RU2408848C1 - Method for determining aircraft carrier rolling and location of aircraft, and device for its implementation - Google Patents

Method for determining aircraft carrier rolling and location of aircraft, and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2408848C1
RU2408848C1 RU2010103437/28A RU2010103437A RU2408848C1 RU 2408848 C1 RU2408848 C1 RU 2408848C1 RU 2010103437/28 A RU2010103437/28 A RU 2010103437/28A RU 2010103437 A RU2010103437 A RU 2010103437A RU 2408848 C1 RU2408848 C1 RU 2408848C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
aircraft
cosγ
sinυ
sinψ
cosψ
Prior art date
Application number
RU2010103437/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Георгиевич Бондарев (RU)
Валерий Георгиевич Бондарев
Виталий Валерьевич Бондарев (RU)
Виталий Валерьевич Бондарев
Михаил Валерьевич Бондарев (RU)
Михаил Валерьевич Бондарев
Алексей Евгеньевич Гузеев (RU)
Алексей Евгеньевич Гузеев
Original Assignee
Валерий Георгиевич Бондарев
Виталий Валерьевич Бондарев
Михаил Валерьевич Бондарев
Алексей Евгеньевич Гузеев
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 Валерий Георгиевич Бондарев, Виталий Валерьевич Бондарев, Михаил Валерьевич Бондарев, Алексей Евгеньевич Гузеев filed Critical Валерий Георгиевич Бондарев
Priority to RU2010103437/28A priority Critical patent/RU2408848C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2408848C1 publication Critical patent/RU2408848C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Navigation (AREA)

Abstract

FIELD: instrument making.
SUBSTANCE: beacon image coordinates are determined on photomatrixes, beacon coordinates are calculated in the system of coordinates, which is related to the aircraft, and angles of aircraft orientation relative to aircraft carrier are calculated. At that, there used are signals of inertial navigation system of the aircraft, heading and rolling angles of aircraft carrier, coordinates of the aircraft location relative to aircraft carrier gravity centre points of stern shear of the runway and aircraft landing points are determined. Device includes module of laser beacons, two optic-and-location units, each containing photolens and photomatrix, computing device containing processing module of digital image of laser beacons, computing module of coordinates of beacons, computing module of matrix of directional cosines, computing module of rolling and heading angles of aircraft carrier and computing module of aircraft coordinates.
EFFECT: accuracy improvement.
2 cl, 5 dwg

Description

Текст описания приведен в факсимильном виде.

Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000007
Figure 00000008
Figure 00000009
Figure 00000010
Figure 00000011
Figure 00000012
Figure 00000013
Figure 00000014
Figure 00000015
Figure 00000016
Figure 00000017
Figure 00000018
Figure 00000019
Figure 00000020
Figure 00000021
Figure 00000022
Figure 00000023
Figure 00000024
Figure 00000025
The text of the description is given in facsimile form.
Figure 00000001
Figure 00000002
Figure 00000003
Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000006
Figure 00000007
Figure 00000008
Figure 00000009
Figure 00000010
Figure 00000011
Figure 00000012
Figure 00000013
Figure 00000014
Figure 00000015
Figure 00000016
Figure 00000017
Figure 00000018
Figure 00000019
Figure 00000020
Figure 00000021
Figure 00000022
Figure 00000023
Figure 00000024
Figure 00000025

Claims (2)

1. Способ определения качки авианосца и местоположения летательного аппарата, основанный на регистрации излучения лазерных маяков, обработке их оцифрованного изображения и вычислении координат местоположения летательного аппарата (ЛА), отличающийся тем, что в качестве источников излучения используют два одинаковых лазерных маяка, а также используют сигналы инерциальной навигационной системы (ИНС), регистрируют излучение каждого из двух лазерных маяков с известными координатами, установленных слева и справа от полетной палубы (ПП) авианосца, посредством двух разнесенных оптико-локационных блоков (ОЛБ), установленных на борту ЛА и выполненных каждый в виде плоской фоточувствительной матрицы, размещенной в фокальной плоскости фотообъектива, осуществляют обработку оцифрованных изображений, снимаемых с фоточувствительных матриц для определения координат изображений лазерных маяков, вычисляют координаты первого
Figure 00000026
,
Figure 00000027
,
Figure 00000028
и второго
Figure 00000029
,
Figure 00000030
,
Figure 00000031
лазерных маяков относительно ЛА:
Figure 00000032
,
Figure 00000033
,
Figure 00000034
,
где Y1υ, Z1υ, Y2υ, Z2υ - координаты изображений маяков, м, первый индекс обозначает номер фоточувствительной матрицы, второй индекс - номер маяка υ=1,2, для маяка M1 и М2 соответственно; F - фокусное расстояние фотообъектива, м; В - расстояние между первым и вторым ОЛБ, м, вычисляют углы ψχ, γχ, υχ ориентации ЛА относительно ПП:
Figure 00000035
,
Figure 00000036
,
Figure 00000037
,
где
Figure 00000038
,
Figure 00000039
,
Figure 00000040
,
Figure 00000041
,
Figure 00000042
,
Figure 00000043
,
Figure 00000044
,
Figure 00000045
,
Figure 00000046
- известные координаты первого и второго маяков в системе координат, связанной с авианосцем, вычисляют матрицу направляющих косинусов
Figure 00000047

