DE3531681A1 - FLIGHT TRACK DETERMINATION WITH OPTO-ELECTRONIC LINE CAMERA - Google Patents

FLIGHT TRACK DETERMINATION WITH OPTO-ELECTRONIC LINE CAMERA

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DE3531681A1
DE3531681A1 DE19853531681 DE3531681A DE3531681A1 DE 3531681 A1 DE3531681 A1 DE 3531681A1 DE 19853531681 DE19853531681 DE 19853531681 DE 3531681 A DE3531681 A DE 3531681A DE 3531681 A1 DE3531681 A1 DE 3531681A1
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Otto Dr Ing Hofmann
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Airbus Defence and Space GmbH
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Messerschmitt Bolkow Blohm AG
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  • Navigation (AREA)

Abstract

The process as described serves to determine the trajectory of a missile by means of observation stations which are quasi-stationary or move above the surface of the earth. For this purpose, multiline, opto-electronic or opto-mechanical scanning cameras are used. The passages of the lines of the missile image are recorded as a function of time and of the image co-ordinates. Co-linearity equation pairs are established which contain the known orientation parameters of the observation station, as well as the possibly approximate data for the trajectory of the missile, and from these, the image co-ordinates are calculated. On the basis of the latter and the measured image co-ordinates, error equations are prepared. A compensation method and an iterative process enable the most probable values to be obtained for the missile trajectory parameters sought.

Description

1. Aufgabenstellung1 Task

Es ist die Aufgabe gestellt, die Flugbahn ballistischer Raketen in der Startphase und der daran anschließenden Freiflugphase von Beobachtungs- Satelliten aus zu bestimmen.It is the task of determining the trajectory of ballistic missiles in the Start phase and the subsequent free flight phase of observation To determine satellites.

2. Lösungsprinzip2. Solution principle

Es wird vorgeschlagen, die Start-Region(en) mit einem oder mehreren zeitlich aufeinanderfolgenden Satelliten zu überfliegen, die jeweils eine mehrzeilige opto-elektronische Abtast-Kamera tragen. Eine derartige Kamera ist bereits aus den deutschen Patentschriften DE 29 40 871 C 2 ("Photogrammetrisches Verfahren für Fluggeräte und Raumflugkörper . . .") und DE 30 43 577 C 2 (Zusatzanmeldung) sowie der Anmeldung P 32 19 032.8 ("Stereophotogrammetrisches Aufnahme- und Auswerteverfahren . . .") bekannt.It is suggested to start the region (s) with one or more dates to fly over successive satellites, each one wear multi-line opto-electronic scanning camera. Such a camera is already from the German patent DE 29 40 871 C 2 ("Photogrammetric Procedures for aircraft and spacecraft. . .") and DE 30 43 577 C 2 (additional application) and application P 32 19 032.8 ("Stereophotogrammetric recording and evaluation method...") Known.

Die Abb. 1 zeigt Ausbildungsformen einer derartigen Kamera, die nach dem an sich bekannten Push-broom-Prinzip arbeitet. Hierbei sind in der Bildebene einer Kamera, dessen Objektiv ständig offen ist, quer zur Flugrichtung drei (A, B, C) oder mehr (N) lineare Halbleitersensoren (in der Regel sog. CCD-Sensoren mit mehreren tausend diskreten Sensorelementen) quer zur Flugrichtung angeordnet. Fig. 1 shows forms of training of such a camera, which works according to the known push broom principle. Here, in the image plane of a camera whose lens is always open, there are three ( A, B, C ) or more ( N ) linear semiconductor sensors (usually so-called CCD sensors with several thousand discrete sensor elements) transverse to the flight direction arranged.

In einer anderen Ausbildungsform sind die Sensorzeilen in den Bildebenen mehrerer Objektive, deren optische Achsen gegeneinander geneigt sind, angeordnet (siehe Abb. 1.b). In der Abb. 1.b ist jeweils eine Sensorzeile in der Bildebene der Objektive gezeichnet, es können auch mehrere Sensorzeilen je Objektiv angeordnet sein, um die Zahl der Beobachtungen zu erhöhen.In another embodiment, the sensor lines are arranged in the image planes of several lenses, the optical axes of which are inclined towards one another (see Fig. 1.b). In Fig. 1.b, one sensor line is drawn in the image plane of the lens, several sensor lines can be arranged per lens to increase the number of observations.

