scheibe B gebunden ist, sondern bedarf der einzelnen Detektorzellen resultierenden z. B. von einem Detektor für Lichtstrahlen geliefert Abstände oder Schrittweiten offensichtlich zu einem werden kann, wie es bei den Ausführungsformen der relativ geringen Auflösungsvermögen. Einrichtung zur Messung der Winkelabweichung

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eines optischen Gerätes gemäß der Erfindung im fol- wählten Beispiel rechteckförmigen) Impulsfolge des genden beschrieben wird; in diesem Fall wird der ge- vom Detektor d gelieferten Signals erzeugt. Diese suchte Winkel mit Hilfe dieses Signals S, des Si- Umkehrung bildet eine Anomalie S'<p (F i g. 11). gnals T(M₂) und der Taktsignale /bestimmt, und die Die im Signal des Detektors festgestellte Lage von Elemente A und M₁ können entfallen. 5 S'cp kennzeichnet die Länge des polaren Radius ψ.

In F i g. 4 und 5 sind die Grundprinzipien der Diese Länge bildet eine gesuchte Polarkoordinate Wirkungsweise und die kennzeichnenden Eigenschaf- des Bildes O'. Diese Polarkoordinate bezieht sich auf ten des erfindungsgemäßen Meßverfahrens allgemeiner ein Bezugsachsensystem, dessen Zentrum mit dem dargestellt, das in den beiden weiter unten beschriebe- Drehmittelpunkt α der Scheibe E zusammenfällt. Vornen Ausführungsformen eingesetzt wird. io teilhaft mißt man die Größe φ (F i g. 11) durch das

Bei F i g. 5 handelt es sich um eine schematische Zeitintervall oder die Anzahl m von Taktimpulsen, Darstellung, die analog zu der in F i g. 1 ist. Zu- die den Durchgang des Randes eines breiten dunklen nächst ist eine weiter unten noch genauer beschriebene Sektors S₀ durch O' (Lage S₀' im vom Detektor dünne Scheibe E vorhanden, die abwechselnd licht- kommenden Signal) vom Auftreten der Anomalie undurchlässige und lichtdurchlässige Sektoren, im 15 oder Umkehrung S¹V trennen. So beträgt das in folgenden kurz dunkle und helle Sektoren genannt, F i g. 11 1S₀' von S'cp trennende Zeitintervall m · 4 ■ trägt. Diese Scheibe E dreht sich um ihren Mittel- 2 ms, also mit m = 11 gerade 88 ms. punkta, der sich auf der Achsez₂, z₂' befindet, die Andererseits wurde angenommen, daß in Fig. 10

parallel zur optischen Hauptachse z, z' des optischen und 11 der Spitzenimpuls T oder das Signal für die Systems (P) des schematisch dargestellten Suchgerätes 20 Anzeige der Anfangsstellung T in dem Moment erliegt. Die Scheibe E schneidet den Bildstrahl, im fol- zeugt wird, wo der entsprechende magnetische Strich genden kurz Lichtstrahl genannt, in O' in unmittel- oder die Marke T (s. weiter unten) auf der Scheibe B^ barer Nachbarschaft der bildseitigen Brennebene des welche die Magnetzeichen für die Taktsignale trägt, optischen Gerätes P. Diese Brennebene ist in F i g. 5 mit der Bezugsachse αγ in der Ebene des Detektors d durch die Ebene dargestellt, die von den beiden 25 zusammenfällt. Unter diesen Bedingungen kann man rechtwinkligen Koordinatenachsen x, x' und γ, γ' die andere Polarkoordinate oder das Azimut θ des mit dem Mittelpunkt 0 gebildet werden. Ein Detek- Bildes O' durch das Zeitintervall oder die Anzahl von tor d ist möglichst nahe an der Scheibe £ derart Impulsen I (Θ) messen, die den Anfangsimpuls T vom angeordnet, daß das Zentrum seines Meßbereiches Auftreten des Anzeigesignals S (Fig. 11) trennen, mit dem Punkt 0 zusammenfällt und auf der optischen 30 das ausgehend von der Wahrnehmung der Diskonti-Achse des Systemes P liegt. Vorteilhaft ist ein schneller nuität S'<p im vom Detektor d kommenden Signal gehochempfindlicher Photonendetektor. Die teilweise bildet wird. Im hier gewählten Beispiel entspricht der und in größerem Maßstab in Fig. 10 dargestellte Winkel θ = / · 3 Bogensekunden. Scheibe E trage nun sechs 9° breite dunkle Sektoren S₀ Selbstverständlich kann die kontinuierliche Zu-

