DE1905042B2 - DEVICE FOR DETERMINING LOCATION BY USING CODED SIGNALS - Google Patents

DEVICE FOR DETERMINING LOCATION BY USING CODED SIGNALS

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DE1905042B2
DE1905042B2 DE19691905042 DE1905042A DE1905042B2 DE 1905042 B2 DE1905042 B2 DE 1905042B2 DE 19691905042 DE19691905042 DE 19691905042 DE 1905042 A DE1905042 A DE 1905042A DE 1905042 B2 DE1905042 B2 DE 1905042B2
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Francois Bourg la Reine; Berth Michel Antony; Revuz Jean Sucy en Brie; Desvignes (Frankreich)
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung der durch Rotation stabilisierten Lage eines Satelliten mittels digital codierter Signale, welche eine mit rechteckigen Öffnungen gleicher Breite gemäß einer geometrischen Folge unterschiedlicher Länge versehene Codeplatte, einen aus Streifen zusammengesetzten strahlungsempfindlichen Detektor und eine im Strahlungsweg vor der Codeplatte angeordnete zylindrische Linse enthält.The invention relates to a device for determining the position stabilized by rotation of a satellite by means of digitally coded signals, which one with rectangular openings of the same width according to a geometric sequence of different lengths provided code plate, a composite of strips radiation-sensitive detector and a cylindrical one arranged in the radiation path in front of the code plate Includes lens.

Aus der schweizerischen Patentschrift 3 45 038 ist es bekannt, den Ort einer punktförmigen Lichtquelle auf einer Oberfläche in Form codierter Binärsignale anzugeben. Das Licht der Quelle geht dabei durch ein optisches System und liefert einen Lichtstrahl, der auf eine aus Zeilen und Spalten abwechselnd lichtdurchlässiger und lichtundurchlässiger Gebiete bestehende Codeplatte fällt und Detektoren erregt, die hinter den lichtdurchlässigen Gebieten einer entsprechenden Spalte der Codeplatte liegen.From Swiss patent specification 3 45 038 it is known the location of a point light source on a surface in the form of coded binary signals to specify. The light from the source goes through an optical system and delivers a light beam that opens one consisting of rows and columns of alternating translucent and opaque areas Code plate falls and detectors are excited behind the transparent areas of a corresponding column the code plate.

Diese Detektoren liefern Impulse, die nach Parallelschaltung im binären Code den Ort der Lichtquelle angeben. Auf diese Weise ergibt sich eine Information, die den Ort der Lichtquelle gemäß einer Koordinatenachse angibt, wonach die Information gemäß der zweiten Achse mittels eier zweiten Codeplatte erhalten wird, die gleich der ersten ist, jedoch in ihrer Ebene um 90° gedreht ist. Auf diese Weise können die x- und y-Koordinaten der Lichtquelle genau in binärem Code bestimmt werden.These detectors deliver pulses which, after being connected in parallel, indicate the location of the light source in binary code. In this way, information is obtained which indicates the location of the light source according to a coordinate axis, according to which the information according to the second axis is obtained by means of a second code plate which is the same as the first but is rotated by 90 ° in its plane. In this way, the x and y coordinates of the light source can be determined precisely in binary code.

Die hinter der Maske liegenden Detektoren können photoempfindlichc Streifen sein, siehe z. B. die amerikanische Patentschrift 3121 866. Die Vorrichtung, die bei dieser Anordnung die analogen Signale in digitale Signale umwandelt, hat eine Lagenstruktur, deren erste Lage aus einem Material besteht, das den Faraday-Effekt aufweist und in Form paralleler Streifen angebracht ist Die Zwischenlage besteht aus einem Streifen aus polarisierendem Material und die dritte und letzte Lage aus Streifen aus einem photoempfindlichen Material, deren Längsrichtung senkrecht auf der der Streifen der ersten Lage steht und die eine Länge haben, die gemäß einer geometrischen Folge mit dem Quotienten 2 zurümmt Wenn ein Streifen der ersten Lage eine Drehung der Polarisationsebene des auffallenden Lichtes herbeiführt, die der Polarisationsrichtung der Zwischenlage entspricht, geht der Strahl durch diese Zwischenlage hindurch und erregt bestimmte photoempfindliche Streifen, die ein in binärer Form codiertes Signal liefern.The detectors behind the mask can be photosensitive strips, see e.g. B. the American Patent 3121 866. The device described in this arrangement converts the analog signals into digital signals, has a layer structure, the first of which Layer consists of a material that has the Faraday effect and applied in the form of parallel strips The intermediate layer consists of a strip of polarizing material and the third and last layer of strips of a photosensitive material, the longitudinal direction of which is perpendicular to that of the strip of the first layer and which have a length which, according to a geometric sequence with the quotient 2 When a stripe of the first layer curves a rotation of the plane of polarization of the incident Brings about light that corresponds to the polarization direction of the intermediate layer, the beam passes through this Liner through it and energizes certain photosensitive strips which are encoded in binary form Deliver signal.