Diese Linearsensoren tasten synchron und zeilenweise das überflogene Objekt, z.B. das Gelände ab und erzeugen auf diese Weise mit jedem Linearsensor je einen Bildstreifen des gleichen Objektes aber aus jeweils unterschiedlicher Perspektive (Abb. 2 und Abb. 3). These linear sensors scan the object overflown, for example the terrain, synchronously and line by line and in this way create an image strip of the same object with each linear sensor, but from a different perspective ( Fig. 2 and Fig. 3).

Gemäß der o.g. Patentschriften und Anmeldungen ist es damit möglich:
a. die Orientierungsparameter (Positionen X t , Y t , Z t , und Neigungen ω t , ϕ t , t ) der Kamera zu jedem Zeitpunkt t längs der Flugbahn und
b. die Koordinaten X i , Y i , Z i beliebiger Geländepunkte P i
zu ermitteln.
According to the above Patents and applications are therefore possible:
a. the orientation parameters (PositionsX t ,Y t ,Z t , and inclinationsω t ,ϕ t , t ) the camera at any timet along the trajectory and
b. the coordinatesX i ,Y i ,Z i  any terrain pointsP i
to determine.

Die Voraussetzung für die Bestimmung der Objektpunkte P i ist, daß ihre Bildpunkte in den von den Linearsensoren A, B, C . . . N erzeugten Bildstreifen durch Korrelation identifiziert und ihre Bildkoordinaten bestimmt werden. Weiterhin war bisher vorausgesetzt, daß diese Objektpunkte P i in dem gemeinsamen Koordinatensystem unveränderlich sind.The prerequisite for the determination of the object points P i is that their pixels in the linear sensors A, B, C. . . N generated image strips are identified by correlation and their image coordinates are determined. Furthermore, it was previously assumed that these object points P i are unchangeable in the common coordinate system.

Für die vorliegende Aufgabenstellung entfällt diese elementare Voraussetzung, da die aufsteigende Rakete als Funktion der Zeit ihre Position verändert. Der Sachverhalt ist in der Abb. 4 dargestellt. In den Bahnpunkten R A , R B , R C der Rakete wird sie jeweils von den Linearsensoren A, B, C des Beobachtungssatelliten erfaßt, der zu den betreffenden Zeitpunkten t A , t B , t C die Positionen P A , P B und P C einnimmt. In der Abb. 4 ist die Zielerfassung mit drei Sensoren A, B, C dargestellt, es können aber auch mehr (N) Sensorzeilen sein, um die Beobachtungsdichte zu erhöhen.This elementary requirement does not apply to the task at hand, since the ascending rocket changes its position as a function of time. The situation is shown in Fig. 4. At the path points R A , R B , R C of the rocket, it is detected by the linear sensors A, B, C of the observation satellite, which at positions T A , T B , T C, positions P A , P B and P C takes. Fig. 4 shows the target acquisition with three sensors A, B, C , but there can also be more ( N ) sensor lines to increase the observation density.

Die Rakete wird über das Objektiv ständig in die Bildebene der Abtastkamera abgebildet und das Bild kreuzt infolge der Relativbewegung zwischen Satellit und Rakete zu den Zeitpunkten t A , t B , t C , . . . t N die Sensoren A, B, C, . . . N in den Pixeln m A , m B , m C , . . . m N deren Bildkoordinaten x A , y A , x B , y B , x C , y C , . . . x N , y N bestimmbar sind (siehe Abb. 5).The missile is continuously imaged into the image plane of the scanning camera via the lens and the image crosses at times t A , t B , t C , owing to the relative movement between the satellite and the missile. . . t N the sensors A, B, C,. . . N in the pixels m A , m B , m C,. . . m N whose image coordinates x A , y A , x B , y B , x C , y C,. . . x N , y N can be determined (see Fig. 5).