und zwischen zwei Sektoren S₀ vierunddreißig schmale 35 nähme oder Abnahme der Radien 93^ für die Trennung Sektoren s₀ und St, die abwechselnd dunkel bzw. hell der dunklen und hellen Zonen der schmalen Sektoren sind und eine Breite von 1,5° aufweisen. Die Scheibe nach einem beliebigen Gesetz erfolgen. Eine sorgdrehe sich mit einer Umlaufzeit von 1000 ms (also fältige Wahl dieses Gesetzes gestattet es, je nach Fall 60 Umdrehungen/Minute). Die Zeit, während der die eine über den ganzen Meßbereich gleich hohe Genauig-Zellei/ vom Lichtstrahl zwischen dem Durchgang 40 keit bei der Bestimmung der Polarkoordinaten des zweier schmaler dunkler Sektoren J₀ belichtet wird, Bildes zu erhalten. Auf die soeben beschriebene beträgt dann Weise kann mit Hilfe der beiden Polarkoordinaten φ

und θ von O' die Lage des Bildes O' in dem an den

1000 · 1,5 _ Detektor d gebundenen Achsensystem genau bestimmt

360 ' 45 werden.

In F i g. 4 sind die Grundlagen einer Abwandlung des erfindungsgemäßen Meßverfahrens dargestellt,

Der Detektor liefert also ein Signal, das der Folge ihre Anwendung auf die entsprechende Meßeinrichentspricht, mit der die schmalen Sektoren J₀ und st tung in F i g. 6 und 8. In dem optischen Suchgerät P' durchlaufen und die Belichtung des Detektors unter- 5° (F i g. 4) wird das Bild eines leuchtenden Objektes O₂ brechen und wieder herstellen. Die vollständige Periode mit Hilfe einer geeigneten Optik in zwei Bilder O', O" dieser Detektorsignalimpulse ist 4 · 2 = 8 ms (Fig. verdoppelt, die in zueinander senkrechten Richtungen 11). auf den Achsen aO', aO" liegen. Die Bilder O', O"

Die schmalen Sektoren J₀ und st weisen, wie in werden also jeweils von eigenen Strahlenbündeln ge-F i g. 10 dargestellt, für einen gleichen Sektor zwei 55 bildet. Im Falle eines Betrages Null der Winkelab-Zonen auf, nämlich eine dunkle Zonep₀ und eine weichung (das Objekt O₂ liegt dann genau auf der helle Zone pt; der Radius φκ für die Trennung dieser optischen Achse z, z' des Gerätes P') werden die beiden Zonen nimmt nach einem bestimmten Gesetz beiden Bilder O', O" in den Mittelpunkten C₂', C₂" in Abhängigkeit von der Ordnung k dieser Sektoren zweier zugehöriger Detektoren d', d" gebildet, die zu oder ab. Im Beispiel der F i g. 10 nimmt der 60 einen gleichen Gesichtsfeldradius φ haben. Die Mittel-Radius^i; von Sektor zu Sektor ab, wenn sich die punkte C₂, C₂" sind auf zueinander senkrechten Rich-Scheibe E in mathematisch positiver Richtung dreht. tungen angeordnet, und zwar auf den Bezugsachsen x, Wenn jetzt der Lichtstrahl die Trennlinie zwischen x' und γ, γ' mit dem Mittelpunkt a, der mit dem Dreheiner hellen Zone pu und einer dunklen Zone pi₀ mittelpunkt einer dünnen Scheibe E' zusammenfällt, trifft, die zu einem schmalen Sektor der Ordnung 1 65 die dunkle und helle Sektoren trägt, wie in F i g. 8 der Scheibe E gehören, wobei diese Trennlinie dem dargestellt. So werden die Bilder O', O" des Objektes O₆ polaren Radius φ des Bildes O' entspricht, dann wird auf die Flächen zweier Meßfelder d', d" mit gleichem eine Diskontinuität oder Umkehrung der (im ge- Radius φ derart projiziert, daß sie das maximale für