Diese photoempfindlichen Streifen werden durch Abschirmglieder derart maskiert, daß die Länge der photoempfindlichen Gebiete eine geometrische Folge bildet Auf diese Weist können die Informationen in eine Binärzahl umgewandelt werden, deren Stellenzahl der Zahl der photoempfindlichen Streifen entspricht.These photosensitive strips are masked by shielding members so that the length of the Photosensitive areas forms a geometric sequence. In this way, the information in a binary number can be converted whose number of digits corresponds to the number of photosensitive strips.

Aus der FR-PS 14 05 321 ist es bekannt, zur Messung des Einfallwinkels eines Lichtstrahlbündels das Licht durch den Spalt auf ein optisches Potentiometer fallenzulassen. Mit dieser Vorrichtung kann jedoch kein Schaltsignal erregt werden, das die Lesung zur Ortsbestimmung freigibt.From FR-PS 14 05 321 it is known to measure the angle of incidence of a light beam, the light to drop through the gap onto an optical potentiometer. With this device, however, can not Switching signal are excited, which enables the reading to determine the location.

Die bekannten Vorrichtungen zur Ortsbestimmung und zur Umwandlung des Ortes in binäre Daten finden allgemein Anwendung. Sie können somit auch in der Raumfahrt zur Stabilisierung der Lage eines Satelliten benutzt werden, denn sie ermöglichen es, die Daten über den Ort eines Satelliten in bezug auf ein Gestirn mit minimaler Fehlergefahr zur Erde zu melden.Find the known devices for determining the location and converting the location into binary data general application. You can also use it in space travel to stabilize the position of a satellite be used, because they make it possible to use the data on the location of a satellite in relation to a star to report minimal risk of error to earth.

Es gibt zwei Möglichkeiten. Erstens kann die Lage des Satelliten gemäß drei senkrecht aufeinanderstellenden Koordinatenachsen festgelegt sein, und das Gestirn kann sich in einer Richtung befinden, die durch das Azimut und den Winkel mit der Vertikale gekennzeichnet ist (nur zwei Koordinaten). Zweitens kann die Lage des Satelliten durch Rotation um eine Achse stabilisiert werden, wöbe' zweimal je Umdrehung der Winkel mit der Vertikale mit Hilfe eines Schalters gemessen werden kann, der das Lesen zu den Zeitpunkten, zu denen der Azimutwinkel 0 und π beträgt, freigibt.There are two possibilities. First, the position of the satellite can be determined according to three mutually perpendicular coordinate axes, and the star can be located in a direction which is characterized by the azimuth and the angle with the vertical (only two coordinates). Second, the position of the satellite can be stabilized by rotating around an axis if the angle with the vertical can be measured twice per revolution with the aid of a switch that enables reading at the times at which the azimuth angle is 0 and π .

Die Erfindung bezweckt, mehrere Verbesserungen gegenüber der bekannten Vorrichtung anzugeben. Sie bezweckt die Erreichung einer genaueren Bestimmung des Winkels mit der Vertikale, ungeachtet des Wertes dieses Winkels, sowie die Erzeugung eines Hilfssignals, das den Zeitpunkt angibt, zu dem die Lage gelesen werden muß.The invention aims to provide several improvements over the known device. she aims to achieve a more precise determination of the angle with the vertical, regardless of the value this angle, as well as the generation of an auxiliary signal that indicates the point in time at which the position was read must become.

