ES2856897T3 - Dispositivo de estimación de ángulo de elevación y método para la colocación de terminal de usuario - Google Patents

Dispositivo de estimación de ángulo de elevación y método para la colocación de terminal de usuario Download PDF

Info

Publication number
ES2856897T3
ES2856897T3 ES16731976T ES16731976T ES2856897T3 ES 2856897 T3 ES2856897 T3 ES 2856897T3 ES 16731976 T ES16731976 T ES 16731976T ES 16731976 T ES16731976 T ES 16731976T ES 2856897 T3 ES2856897 T3 ES 2856897T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
lens arrangement
light
user terminal
elevation
sky
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
ES16731976T
Other languages
English (en)
Inventor
Melvin S Ni
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WorldVu Satellites Ltd
Original Assignee
WorldVu Satellites Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by WorldVu Satellites Ltd filed Critical WorldVu Satellites Ltd
Application granted granted Critical
Publication of ES2856897T3 publication Critical patent/ES2856897T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C9/00—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
    • G01C9/02—Details
    • G01C9/06—Electric or photoelectric indication or reading means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/125—Means for positioning
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/20—Monitoring; Testing of receivers
    • H04B17/27—Monitoring; Testing of receivers for locating or positioning the transmitter
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/14—Relay systems
    • H04B7/15—Active relay systems
    • H04B7/185—Space-based or airborne stations; Stations for satellite systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C9/00—Measuring inclination, e.g. by clinometers, by levels
    • G01C9/02—Details
    • G01C9/06—Electric or photoelectric indication or reading means
    • G01C2009/066—Electric or photoelectric indication or reading means optical

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Telescopes (AREA)
  • Studio Devices (AREA)

Abstract

Un dispositivo (10) para estimar el ángulo de elevación máximo por encima del horizonte del que uno o más objetos circundantes a un terminal de usuario, que tiene una antena para su comunicación con un satélite, debe permanecer por debajo de modo que el terminal de usuario tenga una vista despejada del cielo en todas las direcciones acimutales y pueda recibir un servicio ininterrumpido desde el satélite, comprendiendo el dispositivo 10: una disposición de lente captadora de luz (30) para captar la luz de escena de cielo desde un ángulo amplio; una disposición de lente de pieza ocular (40) para colimar la luz de escena de cielo captada por la disposición de lente captadora de luz (30); y un indicador de límite de elevación (22, 57, M) provisto por una superficie reflectora de imagen (20) o una superficie transparente de observación (55), estando el indicador de límite de elevación (22, 57, M) superpuesto sobre la luz de escena de cielo, representando el indicador de límite de elevación (22, 57, M), cuando el terminal de usuario y el dispositivo están nivelados con respecto al suelo, un ángulo de elevación por encima de un horizonte de la tierra del que todos los uno o más objetos en un campo visual del dispositivo (10) deben permanecer por debajo de modo que el terminal de usuario tenga una vista despejada del cielo en todas las direcciones acimutales.