Die Identifizierung dieser Durchgangspunkte ist leicht möglich, da die Licht- oder Wärmestrahlung der Rakete ein deutliches, detektierbares Signal auf dem Sensor verursacht und dessen Zeitpunkt t durch den synchronen Abtasttakt der Sensoren exakt bestimmt ist.The identification of these transit points is easily possible since the light or heat radiation from the rocket causes a clear, detectable signal on the sensor and its time t is exactly determined by the synchronous sampling clock of the sensors.

Sofern es sich nur um eine zu erfassende Rakete handelt, die beim Durchgang durch die Sensorzeile ein deutlich detektierbares Signal erzeugt, entstehen keine Probleme, da das Raketenbild jede Sensorzeile nur einmal kreuzt. Sind jedoch mehrere Raketen zu detektieren, entstehen Schwierigkeiten bei der Zuordnung der Signale zu den betreffenden Raketen. Da aber die Bildspuren der Raketen wegen der kontinuierlichen Relativbewegung zwischen Satellit und Rakete ebenfalls kontinuierlich sind, ergibt sich daraus eine bestimmte, zumindest eine eingeengte Zuordnung. Je mehr Sensorzeilen vorhanden sind, desto eindeutiger ist diese Zuordnung. Die Durchgangspunkte einer Rakete durch die Sensorzeilen A, B, C, . . . N müssen zwangsläufig auf einer kontinuierlichen, glatten Kurve liegen. Auch dieses Problem kann mit dem Ansatz einer bestimmten Kurvenfunktion und durch Ausgleichsrechnung gelöst werden.If there is only one missile to be detected, which generates a clearly detectable signal when passing through the sensor line, no problems arise since the missile image crosses each sensor line only once. However, if several missiles can be detected, difficulties arise in assigning the signals to the missiles in question. However, since the image tracks of the rockets are also continuous due to the continuous relative movement between the satellite and the rocket, this results in a specific, at least a narrowed assignment. The more sensor rows there are, the clearer this assignment is. The passage points of a rocket through the sensor lines A, B, C ,. . . N must inevitably lie on a continuous, smooth curve. This problem can also be solved by using a certain curve function and by means of a compensation calculation.

Für jeden derartigen Sensor-Durchgangspunkt wird nun ein Kollinearitäts- Gleichungspaar aufgestellt, das eine Gerade darstellt, die
- die Momentanpositionen R A , R B , R C , . . . R N der Rakete mit den jeweiligen Koordinaten X r , Y r , Z r
- die Momentanpositionen P A , P B , P C , . . . P N des Satelliten bzw. der Kamera mit den jeweiligen Koordinaten X t , Y t , Z t
- und die Bildkoordinaten x und y des Durchgangspunktes enthält.
A collinearity equation pair, which represents a straight line, is now set up for each such sensor passage point
- the instantaneous positions R A , R B , R C,. . . R N of the rocket with the respective coordinates X r , Y r , Z r
- the instantaneous positions P A , P B , P C,. . . P N of the satellite or camera with the respective coordinates X t , Y t , Z t
- And contains the image coordinates x and y of the passage point.

Diese Gleichungen lauten: These equations are:

Darin ist c k die Brennweite (Kammerkonstante) der Kamera und die Koeffizienten a 11 . . . a 33 sind die Koeffizienten der Drehmatrix der Kamera, die Funktionen ihrer Neigungskomponenten ω, ϕ und zum Zeitpunkt t sind.In itc k  the focal length (chamber constant) of the camera and the coefficients a 11 . . .a 33 are the coefficients of the camera's rotation matrix that Functions of their inclination componentsω,ϕ and  at the timet are.

a 11 = cos ϕ · cos
a 12 = - cos ϕ · sind (3)
a 13 = sin ϕ
a 21 = cos ω · sin + sin ω · sin ϕ · cos
a 22 = cos ω · cos - sin ω · sind ϕ · sin
a 23 = - sin ω · cos ϕ
a 31 = sin ω · sin - cos ω · sin ϕ · cos (3)
a 32 = sind ω · cos + cos ω · sin ϕ · sin
a 33 = cos ω · cos ϕ
a 11 = cosϕ · Cos
a 12 = - cosϕ · are (3)
a 13 = sinϕ
 a 21st = cosω · Sin  + sinω · Sinϕ · Cos
a 22 = cosω · Cos  - sinω · areϕ · Sin
a 23 = - sinω · Cosϕ
a 31 = sinω · Sin  - cosω · Sinϕ · Cos (3)
a 32 = areω · Cos  + cosω · Sinϕ · Sin
a 33 = cosω · Cosϕ

