RU2531781C2 - Orientation method of instrument moved in piloted aircraft, and system for its implementation - Google Patents

Orientation method of instrument moved in piloted aircraft, and system for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2531781C2
RU2531781C2 RU2012134959/11A RU2012134959A RU2531781C2 RU 2531781 C2 RU2531781 C2 RU 2531781C2 RU 2012134959/11 A RU2012134959/11 A RU 2012134959/11A RU 2012134959 A RU2012134959 A RU 2012134959A RU 2531781 C2 RU2531781 C2 RU 2531781C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
relative
manned
ultrasonic
output
Prior art date
Application number
RU2012134959/11A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012134959A (en
Inventor
Сергей Васильевич Бронников
Александр Сергеевич Рожков
Дмитрий Юрьевич Караваев
Дмитрий Николаевич Рулев
Олег Станиславович Рурин
Александр Константинович Калифатиди
Игорь Георгиевич Городецкий
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева"
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 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" filed Critical Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева"
Priority to RU2012134959/11A priority Critical patent/RU2531781C2/en
Publication of RU2012134959A publication Critical patent/RU2012134959A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2531781C2 publication Critical patent/RU2531781C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

FIELD: aviation.
SUBSTANCE: method involves determination of a position and orientation of a freely moved instrument inside an aircraft. For that purpose, commands are supplied to emit pulse ultrasonic signals (UT) with emitters distributed along the instrument. Signals are received with UT receivers at distributed points on the instrument inside the aircraft. Moments of emission and reception of signals are synchronised via a radio channel. Temperatures are measured at arrangement points of UT emitters and UT receivers. As per this data and delay times of reception of signals, the above position and orientation of the instrument is determined. As per the current position of markers, turning angles of the instrument for its guidance to the same markers are calculated, and commands are generated for the instrument rotation. A guidance system includes required means for carrying out the above operations.
EFFECT: providing guaranteed guidance of an instrument freely moved relative to the instrument inside the aircraft to markers of any type.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к аэрокосмической технике и может быть использовано для ориентирования (наведения) экипажем пилотируемого космического или летательного аппарата ручного прибора, перемещаемого внутри движущегося космического или летательного аппарата.The invention relates to aerospace engineering and can be used for orientation (guidance) by the crew of a manned spacecraft or aircraft of a hand-held device moving inside a moving space or aircraft.

Известен способ прицеливания (патент РФ №2395054 от 06.10.2008, МПК: F41G 3/00.1), включающий поиск цели и наведение на цель путем совмещения прицельной марки оружия с видеоизображением цели на мониторе, получаемым с обзорной видеокамеры, при этом поиск цели проводят по видеоизображению в широком телесном угле, а точное наведение выполняют по увеличенному видеоизображению.There is a method of aiming (RF patent No. 2395054 dated 10/06/2008, IPC: F41G 3 / 00.1), which includes searching for a target and aiming at a target by combining an aiming mark of a weapon with a video image of a target on a monitor received from a surveillance video camera, while searching for a target is carried out by video image in a wide solid angle, and precise guidance is performed on the enlarged video image.

Система, реализующая данный способ прицеливания (патент. РФ №2395054 от 06.10.2008, МПК: F41G 3/00.1), включает прицел оружия, закрепленные на оружии обзорную и одну или две дополнительные видеокамеры и соединенный с видеокамерами монитор.A system that implements this aiming method (patent of the Russian Federation No. 2395054 dated 10/06/2008, IPC: F41G 3 / 00.1) includes a weapon sight, a sight mounted on the weapon and one or two additional video cameras and a monitor connected to the video cameras.

К недостаткам данных способа и системы прицеливания относится то, что они не обеспечивают возможность наведения на цели, расположенные вне телесного угла поля зрения обзорной видеокамеры.The disadvantages of the data of the method and system of aiming include the fact that they do not provide the ability to aim at targets located outside the solid angle of the field of view of the survey camera.

Известен способ наведения линии визирования прибора, вращающегося вокруг своей оси относительно основания, на источник лазерного излучения (заявка на изобретение РФ №94000376/28, 05.01.1994, МПК 6: F41G 3/00, G05D 3/00), в котором грубо определяют угловое положения источника излучения относительно связанного с основанием базового направления, проверяют соответствие излучения типу лазерный целеуказатель, поворачивают основание до точного определения углового положения источника излучения, после чего поворачивают прибор наведения до наведения его линии визирования на источник излучения.A known method of pointing the line of sight of a device rotating around its axis relative to the base, on a laser radiation source (application for the invention of the Russian Federation No. 94000376/28, 05.01.1994, IPC 6: F41G 3/00, G05D 3/00), in which roughly determine the angular position of the radiation source relative to the base direction associated with the base, check whether the radiation matches the type of laser pointer, turn the base until the angular position of the radiation source is accurately determined, and then turn the pointing device until its line izirovaniya the radiation source.

Устройство наведения линии визирования прибора, вращающегося вокруг своей оси относительно основания, на источник лазерного излучения (заявка на изобретение РФ №94000376/28, 05.01.1994, МПК 6: F41G 3/00, G05D 3/00), реализующее вышеупомянутый способ наведения, содержит датчики, табло, блок задания режима наведения, коммутатор, приводы основания и прибора, блок определения углового положения и типа источника излучения и задания поворота, датчик положения линии визирования прибора.A device for guiding the line of sight of a device, rotating around its axis relative to the base, to a laser radiation source (application for invention of the Russian Federation No. 94000376/28, 05.01.1994, IPC 6: F41G 3/00, G05D 3/00) that implements the aforementioned pointing method, it contains sensors, a panel, a guidance mode setting unit, a switch, base and device drives, a unit for determining the angular position and type of radiation source and a rotation task, a position sensor for the line of sight of the device.

К недостаткам данных способа и устройства наведения относится требование идентификации цели по излучаемому целью излучению, что ограничивает возможности их использования.The disadvantages of the data of the guidance method and device include the requirement to identify the target by the radiation emitted by the target, which limits the possibilities of their use.