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das optische Suchgerät vorgesehene Gesichtsfeld Es sei (F i g. 8) C eine Konstante, die dem Abbedecken. Die Detektoren d', d" können wie bei der stand zwischen dem Drehmittelpunkt α der Scheibe ersten Ausführungsform der Erfindung bevorzugt und dem Mittelpunkt des Meßfeldes eines der beiden von zwei Photonendetektoren gebildet werden. Diese Detektoren d' oder d" entspricht. Dann ergeben sich Detektoren sind außerdem unter der Scheibe E' der- 5 die Rechteckkooridnaten X₁, J₁ des Bildpunktes (oder art angeordnet, daß die Mittelpunkte C₂, C₂ der die beiden Komponenten der gesuchten Winkelabentsprechenden Meßbereiche sich auf den Achsen x, x' weichung) im Koordinatensystem x'x, γ'γ, ausgehend und γ, γ' in gleichem Abstande C vom Umdrehungs- von den gemessenen Winkeln O₁ und O₂, aus den beiden mittelpunkt α der Scheibe E' befinden. Gleichungen:

In F i g. 8 ist die Scheibe £" schematisch darge- io _

stellt, sie befindet sich in unmittelbarer Nähe der bild- *^x Z r- T ^ A n\

seitigen Brennebene der Optik P'. Zur deutlichen 7Ί — g ± (G tgO₁). {J.)

Darstellung und einfacheren Beschreibung sind in

F i g. 8 zwei Transformationen des Betrages C in den Unter Bezug auf F i g. 6 und 7 werden jetzt die

zueinander senkrechten Richtungen der Bezugs- 15 beiden bevorzugten Ausführungen eines optischen achsen x, x' und γ, γ' derart vorgenommen worden, Gerätes mit einer Einrichtung für die Messung der daß die beiden Meßbereiche d' und d" mit dem Winkelabweichung beschrieben. Dies Meßeinrichtun-Radius φ der Detektoren miteinander zusammenfallen gen verwirklichen die beiden zuvor beschriebenen und ihre Mittelpunkte C₂ und C₂ sich in gleichem Alternativen des erfindungsgemäßen Meßverfahrens.
Abstand C von den Achsen x, x' und γ, γ' befinden. 20 Durch die beiden Ausführungsformen wird das Nimmt man ferner an, daß die teilweise und in spezielle Problem des »Sterneschießens« namentlich größerem Maßstab in F i g. 8 dargestellte Scheibe £" bei künstlichen Beobachtungssatelliten gelöst und alleinen einzigen 13,5° breiten dunklen Sektor besitzt gemeiner alle analogen Probleme, die jedesmal auf- und 115 schmale dunkle Sektoren s₀, die mit 116 treten, wenn in einem optischen Gerät eine genaue schmalen hellen Sektoren St gleicher Breite, nämlich 25 Zielsuche erforderlich ist. Hierzu liefert die Erfindung 1,5° im gewählten Beispiel, abwechseln, und weiter, als neuartiges Gerät Sternsucher oder Teleskope, die daß diese Scheibe sich wieder mit einer Geschwindig- mit erfindungsgemäßen Einrichtungen zur Messung keit von 60 Umdrehungen/Minute, also einer Um- einer Winkelabweichung ausgerüstet und dazu bedrehung in 1000 ms dreht, so erkennt man, daß die stimmt sind, in künstlichen Satelliten montiert zu Belichtungszeit zwischen dem Durchgang zweier 30 werden, bei denen man den Sucher oder das Teleskop schmaler dunkler Sektoren wiederum auf einen bestimmten Stern ausrichten will. Das Suchgerät soll einen Fehler von weniger als 1' aufweisen, 1000 · 1 5 ^was dem maximal zulässigen Winkel zwischen der