вычисляют углы качки Δυ, Δγ и курса ψα авианосца
Δυ=arcsinΔA12,
Figure 00000048
Figure 00000049

где ΔAij - элементы матрицы [ΔAψ] (i, j=1…3),
ΔA11=cosψ cosυ cosψχ cosυχ + sinυ sinυχ + sinψ cosυ sinψχ cosυχ,
ΔA12=cosψ cosυ (sinψχ sinγχ - cosψχ sinυχ cosγχ) + sinυ cosυχ cosγχ - sinψ cosυ (cosψχ sinγχ + sinψχ sinυχ cosγχ),
ΔА13=cosψ cosυ (sinψχ cosγχ + cosψχ sinγχ sinυχ) - sinυ cosυχ sinγχ - sinψ cosυ (cosψχ cosγχ - sinψχ sinυχ sinγχ),
ΔA21=(sinψ sinγ + cosψ sinυ cosγ)cosψχ cosυχ + cosυ cosγ sinυχ - (cosψ sinγ + sinψ sinυ cosγ)sinψχ cosυχ,
ΔA22=(sinψ sinγ - cosψ sinυ cosγ)(sinψχ sinγχ - cosψχ sinυχ cosγχ) + cosυ cosγ cosυχ cosγχ + (cosψ sinγ + sinψ sinυ cosγ)(cosψχ sinγχ + sinψχ sinυχ cosγχ),
ΔA23=(sinψ sinγ - cosψ sinυ cosγ)(sinψχ cosγχ + cosψχ sinγχ sinυχ) - cosυ cosγ cosυχ sinγχ + (cosψ sinγ + sinψ sinυ cosγ)(cosψχ cosγχ - sinψχ sinυχ cosγχ),
ΔA31=(sinψ cosγ + cosψ sinγ sinυ)cosψχ cosυχ - cosυ sinγ sinυχ - (cosψ cosγ - sinψ sinυ sinγ)sinψχ cosυχ,
ΔA32=(sinψ cosγ + cosψ sinγ sinυ)(sinψχ sinγχ - cosψχ sinυχ cosγχ) + cosυ cosγ cosυχ sinγχ + (cosψ cosγ - sinψ sinυ sinγ)(cosψχ sinγχ + sinψχ sinυχ cosγχ),
ΔA33=(sinψ cosγ + cosψ sinγ sinυ)(sinψχ cosγχ + cosψχ sinγχ sinυχ) - cosυ sinγ cosυχ cosγχ + (cosψ cosγ - sinψ sinυ sinγ)(cosψχ sinγχ - sinψχ sinυχ sinγχ),
при этом сигналы γ - угол крена, υ - угол тангажа, ψ - угол курса ЛА получают от ИНС,
вычисляют систематическую ψαo и случайную Δψ составляющие угла курса авианосца
Figure 00000050
, Δψ=ψα-ψαo,
где t - текущее время с момента начала измерений, вычисляют координаты ЛА
Figure 00000051
,
Figure 00000052
,
Figure 00000053
относительно центра тяжести авианосца с учетом качки
Figure 00000054
,
вычисляют координаты
Figure 00000055
,
Figure 00000056
,
Figure 00000057
относительно точки посадки учетом качки авианосца,
Figure 00000058
,
где
Figure 00000059

- вектор линейных перемещений точки посадки,
Figure 00000060
,
Figure 00000061
,
Figure 00000062
- известные координаты точки посадки, в связанной с авианосцем системе координат,
вычисляют координаты ЛА
Figure 00000063
,
Figure 00000064
,
Figure 00000065
относительно точки кормового среза ПП с учетом качки авианосца,
Figure 00000066
,
где
Figure 00000067