В качестве способа-прототипа выбран способ наведения телевизионного видеоспектрального комплекса, реализуемый системой управления телевизионным видеоспектральным комплексом космического аппарата (КА) (патент РФ №2068801 от 16.01.1992, МПК 6: B64G 9/00 - прототип способа), который включает наведение и отслеживание целей, при которых выполняется переориентация оси визирования установленной на поворотной платформе телевизионной и научной аппаратуры на выбираемую в реальном времени по ТВ-изображению цель с последующим автоматическим отслеживанием цели, в том числе выполняется определение пространственного положения прибора наведения относительно КА, задание координат целей, определение положения целей относительно прибора наведения, расчет углов поворота прибора наведения и повороты прибора наведения.As a prototype method, a method of pointing a television video spectral complex, implemented by a control system for a television video spectral complex of a spacecraft (SC) (RF patent No. 2068801 of 01/16/1992, IPC 6: B64G 9/00 is a prototype of the method), which includes guidance and tracking goals for which the axis of sight of the television and scientific equipment installed on the turntable is reoriented to the target selected in real time on the TV image, followed by automatic tracking ate, including a determination of the spatial position of the instrument relative to the spacecraft guidance, setting target coordinates, determining the position of the objectives with respect to a homing device, calculating the angles of rotation of the device targeting and turns pointing device.

В качестве системы-прототипа выбрана реализующая способ-прототип система управления телевизионным видеоспектральным комплексом космического аппарата (КА) (патент РФ №2068801 от 16.01.1992, МПК 6: B64G 9/00 - прототип системы), содержащая функциональные блоки автоматического наведения и отслеживания заданных целей, координаты которых вводятся в систему, функциональные блоки управления наведением поворотной платформы и переориентации комплекса аппаратуры от экипажа и функциональные блоки контроля и квитирования управляющей информации, в том числе система-прототип включает: автоматическую стабилизированную платформу (АСП) с целевой научной аппаратурой и телевизионной системой, блок задания параметров движения КА, блок задания текущей ориентации КА, блоки задания координат целей в инерциальной, орбитальной и гринвичской системах координат, наземную и бортовую телефонно-телеграфные системы (НТТС и БТТС), блок синхронизации приема телефонно-телеграфных сообщений (БСП), блоки формирования углового положения (БФУП), блок определения угловой скорости наведения (БОУСН), блок формирования управляющих воздействий (БФУВ).As the prototype system, the control system for the television video spectral complex of the spacecraft (KA) that implements the prototype method was selected (RF patent No. 2068801 dated 01.16.1992, IPC 6: B64G 9/00 - system prototype) containing functional units for automatic guidance and tracking of specified goals, the coordinates of which are entered into the system, the functional control units for pointing the turntable and the reorientation of the equipment complex from the crew and the functional blocks for monitoring and acknowledging control information, including The prototype system includes: an automatic stabilized platform (ASP) with target scientific equipment and a television system, a block for setting the parameters of motion for the spacecraft, a block for setting the current orientation of the spacecraft, blocks for setting the coordinates of targets in inertial, orbital and Greenwich coordinate systems, ground and airborne telephone and telegraph systems (NTTS and BTTS), a block for synchronizing the reception of telephone and telegraph messages (BSP), blocks for forming an angular position (BFUP), a block for determining the angular velocity of guidance (BOSN), a block is formed Ia control actions (BFUV).

БФУП по информации об элементах орбиты и текущей ориентации КА определяет положение цели относительно прибора наведения.BFUP on information about the elements of the orbit and the current orientation of the spacecraft determines the position of the target relative to the guidance device.

АСП в том числе содержит блок определения пространственного положения прибора наведения относительно КА, в котором формируются сигналы, соответствующие текущим углам ориентации АСП относительно КА, которые с выходов АСП поступают в БОУСН.The TSA also includes a block for determining the spatial position of the guidance device relative to the spacecraft, in which signals are generated corresponding to the current orientation angles of the TSA relative to the spacecraft, which from the outputs of the TSA are fed to the ACSN.

БОУСН определяет угловую скорость наведения на цель и взаимное расположение оси визирования АСП и направления на цель.BOUSN determines the angular velocity of pointing to the target and the relative position of the axis of sight of the TSA and the direction to the target.

БФУВ рассчитывает команды на поворот прибора наведения, которые с выхода БФУВ поступают в АСП и по получении которых АСП начинает движение с заданной скоростью.BFUV calculates the commands for turning the guidance device, which from the output of the BFUV enter the TSA and upon receipt of which the TSA starts moving at a given speed.

Установленная на АСП телевизионная система передает на Землю телевизионный сигнал, по которому телеоператор на Земле имеет возможность визуально контролировать процесс наведения.A television system installed on the TSA transmits a television signal to the Earth, through which a teleoperator on Earth has the ability to visually control the guidance process.

НТТС и БТТС обеспечивают передачу и прием телефонно-телеграфных сообщений с Земли на борт КА и содержат приемопередающие устройства, одно из которых установлено на КА, а другое на Земле.NTTS and BTTS provide the transmission and reception of telephone and telegraph messages from the Earth to the spacecraft and contain transceiver devices, one of which is installed on the spacecraft, and the other on Earth.

БСП обеспечивает синхронизацию последовательного приема разрядов слов телефонно-телеграфных сообщений с частотой работы канала телефонно-телеграфной системы.BSP provides synchronization of sequential reception of word bits of telephone and telegraph messages with the frequency of the channel of the telephone and telegraph system.