Zu diesem Zweck ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlungsweg vor der zylindrischen Linse eine mit einem Spalt versehene Blende angeordnet ist, welcher Spalt in der Mitte eine Unterbrechung mit senkrecht auf der Spaltachse stehenden Rändern hat. und daß die Codeplatte außer den zur Ortsbestimmung dienenden Streifen einen zusätzlichen Streifen aufweist, der zusammen mit der Unterbrechung in dem Spalt ein Schaltsignal erregt, das die Lesung der digitalen Signale, die von den zur Ortsbestimmung dienenden Streifen geliefert werden, freigibt.For this purpose, the invention is characterized in that in the radiation path in front of the cylindrical Lens a slit provided with a diaphragm is arranged, which slit in the middle a Has an interruption with the edges perpendicular to the axis of the gap. and that the code plate except the strip used for location determination has an additional strip that, together with the Interruption in the gap excites a switching signal that allows reading of the digital signals sent by the to Positioning strips are supplied, releases.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown in the drawings and will be described in more detail below described. It shows

Fig. 1 perspektivisch eine Ortsbestimmungsvorrichtung gemäß der Erfindung,Fig. 1 is a perspective view of a location determination device according to the invention,

F i g. 2 eine Draufsicht auf diese Vorrichtung,F i g. 2 is a plan view of this device,

Fig.3 den Weg der Lichtstrahlen durch die Vorrichtung.3 shows the path of the light rays through the device.

In F i g. 3 gibt der Pfeil 5 die Richtung an, in der sich (las zur Ortsbestimmung verwendete Gestirn (in diesem Falle die Sonne) befindet Die optische Vorrichtung gemäß der Erfindung enthält eine mit einem Spalt F versehene Blende, eine in unmittelbarer Nähe des Spaltes angeordnete zylindrische Linse L und eine Codeplatte C, auf der lichtdurchlässige und lichtundurchlässige Streifen angebracht sind und die an der Photozelle Cp mit (n+\) Streifen entweder anliegt oder in einem geringen Abstand von ihr liegt Wenn die Sonne einen Winkel φ mit der Richtung einschließt welche die Abtastvorrichtung einhalten muß, fällt der Lichtstrahl auf das aus der Codeplatte C und den Photozellen bestehende Gebilde in einem Abstand Λ ■ tg<p von der Normale durch den Spalt F(wobei Ader Abstand zwischen dem Spalt und dem Gebilde ist). Um die Koordinate unmittelbar in digitaler Form lesen zu können, besteht jeder Photodetektor aus einer bestimmlen Anzahl (n) gesonderter Streifen, wobei vor jedem Streifen je eine Maske angebracht ist, die mit rechteckigen Öffnungen versehen ist, die gleich lang sind und durch lichtundurchlässige Teile der gleichen Länge getrennt sind. Wenn die unterschiedlichen Streifen Öffnungen aufweisen, deren Längen eine geometrische Folge mit dem Quotienten bilden, wobei die erste öffnung die Hälfte der Gesamtlänge hat, so liefert das aus den Streifen bestehende Ganze die Koordinate des Lichtflecks in Form einer Binärziffer mit π elementaren Informationseinheiten oder Bits. In Fig. 3 is the arrow 5, the direction in which (las used for determining the location constellation (in this case, the sun) is the optical device according to the invention includes a provided with a gap F aperture, which is arranged in the immediate vicinity of the slit cylindrical lens L and a code plate C, on which transparent and opaque strips are attached and which either rests on the photocell Cp with (n + \) strips or is at a small distance from it when the sun makes an angle φ with the direction which the scanning device keep must, the light beam falls on the structure consisting of the code plate C and the photocells at a distance Λ ■ tg <p from the normal through the gap F (where Ader is the distance between the gap and the structure) To be able to read form, each photodetector consists of a certain number (n) of separate strips, with a mask in front of each strip e is attached, which is provided with rectangular openings that are of equal length and are separated by opaque parts of the same length. If the different strips have openings whose lengths form a geometric sequence with the quotient, the first opening being half the total length , then the whole consisting of the strips provides the coordinate of the light spot in the form of a binary digit with π elementary information units or bits.

Bei der beschriebenen Ausführungsform sina sechs Streifen vorgesehen, was eine Information von sechs Bits bedeutet; die Anzahl der Streifen kann je nach der gewünschten Genauigkeit größer oder kleiner gewählt werden. In the embodiment described, six strips are provided, which means six bits of information; the number of strips can be selected larger or smaller depending on the desired accuracy.