- вектор линейных перемещений точки кормового среза ПП,
Figure 00000068
Figure 00000069
Figure 00000070
- известные координаты точки пересечения кормового среза с осевой линией полетной палубы, в связанной с авианосцем системе координат.1. The method of determining the roll of an aircraft carrier and the location of the aircraft, based on the registration of laser beacon radiation, processing of their digitized image and calculating the coordinates of the location of the aircraft (LA), characterized in that two identical laser beacons are used as radiation sources, and they also use signals inertial navigation system (ANN), register the radiation of each of the two laser beacons with known coordinates installed to the left and right of the flight deck (PP) of the aircraft the nose, by means of two spaced-apart optical-location blocks (OLBs) mounted on board the aircraft and each made in the form of a flat photosensitive matrix located in the focal plane of the photo lens, digitized images are taken from the photosensitive matrices to determine the coordinates of the images of the laser beacons, the coordinates are calculated the first
Figure 00000026
,
Figure 00000027
,
Figure 00000028
and second
Figure 00000029
,
Figure 00000030
,
Figure 00000031
laser beacons for aircraft:
Figure 00000032
,
Figure 00000033
,
Figure 00000034
,
where Y 1υ , Z 1υ , Y 2υ , Z 2υ are the coordinates of the images of the beacons, m, the first index indicates the number of the photosensitive matrix, the second index is the number of the beacon υ = 1.2, for the beacon M 1 and M 2, respectively; F is the focal length of the photo lens, m; In - the distance between the first and second ARS, m, calculate the angles ψ χ , γ χ , υ χ orientation of the aircraft relative to the PP:
Figure 00000035
,
Figure 00000036
,
Figure 00000037
,
Where
Figure 00000038
,
Figure 00000039
,
Figure 00000040
,
Figure 00000041
,
Figure 00000042
,
Figure 00000043
,
Figure 00000044
,
Figure 00000045
,
Figure 00000046
- the known coordinates of the first and second beacons in the coordinate system associated with the aircraft carrier, calculate the matrix of guide cosines
Figure 00000047

the pitch angles Δυ, Δγ and the course ψ α of the aircraft carrier are calculated
Δυ = arcsinΔA 12 ,
Figure 00000048
Figure 00000049

where ΔA ij are the elements of the matrix [ΔA ψ ] (i, j = 1 ... 3),
ΔA 11 = cosψ cosυ cosψ χ cosυ χ + sinυ sinυ χ + sinψ cosυ sinψ χ cosυ χ ,
ΔA 12 = cosψ cosυ (sinψ χ sinγ χ - cosψ χ sinυ χ cosγ χ ) + sinυ cosυ χ cosγ χ - sinψ cosυ (cosψ χ sinγ χ + sinψ χ sinυ χ cosγ χ ),
ΔА 13 = cosψ cosυ (sinψ χ cosγ χ + cosψ χ sinγ χ sinυ χ ) - sinυ cosυ χ sinγ χ - sinψ cosυ (cosψ χ cosγ χ - sinψ χ sinυ χ sinγ χ ),
ΔA 21 = (sinψ sinγ + cosψ sinυ cosγ) cosψ χ cosυ χ + cosυ cosγ sinυ χ - (cosψ sinγ + sinψ sinυ cosγ) sinψ χ cosυ χ ,
ΔA 22 = (sinψ sinγ - cosψ sinυ cosγ) (sinψ χ sinγ χ - cosψ χ sinυ χ cosγ χ ) + cosυ cosγ cosυ χ cosγ χ + (cosψ sinγ + sinψ sinυ cosγ) (cosψ χ sinγ χ + sinψ χ sinυ χ cosγ χ ),
ΔA 23 = (sinψ sinγ - cosψ sinυ cosγ) (sinψ χ cosγ χ + cosψ χ sinγ χ sinυ χ ) - cosυ cosγ cosυ χ sinγ χ + (cosψ sinγ + sinψ sinυ cosγ) (cosψ χ cosγ χ - sinψ χ sinυ χ cosγ χ ),
ΔA 31 = (sinψ cosγ + cosψ sinγ sinυ) cosψ χ cosυ χ - cosυ sinγ sinυ χ - (cosψ cosγ - sinψ sinυ sinγ) sinψ χ cosυ χ ,
ΔA 32 = (sinψ cosγ + cosψ sinγ sinυ) (sinψ χ sinγ χ - cosψ χ sinυ χ cosγ χ ) + cosυ cosγ cosυ χ sinγ χ + (cosψ cosγ - sinψ sinυ sinγ) (cosψ χ sinγ χ + sinψ χ sinυ χ cosγ χ ),
ΔA 33 = (sinψ cosγ + cosψ sinγ sinυ) (sinψ χ cosγ χ + cosψ χ sinγ χ sinυ χ ) - cosυ sinγ cosυ χ cosγ χ + (cosψ cosγ - sinψ sinυ sinγ) (cosψ χ sinγ χ - sinψ χ sinυ χ sinγ χ ),
the signals γ are the angle of heel, υ is the pitch angle, ψ is the angle of the aircraft’s course from the ANN,
calculate the systematic ψ αo and random Δψ components of the aircraft carrier heading angle
Figure 00000050
, Δψ = ψ α -ψ αo ,
where t is the current time since the start of measurements, calculate the coordinates of the aircraft
Figure 00000051
,
Figure 00000052
,
Figure 00000053
relative to the center of gravity of the aircraft carrier, subject to pitching
Figure 00000054
,
calculate the coordinates
Figure 00000055
,
Figure 00000056
,
Figure 00000057
relative to the landing point, taking into account the roll of the aircraft carrier,
Figure 00000058
,
Where
Figure 00000059