К недостаткам прототипов способа и системы относится то, что они позволяют наводиться только на цели, с одной стороны, ограниченные диапазоном углов поворота поворотной платформы, а с другой стороны, ограниченные попаданием в текущий кадр ТВ-изображения, который, кроме упомянутого ограничения по диапазону углов поворота поворотной платформы, имеет ограниченный охват, определяемый полем зрения ТВ-камеры. При этом сам факт размещения аппаратуры наведения на поворотной платформе ограничивает свободу перемещения аппаратуры при ее нацеливании и сопровождении цели экипажем КА. Указанные недостатки существенно ограничивают возможности применении прототипов способа и системы.The disadvantages of the prototypes of the method and system include the fact that they allow you to aim only at the target, on the one hand, limited by the range of angles of rotation of the turntable, and on the other hand, limited by getting into the current frame of the TV image, which, in addition to the mentioned restrictions on the range of angles the rotation of the turntable has limited coverage, determined by the field of view of the TV camera. At the same time, the very fact of placing guidance equipment on the turntable limits the freedom of movement of the equipment when aiming and tracking the target by the spacecraft crew. These disadvantages significantly limit the possibility of using prototypes of the method and system.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является обеспечение ориентирования (наведения) прибора, свободно перемещаемого внутри пилотируемого аппарата (ПА) и не имеющего с ним механической связи.The problem to which the present invention is directed, is to provide orientation (guidance) of the device, freely moving inside the manned spacecraft (PA) and not having a mechanical connection with it.

Технический результат, достигаемый при осуществлении настоящего изобретения, заключается в обеспечении гарантированного ориентирования (наведения) прибора, свободно перемещаемого относительно ПА и не имеющего с ним механической связи, по задаваемым ориентирам.The technical result achieved by the implementation of the present invention is to ensure guaranteed orientation (guidance) of the device, freely movable relative to the PA and not having a mechanical connection with it, according to the specified landmarks.

Технический результат достигается тем, что в способе ориентирования перемещаемого в пилотируемом аппарате прибора, включающем определение пространственного положения прибора относительно пилотируемого аппарата, задание ориентиров, определение положения ориентиров относительно прибора, расчет углов поворота прибора и повороты прибора, дополнительно осуществляют формирование управляющих команд на излучение импульсных ультразвуковых сигналов не менее чем тремя ультразвуковыми излучателями, размещенными в разнесенных точках на свободно перемещаемом относительно пилотируемого аппарата приборе, осуществляют прием излученных импульсных ультразвуковых сигналов не менее чем тремя ультразвуковыми приемниками, размещенными в разнесенных точках на пилотируемом аппарате, по излученным и принятым ультразвуковым сигналам измеряют время задержки ультразвуковых сигналов, при этом синхронизацию моментов излучения и приема импульсных ультразвуковых сигналов осуществляют по радиоканалу, осуществляют измерение температуры в местах размещения ультразвуковых излучателей и в местах размещения ультразвуковых приемников, по полученным временам задержки принятия ультразвуковых сигналов и измерениям температуры определяют расстояния от размещенных на приборе ультразвуковых излучателей до размещенных на пилотируемом аппарате ультразвуковых приемников, при этом пространственное положение прибора относительно пилотируемого аппарата определяют по определенным расстояниям от размещенных на приборе ультразвуковых излучателей до размещенных на пилотируемом аппарате ультразвуковых приемников, определяют текущее положение ориентиров относительно пилотируемого аппарата, пространственное положение ориентиров относительно прибора определяют по текущему положению ориентиров относительно пилотируемого аппарата и определенному пространственному положению прибора относительно пилотируемого аппарата, выполняют расчет углов поворота прибора для его ориентирования по ориентирам, после чего воспроизводят команды на поворот прибора, соответствующие рассчитанным значениям углов поворота прибора.The technical result is achieved by the fact that in the method of orienting the device being moved in a manned spacecraft, including determining the spatial position of the device relative to the manned spacecraft, setting landmarks, determining the position of landmarks relative to the device, calculating the device's rotation angles and device rotations, additionally generate control commands for pulsed ultrasonic radiation signals by at least three ultrasonic emitters located at spaced points on the the instrument is buoyantly moved relative to the manned apparatus, the emitted pulsed ultrasonic signals are received by at least three ultrasonic receivers located at spaced points on the manned apparatus, the delay time of the ultrasonic signals is measured by the emitted and received ultrasonic signals, while the synchronization of the moments of emission and reception of pulsed ultrasonic signals carried out by radio channel, measure the temperature at the locations of the ultrasonic emitter th and in the locations of ultrasonic receivers, from the received delay times of receiving ultrasonic signals and temperature measurements, determine the distances from the ultrasonic emitters placed on the device to the ultrasonic receivers located on the manned device, while the spatial position of the device relative to the manned device is determined by certain distances from those placed on the device ultrasonic emitters to ultrasonic receivers located on the manned spacecraft, determines The current position of the landmarks relative to the manned vehicle is determined, the spatial position of the landmarks relative to the device is determined by the current position of the landmarks relative to the manned vehicle and the determined spatial position of the device relative to the manned vehicle, the angles of rotation of the device are calculated to orient it according to the landmarks, after which the commands to rotate the device corresponding to calculated values of the rotation angles of the device.

