RU2249231C2 - Method and device for range simulation - Google Patents
Method and device for range simulation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2249231C2 RU2249231C2 RU2002113499/28A RU2002113499A RU2249231C2 RU 2249231 C2 RU2249231 C2 RU 2249231C2 RU 2002113499/28 A RU2002113499/28 A RU 2002113499/28A RU 2002113499 A RU2002113499 A RU 2002113499A RU 2249231 C2 RU2249231 C2 RU 2249231C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- delay line
- mirror
- light beam
- hole
- range finder
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к оптическим имитаторам дальности, и используется для проверки работы лазерного дальномера.The invention relates to optical instrumentation, in particular to optical range simulators, and is used to verify the operation of a laser range finder.
Известен геодезический способ и устройство проверки дальности по контрольным предметам на местности, требующий точного задания заранее известной дистанции (“Оптика в военном деле”, изд. Ленинград-Москва, 1934 г., стр.239, стр. 278).There is a known geodetic method and device for checking range on control objects on the ground, requiring the exact setting of a predetermined distance (Optics in Military Affairs, ed. Leningrad-Moscow, 1934, p. 239, p. 278).
Недостатком такого способа и устройства является необходимость наличия точно замеренных значительных (до нескольких километров) расстояний до контрольных меток на местности, что приводит к возможности его осуществления только в условиях полигона и стационарных установок. Кроме того, при этом способе необходимо учитывать влияние таких второстепенных факторов, как плотность воздуха, ветер и др.The disadvantage of this method and device is the need for accurately measured significant (up to several kilometers) distances to control marks on the ground, which leads to the possibility of its implementation only in a landfill and stationary installations. In addition, with this method it is necessary to take into account the influence of such secondary factors as air density, wind, etc.
Наиболее близкими к предлагаемому способу и устройству являются способ и устройство по заявке Великобритании №2141891 (МКИ 3 G 01 S 17/10, публ.03.01.1985 г. с приоритетом от 19.05.1983г.), имеющей патент-аналог ФРГ № OS 3418298 (МКИ G 01 S 7/48, публ. 13.12.1984 г.) и патент-аналог США №4627723 (МКИ G 01 C 3/08, 25/00, публ. 09.12.1986 г.), в которых используется волоконно-оптическая линия задержки световых пучков и оптические элементы, формирующие ряд эхо-импульсов, что позволяет проводить контрольные проверки работы дальномера на рабочем столе.Closest to the proposed method and device are the method and device according to the application of Great Britain No. 21411891 (MKI 3 G 01 S 17/10, publ. 03/01/1985 with a priority of 05/19/1983), having a patent analogue of Germany No. OS 3418298 (MKI G 01
Способ включает в себя прием при помощи оптических элементов выходного пучка лучей от дальномера по одной оптической оси, передачу его на вход линии задержки, прохождение светового пучка по линии задержки в одном направлении, сбор с помощью оптических элементов, по меньшей мере, части каждого светового пучка, идущего с выхода линии задержки, и повторное направление указанной части светового пучка на вход линии задержки, при этом остальная часть каждого светового пучка на выходе линии задержки возвращается к дальномеру по второй оптической оси, параллельной первой, минуя границу раздела двух сред так, что для каждого выходного светового пучка, принимаемого от дальномера, вырабатывается серия последовательно задержанных обратных световых пучков, поступающих в дальномер. Эти задержанные обратные световые пучки соответствуют расстояниям, последовательно увеличивающимся на величину расстояния, определяемого линией задержки.The method includes receiving, using optical elements, the output beam from the range finder along one optical axis, transmitting it to the input of the delay line, passing the light beam along the delay line in one direction, collecting at least part of each light beam using optical elements coming from the output of the delay line, and re-directing the indicated part of the light beam to the input of the delay line, while the rest of each light beam at the output of the delay line returns to the rangefinder by the second optical second axis parallel to the first, passing the interface between two media such that each of the output light beam, received from range finder successively generated series of inverse delayed light beams entering the rangefinder. These delayed return light beams correspond to distances successively increasing by the distance determined by the delay line.