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de estimación de ángulo de elevación y método para la colocación de terminal de usuario
Campo
La presente divulgación se refiere a terminales de usuario de sistemas de comunicación por satélites no geoestacionarios. Más particularmente, la presente divulgación se refiere a un dispositivo y a un método para estimar el ángulo de elevación de uno o más objetos circundantes a un terminal de usuario para ayudar al usuario a situar correctamente el terminal de usuario de modo que tenga una vista despejada del cielo.
Antecedentes
En la actualidad, se están desarrollando sistemas de satélite para llevar el servicio de internet de banda ancha de bajo coste a cualquier ubicación del planeta. Estos sistemas suelen incluir antenas de puerta de enlace que conectan internet con una flota de satélites no geoestacionarios, que a su vez están enlazados con terminales de usuario económicos situados en la tierra. Los terminales de usuario suministran conectividad a internet a residencias y negocios.
El terminal de usuario económico mencionado anteriormente incluye una antena que requiere una vista despejada sobre una gran sección del cielo en todas las direcciones acimutales (direcciones norte, sur, este y oeste) con el fin de recibir un servicio ininterrumpido desde los satélites. Los árboles, los edificios y las montañas deben permanecer por debajo de un cierto ángulo de elevación (el ángulo por encima del horizonte, es decir, la línea en la que la tierra y el cielo parecen encontrarse) en todas las direcciones acimutales. En algunas partes del mundo, el ángulo de elevación máximo puede ser tan bajo como aproximadamente 45 grados. Un ejemplo de un terminal de usuario de este tipo se describe en la solicitud de los Estados Unidos con n.° de serie 14/627.577, presentada el 20 de febrero de 2015, y titulada "User Terminal Having A Linear Array Antenna With Electronic And Mechanical Actuation System" (Terminal de usuario que tiene una antena de matriz lineal con un sistema de accionamiento electrónico y mecánico).
El documento WO 2006/113689 A2 divulga un sistema receptor GNSS que utiliza el procesamiento de imágenes digitales con el fin de clasificar puntos en su campo visual hemisférico como despejados o no despejados.
El documento WO 99/57824 A2 divulga un método para predecir la interrupción de servicio de un enlace por satélite mediante la combinación de un perfil de bloqueo de terminal con la ubicación de satélite y los datos de movimiento.
Es probable que usuarios individuales con un mínimo de experiencia monten e instalen el terminal de usuario, por lo que es fundamental que puedan situar los terminales de usuario en sus residencias, negocios y similares, de tal manera que el terminal de usuario tenga una vista despejada del cielo.
Para mantener un servicio de internet de bajo coste, el usuario debe ser capaz de localizar, montar, instalar y situar su terminal de usuario sin asistencia profesional. Debido a que el terminal de usuario debe tener una vista despejada del cielo en todas las direcciones acimutales, hasta un ángulo de elevación de aproximadamente 45 grados por encima del horizonte en algunas aplicaciones, la capacidad del usuario para localizar y situar correctamente su terminal de usuario supone un desafío importante. En la actualidad, los usuarios ubicaron y situaron su terminal de usuario estimando visualmente si el terminal tiene una vista despejada del cielo, lo que, a menudo, conduce a errores de hasta 10 grados y problemas con los períodos de desconexión. Se puede utilizar un equipo de topografía para ayudar a localizar y situar correctamente los terminales de usuario, pero tal equipo es caro y requiere conocimientos especializados para hacerlo funcionar.
El problema con respecto a proporcionar una vista despejada del cielo para el terminal de usuario es nuevo en el área de las telecomunicaciones. Las redes de comunicación inalámbrica más antiguas utilizaban frecuencias de radio más bajas que no se veían afectadas por los árboles, los edificios y obstrucciones similares. Los sistemas de comunicación más nuevos que funcionan a frecuencias más altas únicamente requieren una antena para tener una vista clara a lo largo de una línea de visión invariable hasta un satélite geoestacionario. Sin embargo, los terminales de usuario económicos, tales como el descrito en la solicitud de los Estados Unidos n.° de serie 14/627.577 requieren una vista despejada del cielo en todas las direcciones acimutales con el fin de evitar períodos inaceptablemente largos de desconexión provocados por el bloqueo de porciones del cielo.
Por consiguiente, se necesitan un dispositivo y un método económicos y fáciles de utilizar para permitir a un usuario estimar con precisión el ángulo de elevación de uno o más objetos circundantes, de modo que el usuario pueda ubicar y situar un terminal de usuario de un sistema de comunicación por satélites no geoestacionarios de modo que tenga una vista despejada del cielo en todas las direcciones acimutales hasta un ángulo de elevación de aproximadamente 45 grados.
Sumario
La invención está definida por un dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, un terminal de usuario de acuerdo con la reivindicación 12 y un método de acuerdo con la reivindicación 13. Las características opcionales se exponen en las reivindicaciones dependientes.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es una ilustración esquemática de una realización de un dispositivo de estimación de ángulo de elevación de acuerdo con la presente divulgación.
La figura 2A es una vista en perspectiva de una realización de un terminal de usuario que incorpora una realización del dispositivo de estimación de ángulo de elevación.
La figura 2B es una vista en perspectiva de otra realización del dispositivo de estimación de ángulo de elevación.
La figura 2C es una vista en perspectiva de otra realización del dispositivo de estimación de ángulo de elevación.
La figura 3 es una ilustración esquemática de otra realización del dispositivo de estimación de ángulo de elevación.
La figura 4A es una ilustración esquemática de otra realización del dispositivo de estimación de ángulo de elevación.
La figura 4B es una vista en planta superior de una realización de una superficie transparente de observación del dispositivo de estimación de ángulo de elevación de la figura 4A.