Технический результат достигается также тем, что система наведения перемещаемого относительно пилотируемого аппарата прибора, включающая синхронизатор, блок определения пространственного положения прибора относительно пилотируемого аппарата, блок определения положения ориентира относительно прибора, блок расчета команд на поворот прибора, два приемопередающих устройства, одно из которых установлено на пилотируемом аппарате, дополнительно содержит блок определения текущего положения ориентира относительно пилотируемого аппарата, не менее чем три ультразвуковых излучателя и не менее чем один датчик температуры, установленные на приборе, не менее чем три ультразвуковых приемника и не менее, чем один датчик температуры, установленные на пилотируемом аппарате, блок формирования команд управления излучателями, контроллеры, блок усиления сигналов, блок автоматической регулировки усиления, многоканальный аналого-цифровой преобразователь, блок измерения времени задержки сигналов и блок воспроизведения команд на поворот прибора, причем другое из приемопередающих устройств установлено на приборе, при этом входы ультразвуковых излучателей соединены с выходами блока формирования команд управления излучателями, вход которого соединен с первым выходом первого контроллера, второй выход и первый и второй входы которого соединены с соответственно входом и выходом приемопередающего устройства, установленного на приборе, и выходом датчика температуры, установленного на приборе, причем выходы ультразвуковых приемников соединены с входами блока усиления сигналов, выходы которого соединены с входами блока автоматической регулировки усиления, выходы которого соединены с входами многоканального аналого-цифровой преобразователя, выход которого соединен с первым входом блока измерения времени задержки сигналов, второй вход которого соединен с выходом синхронизатора, который также соединен с первым входом второго контроллера, второй вход и первый и второй выходы которого соединены с соответственно выходом и входом приемо-передающего устройства, установленного на пилотируемом аппарате, и первым входом блока определения пространственного положения прибора относительно пилотируемого аппарата, второй и третий входы и выход которого соединены с, соответственно, выходом блока измерения времени задержки сигналов, выходом датчика температуры, установленного на пилотируемом аппарате, и входом блока определения положения ориентира относительно прибора, другой вход и выход которого соединены с, соответственно, выходом блока определения текущего положения ориентира относительно пилотируемого аппарата и входом блока расчета команд на поворот прибора, выход которого соединен с входом блока воспроизведения команд на поворот прибора.The technical result is also achieved by the fact that the guidance system of the device relative to the manned vehicle, including a synchronizer, a unit for determining the spatial position of the device relative to the manned device, a unit for determining the position of a landmark relative to the device, a unit for calculating commands for turning the device, two transceiver devices, one of which is installed on manned spacecraft, further comprises a unit for determining the current position of the landmark relative to the manned spacecraft a, at least three ultrasonic emitters and at least one temperature sensor installed on the device, at least three ultrasonic receivers and at least one temperature sensor installed on the manned spacecraft, emitter control command generation unit, controllers, amplification unit signals, an automatic gain control unit, a multi-channel analog-to-digital converter, a unit for measuring the delay time of signals, and a unit for reproducing commands to rotate the device, the other of which is transceiver triads are installed on the device, while the inputs of the ultrasonic emitters are connected to the outputs of the emitter control command generation unit, the input of which is connected to the first output of the first controller, the second output and the first and second inputs of which are connected to the input and output of the transceiver installed on the device, and the output of the temperature sensor mounted on the device, and the outputs of the ultrasonic receivers are connected to the inputs of the signal amplification unit, the outputs of which are connected to the inputs of the unit and automatic gain control, the outputs of which are connected to the inputs of a multi-channel analog-to-digital converter, the output of which is connected to the first input of the signal delay time measurement unit, the second input of which is connected to the output of the synchronizer, which is also connected to the first input of the second controller, the second input and the first and the second outputs of which are connected respectively to the output and input of the transceiver installed on the manned spacecraft, and the first input of the spatial determination unit about the position of the device relative to the manned vehicle, the second and third inputs and output of which are connected to, respectively, the output of the signal delay time measurement unit, the output of the temperature sensor installed on the manned device, and the input of the landmark position determination unit relative to the device, the other input and output of which are connected with, respectively, the output of the unit for determining the current position of the landmark relative to the manned vehicle and the input of the unit for calculating commands for turning the device, the output of which is connected with the input of the playback instruction to the rotation unit.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемой системы, реализующей предлагаемый способ, и введены следующие обозначения:Figure 1 presents a block diagram of the proposed system that implements the proposed method, and introduced the following notation:

1 - ПА;1 - PA;

2 - прибор;2 - device;

3 - блок определения текущего положения ориентира относительно ПА;3 - block determining the current position of the landmark relative to the PA;

4, 5, 6 - ультразвуковые излучатели;4, 5, 6 - ultrasonic emitters;

7 - датчик температуры, установленный на приборе наведения;7 - temperature sensor mounted on the guidance device;

8, 9, 10 - ультразвуковые приемники;8, 9, 10 - ultrasonic receivers;

11 - датчик температуры, установленный на ПА;11 - temperature sensor mounted on the PA;

12 - блок формирования команд управления излучателями;12 - unit for generating control commands for emitters;

13, 14 - контроллеры;13, 14 - controllers;

15 - приемопередающее устройство, установленное на приборе;15 - transceiver mounted on the device;

16 - приемопередающее устройство, установленное на ПА;16 - transceiver installed on the PA;

17 - блок усиления сигналов;17 - signal amplification unit;

18 - блок автоматической регулировки усиления;18 - block automatic gain control;

19 - многоканальный аналого-цифровой преобразователь;19 - multi-channel analog-to-digital Converter;

20 - блок измерения времени задержки сигналов;20 is a block measuring the delay time of the signals;

21 - синхронизатор;21 - synchronizer;

22 - блок определения пространственного положения прибора относительно ПА;22 - unit for determining the spatial position of the device relative to the PA;

23 - блок определения положения ориентира относительно прибора;23 - block determining the position of the landmark relative to the device;

24 - блок расчета команд на поворот прибора;24 - unit calculation commands for turning the device;

25 - блок воспроизведения команд на поворот прибора;25 - block playback commands to rotate the device;

26 - блок задания координат ориентира относительно планеты;26 is a block setting the coordinates of the landmark relative to the planet;

27 - блок определения положения центра масс ПА;27 - unit for determining the position of the center of mass of PA;

28 - блок определения ориентации ПА;28 - block determining the orientation of the PA;

29 - вычислитель.29 - computer.