Es wird nun davon ausgegangen, daß in den Kollinearitätsgleichungen (1) und (2) die Position und Neigungsparameter der Kamera zum Zeitpunkt t genau bekannt sind. Ihre Kenntnis beruht auf der Ermittlung durch das eingangs erwähnte und in den Patenten beschriebene Verfahren, das hier und in der Literatur als DPS-Verfahren bezeichnet wird (siehe auch O. Hofmann, P. Nav´, H. Ebner: DPS - A Digital Photogrammetric System for Producing Digital Elevation Models and Orthophotos by Means of Linear Array Scanner Imagery, Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, Vol. 50, No. 8, August 1984, pp. 1135-1142) und als bekannt vorausgesetzt werden kann.It is now assumed that the position and inclination parameters of the camera at time t are exactly known in the collinearity equations (1) and (2). Their knowledge is based on the determination by the method mentioned at the beginning and described in the patents, which is referred to here and in the literature as the DPS method (see also O. Hofmann, P. Nav´, H. Ebner: DPS - A Digital Photogrammetric System for Producing Digital Elevation Models and Orthophotos by Means of Linear Array Scanner Imagery, Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, Vol. 50, No. 8, August 1984, pp. 1135-1142) and can be assumed to be known.

Die Positions- und Neigungsermittlung des Satelliten bzw. der Kamera durch das DPS-Verfahren ist hier nicht zwingend notwendig, es könnten auch andere Verfahren dafür eingesetzt werden. Aber die Benützung des DPS-Verfahrens liegt hier auf der Hand, da sowohl für diese Orientierungs- und Bahndatenbestimmung des Satelliten und die Bahnermittlung der zu beobachtenden Rakete die gleichen Mittel eingesetzt werden und sämtliche Berechnungen in einem einheitlichen Koordinatensystem und in einem homogenen Prozess stattfinden können. The determination of the position and inclination of the satellite or camera the DPS procedure is not absolutely necessary here, others could also Procedures are used for this. But the use of the DPS procedure is obvious here, both for this orientation and path data determination of the satellite and the orbit determination of the missile to be observed the same means are used and all calculations in one uniform coordinate system and take place in a homogeneous process can.  

Unbekannt und gesucht sind die Bahndaten der Rakete. Sie lassen sich allgemein durch folgende Funktionen darstellen:The orbital data of the rocket are unknown and sought. You can be general with the following functions:

X R = F x (X s , Y s , Z s , α, β, b, t)
Y R = F y (X s , Y s , Z s , α, β, b, t)(4)
Z R = F z (X s , Y s , Z s , α, β, b, t)
X R = F x ( X s , Y s , Z s , α , β , b , t )
Y R = F y ( X s , Y s , Z s , α , β , b, t ) (4)
Z R = F z ( X s , Y s , Z s , α , β , b, t )

Darin bedeuten:
X s , Y s , Z s Startkoordinaten der Rakete
α Azimutwinkel der Abschußrichtung
β Höhenwinkel der Abschußrichtung
b Beschleunigung
t Zeitpunkt
Where:
X s , Y s , Z s launch coordinates of the rocket
α azimuth angle of launch
β elevation angle of the launch direction
b acceleration
t time

Die Startkoordinaten X s , Y s , Z s der Abschußrampe können als bekannt vorausgesetzt werden. Sie werden durch Voraufklärung ermittelt und können unmittelbar mit dem gleichen System genau erfaßt werden.The starting coordinates X s , Y s , Z s of the launch ramp can be assumed to be known. They are determined by preliminary clarification and can be recorded directly with the same system.

Der Zeitpunkt t ist ebenfalls bekannt (Durchgangszeitpunkt der Rakete durch den Linearsensor, siehe oben).The time t is also known (time of passage of the rocket through the linear sensor, see above).

