RO134961A2 - Guiding device for space rendezvous operations - Google Patents
Guiding device for space rendezvous operations Download PDFInfo
- Publication number
- RO134961A2 RO134961A2 RO201900728A RO201900728A RO134961A2 RO 134961 A2 RO134961 A2 RO 134961A2 RO 201900728 A RO201900728 A RO 201900728A RO 201900728 A RO201900728 A RO 201900728A RO 134961 A2 RO134961 A2 RO 134961A2
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- ccd sensor
- image
- target
- laser diode
- laser
- Prior art date
Links
Landscapes
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Cu începere de la data publicării cererii de brevet, cererea asigură, în mod provizoriu, solicitantului, protecția conferită potrivit dispozițiilor art.32 din Legea nr. 64/1991, cu excepția cazurilor în care cererea de brevet de invenție a fost respinsă, retrasă sau considerată ca fiind retrasă, întinderea protecției conferite de cererea de brevet de invenție este determinată de revendicările conținute în cererea publicată în conformitate cu art.23 alin.(1) - (3).Starting from the date of publication of the patent application, the application provisionally provides the applicant with the protection conferred according to the provisions of art. 32 of Law no. 64/1991, except in cases where the patent application has been rejected, withdrawn or considered as withdrawn, the extent of the protection conferred by the patent application is determined by the claims contained in the application published in accordance with art. 23 par. (1) - (3).
IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIHIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIH
ΙΙΙΙΙΗΙΙΙΙίΙΙΙΗΙΙΙΙΙΗΙΙΙΙίΙΙΙΗ
OHUU De STAT Ρ&ΝΊ KU iNVSNîO Λ _ Cerere de brevet de învieI0134961 A2 xț.. a cr> 42K Data denozit.·.. îZ λΙΙλίΗΠΟ. țOHUU DE STAT Ρ & ΝΊ KU iNVSNîO Λ _ Patent application for resurrectionI0134961 A2 xț .. a cr> 42K Date of denunciation. · .. îZ λΙΙλίΗΠΟ. ţ
DISPOZITIV DE GHIDARE PENTRU OPERAȚII DE ÎNTÂLNIRE ÎN SPAȚIUGUIDANCE DEVICE FOR SPACE MEETING OPERATIONS
Invenția se referă la un dispozitiv de ghidare pentru operații de întâlnire în spațiu prin determinarea deplasării imaginii vehiculului cu care se face operația de întâlnire, iluminat cu un fascicul laser de putere în domeniul inffaroșu apropiat, imagine formată pe un senzor CCD de mare rezoluție.The invention relates to a guidance device for space encounter operations by determining the displacement of the image of the vehicle with which the encounter operation is performed, illuminated with a laser beam of power in the near infrared field, image formed on a high resolution CCD sensor.
Invenția este relevantă în contextul misiunilor spațiale și poate oferi o alternativă cu costuri mai mici în comparație cu sistemele actuale.The invention is relevant in the context of space missions and can offer a lower cost alternative compared to current systems.
întâlnirea spațială este importantă pentru misiunile spațiale de colaborare complexe care implică mai multe vehicule. Această operațiune este importantă și în contextul viitorului prevăzut al vehiculelor satelit atât de dimensiuni cubesat cât și standard.the space meeting is important for complex collaborative space missions involving multiple vehicles. This operation is also important in the context of the foreseeable future of both cubic and standard size satellite vehicles.
Un exemplu în acest sens este realizarea unei formații de 50 cubesat. Pentru a realiza această formație în spațiu este nevoie de un control avansat, dar ieftin al altitudinii și poziției care poate fi adaptat pentru o misiune de dimensiuni cubesat. Un alt exemplu este radiotelescopul cu diafragmă sintetică, care este format dintr-un număr mare de sateliți mici, fiecare reprezentând un fragment individual al unei antene mari. Pentru a realiza o antenă utilă, fiecare satelit trebuie să determine și să controleze cu mare precizie propria altitudine și poziție în raport cu ceilalți sateliți. întâlnirea spațială este, de asemenea, importantă în contextul reparării unui satelit realizate pe orbită de către un satelit „reparator”. Satelitul de reparații trebuie să aibă capacitatea de a se întâlni cu un satelit țintă potențial necooperant, care trebuie să primească operațiunile de reparație.An example of this is the formation of a 50 cubesat formation. To achieve this formation in space requires an advanced but inexpensive control of altitude and position that can be adapted for a mission of cubed dimensions. Another example is the synthetic diaphragm radio telescope, which consists of a large number of small satellites, each representing an individual fragment of a large antenna. In order to make a useful antenna, each satellite must determine and control with high precision its own altitude and position in relation to the other satellites. the space encounter is also important in the context of the repair of a satellite made in orbit by a "repair" satellite. The repair satellite must be able to meet with a potentially uncooperative target satellite, which must receive the repair operations.