Устройство по этому способу содержит оптические элементы и линию задержки света, выполненную из оптического волокна с входным и выходным торцами. Оптические элементы представляют собой два объектива, расположенные на двух взаимно параллельных осях с соответствующими двумя ортогональными разделителями пучка, выполненными в виде двух плоскопараллельных пластин со светоделительными покрытиями, для приема и направления поступающих световых пучков.The device according to this method contains optical elements and a light delay line made of optical fiber with input and output ends. The optical elements are two lenses located on two mutually parallel axes with the corresponding two orthogonal beam spacers, made in the form of two plane-parallel plates with beam splitting coatings, for receiving and directing incoming light beams.
Способ и устройство по указанному патенту Великобритании приняты за прототип.The method and device according to the aforementioned UK patent are taken as a prototype.
Недостатком прототипа является значительный расход оптического волокна, длина которого равна двойному расстоянию до измеряемого предмета (что может составлять до нескольких десятков километров). К тому же, в результате потери энергии при приеме и направлении световых пучков на границе раздела двух сред (в данном случае на двух плоскопараллельных пластинах) уменьшается количество серий последовательно задержанных обратных световых пучков, что приводит к уменьшению максимального значения возможной измеряемой дальности.The disadvantage of the prototype is the significant consumption of optical fiber, the length of which is equal to twice the distance to the measured object (which can be up to several tens of kilometers). In addition, as a result of energy loss during reception and direction of light beams at the interface between two media (in this case, on two plane-parallel plates), the number of series of successively delayed return light beams decreases, which leads to a decrease in the maximum value of the possible measured range.
В данном техническом решении ставится задача сокращения длины оптического волокна и увеличения максимального значения возможной измеряемой дальности.In this technical solution, the task is to reduce the length of the optical fiber and increase the maximum value of the possible measured range.
Указанная задача достигается за счет того, что при осуществлении способа происходит прием и передача выходных световых пучков от излучателя лазерного дальномера в линию задержки, сбор с помощью оптических элементов, по меньшей мере, части каждого светового пучка, идущего с линии задержки, и повторное направление указанной части светового пучка в линию задержки так, что для каждого выходного светового пучка, принимаемого от лазерного излучателя дальномера вырабатывается серия последовательно задержанных обратных световых пучков, поступающих в приемный канал дальномера, при этом остальная часть каждого светового пучка на выходе с линии задержки возвращается в приемный канал дальномера.This task is achieved due to the fact that during the implementation of the method, the output light beams from the laser range finder emitter are received and transmitted to the delay line, at least part of each light beam coming from the delay line is collected with optical elements, and the direction indicated parts of the light beam into the delay line so that for each output light beam received from the laser emitter of the rangefinder, a series of sequentially delayed return light beams is generated, falling into the receiving channel of the range finder, while the rest of each light beam at the output from the delay line returns to the receiving channel of the range finder.
Отличительные признаки предлагаемого способа от прототипа заключаются в размещении излучателя лазерного дальномера так, чтобы ось выходного пучка лучей от излучателя совпала с осью, проходящей через центр отверстия первого плоского зеркала, расположенного под углом α к выходному световому пучку излучателя, при этом выходные световые пучки от излучателя непосредственно направляют на линию задержки, прошедшие по линии задержки световые пучки собирают сферическим зеркалом и направляют в обратном направлении в линию задержки, при выходе из линии задержки пучок лучей, отраженный от первого плоского зеркала, при помощи объектива формируют в параллельный пучок лучей, часть которого, прошедшую через внеосевое отверстие второго плоского зеркала, направляют при помощи поворотного зеркала в приемный канал дальномера, а другую часть светового пучка, не прошедшую через внеосевое отверстие второго плоского зеркала и отразившуюся от него, формируют вновь объективом на линию задержки, после чего повторяют цикл прохождения светового пучка.Distinctive features of the proposed method from the prototype are the location of the emitter of the laser rangefinder so that the axis of the output beam from the emitter coincides with the axis passing through the center of the hole of the first plane mirror located at an angle α to the output light beam of the emitter, while the output light beams from the emitter directly sent to the delay line, the light beams passing through the delay line are collected by a spherical mirror and sent in the opposite direction to the delay line, at the exit from the delay line, the beam of rays reflected from the first plane mirror is formed using a lens into a parallel beam of rays, part of which passed through the off-axis hole of the second plane mirror, is directed using a rotary mirror into the receiving channel of the range finder, and the other part of the light beam that has not passed through the off-axis hole of the second flat mirror and reflected from it, they are again formed by the lens onto the delay line, after which the cycle of passage of the light beam is repeated.