Annähernd bekannt sind wahrscheinlich die Beschleunigung b der Rakete in der Startphase, wir können sie auch als Unbekannte einführen. In der Freiflugphase ist b = 0. Es kommen sicher weitere Korrekturparameter hinzu, die aber mehr oder weniger bekannt sein dürften und hier der einfachen Darstellung wegen unberücksichtigt bleiben.Acceleration b of the rocket in the launch phase is probably approximately known, we can also introduce it as an unknown. In the free flight phase, b = 0. Certainly additional correction parameters are added, but these are more or less known and are not taken into account here for the simple illustration.

Unbekannt und zu ermitteln sind die Azimutrichtung α und der Erhebungswinkel β der Raketenabschußrichtung.The azimuth direction α and the elevation angle β of the missile launch direction are unknown and have to be determined.

Es genügt aber, für diese Unbekannten zunächst grobe Näherungswerte α 0, β 0, b 0 usw. einzuführen. Wahrscheinlich reicht es aus, von einem senkrechten Start mit dem Azimut α = 0° und dem Erhebungswinkel β = 90° auszugehen.However, it is sufficient to first introduce rough approximate values α 0 , β 0 , b 0 etc. for these unknowns. It is probably sufficient to assume a vertical start with the azimuth α = 0 ° and the elevation angle β = 90 °.

Mit diesen bekannten und genäherten Daten ergeben sich aus Gl.(4) zunächst genäherte Positionsdaten X r , Y r , Z r der Rakete zu den Zeitpunkten t. Setzt man diese in die Gleichungen (1) und (2) ein, dann erhält man die berechneten Bildkoordinaten und . Infolge der eingeführten Näherungswerte für die Abschußrichtungen α und β und die Beschleunigung b und ggf. weiterer unbekannter aber genäherter Flugparameter weichen diese berechneten Bildkoordinaten und von den gemessenen Bildkoordinaten x und y ab.With these known and approximated data, it follows from Eq. (4) approximate position dataX r ,Y r ,Z r  the missile at the timest. If you put these in equations (1) and (2), you get the calculated image coordinates  and . As a result of the approximations introduced for the launch directionsα andβ and accelerationb and possibly other unknown but approximate flight parameters give way to these calculated ones Image coordinates  and  from the measured image coordinatesx andy from.

Es ergeben sich aus den gemessenen und den berechneten Bildkoordinaten folgende Fehler bzw. Beobachtungsgleichungen:It results from the measured and the calculated image coordinates following errors or observation equations:

v x = - x = f x (X r , Y r , Z r ) - x (5)
v y = - y = f y (X r , Y r , Z r ) - y
v x  =  -x =f x  (X r ,Y r ,Z r ) -x(5)
v y  =  -y =f y  (X r ,Y r ,Z r ) -y

Für jeden gemessenen Durchgang der Rakete durch einen Linearsensor kann ein derartiges Fehlergleichungspaar aufgestellt werden, und je mehr Durchgänge, d. h. je mehr Sensorzeilen vorhanden sind, desto genauer wird die Bestimmung. Es ist dabei belanglos, ob diese Durchgangsbeobachtungen in einer Kamera erfolgen oder von verschiedenen Kameras in aufeinanderfolgenden Satelliten beobachtet werden, vorausgesetzt, daß sämtliche Messungen in einem einheitlichen Zeit- und Koordinatensystem erfolgen.For each measured passage of the rocket through a linear sensor can such a pair of error equations are established, and the more passes d. H. the more sensor lines there are, the more precise it becomes Determination. It is irrelevant whether these passage observations are in one Camera done or from different cameras in successive Satellites are observed, provided that all measurements are in a uniform time and coordinate system.

Sämtliche Beobachtungen werden nun nach der bekannten Methode der kleinsten Quadrate einer Ausgleichung unterzogen, so daß die Fehlerquadratsumme sämtlicher Fehler v (Gl. 5) zu einem Minimum wird:All observations are now subjected to an adjustment according to the known least squares method, so that the sum of the squares of all errors v (Eq. 5) becomes a minimum:

[vv] → Min (6)[ vv ] → min (6)

mit dem Ergebnis, daß die unbekannten, zunächst genäherten Parameter den wahrscheinlichsten Wert annehmen.with the result that the unknown, initially approximated parameters the assume the most likely value.