O soluție pentru un astfel de dispozitiv de ghidare a fost descrisă în cererea de brevet US 2007/0129879 Al, care propune folosirea sistemului global de navigare prin satelit (GNSS) și a tehnologiei de bandă ultra-largă (UWB). Dezavantajul principal al acestei soluții constă în precizia scăzută a determinării poziției, mai ales când ținta este aproape, iar manevrele de apropiere necesită o determinare cât mai bună a poziției țintei.A solution for such a guidance device was described in US patent application 2007/0129879 Al, which proposes the use of the global navigation satellite system (GNSS) and ultra-wideband technology (UWB). The main disadvantage of this solution is the low accuracy of position determination, especially when the target is close, and approach maneuvers require a better determination of the target position.
Dispozitivul conform invenției înlătură dezavantajul arătat mai înainte prin aceea că permite determinarea poziției relative a țintei cu o foarte mare precizie, permițând totodată automatizarea procesului de cuplare.The device according to the invention removes the disadvantage shown above in that it allows the determination of the relative position of the target with a very high precision, while allowing the automation of the coupling process.
Problema tehnică pe care prezenta invenție își propune să o rezolve constă în determinarea poziției relative a țintei și ghidarea vehiculului spațial pentru realizarea întâlnirii în bune condiții cu ținta.The technical problem that the present invention aims to solve consists in determining the relative position of the target and guiding the spacecraft to achieve the meeting in good conditions with the target.
Dispozitivul conform invenției are ca element principal unitatea de senzor, alcătuită dintr-un emițător cu diodă laser, care realizează iluminarea țintei, și un receptor, ce foloseșteThe device according to the invention has as main element the sensor unit, consisting of a laser diode emitter, which realizes the illumination of the target, and a receiver, which uses
RO 134961 Α2 ^ί/ un senzor CCD de mare rezoluție, care realizează imaginea țintei și o transmite unității de control și ghidare, care generează semnalele de ghidare și efectuează manevrele necesare.EN 134961 Α2 ^ ί / a high-resolution CCD sensor, which achieves the target image and transmits it to the control and guidance unit, which generates the guidance signals and performs the necessary maneuvers.
Emițătorul și receptorul au o cale comună, aceasta fiind o cerință impusă de necesitatea eliminării unghiului mort la apropierea de țintă. Emițătorul folosește o diodă laser de putere (20 - 30 W), ce generează o radiație în domeniul infraroșu apropiat, cu lungimea de undă de 850 sau 905 nm, radiație colimată de un obiectiv, în a cărui focar este plasată dioda laser. Fasciculul laser emis trece prin zona centrală decupată a unei oglinzi plane înclinate cu 45° (folosită la recepție). Iluminarea țintei se face cu un fascicul laser pentru a se asigura un raport semnal zgomot cât mai mare: radiația laser, având o lărgime spectrală foarte îngustă, va trece neatenuată prin filtrul interferențial (de bandă foarte îngustă) montat pe calea de recepție înaintea senzorului CCD, spre deosebire de radiația de fond (lumina parazită), care, având o lărgime spectrală foarte mare, va fi atenuată drastic de către filtrul interferențial. Fasciculul reflectat de țintă va fi focalizat de obiectiv și va fi deviat spre senzor de către oglinda plană înclinată cu 45°. Senzorul CCD de mare rezoluție (48 MPixeli) va digitiza imaginea formată pe suprafața sa activă și va transmite datele unității de control și ghidare, care generează semnalele de ghidare și efectuează manevrele necesare.The transmitter and receiver have a common path, this being a requirement imposed by the need to eliminate the blind spot near the target. The transmitter uses a power laser diode (20 - 30 W), which generates radiation in the near infrared range, with a wavelength of 850 or 905 nm, radiation collimated by a lens, in whose focus the laser diode is placed. The emitted laser beam passes through the cut-out central area of a 45 ° inclined plane mirror (used at the reception). The target is illuminated with a laser beam to ensure the highest possible signal-to-noise ratio: the laser radiation, with a very narrow spectral bandwidth, will pass unattended through the interference filter (very narrow band) mounted on the reception path before the CCD sensor , unlike the background radiation (parasitic light), which, having a very high spectral width, will be drastically attenuated by the interference filter. The beam reflected by the target will be focused by the lens and will be deflected towards the sensor by the 45 ° inclined flat mirror. The high-resolution CCD sensor (48 MPixels) will digitize the image formed on its active surface and will transmit the data to the control and guidance unit, which generates the guidance signals and performs the necessary maneuvers.
Invenția prezintă următoarele avantaje:The invention has the following advantages:
- Este realizabilă folosind componente relativ ieftine.- It is achievable using relatively inexpensive components.
- Asigură o precizie ridicată a determinării poziției relative a țintei.- Provides high accuracy in determining the relative position of the target.
- Permite automatizarea procesului de ghidare a vehiculului spațial spre țintă.- Allows automation of the process of guiding the spacecraft to the target.