is the vector of linear displacements of the landing point,
Figure 00000060
,
Figure 00000061
,
Figure 00000062
- known coordinates of the landing point, in the coordinate system associated with the aircraft carrier,
calculate the coordinates of the aircraft
Figure 00000063
,
Figure 00000064
,
Figure 00000065
relative to the point of the feed cut of the PP, taking into account the roll of the aircraft carrier,
Figure 00000066
,
Where
Figure 00000067

is the vector of linear displacements of the feed cut point of the PP,
Figure 00000068
Figure 00000069
Figure 00000070
- known coordinates of the point of intersection of the aft section with the center line of the flight deck, in the coordinate system associated with the aircraft carrier. 2. Устройство для определения качки авианосца и местоположения летательного аппарата, включающее два разнесенных в пространстве источника оптического излучения, обеспечивающих формирование области излучения посадочной траектории, отличающееся тем, что источники оптического излучения образуют модуль лазерных маяков, содержащий два разнесенных одинаковых лазерных маяка с известными координатами, формирующих каждый пучок оптического излучения одной длины волны, установленных слева и справа от полетной палубы (ПП) авианосца, и дополнительно содержит два разнесенных оптико-локационных блока (ОЛБ), выполненных в виде фотообъектива и фоточувствительной матрицы, и вычислитель, размещенные на борту летательного аппарата (ЛА), причем вычислитель содержит модуль обработки оцифрованного изображения лазерных маяков, модуль вычисления координат маяков, модуль вычисления матрицы направляющих косинусов, модуль вычисления углов качки и курса авианосца и модуль вычисления координат ЛА, а также инерциальную навигационную систему (ИНС), при этом модуль обработки оцифрованного изображения лазерных маяков, где определяют координаты изображений лазерных маяков на фоточувствительных матрицах, своим первым входом связан с фоточувствительной матрицей первого ОЛБ, на которой с помощью фотообъектива первого ОЛБ формируются изображения первого и второго лазерных маяков, а своим вторым входом связан с фоточувствительной матрицей второго ОЛБ, на которой с помощью фотообъектива второго ОЛБ формируются изображения первого и второго лазерных маяков, а своим выходом связан с входом модуля вычисления координат маяков, где путем вычислений определяют координаты двух маяков в системе координат, связанной с ЛА, своим выходом связанного с входом модуля вычисления матрицы направляющих косинусов, где вычисляются углы ориентации ЛА относительно ПП, выход модуля вычисления матрицы направляющих косинусов связан с первым входом модуля вычисления углов качки и курса авианосца, второй вход которого связан с выходом ИНС, где вычисляются углы качки и угол курса авианосца, модуль вычисления координат ЛА своим входом связан с выходом модуля вычисления углов качки и курса авианосца, где вычисляются координаты ЛА относительно центра тяжести авианосца, координаты ЛА относительно точки посадки и координаты ЛА относительно точки кормового среза ПП с учетом качки авианосца. 2. A device for determining the roll of an aircraft carrier and the location of the aircraft, including two spatially spaced optical radiation sources, providing the formation of the radiation region of the landing path, characterized in that the optical radiation sources form a module of laser beacons containing two spaced identical laser beacons with known coordinates, forming each beam of optical radiation of the same wavelength installed to the left and right of the flight deck (PP) of the aircraft carrier, and It contains two separated optical-location blocks (OLBs) made in the form of a photo lens and a photosensitive matrix, and a computer located on board the aircraft (LA), the computer containing a module for processing the digitized image of laser beacons, a module for calculating the coordinates of beacons, a module for computing the matrix directional cosines, a module for calculating pitching angles and aircraft carrier course and a module for calculating aircraft coordinates, as well as an inertial navigation system (ANN), while the digitized image processing module The beacons of laser beacons, where the coordinates of the images of laser beacons on photosensitive matrices are determined, are connected by their first input to the photosensitive matrix of the first ARS, on which images of the first and second laser beacons are formed using the photo lens of the first ARS, and connected to the photosensitive matrix of the second ARS by their second input, on which images of the first and second laser beacons are formed using a photo lens of the second OLB, and is connected with the output of the module for calculating the coordinates of the beacons, with the help of calculations, the coordinates of two beacons are determined in the coordinate system associated with the aircraft by its output associated with the input of the module for calculating the matrix of directional cosines, where the orientation angles of the aircraft are calculated, the output of the module of calculation of the matrix of directional cosines is connected with the first input of the module for calculating the pitching angles and aircraft carrier , the second input of which is connected with the output of the ANN, where the pitching angles and the angle of the aircraft carrier are calculated, the module for calculating the coordinates of the aircraft with its input is connected to the output of the module for calculating the pitching and hen angles a carrier, wherein the LA coordinates computed with respect to the carrier's center of gravity, the coordinates of the aircraft relative to the aircraft landing point and the coordinates relative to the point of feeding cut PP given pitching carrier.
RU2010103437/28A 2010-02-02 2010-02-02 Method for determining aircraft carrier rolling and location of aircraft, and device for its implementation RU2408848C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010103437/28A RU2408848C1 (en) 2010-02-02 2010-02-02 Method for determining aircraft carrier rolling and location of aircraft, and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010103437/28A RU2408848C1 (en) 2010-02-02 2010-02-02 Method for determining aircraft carrier rolling and location of aircraft, and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2408848C1 true RU2408848C1 (en) 2011-01-10