La figura 4C es una vista en planta superior de la realización del dispositivo de estimación de ángulo de elevación de la figura 4A.
La figura 5A es una ilustración esquemática de otra realización del dispositivo de estimación de ángulo de elevación.
La figura 5B es una vista en planta superior de la realización del dispositivo de estimación de ángulo de elevación de la figura 5A.
La figura 6A es una vista de la escena de cielo como la ve un usuario a través de la pieza ocular del dispositivo o como la ve el usuario en la superficie plana e inclinada reflectora del dispositivo, que ilustra cuándo el terminal de usuario se ha ubicado y situado correctamente.
La figura 6B es una vista de la escena de cielo como la ve un usuario a través de la pieza ocular del dispositivo o como la ve el usuario en la superficie plana e inclinada reflectora del dispositivo, que ilustra el dispositivo cuando el terminal de usuario se ha ubicado y situado incorrectamente.
La figura 7 es un diagrama de flujo que ilustra una realización de un método para estimar el ángulo de elevación de uno o más objetos circundantes a un terminal de usuario con el dispositivo de la presente divulgación.
Descripción detallada
La figura 1 ilustra una realización de un dispositivo de estimación de ángulo de elevación 10 de la presente divulgación. El dispositivo 10 permite a un usuario estimar con precisión el ángulo de elevación de uno o más objetos circundantes mediante la visión del cielo a través del dispositivo 10. El dispositivo 10 comprende una superficie plana reflectora de imagen 20, una disposición de lente captadora de luz 30 alineada ópticamente con la superficie reflectora de imagen y una disposición de lente de pieza ocular 40 alineada ópticamente con la disposición de lente captadora de luz 30.
La superficie plana reflectora de imagen 20 está inclinada en un ángulo 0 con respecto al eje óptico OA de las disposiciones de lente de pieza ocular y captadora de luz 30, 40 de modo que refleje la luz de escena de cielo L (incluyendo cualquier objeto dentro del campo visual (FOV) de la superficie reflectora de imagen 20) lateralmente sobre la disposición de lente captadora de luz 30. En algunas realizaciones, la superficie reflectora de imagen 20 puede estar inclinada en un ángulo de 45 grados (ángulo 0) con respecto al eje óptico Oa . La superficie plana reflectora de imagen 20, en diversas realizaciones, puede comprender un espejo circular plano o cualquier otro dispositivo o aparato adecuado que sea capaz de reflejar la luz de escena de cielo L sobre la disposición de lente captadora de luz 30.
De acuerdo con la invención, la superficie reflectora de imagen 20 incluye un indicador de límite de elevación 22 (figuras 2A-2C) que representa el ángulo de elevación máximo por encima del horizonte que los objetos circundantes al dispositivo 10 (y, por lo tanto, un terminal de usuario), tales como árboles, edificios, montañas y otras estructuras en el FOV del dispositivo 10, debe permanecer por debajo para que el terminal de usuario tenga una vista despejada del cielo en todas las direcciones acimutales y, por lo tanto, puede recibir servicio ininterrumpido de los satélites. Debido a que la superficie reflectora de imagen 20 está dispuesta en el ángulo 0 con respecto al eje óptico OP, el indicador de límite de elevación puede ser un indicador de forma elíptica que tenga ejes largos y cortos predeterminados de modo que el indicador aparezca como un indicador de forma circular en la disposición de lente captadora de luz 30.
La disposición de lente captadora de luz 30 capta la luz de escena de cielo L reflejada desde la superficie reflectora de imagen 20 y canaliza la luz L sobre la disposición de lente de pieza ocular 40. La disposición de lente captadora de luz 30 está configurada para captar la luz de escena de cielo L desde ángulos amplios (FOV). En algunas realizaciones, la disposición de lente captadora de luz 30 puede comprender una lente cóncava. La lente cóncava puede estar construida como una lente sencilla que comprende una única pieza de vidrio o plástico, o como una lente compuesta que comprende dos o más elementos de lente sencillos. En una realización preferente, la lente cóncava tiene una distancia focal que proporciona un FOV superior a 90 grados de modo que pueda captar la luz de escena de cielo L desde un ángulo o FOV amplio. Debido a que los rayos de luz procedentes de objetos distantes a través del FOV están separados por ángulos amplios, los rayos de luz serán más paralelos en el espacio entre la disposición de lente captadora de luz 30 y la disposición de lente de pieza ocular 40. Después de atravesar la disposición de lente de pieza ocular 40, los rayos de luz procedentes de objetos distantes convergen una vez más al entrar en el ojo, pero en ángulos de separación mucho más pequeños. De este modo, el ojo percibe objetos distantes y ampliamente separados como si parecieran menos separados.
La luz desde cualquier punto distante entra en la disposición de lente captadora de luz 30 prácticamente colimada. La disposición de lente captadora de luz 30 tiene el efecto de hacer divergir estos rayos de luz a medida que se aproximan a la disposición de lente de pieza ocular 40. La disposición de lente de pieza ocular 40 colima o hace paralelos los rayos de luz divergentes que salen de la disposición de lente captadora de luz 30 de modo que el usuario puede observar o ver fácilmente el cielo a través del dispositivo 10. Específicamente, los objetos seguirán pareciendo distantes para que el ojo E relajado del usuario los pueda ver. En algunas realizaciones, la disposición de lente de pieza ocular 40 puede comprender una lente convexa. La lente convexa puede estar construida como una lente sencilla que comprende una única pieza de vidrio o plástico, o como una lente compuesta que comprende dos o más elementos de lente sencillos.