—r¹ — = — = 4 ms Sollrichtung der Teleskopachse und deren tatsächlicher

35 Richtung entspricht, wenn man geeignete Teleskope

beträgt. heranzieht. Andererseits bringen es die Art und Größe

Der die Abfrage der beiden Meßfelder d' und d" der für einen solchen Sucher gewählten Leitsterne mit

trennende Zeitraum beträgt dann im Mittel sich, daß dieser ein möglichst großes Gesichtsfeld

haben muß, das mindestens 1° im Quadrat sein muß,

1000 40 also ±30' in allen Richtungen. Dies erfordert eine

—τ— = 250 ms. Eigengenauigkeit des Suchers in der Größenordnung

⁴ von 1/200 des Gesichtsfeldes (also etwa 10"), damit

man für die der Achse des Beobachtungsteleskops ge-

Bei der vorliegenden Ausführungsform der Erfin- gebene Richtung unter Berücksichtigung aller Fehlerdung (F i g. 9) werden die Anfangsimpulse T₁ und T₂ 45 möglichkeiten eine absolute Mindestgenauigkeit von 1' ausgelöst, wenn die die Vorderkante des breiten hellen einhalten kann.

Sektors J₀₂ definierenden Drehstrahlen αδ_χ bzw. ab₂ Hat man eine Optik von z. B. 5 cm Durchmesser,

mit den Achsen ax bzw. αγ (F i g. 8 und 9) zusammen- die Bilder liefert, deren Lage sich in einem Bereich fallen; analog zur vorangegegangenen Ausführungs- von 1 cm² bewegt, wenn die optische Achse ein Feld form werden die Anzeigesignale S₁ und S₂, ausgehend 50 von 1° im Quadrat bestreicht, dann kann man vorausvon der Signalfolge, die von den zugehörigen Detek- setzen, daß man unter Berücksichtigung der Wirtoren d', d" geliefert wird, in dem Moment erzeugt, kungsgrade von Optik, Photokathode des Detektors wenn die die Bilder liefernden Lichtstrahlen an den und der mechnaischen Organe des Gerätes für einen Punkten O₂', O₂" von der gleichen Kante αδ_χ des Stern der Größe Null einen Fluß von 45 000 Photobreiten dunklen Sektors J₀₂ geschnitten werden. Der 55 elektronen/Sekunde erhält.

von der Achse ax mit der Richtung αδ_χ des Bildes O'₂ So kann z. B. das Photonenzählrohr bei jeder Untergebildete Winkel B₁ und der von der Achse αγ mit der brechung des Lichtstrahles durch einen dunklen Sek-Richtung αδ₂ des Bildes O"₂ gebildete Winkel θ₂ sind tor ein für den vorliegenden Fall geeignetes Signal S in diesem Fall proportional zu der Anzahl I₁ und I₂ liefern. Diese Signale können in den beiden im folgender Taktimpulse, die die Signale T₁ und S₁ einerseits 60 den beschriebenen erfindungsgemäßen Ausführungsund die Signale T₂ und S₂ andererseits voneinander formen ausgewertet werden.

trennen. T₁ und T₂ werden dabei als Bezugssignale In Fig. 6 ist ein erfindungsgemäßes Suchgerät 1OA

für die Zählung der Taktimpulse verwendet; im ge- dargestellt, das mit einer zuvor beschriebenen und wählten Beispiel, das in F i g. 8 und 9 dargestellt ist, in F i g. 4 und 8 dargestellten Einrichtung zur Messung hat man: 65 der Winkelabweichung ausgerüstet ist. Dieses Gerät