O formă preferată de realizare a invenției se prezintă în continuare, în legătură cu Fig. 1. Dispozitivul de ghidare pentru operații de rendez-vous în spațiu determină deplasarea imaginii obiectului cu care se face operația de rendez-vous (ținta). Pentru aceasta se folosește o diodă laser (1) în impuls care emite un fascicul laser (2) cu o putere de 20 - 30 W la o lungime de undă de 850 sau 905 nm, fascicul ce trece prin zona decupată a oglinzii (3) și este colimat de obiectivul (4), în focarul căruia este plasată dioda laser (1), realizând iluminarea țintei (5). Fasciculul reflectat (6) de aceasta este focalizat de același obiectiv (4) pe suprafața activă a unui senzor CCD (8) de mare rezoluție (48 Mpixel), după ce a fost reflectat de oglinda (3) și a trecut printr-un filtru interferențial (7), ce lucrează pe aceeași lungime de undă cu radiația laser emisă de dioda (1), în scopul înlăturării zgomotului de fond (altă radiație decât cea laser folosită). Datele furnizate de senzorul CCD (8) sunt trimise apoi unei unități de control și ghidare (9), alcătuită dintr-un microcontroler (10), care prelucrează imaginea, un autopilot (11), care generează comenzile necesare operației de rendez-vous și elementele de acționare (12), care realizează operația de rendez-vous.A preferred embodiment of the invention is set forth below in connection with FIG. 1. The guide device for rendez-vous operations in space determines the movement of the image of the object with which the rendez-vous operation is performed (target). For this, a pulse laser diode (1) is used which emits a laser beam (2) with a power of 20 - 30 W at a wavelength of 850 or 905 nm, the beam passing through the cut-off area of the mirror (3) and is collimated by the objective (4), in the focus of which the laser diode (1) is placed, achieving the illumination of the target (5). The beam reflected (6) by it is focused by the same lens (4) on the active surface of a high-resolution CCD sensor (8) (48 Mpixel), after being reflected by the mirror (3) and passed through a filter interference (7), working on the same wavelength as the laser radiation emitted by the diode (1), in order to remove the background noise (radiation other than the laser used). The data provided by the CCD sensor (8) is then sent to a control and guidance unit (9), consisting of a microcontroller (10), which processes the image, an autopilot (11), which generates the commands necessary for the rendez-vous operation and actuating elements (12), which perform the rendez-vous operation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RO201900728A RO134961A2 (en) | 2019-11-12 | 2019-11-12 | Guiding device for space rendezvous operations |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RO201900728A RO134961A2 (en) | 2019-11-12 | 2019-11-12 | Guiding device for space rendezvous operations |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RO134961A2 true RO134961A2 (en) | 2021-05-28 |
Family
ID=76070144
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RO201900728A RO134961A2 (en) | 2019-11-12 | 2019-11-12 | Guiding device for space rendezvous operations |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RO (1) | RO134961A2 (en) |
-
2019
- 2019-11-12 RO RO201900728A patent/RO134961A2/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10684359B2 (en) | Long range LiDAR system and method for compensating the effect of scanner motion | |
CN109477896B (en) | Optical system for sensing scan field | |
US8958057B2 (en) | Camera-style lidar setup | |
US7834984B2 (en) | Device for optical distance measurement | |
CN110780284A (en) | Receiving system, laser radar including the same, and method of echo reception processing | |
US6816112B1 (en) | Hybrid RF/optical acquisition and tracking system and method | |
CN101430377A (en) | Non-scanning 3D imaging laser radar optical system based on APD array | |
US10659159B2 (en) | Combined imaging and laser communication system | |
KR101951242B1 (en) | Lidar device and system comprising the same | |
US10197381B2 (en) | Determination of the rotational position of a sensor by means of a laser beam emitted by a satellite | |
US20210109200A1 (en) | Light scanner | |
JP2011239380A (en) | Method for simultaneously transmitting wide and narrow optical beacon signals | |
CN114667464A (en) | Planar optical device with passive elements for use as a conversion optical device | |
CN115136025A (en) | Laser detection system and vehicle | |
US10113908B1 (en) | System and method of optical axis alignment monitor and feedback control for a spectrometer | |
RO134961A2 (en) | Guiding device for space rendezvous operations | |
AU5937899A (en) | Laser distance-measuring apparatus for large measuring ranges | |
JPH09318743A (en) | Distance measuring apparatus | |
US10066937B2 (en) | Measurement system and measuring method | |
KR101414207B1 (en) | Imaging Laser Radar Optics System with Inscribed Transmitting Module and Receiving Module | |
EA201892177A1 (en) | ANTENNA FOR DATA ACCEPTANCE FROM LOW-SALT SATELLITES | |
US20220276346A1 (en) | Receiving unit for a lidar device | |
CN106342264B (en) | A kind of double-view field optical transmitting system | |
CN113820721A (en) | Laser radar system with separated receiving and transmitting | |
US11841217B2 (en) | WFOV backward-propagating active-to-passive autoalignment system |