Для измерения шести координат пространственного положения ориентируемого прибора - трех линейных и трех угловых параметров - необходимо использовать не менее трех ультразвуковых излучателей, размещенных на приборе наведения, и не менее трех ультразвуковых приемников, размещенных на ПА. Датчики температуры, измерения которых используются для определения текущей скорости распространения ультразвуковых сигналов между излучателями и приемниками, могут быть размещены как непосредственно рядом с каждым излучателем и каждым приемником, так и по одному на ориентируемом приборе и на ПА.To measure the six coordinates of the spatial position of the oriented instrument — three linear and three angular parameters — it is necessary to use at least three ultrasonic emitters placed on the guidance device and at least three ultrasonic receivers placed on the PA. Temperature sensors, the measurements of which are used to determine the current propagation velocity of ultrasonic signals between emitters and receivers, can be placed either directly next to each emitter and each receiver, or one at a time on an orientable device and on a PA.

Описание способа совместим с описанием системы для его осуществления при использовании трех ультразвуковых излучателей и одного датчика температуры, установленных на ориентируемом приборе, и трех ультразвуковых приемников и одного датчика температуры, установленных на ПА.The description of the method is compatible with the description of the system for its implementation when using three ultrasonic emitters and one temperature sensor installed on the oriented device, and three ultrasonic receivers and one temperature sensor installed on the PA.

В таком исполнении система содержит ПА 1, прибор 2, блок определения текущего положения ориентира относительно ПА 3, три ультразвуковых излучателя 4, 5, 6 и датчик температуры 7, установленные на приборе 2, три ультразвуковых приемника 8, 9, 10 и датчик температуры 11, установленные на ПА 1, блок формирования команд управления излучателями 12, контроллеры 13, 14, приемопередающее устройство 15, установленное на приборе 2, приемопередающее устройство 16, установленное на ПА 1, блок усиления сигналов 17, блок автоматической регулировки усиления 18, многоканальный аналого-цифровой преобразователь 19, блок измерения времени задержки сигналов 20, синхронизатор 21, блок определения пространственного положения прибора относительно ПА 22, блок определения положения ориентира относительно прибора 23, блок расчета команд на поворот прибора 24, блок воспроизведения команд на поворот прибора 25.In this embodiment, the system contains PA 1, device 2, a unit for determining the current position of the landmark relative to PA 3, three ultrasonic emitters 4, 5, 6 and a temperature sensor 7 installed on the device 2, three ultrasonic receivers 8, 9, 10 and a temperature sensor 11 mounted on PA 1, a unit for generating control commands for emitters 12, controllers 13, 14, a transceiver 15 installed on the device 2, a transceiver 16 installed on PA 1, a signal amplification block 17, an automatic gain control unit 18, multi-channel analogue-to-digital converter 19, a unit for measuring the delay time of signals 20, a synchronizer 21, a unit for determining the spatial position of the device relative to the PA 22, a unit for determining the position of a landmark relative to the device 23, a unit for calculating commands for turning the device 24, a unit for reproducing commands for turning the device 25.

Ультразвуковые излучатели 4, 5, 6 размещены в разнесенных точках с известными координатами в связанной с прибором 2 системе координат. Входы ультразвуковых излучателей 4, 5, 6 соединены с выходами блока формирования команд управления излучателями 12, вход которого соединен с первым выходом первого контроллера 13, второй выход и первый и второй входы которого соединены с, соответственно, входом и выходом приемопередающего устройства 15, установленного на приборе 2, и выходом датчика температуры 7, установленного на приборе 2.Ultrasonic emitters 4, 5, 6 are placed at spaced points with known coordinates in the coordinate system associated with the device 2. The inputs of the ultrasonic emitters 4, 5, 6 are connected to the outputs of the unit for generating commands for controlling the emitters 12, the input of which is connected to the first output of the first controller 13, the second output and the first and second inputs of which are connected to, respectively, the input and output of the transceiver 15 installed on device 2, and the output of the temperature sensor 7 mounted on the device 2.

Ультразвуковые приемники 8, 9, 10 размещены в разнесенных точках с известными координатами в связанной с ПА 1 системе координат. Выходы ультразвуковых приемников 8, 9, 10 соединены с входами блока усиления сигналов 17, выходы которого соединены с входами блока автоматической регулировки усиления 18, выходы которого соединены с входами многоканального аналого-цифровой преобразователя 19, выход которого соединен с первым входом блока измерения времени задержки сигналов 20, второй вход которого соединен с выходом синхронизатора 21, который также соединен с первым входом второго контроллера 14, второй вход и первый и второй выходы которого соединены с, соответственно, выходом и входом приемопередающего устройства 16, установленного на ПА 1, и первым входом блока определения пространственного положения прибора относительно ПА 22, второй и третий входы и выход которого соединены с, соответственно, выходом блока измерения времени задержки сигналов 20, выходом датчика температуры 11, установленного на ПА 1, и входом блока определения положения ориентира относительно прибора 23, другой вход и выход которого соединены с, соответственно, выходом блока определения текущего положения ориентира относительно ПА 3 и входом блока расчета команд на поворот прибора 24, выход которого соединен с входом блока воспроизведения команд на поворот прибора 25.Ultrasonic receivers 8, 9, 10 are placed at spaced points with known coordinates in the coordinate system associated with PA 1. The outputs of the ultrasonic receivers 8, 9, 10 are connected to the inputs of the signal amplification unit 17, the outputs of which are connected to the inputs of the automatic gain control unit 18, the outputs of which are connected to the inputs of the multi-channel analog-to-digital converter 19, the output of which is connected to the first input of the signal delay time measurement unit 20, the second input of which is connected to the output of the synchronizer 21, which is also connected to the first input of the second controller 14, the second input and the first and second outputs of which are connected to, respectively, the output m and the input of the transceiver 16 installed on the PA 1, and the first input of the unit for determining the spatial position of the device relative to the PA 22, the second and third inputs and the output of which are connected to, respectively, the output of the unit for measuring the delay time of signals 20, the output of the temperature sensor 11 installed on PA 1, and the input of the block determining the position of the landmark relative to the device 23, the other input and output of which is connected to, respectively, the output of the block determining the current position of the landmark relative to PA 3 and the input Lok calculation commands to turn the device 24, whose output is connected to the input of commands to the playback unit 25 of the device rotate.