Haciendo referencia todavía a la figura 1, en algunas realizaciones del dispositivo 10, la disposición de lente captadora de luz 30 puede tener un diámetro D1 de aproximadamente 1,27 cm (0,50 pulgadas) y la disposición de lente de pieza ocular 40 puede tener un diámetro D2 de aproximadamente 1,27 cm (0,50 pulgadas). En tales realizaciones, la distancia focal FL1 de la disposición de lente captadora de luz 30 (medida entre el punto focal FP1 y el centro de la disposición de lente captadora de luz 30) puede ser de aproximadamente 0,635 cm (0,25 pulgadas) y la distancia focal FL2 de la disposición de lente de pieza ocular 40 (medida entre el punto focal FP2 y el centro de la disposición de lente de pieza ocular 40) puede ser de aproximadamente 3,175 cm (1,25 pulgadas). La separación SP1 entre la disposición de lente captadora de luz 30 y la disposición de lente de pieza ocular 40 puede ser de aproximadamente 2,54 cm (1,0 pulgadas). La separación SP2 entre el centro de la superficie reflectora de imagen 20 y la disposición de lente captadora de luz 30 puede ser de aproximadamente 1,27 cm (0,5 pulgadas). El diámetro Dm de la superficie reflectora de luz 20 puede ser de aproximadamente 5,08 cm (2,0 pulgadas) o un diámetro que sea lo suficientemente grande como para ocupar al menos /- 45 grados (equivalentemente, 90 grados) del FOV del dispositivo. En otras realizaciones del dispositivo, los diámetros de los componentes, las distancias focales y las separaciones pueden ser de otras dimensiones.
El indicador de límite de elevación 22 (que se ilustra en las figuras 2A-2C) representa el lugar de los puntos en los que las obstrucciones superan el ángulo de elevación máximo permitido. Dicho de otra manera, el indicador de límite de elevación 22 define un ángulo de elevación máximo por encima del horizonte que los objetos circundantes al dispositivo (y, por lo tanto, el terminal de usuario), tales como árboles, edificios, montañas y otras estructuras en el FOV del dispositivo 10, debe permanecer por debajo para que el terminal de usuario tenga una vista despejada del cielo en todas las direcciones acimutales y, por lo tanto, puede recibir servicio ininterrumpido de los satélites.
El indicador de límite de elevación 22 puede comprender, sin limitación, un indicador de color oscuro impreso en una superficie exterior 20o de la superficie reflectora de imagen 20. En otras realizaciones, el indicador de límite de elevación 22 puede comprender una cresta, una pestaña o una ranura formada en, o sobre, la superficie exterior 20o de la superficie reflectora de imagen 20, y cualquier combinación de estas. En una realización preferente, los ejes largos y cortos del indicador de límite de elevación de forma elíptica 22 y el diámetro Dm de la superficie inclinada reflectora de imagen 20 se seleccionan para formar una imagen circular reflejada del indicador de límite de elevación 22 cuando es vista por el usuario en la disposición de lente de pieza ocular 40, que define un ángulo de elevación máximo de 45 grados, /-1,0 grado. En otras realizaciones, los ejes largos y cortos del indicador de límite de elevación 22 y el diámetro Dm de la superficie reflectora de imagen 20 se pueden seleccionar para formar una imagen circular reflejada del indicador de límite de elevación 22 que define cualquier otro ángulo de elevación máximo deseable por encima o por debajo de 45 grados. En algunas realizaciones, la superficie reflectora de imagen 20 puede comprender dos o más indicadores de límite de elevación concéntricos (que no se ilustran) de diferentes dimensiones que corresponden a diferentes ángulos de elevación máximos por encima del horizonte del que los objetos circundantes al dispositivo deben permanecer por debajo.
En algunas realizaciones, el indicador de límite de elevación puede estar omitido y la superficie plana reflectora de imagen 20 puede estar construida para tener un borde periférico de forma elíptica que represente el ángulo de elevación máximo (que, en las realizaciones preferentes, define un ángulo de elevación máximo de 45 grados, /-1,0 grado). El borde periférico de forma elíptica de la superficie reflectora de imagen aparecería circular en la disposición de lente de pieza ocular 40 debido al ángulo inclinado en el que la superficie reflectora de imagen 20 se encuentra con relación a la disposición de lente captadora de luz 30.
Como se ilustra en la figura 2A, algunas realizaciones del dispositivo de estimación de ángulo de elevación 10-1 pueden ser un componente integral de un terminal de usuario 100, como se ilustra en la figura 2A. Un ejemplo de un terminal de usuario de este tipo se describe en la solicitud de los Estados Unidos con n.° de serie 14/627.577, presentada el 20 de febrero de 2015, y titulada "User Terminal Having A Linear Array Antenna With Electronic And Mechanical Actuation System" (Terminal de usuario que tiene una antena de matriz lineal con un sistema de accionamiento electrónico y mecánico). En tales realizaciones, el dispositivo de estimación de ángulo de elevación 10­ 1 puede estar integrado en un alojamiento 110 del terminal de usuario 100 adyacente a la antena 120 de este. En la realización que se muestra en la figura 2A, las disposiciones de lente de pieza ocular y captadora de luz (que no se ilustran) pueden estar montadas en un alojamiento tubular 60 (en alineación óptica entre sí), formando así una unidad óptica 70. La superficie reflectora de imagen 20 y la unidad óptica 70 pueden estar integradas en el alojamiento 110 del terminal de usuario de modo que la superficie reflectora de imagen 20 y la disposición de lente captadora de luz de las unidades ópticas 70 estén alineadas ópticamente entre sí.
Haciendo referencia a la figura 2B, otras realizaciones del dispositivo de estimación de ángulo de elevación 10-2 pueden estar configuradas como un dispositivo portátil que puede montarse de manera desmontable en, o junto a, el terminal de usuario. En una realización, el dispositivo 10-2 puede tener una longitud L de aproximadamente 6,35 cm (2,5 pulgadas) y una altura de aproximadamente 3,81 cm (1,5 pulgadas) (las realizaciones del dispositivo que están integradas en el terminal de usuario pueden tener dimensiones similares). En cualquier caso, se debería entender que, en otras realizaciones, el dispositivo puede tener otras dimensiones. En la realización que se muestra en la figura 2B, las disposiciones de lente de pieza ocular y captadora de luz (que no se ilustran) también pueden estar montadas en el alojamiento tubular 60 descrito anteriormente para formar la unidad óptica 70. La superficie reflectora de imagen 20 y la unidad óptica 70 pueden estar montadas en una plataforma 80 de modo que la superficie reflectora de imagen 20 y la disposición de lente captadora de luz (que no están visibles) estén ópticamente alineadas entre sí.