Bei einem Satelliten, dessen Lage durch Rotation um eine Achse stabilisiert wird, läßt sich zweimal je Umdrehung der Winkel mit Hilfe eines Schalters messen, der die Lesung zu den Zeitpunkten q =0 und φ = π freigibt. Dieser Schalter bildet einen Teil der digitalen Abtastvorrichtung in Form eines siebenten Streifens, der auf der ganzen Länge empfindlich ist. In the case of a satellite whose position is stabilized by rotating around an axis, the angle can be measured twice per revolution with the aid of a switch that enables reading at times q = 0 and φ = π . This switch forms part of the digital scanning device in the form of a seventh strip which is sensitive along its entire length.

Der in der Blende vorgesehene Spalt F hat in der Mitte eine Unterbrechung in Form eines Steges. wodurch die Rotation einen Impuls mit rasch ansteigender Vorderflanke und rasch abfallender Hinierflanke auf dem Schaltstreifen liefert, während die V-förmigen Enden des Spalts es ermöglichen, ein Signal mit geringer Steilheit am Beginn und am Ende der Beleuchtung zu erhalten. Hierdurch wird eine unerwünschte Inbetriebssetzung der Lesung vermieden (Verwendung einer differenzierenden Schaltung). The gap F provided in the diaphragm has an interruption in the middle in the form of a web. whereby the rotation provides a rapidly rising leading edge and rapidly falling trailing edge pulse on the switching strip, while the V-shaped ends of the gap allow a signal with low steepness to be obtained at the beginning and at the end of the illumination . This avoids unwanted start-up of the reading (use of a differentiating circuit).

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Vorrichtung zur Bestimmung der durch Rotation stabilisierten Lage eines Satelliten mittels digital codierter Signale, welche eine mit rechteckigen Öffnungen gleicher Breite gemäß einer geometrischen Folge unterschiedlicher Länge versehene Codeplatte, einen aus Streifen zusammengesetzten strahlungsempfindlichen Detektor und eine im Strahlungsweg vor der Codeplatte angeordnete zylindrische Linse enthält, dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlungsweg vor der zylindrischen Linse (L) eine mit einem Spalt (F) versehene Blende angeordnet ist, welcher Spalt in der Mitte eine Unterbrechung mit senkrecht auf der Spaltachse stehenden Rändern hat, und daß die Codeplatte (Cp) außer den zur Ortsbestimmung dienenden Streifen (1,2,3,4,5,6) einen zusätzlichen Streifen (C) aufweist, der zusammen mit der Unterbrechung in dem Spalt ein Schaltsignal erregt, das die Lesung der digitalen Signale, die von den zur Ortsbestimmung dienenden Streifen geliefert werden, freigibt.1. Device for determining the position of a satellite stabilized by rotation by means of digitally coded signals, which contains a code plate provided with rectangular openings of the same width according to a geometric sequence of different lengths, a radiation-sensitive detector composed of strips and a cylindrical lens arranged in the radiation path in front of the code plate , characterized in that a diaphragm provided with a gap (F) is arranged in the radiation path in front of the cylindrical lens (L) , which gap has an interruption in the middle with edges perpendicular to the gap axis, and that the code plate (Cp) except the strip (1,2,3,4,5,6) used for location determination has an additional strip (C) which, together with the interruption in the gap, excites a switching signal that enables the reading of the digital signals sent by the for location determination serving strips are delivered. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ränder jedes der beiden Teile des Spaltes an der von der Unterbrechung abgewendeten Seite zueinander hin verlaufen.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the edges of each of the two parts of the Gap on the side facing away from the interruption run towards each other.
DE19691905042 1968-02-05 1969-02-01 Device for location determination by means of coded signals Expired DE1905042C3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR138668 1968-02-05
FR138668 1968-02-05

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1905042A1 DE1905042A1 (en) 1969-08-28
DE1905042B2 true DE1905042B2 (en) 1976-10-07
DE1905042C3 DE1905042C3 (en) 1977-05-26

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2833272A1 (en) * 1977-07-29 1979-02-08 Thomson Csf DEVICE FOR DETERMINING THE POSITION OF A RADIATION SOURCE

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2833272A1 (en) * 1977-07-29 1979-02-08 Thomson Csf DEVICE FOR DETERMINING THE POSITION OF A RADIATION SOURCE

Also Published As

Publication number Publication date
DE1905042A1 (en) 1969-08-28
NL6901656A (en) 1969-08-07
GB1257523A (en) 1971-12-22
FR1564627A (en) 1969-04-25

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C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
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