В начале каждого кадра измерения синхронизатор 21 вырабатывает синхронизирующий импульс запуска, поступающий на блок измерения времени задержки сигналов 20 и одновременно через второй контроллер 14, приемопередающее устройство 16, установленное на ПА 1, приемопередающее устройство 15, установленное на приборе 2, и первый контроллер 13 на блок формирования команд управления излучателями 12.At the beginning of each measurement frame, the synchronizer 21 generates a trigger trigger pulse, which is transmitted to the signal delay time measuring unit 20 and simultaneously through the second controller 14, the transceiver 16 installed on the PA 1, the transceiver 15 installed on the device 2, and the first controller 13 on unit for generating control commands for emitters 12.

При получении вышеупомянутого сигнала блок формирования команд управления излучателями 12 последовательно формирует на своих выходах импульсы с фиксированной временной задержкой т между ними. Данные импульсы поступают на ультразвуковые излучатели 4, 5, 6, которые поочередно вырабатывают импульсные ультразвуковые сигналы.Upon receipt of the aforementioned signal, the emitter control command generation unit 12 sequentially generates pulses with a fixed time delay t between them at its outputs. These pulses are fed to ultrasonic emitters 4, 5, 6, which alternately generate pulsed ultrasonic signals.

Излученные ультразвуковые сигналы принимают с помощью размещенных на ПА ультразвуковых приемников 8, 9, 10. Упомянутая временная задержка между импульсными ультразвуковыми сигналами τ определяется рабочей зоной расположения прибора относительно ПА, которая определяется максимально возможным расстоянием от прибора до каждого из размещенных на ПА ультразвуковых приемников. При этом периодичность выработки синхронизатором 21 синхронизирующих импульсов запуска определяется данной временной задержкой τ и общим количеством ультразвуковых излучателей.The emitted ultrasonic signals are received using ultrasonic receivers 8, 9, 10 located on the PA. The mentioned time delay between pulsed ultrasonic signals τ is determined by the working area of the device relative to the PA, which is determined by the maximum possible distance from the device to each of the ultrasonic receivers located on the PA. Moreover, the frequency of the synchronizer 21 generating triggering pulses by the synchronizer 21 is determined by the given time delay τ and the total number of ultrasonic emitters.

Принятые ультразвуковые сигналы через блок усиления сигналов 17 и блок автоматической регулировки усиления 18 поступают на многоканальный аналого-цифровой преобразователь 19, с выхода которого оцифрованные значения поступают на вход блока измерения времени задержки сигналов 20.The received ultrasonic signals through the signal amplification unit 17 and the automatic gain control unit 18 are fed to a multi-channel analog-to-digital converter 19, from the output of which the digitized values are fed to the input of the signal delay time measurement unit 20.

Блок измерения времени задержки сигналов 20 проводит анализ оцифрованных значений сигналов приемников 8, 9, 10, отделяет рабочие сигналы, полученные от излучателей 4, 5, 6, от помех и вычисляет временные задержки между импульсом запуска и принятыми рабочими сигналами. При этом, поскольку излученные импульсные ультразвуковые сигналы разнесены по времени, то в каждом из приемников принятые рабочие сигналы также разнесены по времени.The signal delay time measuring unit 20 analyzes the digitized values of the signals of the receivers 8, 9, 10, separates the working signals received from the emitters 4, 5, 6 from the noise, and calculates the time delays between the start pulse and the received working signals. Moreover, since the emitted pulsed ultrasonic signals are separated in time, then in each of the receivers the received working signals are also separated in time.

С выхода блока измерения времени задержки сигналов 20 измеренные времена задержки сигналов поступают в блок определения пространственного положения прибора относительно ПА 22.From the output of the unit for measuring the delay time of the signals 20, the measured delay times of the signals are sent to the unit for determining the spatial position of the device relative to the PA 22.

Сигнал от датчика температуры 7, установленного на приборе 2, через первый контроллер 13, приемопередающее устройство 15, установленное на приборе 2, приемопередающее устройство 16, установленное на ПА 1, и второй контроллер 14 также поступает в блок определения пространственного положения прибора относительно ПА 22.The signal from the temperature sensor 7 installed on the device 2 through the first controller 13, the transceiver 15 installed on the device 2, the transceiver 16 installed on the PA 1, and the second controller 14 also enters the unit for determining the spatial position of the device relative to the PA 22.

Сигнал от датчика температуры 11, установленного на ПА 1, также поступает в блок определения пространственного положения прибора относительно ПА 22.The signal from the temperature sensor 11 installed on the PA 1 also enters the unit for determining the spatial position of the device relative to the PA 22.

В блоке определения пространственного положения прибора относительно ПА 22 по полученным временам задержки рассчитываются расстояния между ультразвуковыми излучателями 4, 5, 6 и ультразвуковыми приемниками 8, 9, 10, причем скорость звука вычисляется с учетом средней температуры, полученной с датчиков температуры 7, 11. По полученным расстояниям рассчитывается пространственное положение прибора относительно ПА, - линейные и угловые координаты прибора в связанной с ПА системе координат, которые передаются в блок определения положения ориентира относительно прибора 23.In the unit for determining the spatial position of the device relative to PA 22, the distances between ultrasonic emitters 4, 5, 6 and ultrasonic receivers 8, 9, 10 are calculated from the obtained delay times, and the speed of sound is calculated taking into account the average temperature obtained from temperature sensors 7, 11. By the obtained distances are calculated the spatial position of the device relative to the PA, - the linear and angular coordinates of the device in the coordinate system associated with the PA, which are transmitted to the orientation position determination unit and relative device 23.

В блоке определения текущего положения ориентира относительно ПА 3 определяется текущее положение ориентира относительно ПА, которое также передается в блок определения положения ориентира относительно прибора 23.In the block determining the current position of the landmark relative to the PA 3 determines the current position of the landmark relative to the PA, which is also transmitted to the block determining the position of the landmark relative to the device 23.