Como se ilustra en la figura 2C, el dispositivo 10-3 puede estar provisto de un soporte opcional o un piso de rotación acimutal 90 en el que está montada la plataforma 80 del dispositivo 10-3. El piso de acimut 90 permite que la plataforma 80 del dispositivo 10-3 gire al menos 360 grados en torno al eje A con respecto al piso de acimut 90. El piso de acimut 90 es particularmente útil en las realizaciones compactas del dispositivo (por ejemplo, menos de 5,08 cm (2,0 pulgadas) de largo) que pueden tener una pequeña cantidad de autoobstrucción. El piso de acimut 90 permite al usuario realizar múltiples observaciones en diferentes ángulos de rotación para superar la autoobstrucción. El piso de acimut 90 también puede estar provisto en las realizaciones en las que la autoobstrucción no supone un problema, por ejemplo, si el dispositivo 10-3 está en un lado del terminal de usuario y el usuario está en el otro lado.
En otras realizaciones, la autoobstrucción se puede evitar mediante un aumento de la separación entre la superficie reflectora de imagen 20 y la disposición de lente captadora de luz 30. En tales realizaciones, el diámetro Dm de la superficie reflectora de imagen 20 probablemente se tendrá que aumentar para cubrir el mismo FOV.
Como se ilustra en la figura 3, se puede proporcionar una disposición de lente auxiliar 50 en la trayectoria óptica OP entre la superficie inclinada reflectora de imagen 20 y la disposición de lente captadora de luz 30 en realizaciones del dispositivo 10-4 para complementar la disposición de lente captadora de luz 30 donde un FOV extendido es deseado. En tales realizaciones, la disposición de lente auxiliar 50 puede comprender una lente cóncava-convexa. La lente cóncava-convexa 50 puede estar construida como una lente sencilla que comprende una única pieza de vidrio o plástico donde la superficie convexa está orientada hacia la superficie reflectora de imagen y la superficie cóncava está orientada hacia la disposición de lente captadora de luz 30. En otras realizaciones, la lente cóncava-convexa 50 puede comprender una lente compuesta que comprende dos o más elementos de lente sencillos. La disposición de lente auxiliar 50 puede estar montada en el alojamiento tubular 60 descrito anteriormente de la óptica a lo largo de la unidad 70 (figuras 2A-2C) con las disposiciones de lente captadora de luz y de pieza ocular 30, 40.
La figura 4A ilustra otra realización del dispositivo de estimación de ángulo de elevación 10-5 de la presente divulgación. En esta realización, la superficie plana e inclinada reflectora de imagen 20 está dispuesta entre la disposición de lente de pieza ocular 40 y el ojo E del usuario. La superficie reflectora de imagen 20 refleja la luz L de la escena celeste colimada que sale de la disposición 40 de la lente de pieza ocular lateralmente hacia el ojo E del usuario. Así mismo, en esta realización está provista una superficie transparente de observación 55. La superficie de observación 55 está ópticamente alineada y dispuesta verticalmente por encima de la disposición de lente captadora de luz 30. En algunas realizaciones, la superficie de observación 55 puede comprender una pantalla plana y transparente de vidrio o plástico. Como se ilustra en la figura 4B, la superficie de observación 55 comprende, además, un indicador circular de límite de elevación 57 de un diámetro predeterminado. El diámetro del indicador de límite de elevación 57 se selecciona de modo que, cuando el usuario vea el indicador de límite de elevación 57 en la superficie reflectora de imagen 20, el indicador de límite de elevación 57 define un ángulo de elevación máximo por encima del horizonte que los objetos circundantes al dispositivo 10- 5 (y, por lo tanto, un terminal de usuario), tales como árboles, edificios, montañas y otras estructuras en el campo visual (FOV) del dispositivo 10, debe permanecer por debajo para que el terminal de usuario tenga una vista despejada del cielo en todas las direcciones acimutales y, por lo tanto, puede recibir servicio ininterrumpido de los satélites. El indicador de límite de elevación 57 puede comprender, sin limitación, un círculo de color oscuro impreso en una superficie exterior 55o o una superficie interior 55i de la superficie de observación 55, una cresta circular, pestaña o ranura formada en, o sobre, la superficie exterior 55o o la superficie interior 55i de la superficie de observación 55, y cualquier combinación de estas. En algunas realizaciones, la superficie de observación 55 puede comprender dos o más indicadores circulares y concéntricos de límite de elevación (que no se ilustran) de diámetros diferentes correspondientes a diferentes ángulos de elevación máximos por encima del horizonte del que los objetos circundantes al dispositivo 10-5 deben permanecer por debajo. En algunas realizaciones, el dispositivo 10-5 puede incluir la disposición de lente auxiliar descrita anteriormente (por ejemplo, lente convexacóncava) que proporciona un FOV extendido. La disposición de lente auxiliar puede estar provista en la trayectoria óptica entre la superficie transparente de observación 55 y la disposición de lente captadora de luz 30.
Como se ilustra en la figura 4C, la superficie de observación 55, la disposición de lente captadora de luz 30, la disposición de lente de pieza ocular 40 y la superficie plana e inclinada reflectora de imagen 20 pueden estar montadas en un alojamiento tubular 160 para formar una unidad óptica 170. El alojamiento tubular 160 puede incluir una ventana o abertura de visión lateral de usuario 162 dispuesta adyacente a la superficie plana e inclinada reflectora de imagen 20 para ver la escena de cielo reflejada con la superficie reflectora de imagen 20. La unidad óptica 170 puede estar montada en una base o plataforma 180 (como se ilustra) o estar integrada en el alojamiento del terminal de usuario. La disposición de lente auxiliar que proporciona un FOV extendido también puede estar provista dentro del alojamiento tubular 160 de la unidad óptica 170.