besteht im wesentlichen aus einem Teleskop 1 der

Q₁ = I₁ · 3 ("), Bauart »Cassegrain« (die Bauart »Gregory« oder

Q₂ = I₂-3 ("). jedes andere analoge optische System ist ebenso ge-

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eignet), das konzentrisch zur optischen Achse z, z' (Spitzenimpuls T₁), Af₃" (Spitzenimpuls T₂) und M₂ einen Hohlspiegel 1 α besitzt und weiterhin zwei (Taktsignal J_Ä) kommen, sowie andererseits von den Konvexspiegel 1 b, Ic. Das Lichtbündel durchläuft Detektoren d' und d", die mit geeigneten Filtern verzwei Öffnungen 1 a_x und 1 a₂ und beleuchtet so die bunden sind und deren Gesamtheit mit D' und D" beiden Detektoren a", d". Die in F i g. 8 dargestellte 5 bezeichnet ist. Die Einheiten D' und D" liefern also Sektorscheibe E und die die Magnetzeichen tragende Anzeigesignale S₁ bzw. S₂ (F i g. 9), die die Bestim-Scheibei?' werden einheitlich und konzentrisch zur mung der beiden Koordinaten erlauben, die die Achse z, z' angetrieben durch ein Magnetfeld, das von Lage des Bildes oder die Winkelabweichung liefern,
den beiden synchron oder asynchron betriebenen Im übrigen ist es beim erfindungsgemäßen Meßver-SpulenAf erzeugt wird, und sind in Lagern 2 α, 2 b io fahren, besonders wenn es sich um die Bestimmung gelagert. Hierbei kann es sich um Rubin-Uhrenlager von Lichtquellen oder Sternen mit sehr geringer handeln oder um Präzisionskugellager mit doppelter Helligkeit handelt, für die die vom optischen Gerät Kugelreihe, um jede mögliche Blockierung zu vermei- eingefangene Photonenverteilung zufällig ist, von den. Die Drehachse befindet sich im übrigen im Ge- großem Vorteil, eine Messung durch Integration einer häuse 3. Dieses ist für den Durchgang der Licht- 15 großen Anzahl η von Einzelmessungen durchzuführen strahlenbündel mit Öffnungen3a und 3b versehen (siehe Fig. 14), um den Fehler bei der Lagebestim- und nimmt drei magnetische Leseköpfe Af₂, Af₃' und mung des Bildes zu vermindern.
Af₃" auf, die für das Lesen der Taktsignale, der An- Setzt man zunächst voraus, daß man den Beginn fangsimpulse und der von d' und d" ausgehenden der Signale S, S₁, -S₂ ... S_n, die dem Auftreten eines Signale vorgesehen sind. Diese drei Leseköpfe be- 20 dunklen Sektors in dem vom angezielten Objekt ausfinden sich unter der Scheibe B'. Ein Support 4 nimmt gehenden Lichtstrahl entsprechen, ohne Fehler messen das Teleskop 1 sowie das Gehäuse 3 auf und zentriert könnte, dann definiert die Anzahl der Taktimpulse diese Teile und ermöglicht deren leichte Demontage. zwischen dem Anfangsimpuls T und dem Beginn des Am Gehäuse 3 befinden sich die elektrischen Stecker, Signals S¹ die Winkelstellung des Sternes, und die die zum Anschluß an das elektronische Gerät dienen, 25 AnZaMZ₁ der Taktimpulse zwischen dem Impuls Γ das die weiter unten beschriebene Weiterverarbeitung und dem Signal S₁ ist dann:
der Signale und Impulse übernimmt.

Das optische Suchgerät 105 (Fi g. 7) benutzt die I₁ = I₀ + I₁; I₂ = I₀ + i₂; ... I_n = I₀ + i_n,
zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung für die Winkelabweichung. Dieses Gerät 30 und man erhält:
besitzt im wesentlichen wieder ein Teleskop, das

konzentrisch zur optischen Achse z, z' einen Hohl- I₀ + I₁ -\- I₂ ... + I_n = (« + I)'

spiegel 5a besitzt sowie einen Konvexspiegel Sb, so I₀ -f- (Z₁ + 4 · · · + ^ZV)·
daß der Lichtstrahl eine OSnUHgSa₁ durchläuft, um

den Detektor d zu beleuchten. Die Sektorscheibe E 35 Nun kann
und die die Magnetzeichen tragende Scheibe B werden

konzentrisch zur Achse z, z' angetrieben mit Hilfe ^ j

zweier synchron oder asynchron betriebener Spulen Af -fj
und sind in Lagern 6 a und 6 b in einem Gehäuse 6

gelagert, das mit einer Öffnung 6a ausgestattet ist. 40 leicht bestimmt werden (und zwar z. B. mit Hilfe