Например, блок определения текущего положения ориентира относительно ПА 3 может содержать блок задания координат ориентира относительно планеты 26, блок определения положения центра масс ПА 27 и блок определения ориентации ПА 28, выходы которых соединены с вычислителем 29, в котором рассчитывается текущее пространственное положение ориентира в осях системы координат, связанной с ПА, при этом выход вычислителя 29 является блока определения текущего положения ориентира относительно ПА 3. Блок определения положения центра масс ПА 27 и блок определения ориентации ПА 28 могут быть выполнены на основе средств навигационных измерений движения ПА.For example, the unit for determining the current position of a landmark relative to PA 3 may include a unit for setting coordinates of a landmark relative to the planet 26, a unit for determining the position of the center of mass of PA 27 and a unit for determining the orientation of PA 28, the outputs of which are connected to a computer 29, in which the current spatial position of the landmark in the axes is calculated coordinate system associated with the PA, while the output of the calculator 29 is a block for determining the current position of the landmark relative to the PA 3. Block for determining the position of the center of mass of the PA 27 and the block ELENITE orientation PA 28 can be performed based on the navigation measurement means PA movement.

В качестве ориентируемого прибора может использоваться, например, оптический прибор, ось чувствительности которого требуется наводить на задаваемые на поверхности планеты цели, измерительный прибор, который необходимо заданным образом ориентировать относительно магнитного поля, или любой другой измерительный прибор, требующий специального ориентирования в моменты выполнения измерений. При этом при ориентировании прибора относительно магнитного поля в качестве ориентира может рассматриваться направление силовых линий магнитного поля.As an orientable device, for example, an optical device can be used, the sensitivity axis of which needs to be directed at targets set on the planet’s surface, a measuring device that needs to be oriented in a predetermined manner relative to the magnetic field, or any other measuring device that requires special orientation at the time of measurement. In this case, when orienting the device relative to the magnetic field, the direction of the lines of force of the magnetic field can be considered as a guide.

В блоке определения положения ориентира относительно прибора 23 рассчитывается пространственное положение ориентира относительно системы координат прибора, которое передается в блок расчета команд на поворот прибора 24.In the block determining the position of the landmark relative to the device 23, the spatial position of the landmark relative to the coordinate system of the device is calculated, which is transmitted to the unit for calculating commands for turning the device 24.

Блок расчета команд на поворот прибора 24 выполняет расчет значений углов поворота, на которые необходимо повернуть прибор, и представляет их в виде команд на поворот прибора.The unit for calculating the rotation commands of the device 24 performs the calculation of the rotation angles by which it is necessary to rotate the device, and presents them in the form of commands to rotate the device.

Блок воспроизведения команд на поворот прибора 25 воспроизводит подготовленные команды посредством технических средств воспроизведения, например, путем воспроизведения команд в звуковом или визуальном формализованных форматах, приспособленных для восприятия экипажем КА - звуковоспроизводящей аппаратурой, выводящей звук, например, на внешние динамики или наушники, или средством визуального отображения, выводящим изображение, например, на дисплей или очки.The unit for reproducing commands to rotate the device 25 reproduces prepared commands by means of technical means of reproduction, for example, by reproducing commands in sound or visual formalized formats adapted for perception by the spacecraft crew — sound-reproducing equipment that outputs sound, for example, to external speakers or headphones, or by means of visual display outputting the image, for example, on the display or glasses.

Оператор, находящийся на борту ПА, воспринимает воспроизведенные команды и вручную поворачивает прибор в соответствии с полученными командами, реализуя тем самым требуемую ориентацию прибора относительно ориентира.The operator on board the PA perceives the reproduced commands and manually rotates the device in accordance with the received commands, thereby realizing the required orientation of the device relative to the landmark.

В предлагаемом изобретении приемопередающие устройства 15, 16 выполнены в виде радиотрансиверов, частотный диапазон работы которых выбирается исходя из требований безопасности, отсутствия помех и взаимовлияний на работу другого штатного радиооборудования внутри ПА. Номинально данные радиотрансиверы могут работать, например, в диапазоне Wi-Fi (частота 2,4 гГц) по протоколу SimpliciTI.In the present invention, the transceiver devices 15, 16 are made in the form of radio transceivers, the frequency range of which is selected based on safety requirements, the absence of interference and interference with the operation of other standard radio equipment inside the PA. Nominally, these radio transceivers can work, for example, in the Wi-Fi range (2.4 GHz frequency) using the SimpliciTI protocol.

В качестве ультразвуковых излучателей и приемников могут быть использованы, например, ультразвуковые датчики фирмы Murata Manufactoring Co., Ltd. (http://www.murata.com): MA40E8-2 - ультразвуковой приемопередатчик, MA40E7R - ультразвуковой приемник, MA40E7S - ультразвуковой излучатель, при этом вес датчика не превышает 5 грамм при габаритах, составляющих несколько миллиметров. Частотный диапазон работы ультразвуковых излучателей также выбирается исходя из требований безопасности, отсутствия помех и взаимовлияний на работу другого штатного радиооборудования внутри ПА. Номинальная рабочая частота ультразвуковых излучателей может составлять, например, 40 кГц.As ultrasonic emitters and receivers, for example, ultrasonic sensors from Murata Manufacturing Co., Ltd. can be used. (http://www.murata.com): MA40E8-2 - an ultrasonic transceiver, MA40E7R - an ultrasonic receiver, MA40E7S - an ultrasonic emitter, while the weight of the sensor does not exceed 5 grams with dimensions of several millimeters. The frequency range of operation of ultrasonic emitters is also selected based on safety requirements, the absence of interference and interference with the operation of other standard radio equipment inside the PA. The nominal operating frequency of ultrasonic emitters may be, for example, 40 kHz.