Family

ID=44054676

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010103437/28A RU2408848C1 (en) 2010-02-02 2010-02-02 Method for determining aircraft carrier rolling and location of aircraft, and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2408848C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2486112C1 (en) * 2011-10-19 2013-06-27 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Device to control passive spacecraft orientation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2486112C1 (en) * 2011-10-19 2013-06-27 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Device to control passive spacecraft orientation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113928526B (en) Automatic positioning and placing system
US8554395B2 (en) Method and system for facilitating autonomous landing of aerial vehicles on a surface
US9587960B2 (en) System for piloting an aircraft, at least for piloting the aircraft during an autonomous approach for the purpose of landing
US11781863B2 (en) Systems and methods for pose determination
US11776411B2 (en) Ship navigation assisting device
US9037392B2 (en) Airport surface collision-avoidance system (ASCAS)
JP6487283B2 (en) Point cloud data processing device, point cloud data processing method, program, and recording medium
CA2778123A1 (en) Method for pilot assistance for the landing of an aircraft in restricted visibility
KR101925366B1 (en) electronic mapping system and method using drones
CN102541066A (en) Automatic height fixing control method for unmanned spacecraft operation
US11551411B2 (en) Data processor, data processing method, and data processing program for determining correspondence relationships between laser scanning point clouds
JP2021043151A (en) Void ratio estimation device, void ratio estimation method and program
US20210229705A1 (en) Vehicle controller, vehicle controlling method and computer program therefor
CN104506821A (en) Fast positioning system of ferry personnel falling into water based on digital image measurement
JP2022016460A (en) Deteriorated ground object identification device, deteriorated ground object identification system, deteriorated ground object identification method, deteriorated ground object identification program and computer readable recording medium with deteriorated ground object identification program recorded thereon
Mentjes et al. Berthing assistant system using reference points
RU2408848C1 (en) Method for determining aircraft carrier rolling and location of aircraft, and device for its implementation
Lu et al. Motion pose estimation of inshore ships based on point cloud
Kim et al. Dual optic-flow integrated navigation for small-scale flying robots
JP2009085805A (en) Motion tracker apparatus
US20230045232A1 (en) Aircraft landing guidance support system and aircraft landing integrated support system including the same
EP3736538A1 (en) Navigation performance in urban air vehicles
RU2378664C1 (en) Method of determining location and angle of orientation of aircraft relative runway strip and device to this end
RU2621215C1 (en) Helicopter landing method
RU2402035C1 (en) Method of determining coordinates of refuelling aircraft and cone and device for realising said method