Для достижения указанных задач и осуществления способа устройство содержит излучатель и приемный канал лазерного дальномера, оптические элементы и линию задержки света, выполненную из оптического волокна.To achieve these objectives and the implementation of the method, the device comprises a transmitter and a receiving channel of a laser range finder, optical elements and a light delay line made of optical fiber.
В отличие от прототипа, оптические элементы включают плоское зеркало с центральным сквозным отверстием, сферическое зеркало, объектив, плоское зеркало с внеосевым отверстием и поворотное зеркало, при этом один торец линии задержки расположен в фокальной плоскости объектива на оси, проходящей через центр плоского зеркала с центральным сквозным отверстием, а другой торец линии задержки расположен в центре сферического зеркала, причем зеркало с центральным сквозным отверстием расположено под углом α к выходному световому пучку излучателя лазерного дальномера, а непосредственно за объективом размещено плоское зеркало с внеосевым отверстием, за которым перед приемным каналом лазерного дальномера расположено поворотное зеркало.Unlike the prototype, optical elements include a flat mirror with a central through hole, a spherical mirror, a lens, a flat mirror with an off-axis hole, and a swivel mirror, with one end of the delay line located in the focal plane of the lens on an axis passing through the center of the flat mirror with a central through hole, and the other end of the delay line is located in the center of the spherical mirror, and the mirror with the Central through hole is located at an angle α to the output light beam of the emitter I have a laser range finder, and right behind the lens there is a flat mirror with an off-axis hole, behind which a swivel mirror is located in front of the receiving channel of the laser range finder.
Уменьшение длины оптического волокна в два раза достигнуто за счет двойного прохождения световых импульсов через линию задержки, т.е. в прямом и обратном направлении.A reduction in the length of the optical fiber by half was achieved due to the double passage of light pulses through the delay line, i.e. in the forward and reverse direction.
Увеличение возможной измеряемой дальности достигается увеличением серии повторных импульсов за счет уменьшения потери световой энергии на границе раздела двух сред в результате сокращения количества границ раздела путем использования отверстий оптических элементов.The increase in the possible measured range is achieved by increasing the series of repeated pulses by reducing the loss of light energy at the interface of two media as a result of reducing the number of interfaces by using the holes of the optical elements.
Сущность способа оптической имитации дальности и устройство для его осуществления поясняются чертежами.The essence of the method of optical range simulation and a device for its implementation are illustrated by drawings.
На фиг.1 представлена схема оптического имитатора дальности.Figure 1 presents a diagram of an optical range simulator.
На фиг.2 представлена схема функционирования оптического имитатора дальности с лазерным дальномером.Figure 2 presents the operational diagram of an optical range simulator with a laser rangefinder.
Устройство оптического имитатора дальности содержит первое плоское зеркало 1 (фиг.1), имеющее в центре сквозное отверстие, линию задержки светового пучка 2, выполненную из оптического волокна с одним торцом и другим торцом, сферическое зеркало 3, объектив 4, второе плоское зеркало 5 с внеосевым отверстием и поворотное зеркало 6. Причем один торец линии задержки 2 расположен в фокальной плоскости объектива 4 на оси, проходящей через центр сквозного отверстия первого плоского зеркала 1, а другой торец линии задержки 2 расположен в центре сферического зеркала 3, при этом первое плоское зеркало 1 с центральным сквозным отверстием расположено под углом α к выходному пучку лучей дальномера, а за объективом размещено второе плоское зеркало 5 с внеосевым отверстием, за которым перед приемным каналом дальномера расположено поворотное зеркало 6.The optical range simulator device comprises a first flat mirror 1 (Fig. 1) having a through hole in the center, a delay line of the
Работа и принцип устройства оптического имитатора дальности поясняется схемой функционирования, представленной на фиг.2, и заключается в следующем.The operation and principle of the device optical range simulator is illustrated by the operation diagram shown in figure 2, and is as follows.