Die Leseköpfe Af₂, Af₃ sind fest im Gehäuse und unter von Zählregistern), und indem man anschließend

der Scheibe B angeordnet. Ein Support 4 nimmt das die konstante Zahl
Spiegelteleskop 5 sowie eine Platine 7 auf, auf der

das Gehäuse befestigt ist. Hierdurch werden die ä j

einzelnen Teile zentriert und können leicht demon- 45 <ff
tiert werden. Am Gehäuse sind elektrische Stecker

befestigt, die zum Anschluß an das elektronische Gerät subtrahiert, erhält man:
für die Weiterverarbeitung der Impulse und Signale

dienen. in /«

Bei den beiden Ausführungen der Suchgeräte 1(M 50 V, I ~ V, '■ = ⁿ ' ^0·

und 105 besteht das optische System vorteilhaft ^{Io n}
aus einem Siliziumblock, dessen Spiegelflächen auf

übliche Weise bearbeitet sind. Die Gehäuse und Das bedeutet eine κ-malige Messung von /₀.
Supporte können ebenso aus einem leichten und Selbstverständlich kann man auf gleiche Weise festen Werkstoff ausgeführt sein, z.B. aus Beryllium 55 entsprechende Messungen über das Ende der Signale S, oder Titan usw. Die Verbindung der einzelnen Teile S₁, S₂ ... S_n durchführen und so die Anzahl der des Suchgerätes erfolgt durch Kleben mit Kunstharz, Lagemessungen verdoppeln. Diese Messungen können während man eine flexible metallische Magnetscheibe analog verarbeitet werden oder mit Hilfe eines anabenutzt, um übermäßiges Reiben an den Leseköpfen logen numerischen Systems.

zu vermeiden, und die Leseköpfe selbst können vorteil- 60 So ist in Fig. 12 ein üblicher Zählblock Cr mit

haft mit »Teflon« überzogen sein. Registern dargestellt, der die Operation

In Fig. 12 und 13 sind schematisch elektronische

Geräte für die Weiterverarbeitung der Informationen /„ ,·„

dargestellt, die die beiden Meßeinrichtungen liefern. VJ-Vi = I¹Zo

Fig. 12 betrifft die Verarbeitung der Daten einer 65 /0 /i
Einrichtung gemäß F i g. 6, 8 und 9. Der Diskriminator D empfängt an seinen Eingängen die Signale derart ausführt, daß am Ausgang des DiskriminatorsD oder Daten, die einerseits von den Leseköpfen Af₃' Rechteckimpulse/_θ1, Z₉₂ erhalten werden, deren Dauer

proportional zu den Koordinaten O₁, O₂ ist, die für die momentane Winkelabweichung kennzeichnend sind.

Diese Ausgangssignale Ι_{Θ l5} Iq ₂ können auf klassische Regler gegeben werden und bewirken eine genaue Korrektur dieser Winkelabweichung, die im übrigen erreicht ist, wenn die Bilder O₂', O₂" im Mittelpunkt oder in der unmittelbaren Umgebung der Meßbereiche d', d" der zugehörigen Detektoren erzeugt werden.

In F i g. 13 ist schematisch und analog zu F i g. 12 eine mögliche Ausführungsform einer elektronischen Schaltung für die Verarbeitung von Informationen dargestellt, wie sie von einer Meßeinrichtung entsprechend F i g. 7, 10 und 11 geliefert werden. Mit d ist der Detektor bezeichnet und mit SA ein Filter, das die Anzeigesignale S¹ (F i g. 11) bildet. Am Ausgang des Diskriminators D erhält man Rechteckimpulse/o und Ι_φ, deren Breite proportional zu den Polarkoordinaten θ und φ ist. Auch in diesem Fall können die Größen θ und φ durch die oben beschriebene Methode der Integration von «-Messungen bestimmt werden.