Die o. g. Beobachtungsgleichungen (5) sind nicht-lineare Funktionen der Unbekannten α, β, b usw., sie müssen nach Taylor linearisiert werden: The above observation equations (5) are non-linear functions of the unknowns α, β , b etc., they have to be linearized according to Taylor:

In Matrizenschreibweise ergibt sichIn matrix notation results

v = M dX - H (8) v = M dX - H (8)

Darin ist M die Koeffizientenmatrix der partiellen Ableitungen δ x und δ y nach den Unbkannten α, β, b, deren Korrekturen d α, d β, db als Vektor dX zusammengefaßt sind. H ist der Absolutvektor der Glieder ( - x) und ( - y), die mit den Näherungswerten berechnet sind. Dieser Korrektur-Vektor dX wird durch Bildung und Auflösung des Normalgleichungs-SystemsIn itM the coefficient matrix of the partial derivativesδ x andδ y to the unknownα, β,bwhose correctionsd α,d β,db as a vectordX summarized are.H is the absolute vector of the limbs (  -x) and (  -y), the are calculated with the approximate values. This correction vectordX becomes through formation and dissolution of the normal equation system

(M T G M) dX = M T G H (9)( M T GM ) dX = M T GH (9)

in bekannter Weise bestimmt. G ist darin die Gewichtsmatrix, die die Genauigkeit der Beobachtungen repräsentiert.determined in a known manner. G is the weight matrix, which represents the accuracy of the observations.

Mit den berechneten Korrekturwerten dX (d α, d β, db) werden die genäherten Ausgangswerte α 0, β 0, b 0 usw. verbessert. Mit den verbesserten Werten wird ein neuer Durchgang berechnet. Dieser Iterationsprozess wird so lange fortgesetzt, bis eine gewisse Restfehlergrenze der Fehler v unterschritten ist.With the calculated correction values dX ( d α , d β , db ) the approximated output values α 0 , β 0 , b 0 etc. are improved. A new run is calculated with the improved values. This iteration process continues until a certain residual error limit falls below the error v .

Da im vorliegenden Fall nur relativ wenige Beobachtungen zu verarbeiten und nur wenige Unbekannte zu ermitteln sind, ist die Rechenzeit sehr kurz.Since only a few observations can be processed in the present case and only a few unknowns can be determined, the computing time is very short.

Um die Raketenbahn-Parameter bestimmbar zu machen, müssen stets mindestens so viele Beobachtungen vorliegen wie unbekannte Parameter zu ermittlen sind, möglichst aber mehr. Jeder Sensorzeilen-Durchgang liefert zwei Beobachtungen x und y.In order to make the rocket orbit parameters determinable, there must always be at least as many observations as there are unknown parameters to be determined, but more if possible. Each sensor line pass provides two observations x and y .

Dieses mathematische Modell erlaubt durch die sog. Gewichtsbestimmung der ausgeglichnen Unbekannten in einfacher Weise eine zuverlässige Genauigkeitsaussage für die Ergebnisse.This mathematical model allows the so-called weight determination balanced unknowns in a simple way a reliable accuracy statement for the results.

Für die Meßwerterfassung kann auch eine Flächenkamera eingesetzt werden, damit erhöht sich lediglich die Zeilenzahl und die Anzahl der Meßpunkte, das Auswerteprinzip bleibt aber das gleiche. A surface camera can also be used for data acquisition. this only increases the number of lines and the number of measuring points, the evaluation principle remains the same.  

3. Vorzüge des Verfahrens3. Advantages of the procedure

3.1 Das Verfahren ist einfach und homogen. Es ermöglicht eine lückenlose und genaue Erfassung und Flugbahnbestimmung fremder Raketen nach einem einfachen Schema.3.1 The procedure is simple and homogeneous. It enables seamless and accurate detection and trajectory determination of foreign missiles after a simple Scheme.

3.2 Mit einem einzigen System, das völlig autark, ohne besondere externe Hilfsmittel arbeitet, sind sowohl die Eigenpositionen und Orientierungsdaten der Beobachtungs-Satelliten als auch die Bahnparameter fremder Raketen und beliebig viele Bodenpunkte bestimmbar.3.2 With a single system that is completely self-sufficient, without special external aids works, are both the own positions and orientation data the observation satellites as well as the orbital parameters of foreign missiles and any number of soil points can be determined.