La figura 5A ilustra otra realización del dispositivo de estimación de ángulo de elevación 10-6 de la presente divulgación. Esta realización del dispositivo 10-6 es similar a la realización que se ilustra en las figuras 4A-4C, por que comprende la superficie de observación 55 descrita anteriormente con el indicador circular de límite de elevación 57 (figura 4B), la disposición de lente captadora de luz 30, la superficie plana e inclinada reflectora de imagen 20 y la disposición de lente de pieza ocular 40. La superficie plana e inclinada reflectora de imagen 20 del dispositivo 10-6, sin embargo, está dispuesta entre la disposición de lente captadora de luz 30 y la disposición de lente de pieza ocular 40. La superficie reflectora de imagen 20 refleja la luz L divergente de la escena de cielo que sale de la disposición de lente captadora de luz 30 lateralmente hacia la disposición de lente de pieza ocular 40.
Como se ilustra en la figura 5B, la superficie de observación 55, la disposición de lente captadora de luz 30, la superficie plana e inclinada reflectora de imagen 20 y la disposición de lente de pieza ocular 40 pueden estar montadas en un alojamiento tubular 260 para formar una unidad óptica 270. El alojamiento tubular 260 puede incluir una ventana o abertura de visión de usuario 262 para ver la luz de escena de cielo colimada con la disposición de lente de pieza ocular 40. La unidad óptica 270 puede estar montada en una base o plataforma 280 (como se ilustra) o estar integrada en el alojamiento del terminal de usuario. La disposición de lente auxiliar que proporciona un FOV extendido también puede estar provista dentro del alojamiento tubular 260 de la unidad óptica 270.
A continuación, se describirá el uso y el funcionamiento del dispositivo de estimación de ángulo de elevación de la presente divulgación. Antes de utilizar el dispositivo, el usuario debería ubicar y situar el terminal de usuario de modo que la antena esté nivelada (con respecto al suelo). Cualquier instrumento indicador de nivel convencional, tal como un nivel de burbuja, se puede utilizar para determinar si la antena está nivelada. Un instrumento de este tipo puede ser independiente o estar integrado en el alojamiento del terminal de usuario. Como se ilustra en la figura 2A, si el dispositivo 10-1 está integrado en el terminal de usuario 100, el dispositivo 10-1 debería estar nivelado cuando la antena 120 está nivelada. Como se ilustra en las figuras 2B, 2C, 4C y 5B, si el dispositivo 10-2, 10-3, 10-4 y 10-5 es independiente del terminal de usuario 50, el dispositivo 10-2, 10-3, 10-4 y 10-5 se debería ubicar en el alojamiento del terminal de usuario y nivelarse junto con la antena.
Una vez nivelados el terminal de usuario y el dispositivo, el usuario ve la escena de cielo a través de la disposición de lente de pieza ocular 40 del dispositivo 10, 10-4 y 10-6 (figuras 1, 3 y 5A) o en la superficie plana e inclinada reflectora 20 del dispositivo 10-5 (figura 4a ). Como se ilustra en la figura 6A, la ubicación y posición adecuadas del terminal de usuario se confirman si cada uno de los uno o más de los objetos O en la escena de cielo S circundantes al terminal de usuario están sustancialmente fuera del indicador de límite de elevación superpuesto M, lo que indica que los objetos en el FOV del dispositivo (y, por lo tanto, el terminal de usuario), se estima que están por debajo del ángulo de elevación máximo deseado. En consecuencia, el terminal de usuario tiene una vista despejada del cielo en todas las direcciones acimutales. Si una porción de al menos uno de los uno o más de los objetos O en la escena de cielo S está sustancialmente dentro del indicador de límite de elevación superpuesto M como se ilustra en la figura 6B, se estima que ese objeto O está por encima del ángulo de elevación máximo deseado. En consecuencia, el terminal de usuario tiene una vista obstruida del cielo en al menos una dirección acimutal. Por consiguiente, el terminal de usuario debería volver a situarse o volver a ubicarse y situarse de modo que cada uno de los objetos O en la escena de cielo S esté sustancialmente fuera del indicador de límite de elevación superpuesto M.
El dispositivo de estimación de ángulo de elevación de la presente divulgación permite al usuario estimar el ángulo de elevación de los objetos circundantes con una precisión de aproximadamente 1 a 2 grados, suponiendo que el terminal de usuario está nivelado. Por consiguiente, el dispositivo permite al usuario estimar el ángulo de elevación de los objetos circundantes con aproximadamente 10 veces la precisión de los métodos de estimación de la técnica anterior, en los que el usuario estima directamente los ángulos de elevación de los objetos utilizando únicamente sus ojos.
La figura 7 es un diagrama de flujo que ilustra una realización de un método para estimar el ángulo de elevación de uno o más objetos circundantes a un terminal de usuario con el dispositivo de la presente divulgación. En el bloque 300, un indicador de límite de elevación se superpone sobre la luz de escena de cielo. Como se ha descrito anteriormente, el indicador de límite de elevación define un ángulo de elevación por encima de un horizonte de la tierra del que todos los uno o más objetos deben permanecer por debajo de modo que el terminal de usuario tenga una vista despejada del cielo en todas las direcciones acimutales. En el bloque 302, la luz de escena de cielo es captada desde un ángulo amplio con una disposición de lente captadora de luz que está dispuesta sobre, unida a, dispuesta en, o dispuesta adyacente a, el terminal de usuario. En el bloque 304, la luz de escena de cielo y el indicador de límite de elevación se ven para corroborar la ubicación de cada uno de los uno o más objetos en la imagen con respecto al indicador de límite de elevación. Si cada uno de los uno o más objetos está sustancialmente fuera del indicador de límite de elevación, se estima que todos los uno o más objetos están por debajo del ángulo de elevación y, si una porción de cualquiera uno de los uno o más objetos está sustancialmente dentro de la imagen reflejada del indicador de límite de elevación, se estima que ese objeto está por encima del ángulo de elevación.