So kann man die Bilder von mehreren Lichtquellen auf mehrere Detektoren projizieren mit Hilfe einer oder mehrerer Analysator-Scheiben, oder man kann eine Winkelausrichtung des Suchgerätes auf Lichtquellen ausführen, die nicht punktförmige Bilder liefern, indem der rechte und linke sowie obere und untere Rand des Bildes festgestellt wird. Ebenso kann, um die Verdoppelungsoptik zu vermeiden, ein einziges Bild in zwei orthogonalen Richtungen abgetastet werden, und zwar mit Hilfe zweier geeignet angeordneter Scheiben, deren Drehbewegungen mechanisch z. B. mit Hilfe von Zahnrädern synchronisiert werden.

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Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur optischen Messung der momentanen Winkelabweichung zwischen der optischen Achse eines Gerätes, namentlich eines Sternsuchers für künstliche Satelliten, und der Richtung eines mit diesem angezielten Objektes (O₂') bei welchem mittels eines Detektors die Lage des in der bildseitigen Brennebene des optischen Gerätes entworfenen Bildpunktes (O') gegenüber einem Koordinatensystem gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein impulsförmiges Signal (T) für eine Anfangslage zur Zählung von Zeitintervallen mit Hilfe von Taktimpulsen (I) und mindestens ein weiteres Signal erzeugt wird, das sich in Abhängigkeit von der Belichtung des Detektors verändert und mindestens eine »Anomalie« oder Diskontinuität aufweist, die für die Lage des aufzusuchenden Bildpunktes kennzeichnend ist und so mindestens ein Anzeigesingnal (S) bildet, so daß in dem mit dem Detektor (d) verbundenen Koordinatensystem zwei Koordinaten der momentanen Lage des Bildes oder der Winkelabweichung bestimmt werden, indem das Zeitintervall gemessen wird, welches zwischen dem Auftreten des impulsförmigen Signals (Γ) für die Anfangslage und dem Auftreten des Anzeigesignals (S) für die vom Detektor ausgehende Anomalie liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Bild des Objektes verdoppelt wird und so zwei zueinander orthogonale Bilder (O', O") auf zwei Detektoren (d', d") projiziert werden, die nahe der bildseitigen Brennebene des Gerätes angeordnet sind und deren Mittelpunkte (C₂', C₂") bezüglich der optischen Achse (z, z') des Gerätes um 90° gegeneinander versetzt sind, so daß zwei Impulse (T₁, T₂) für die Anfangslage und zwei von den Detektoren ausgehende veränderliche Anzeigesignale (S₁, S₂) derart erzeugt und miteinander verbunden werden, daß in einem orthogonalen Bezugsachsensystem (χ, χ', γ, γ') mit seinen zwei an die Detektoren gebundenen Rechteckkoordinaten jeweils das Zeitintervall oder die Anzahl von Taktimpulsen (I₁, I₂) gemessen wird, die zwischen dem Auftreten des Anfangsimpulses und dem Auftreten des entsprechenden Anzeigeimpulses liegen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Analyse der Lage des Bildes (O') in Polarkoordinaten (θ, φ) erfolgt, und zwar mit Hilfe eines veränderlichen Signals, das von einem einzigen Detektor (d) ausgeht, dessen Mittelpunkt (0) auf der optischen Achse (z, z') des Gerätes liegt, und eine erste Koordinate (0) durch Bestimmung des Zeitintervalles gemessen wird, das zwischen dem Auftreten des Anfangsimpulses (T) und dem Auftreten des Anzeigesignals (S) infolge einer ersten Diskontinuität oder Anomalie (S_v') im vom Detektor abgegebenen Signal liegt, und die zweite Koordinate (φ) aus der Bestimmung des Zeitintervalls bis zum Auftreten einer zweiten Diskontinuität (S₀') desselben vom Detektor ausgehenden Signals.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Zählung von Impulsen erfolgende Messung der Zeitintervalle zur Bestimmung der Koordinaten für die Bildlage durch Integration einer konstanten Anzahl η von Einzelmessungen durchgeführt wird.