При проверке расстояния, измеряемого лазерным дальномером, оптический имитатор дальности устанавливают так, чтобы ось выходного пучка лучей от излучателя 7 (фиг.2) лазерного дальномера совпала с осью, проходящей через центр отверстия первого плоского зеркала 1, при этом пучок лучей от излучателя 7 непосредственно попадает на первый торец линии задержки 2.When checking the distance measured by the laser range finder, the optical range simulator is set so that the axis of the output beam from the emitter 7 (Fig.2) of the laser range finder coincides with the axis passing through the center of the hole of the first flat mirror 1, while the beam from the
Прошедшие через линию задержки 2 световые пучки собираются сферическим зеркалом 3 и направляются на второй торец линии задержки 2 и второй раз проходят то же расстояние по линии задержки 2. При выходе пучка лучей из первого торца линии задержки 2 он отражается первым плоским зеркалом 1 и, при помощи объектива 4, формируется в параллельный пучок лучей, часть которого, прошедшая через внеосевое отверстие второго плоского зеркала 5, направляется поворотным зеркалом 6 в приемный канал 8 дальномера, а другая часть светового пучка, не прошедшая через внеосевое отверстие второго плоского зеркала 5 и отразившаяся от него, формируется вновь объективом 4 на первом торце линии задержки 2, после чего повторяется цикл прохождения светового пучка.Light beams passing through the
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002113499/28A RU2249231C2 (en) | 2002-05-23 | 2002-05-23 | Method and device for range simulation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002113499/28A RU2249231C2 (en) | 2002-05-23 | 2002-05-23 | Method and device for range simulation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002113499A RU2002113499A (en) | 2004-02-10 |
RU2249231C2 true RU2249231C2 (en) | 2005-03-27 |
Family
ID=35560783
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002113499/28A RU2249231C2 (en) | 2002-05-23 | 2002-05-23 | Method and device for range simulation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2249231C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2636797C1 (en) * | 2017-01-19 | 2017-11-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Лазерные системы" | Method of monitoring and verification of meteorological lidar equipment of cloud-range detector type and device for its implementation |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2683604C1 (en) * | 2017-12-28 | 2019-03-29 | Публичное акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева", ПАО КМЗ | Device imitation range |
-
2002
- 2002-05-23 RU RU2002113499/28A patent/RU2249231C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2636797C1 (en) * | 2017-01-19 | 2017-11-28 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Лазерные системы" | Method of monitoring and verification of meteorological lidar equipment of cloud-range detector type and device for its implementation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2002113499A (en) | 2004-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7064817B1 (en) | Method to determine and adjust the alignment of the transmitter and receiver fields of view of a LIDAR system | |
US4121890A (en) | Laser rangefinder tester | |
US8368876B1 (en) | Calibration system and method for imaging flash LIDAR systems | |
EP1690111B1 (en) | Fire control system using a lidar (laser identification, detecting and ranging) unit | |
CN204044360U (en) | A kind of scanning type laser distance measuring equipment with light splitting piece | |
CN102243301A (en) | Detection device for laser rangefinder | |
CN101650438B (en) | Kilohertz common light path satellite laser ranging (SLR) optical device | |
CN110196420B (en) | Echo simulation device and method of laser radar | |
CN108931783B (en) | Device and method for measuring performance of laser ranging system with high precision | |
CN109450562A (en) | Off-axis two waveband laser communication comprehensive performance testing system and method | |
JP4976474B2 (en) | Optical transceiver for transmission direction control | |
CN112543059B (en) | Common receiving optical path wireless laser communication networking antenna | |
CN106569218A (en) | Laser radar optical system based on four-angle simultaneous detection | |
US8279423B2 (en) | Computation of wind velocity | |
RU2249231C2 (en) | Method and device for range simulation | |
CN108549159B (en) | Optical system for airborne laser irradiation detector | |
GB1572148A (en) | Passive optical range simulator device | |
CN110230951A (en) | Infrared/laser integration target simulation equipment with measurement function | |
CN110907920A (en) | Indoor passive laser ranging simulation device and ranging capability detection method | |
EP1705497A1 (en) | Efficient and reliable testing of laser rangefinders | |
RU102815U1 (en) | LASER DISTANCE SIMULATOR | |
JP2795263B2 (en) | Distance measurement simulator | |
RU2683604C1 (en) | Device imitation range | |
CN206876299U (en) | Laser-produced fusion shock velocity stellar interferometer with four sensitivity | |
RU2304351C1 (en) | Method and device for producing laser range-finding means jamming |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100524 |