Si bien el dispositivo y el método de estimación de ángulo de elevación se han descrito en términos de realizaciones ilustrativas, estos no se limitan a estas. Por el contrario, las reivindicaciones adjuntas se deberían interpretar de manera amplia para incluir otras variantes y realizaciones de las mismas, que pueden realizar los expertos en la materia sin apartarse del alcance del dispositivo y del método.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo (10) para estimar el ángulo de elevación máximo por encima del horizonte del que uno o más objetos circundantes a un terminal de usuario, que tiene una antena para su comunicación con un satélite, debe permanecer por debajo de modo que el terminal de usuario tenga una vista despejada del cielo en todas las direcciones acimutales y pueda recibir un servicio ininterrumpido desde el satélite, comprendiendo el dispositivo 10:
una disposición de lente captadora de luz (30) para captar la luz de escena de cielo desde un ángulo amplio; una disposición de lente de pieza ocular (40) para colimar la luz de escena de cielo captada por la disposición de lente captadora de luz (30); y
un indicador de límite de elevación (22, 57, M) provisto por una superficie reflectora de imagen (20) o una superficie transparente de observación (55), estando el indicador de límite de elevación (22, 57, M) superpuesto sobre la luz de escena de cielo, representando el indicador de límite de elevación (22, 57, M), cuando el terminal de usuario y el dispositivo están nivelados con respecto al suelo, un ángulo de elevación por encima de un horizonte de la tierra del que todos los uno o más objetos en un campo visual del dispositivo (10) deben permanecer por debajo de modo que el terminal de usuario tenga una vista despejada del cielo en todas las direcciones acimutales.
2. El dispositivo (10) de la reivindicación 1, en donde la superficie reflectora de imagen (20) refleja la luz de escena de cielo sobre la disposición de lente captadora de luz (30).
3. El dispositivo (10) de la reivindicación 1, en donde una periferia de la superficie reflectora de imagen (20) define el indicador de límite de elevación (22, 57, M).
4. El dispositivo (10) de la reivindicación 1, en donde la superficie reflectora de imagen (20) está configurada para reflejar la luz de escena de cielo colimada con la disposición de lente de pieza ocular (40), hacia el ojo del usuario.
5. El dispositivo (10) de la reivindicación 1, en donde la superficie reflectora de imagen (20) está configurada para reflejar la luz de escena de cielo captada con la disposición de lente captadora de luz (30), sobre la disposición de lente de pieza ocular (40).
6. El dispositivo (10) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende, además, una disposición de lente auxiliar (50) para extender un campo visual del dispositivo (10).
7. El dispositivo (10) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende, además, un alojamiento (60, 160, 260), la disposición de lente captadora de luz (30) y la disposición de lente de pieza ocular (40) dispuestas en el alojamiento (60, 160, 260), formando el alojamiento (60, 160, 260), la disposición de lente captadora de luz (30) y la disposición de lente de pieza ocular (40) una unidad óptica (70, 170, 270).
8. El dispositivo (10) de la reivindicación 7, en donde la disposición de lente auxiliar (50) está dispuesta en el alojamiento (60, 160, 260) de la unidad óptica (70, 170, 270).
9. El dispositivo (10) de la reivindicación 7 o la reivindicación 8, que comprende, además, una base (80, 180, 280), estando la unidad óptica (70, 170, 270) montada en la base (80, 180, 280).
10. El dispositivo (10) de la reivindicación 9, en donde la superficie reflectora de imagen (20) está montada en la base (80) y ópticamente alineada con la unidad óptica (70).
11. El dispositivo (10) de la reivindicación 10, que comprende, además, un soporte (90), estando la base (80) montada en el soporte (90), permitiendo el soporte que la base (80) gire con respecto al soporte (90).
12. Un terminal de usuario (100) que comprende un alojamiento (110), una antena (120) asociada con el alojamiento (110), y el dispositivo (10) de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, dispuesto sobre, o integrado en, el alojamiento (110).
13. Un método para estimar el ángulo de elevación máximo por encima del horizonte del que uno o más objetos circundantes a un terminal de usuario, que tiene una antena para su comunicación con un satélite, debe permanecer por debajo de modo que el terminal de usuario tenga una vista despejada del cielo en todas las direcciones acimutales y pueda recibir un servicio ininterrumpido desde el satélite, comprendiendo el método:
superponer un indicador de límite de elevación (22, 57, M) sobre la luz de escena de cielo, representando el indicador de límite de elevación (22, 57, M), cuando el terminal de usuario y el dispositivo están nivelados con respecto al suelo, un ángulo de elevación por encima de un horizonte de la tierra del que todos los uno o más objetos deben permanecer por debajo de modo que el terminal de usuario tenga una vista despejada del cielo en todas las direcciones acimutales;
captar la luz de escena de cielo desde un ángulo amplio con una disposición de lente captadora de luz (30) que está dispuesta sobre, unida a, integrada con, o dispuesta adyacente a, el terminal de usuario;
colimar la luz de escena de cielo captada por la disposición de lente captadora de luz (30) con una disposición de lente de pieza ocular (40); y
ver la luz de escena de cielo para corroborar la ubicación de cada uno de los uno o más objetos en la imagen con respecto al indicador de límite de elevación (22, 57, M).
14. El método de la reivindicación 13, en donde, si todos los uno o más objetos están sustancialmente fuera del indicador de límite de elevación (22, 57, M), se estima que los uno o más objetos están por debajo del ángulo de elevación, y en donde, si una porción de los uno o más objetos está sustancialmente dentro del indicador de límite de elevación (22, 57, M), se estima que la porción de los uno o más objetos está por encima del ángulo de elevación.
ES16731976T 2015-06-12 2016-06-13 Dispositivo de estimación de ángulo de elevación y método para la colocación de terminal de usuario Active ES2856897T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/737,489 US10012503B2 (en) 2015-06-12 2015-06-12 Elevation angle estimating device and method for user terminal placement
PCT/IB2016/053480 WO2016199110A1 (en) 2015-06-12 2016-06-13 Elevation angle estimating device and method for user terminal placement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2856897T3 true ES2856897T3 (es) 2021-09-28