5. Einrichtung zur Messung der Winkelabweichung eines optischen Gerätes, namentlich eines Sternsuchers für künstliche Satelliten zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei sich gemeinsam mit konstanter Geschwindigkeit drehende Scheiben (E, B), nämlich eine abwechselnd dunkle und helle Sektoren tragende dünne Scheibe (E), die in unmittelbarer Nachbarschaft der bildseitigen Brennebene (x, x', γ, γ') des optischen Gerätes (5) derart angeordnet ist, daß sie dessen Bildstrahl unterbricht, und eine zweite, fest mit der ersten verbundene und unterhalb dieser angeordnete Scheibe (B), die eine Magnetspur trägt, auf der sich regelmäßig verteilte magnetische Marken befinden, die von einem zugehörigen Lesekopf (M₂) gelesen werden, um Taktimpulse zu liefern, und außerdem mindestens eine Marke (T) für die Bildung eines Signals für die Anfangslage und durch mindestens einen photoelektrischen Detektor (d), der unmittelbar unter der oberen Scheibe (E) angeordnet und mit mindestens einem weiteren Lesekopf (M₃) derart verbunden ist, daß er ein Anzeigesignal liefert, das von der Drehung dieser Scheibe abhängt, welche die Belichtung des Detektors steuert (F i g. 6).

6. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch einen einzigen Detektor (d), dessen Mittelpunkt auf einer Bezugsachse des Koordinatensystems (χ, χ', γ, γ') liegt und der den Anfangsimpuls erzeugt, wenn die zugehörige Marke (Γ) auf der Magnetspur mit dieser Bezugsachse zusammen-

fällt, und durch eine abwechselnd dunkle und helle Sektoren tragende dünne Scheibe (E), bei der mindestens ein dunkler Sektor (S₀) so breit ist, daß er den Lichtstrom zum Detektor so lange unterbricht, daß eine erste Diskontinuität (S'₀) im Anzeigesignal auftritt, während die übrigen dunklen und hellen Sektoren alle gleich breit sind, jedoch innerhalb der radialen Länge des gleichen Sektors eine dunkle und eine helle Zone aufweisen, deren Trennlinie sich von einem Sektor zum nächsten kontinuierlich verschiebt, so daß das vom Detektor ausgehende Signal eine zweite Diskontinuität (S^) aufweist, und zwar infolge einer Umkehrung der von diesem Detektor ausgehenden Signale, sobald derjenige Sektor hindurchläuft, dessen Trennlinie zwischen der dunklen und der hellen Zone dem polaren Radius der Bildlage entspricht, so daß die beiden Polarkoordinaten (θ, φ) der Lage des Bildes auf dem Detektor (d), ausgehend vom Lagesignal

(S₉") und/oder von dem Signal (S₀'), bestimmbar sind (F i g. 7).

7. Einrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine dünne Scheibe (E'), die abwechselnd gleichmäßig dunkle und helle Sektoren gleicher Breite und mindestens einen breiteren dunklen Sektor (S₀₂) trägt, der eine Diskontinuität oder Anomalie in der Folge der von den anderen Sektoren erzeugten Impulse erzeugt, durch zwei Detektoren (d', d"), deren Mittelpunkte (C₂', C₂") unmittelbar unter der Scheibe (E) in zueinander senkrechten Richtungen angeordnet sind und die jeweils ein unterschiedliches Meß- oder Anzeigesignal (1S₁, S₂) erzeugen, das je einem spitzen Impuls (T₁, T₂) für die Anfangslage derart zugeordnet ist, daß durch Messung der Abstände zwischen den Impulsspitzen und den Diskontinuitäten des Anzeigesignals die beiden Rechteckkoordinaten (X₁, V₁) für die Lage des Bildes bestimmbar sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen 109546/272