3.3 Der Einsatz linearer Sensoren ermöglicht trotz großer Auflösung die Erfassung eines breiten Beobachtungsgebietes. Die Benützung von Flächenkameras, Tracking-Technologien und bewegten mechanischen Teilen entfällt.3.3 The use of linear sensors enables the Coverage of a wide observation area. The use of area cameras, Tracking technologies and moving mechanical parts are eliminated.

3.4 Der Einsatz von IR-Sensoren macht das System Allwetter-fähig.3.4 The use of IR sensors makes the system all-weather capable.

3.5 Als Abtast-Kamera kann statt eines Push-broom-Abtasters ein optisch- mechanischer Scanner mit mehreren Abtastrichtungen eingesetzt werden (siehe Deutsche Patentanmeldung Nr. P 35 17 671.7).3.5 Instead of a push-broom scanner, an optically mechanical scanner with multiple scanning directions can be used (see German Patent Application No. P 35 17 671.7).

3.6 Als Abtastkamera kann auch eine opto-elektronische oder eine optisch- mechanische Flächenabtastkamera benützt werden.3.6 An opto-electronic or an optically mechanical area scan camera can be used.

Claims (2)

1. Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung der Flugbahn einer Rakete durch einen oder mehrere Beobachtungssatelliten, dadurch gekennzeichnet,
a. daß die Beobachtung der Rakete(n) mit einer an sich bekannten mehrzeiligen opto-elektronischen oder optisch mechanischen Abtastkamera erfolgt, wobei die Durchgänge des Raketenbildes durch die Linearsensoren detektiert und ihr Zeitpunkt t sowie die Bildkoordinaten x und y dieses Durchgangspunktes ermittelt und registriert werden;
b. daß für jede Durchgangs-Beobachtung ein Kollinearitäts(Geraden)- Gleichungspaar zwischen dem Beobachtungs-Satelliten und der Rakete aufgestellt wird, das die bekannten Orientierungsparameter des Satelliten und die bekannten und unbekannten aber angenäherten Daten der Raketenbahn zum Zeitpunkt t enthält und berechnete Bildkoordinaten und ergeben;
c. daß aus diesen berechneten Koordinaten , und den gemessenen Kokordinaten x und y jeweils die Fehlergleichungen (Differenzen) v x = - x und v y = - y gebildet werden und daß
d. durch bekannte Ausgleichungsverfahren nach der Methode der kleinsten Quadrate das Minimum der Fehlerquadratsumme [vv] → Min und in einem iterativen Prozess die wahrscheinlichsten Werte der gesuchten Bahnparameter der Rakete(n) gefunden werden.
1. Method and device for determining the trajectory of a rocket one or more observation satellites,characterized,
a. that the observation of the rocket (s) with a known multi-line opto-electronic or optically mechanical scanning camera takes place, the passages of the missile image through the linear sensors detected and their timingt as well as the image coordinatesx  andy this point of passage can be determined and registered;
b. that for each passage observation there is a collinearity (straight line) - Equation pair between the observation satellite and the rocket is established that the known orientation parameters of the Satellite and the known and unknown but approximated data the rocket orbit at the timet contains and calculated image coordinates  and  surrender;
c. that from these calculated coordinates, and the measured Coordinatesx andy the error equations (differences)v x  =  -x  andv y  =  -y be formed and that
d. by known adjustment methods using the smallest method Squares the minimum of the least squares sum [vv] → Min and in one iterative process the most likely values of the trajectory parameters sought the rocket (s) can be found.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Satelliten mit entsprechenden Mehrzeilen-Abtastkameras die Rakete bzw. die Zeilendurchgänge dieser Rakete beobachten und in einem einheitlichen Zeit- und Koordinatensystem die Berechnung der Raketen-Bahnparameter erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that several satellites with appropriate multi-line scanning cameras the missile or the line passes watch this rocket and in a uniform time and Coordinate system the calculation of the rocket orbit parameters takes place.
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DE3219032C3 (en) * 1982-05-19 1988-07-07 Messerschmitt Boelkow Blohm STEREOPHOTOGRAMMETRIC RECORDING AND EVALUATION PROCEDURE

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