Family

ID=56203438

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES16731976T Active ES2856897T3 (es) 2015-06-12 2016-06-13 Dispositivo de estimación de ángulo de elevación y método para la colocación de terminal de usuario

Country Status (9)

Country Link
US (1) US10012503B2 (es)
EP (1) EP3308425B1 (es)
JP (1) JP6772193B2 (es)
KR (1) KR102304580B1 (es)
CN (1) CN107820648B (es)
CA (1) CA2987385C (es)
ES (1) ES2856897T3 (es)
IL (1) IL255874B (es)
WO (1) WO2016199110A1 (es)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9995572B2 (en) 2015-03-31 2018-06-12 World Vu Satellites Limited Elevation angle estimating device and method for user terminal placement
US10415960B2 (en) 2015-04-06 2019-09-17 Worldvu Satellites Limited Elevation angle estimating system and method for user terminal placement
US10012503B2 (en) * 2015-06-12 2018-07-03 Worldvu Satellites Limited Elevation angle estimating device and method for user terminal placement

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2410667A (en) 1944-04-18 1946-11-05 Eastman Kodak Co Artificial horizon for sighting instruments
US2949808A (en) 1956-07-03 1960-08-23 Gen Motors Corp Aerial gunsight
SE8904235D0 (sv) 1989-12-15 1989-12-15 Saab Space Ab Anordning foer moejliggoerande av naermande och sammanfoerande av tvaa foeremaal, saerskilt rymdfarkoster
US5159401A (en) 1990-09-06 1992-10-27 Decker Jr John A Elevation-angle sensing, celestial navigation and surveying
JPH05187819A (ja) * 1992-01-14 1993-07-27 Mitsui Constr Co Ltd Ｇｐｓ基準点選定用スコープ
JPH0820511B2 (ja) 1993-04-19 1996-03-04 日本電気株式会社 相対方位測定装置
JP3476268B2 (ja) * 1995-01-25 2003-12-10 株式会社協和エクシオ 測角器
JP3587912B2 (ja) 1995-09-22 2004-11-10 株式会社ソキア Ｇｐｓ受信装置
JPH10163721A (ja) * 1996-12-04 1998-06-19 Nikon Corp Ｇｐｓアンテナ
KR100229107B1 (ko) * 1997-04-10 1999-11-01 유무성 쌍안경 광학계
US6356296B1 (en) 1997-05-08 2002-03-12 Behere Corporation Method and apparatus for implementing a panoptic camera system
DE29823699U1 (de) * 1997-11-11 1999-10-21 Lohmar Franz Josef Vorrichtung zur Ermittlung von Meßzeiträumen für die Vermessung von von Sichthindernissen zumindest teilweise umgebenen Punkten mittels Satelliten
US6169881B1 (en) 1998-05-04 2001-01-02 Motorola, Inc. Method and apparatus for predicting impending service outages for ground-to-satellite terminal in a satellite communication system
EP1056224A1 (en) 1999-05-27 2000-11-29 ICO Services Ltd. Satellite elevation used for selectably providing service to a user
JP2002323550A (ja) * 2001-04-26 2002-11-08 Nippon Signal Co Ltd:The Ｇｐｓセンサの有効検知エリア設定方法およびコンピュータプログラムならびに記憶媒体
JP2003258742A (ja) * 2002-02-27 2003-09-12 Tasada Kosakusho:Kk 通信障害物調査装置
US7541975B2 (en) 2005-04-17 2009-06-02 Trimble Navigation Limited Enhanced GNSS signal processing
JP4617993B2 (ja) 2005-04-28 2011-01-26 ソニー株式会社 画像処理装置および画像処理方法、プログラム、並びに、記録媒体
ATE492662T1 (de) 2007-03-09 2011-01-15 Panasonic Corp Beschichtungsvorrichtung und verfahren zur herstellung einer folie mithilfe der beschichtungsvorrichtung
US8601392B2 (en) 2007-08-22 2013-12-03 9224-5489 Quebec Inc. Timeline for presenting information
JP5283214B2 (ja) * 2008-05-23 2013-09-04 国立大学法人宮城教育大学 定点観測装置、及び定点観測方法
JP2009288131A (ja) * 2008-05-30 2009-12-10 Seiko Epson Corp 測位装置、測位システム、測位装置の制御方法、測位システムの制御方法、測位装置の制御プログラム及び測位システムの制御プログラム
WO2010077993A2 (en) 2008-12-16 2010-07-08 Armageddon Energy, Inc. Methods and systems for solar shade analysis
DE102009054214B4 (de) 2009-11-21 2013-03-14 Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen einer Darstellung einer Umgebung
US8638375B2 (en) 2011-05-17 2014-01-28 Trimble Navigation Limited Recording data with an integrated field-portable device
GB2512242A (en) 2012-01-18 2014-09-24 Logos Technologies Llc Method, device, and system for computing a spherical projection image based on two-dimensional images
CN102590839B (zh) * 2012-02-09 2013-08-28 北京机械设备研究所 一种三天线定位定向的方法
US8923622B2 (en) 2012-12-10 2014-12-30 Symbol Technologies, Inc. Orientation compensation using a mobile device camera and a reference marker
US10082581B2 (en) 2014-12-10 2018-09-25 Worldvu Satellites Limited User terminal having a linear array antenna with electronic and mechanical actuation system
US9995572B2 (en) * 2015-03-31 2018-06-12 World Vu Satellites Limited Elevation angle estimating device and method for user terminal placement
US10415960B2 (en) * 2015-04-06 2019-09-17 Worldvu Satellites Limited Elevation angle estimating system and method for user terminal placement
US10012503B2 (en) * 2015-06-12 2018-07-03 Worldvu Satellites Limited Elevation angle estimating device and method for user terminal placement

Also Published As

Publication number Publication date
CA2987385A1 (en) 2016-12-15
EP3308425A1 (en) 2018-04-18
EP3308425B1 (en) 2020-11-25
KR102304580B1 (ko) 2021-09-23
JP2018524573A (ja) 2018-08-30
IL255874A (en) 2018-01-31
WO2016199110A1 (en) 2016-12-15
KR20180016557A (ko) 2018-02-14
CA2987385C (en) 2022-03-01
CN107820648A (zh) 2018-03-20
IL255874B (en) 2022-01-01
CN107820648B (zh) 2020-12-18
US20160363443A1 (en) 2016-12-15
US10012503B2 (en) 2018-07-03
JP6772193B2 (ja) 2020-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8597025B2 (en) Celestial weapons orientation measuring system
ES2610005T3 (es) Sistema para el posicionamiento polar de un telescopio
ES2856897T3 (es) Dispositivo de estimación de ángulo de elevación y método para la colocación de terminal de usuario
US9696161B2 (en) Celestial compass kit
ES2890812T3 (es) Mira por reflexión térmica
ES2843493T3 (es) Dispositivo de avistamiento y sistema de sensores de seguridad que utiliza dicho dispositivo de avistamiento
JP2005538394A (ja) 網膜状に配列した複合カメラシステム
CN108283005B (zh) 用于用户终端位置的仰角估计系统和方法
ES2913221T3 (es) Dispositivo para colocación de terminal de usuario
KR101650844B1 (ko) 별지시기를 이용한 천체 관측기구
WO2019234506A1 (en) Folded optical systems for a mobile magnification viewing system
RU2020118993A (ru) Способ измерения угловых координат на фоне квадрокоптеров
US20120002305A1 (en) Diagonal mirror with display
BG64107B1 (bg) Навигационна система