В качестве датчиков температуры могут быть использованы, например, прецизионные температурные сенсоры TMP35, TMP36, TMP37 фирмы Analog Devices или температурные сенсоры, встроенные в современные микроконтроллеры.As temperature sensors can be used, for example, precision temperature sensors TMP35, TMP36, TMP37 manufactured by Analog Devices or temperature sensors built into modern microcontrollers.

В предлагаемом изобретении на ориентируемом приборе требуется разместить ограниченное число элементов, основными из которых являются ультразвуковые излучатели, датчик температуры и радиотрансивер. Малый вес и габариты современных ультразвуковых излучателей, датчика температуры, радиотрансивера обеспечивают минимизацию массы и габаритов элементов, которые необходимо разместить на ориентируемом приборе.In the present invention, a limited number of elements are required to be placed on an orientable device, the main of which are ultrasonic emitters, a temperature sensor and a radio transceiver. The low weight and dimensions of modern ultrasonic emitters, a temperature sensor, and a radio transceiver provide minimization of the mass and dimensions of elements that must be placed on an orientable device.

В случае наведения оси чувствительности прибора через иллюминатор ПА на ориентиры, заданные на поверхности планеты, приемники ультразвукового излучения могут быть установлены, например, по периметру используемого для наблюдения иллюминатора ПА при установке ультразвуковых излучателей с параллельностью их осей излучения и оси чувствительности прибора.In the case of pointing the axis of sensitivity of the device through the PA porthole to the reference points set on the planet's surface, ultrasonic radiation receivers can be installed, for example, around the perimeter of the PA porthole used for observation when installing ultrasonic emitters with parallel radiation axes and the axis of sensitivity of the device.

В общем случае, ультразвуковые излучатели и приемники ультразвукового излучения размещаются на приборе и на ПА таким образом и в таком количестве, при которых обеспечивается наличие прямой видимости между не менее чем тремя ультразвуковыми излучателями, установленными на приборе, и не менее чем тремя приемниками ультразвукового излучения, установленными на ПА, при любом возможном положении прибора в моменты его ориентирования. При этом в случае, когда приемники ультразвукового излучения устанавливаются с разных сторон от рабочей зоны расположения прибора, датчики температуры, установленные на ПА, размещаются непосредственно рядом с каждым таким приемником.In the General case, ultrasonic emitters and receivers of ultrasonic radiation are placed on the device and on the PA in such a way and in such a quantity that ensures the presence of direct visibility between at least three ultrasonic emitters installed on the device and at least three receivers of ultrasonic radiation, mounted on the PA, at any possible position of the device at the moments of its orientation. Moreover, in the case when the ultrasonic radiation receivers are installed on different sides of the working area of the device, the temperature sensors installed on the PA are placed directly next to each such receiver.

Опишем технический эффект предлагаемого изобретения.We describe the technical effect of the invention.

Предложенные способ и система обеспечивают гарантированное ориентирование (наведение) прибора, свободно перемещаемого относительно пилотируемого космического или летательного аппарата и не имеющего с ним механической связи, по задаваемым ориентирам, при этом обеспечивается наведение любого измерительного прибора, требующего специального ориентирования в моменты выполнения измерений, на ориентиры любого типа и/или по ориентирам любого типа. Также в предложенном изобретении наряду с отсутствием ограничений по перемещению ориентируемого прибора относительно ПА отсутствует необходимость использования обзорных камер наблюдения для поиска цели.The proposed method and system provides guaranteed orientation (guidance) of the device, freely moving relative to the manned spacecraft or aircraft and not having mechanical connection with it, according to the specified landmarks, while ensuring that any measuring device that requires special orientation at the time of measurement is guided towards the landmarks any type and / or landmarks of any type. Also, in the proposed invention, along with the absence of restrictions on the movement of the oriented device relative to the PA, there is no need to use surveillance cameras to search for a target.

Достижение технического результата в предложенном изобретении обеспечивается:The achievement of the technical result in the proposed invention is provided:

- в части обеспечения возможности свободного перемещения прибора относительно ПА и исключения механической (в том числе проводной) связи прибора с ПА - использованием импульсных ультразвуковых сигналов, излучаемых не менее чем тремя ультразвуковыми излучателями, размещенными на приборе, принимаемых не менее чем тремя ультразвуковыми приемниками, размещенными на ПА, а также выполнением синхронизации моментов излучения и приема импульсных ультразвуковых сигналов по радиоканалу между радиотрансивером, размещенным на ПА, и радиотрансивером, размещенным на приборе;- in terms of ensuring the possibility of free movement of the device relative to the PA and the exclusion of mechanical (including wired) communication between the device and the PA - using pulsed ultrasonic signals emitted by at least three ultrasonic emitters placed on the device, received by at least three ultrasonic receivers placed on the PA, as well as synchronization of the moments of emission and reception of pulsed ultrasonic signals over the radio channel between the radio transceiver located on the PA and the radio transceiver rum placed on the device;

- в части исключения зависимости точности ориентирования от изменения скорости распространения ультразвуковых сигналов - измерением температуры в местах размещения ультразвуковых излучателей и в местах размещения ультразвуковых приемников и учетом данных измерений температуры при определении текущей скорости распространения ультразвуковых сигналов между излучателями и приемниками;- in terms of eliminating the dependence of orientation accuracy on changes in the propagation speed of ultrasonic signals - by measuring the temperature at the locations of the ultrasonic emitters and at the locations of the ultrasonic receivers and taking into account the temperature measurement data when determining the current velocity of propagation of ultrasonic signals between the emitters and receivers;

- в части обеспечения идентификации сигналов, излучаемого разными излучателями - использованием временного метода разделения, при котором ультразвуковые излучатели посылают импульсные сигналы поочередно с задержкой по времени;- in terms of ensuring the identification of signals emitted by different emitters - using a temporary separation method in which ultrasonic emitters send pulsed signals alternately with a time delay;

- в части уменьшения габаритов элементов, размещаемых на приборе - использованием в качестве элементов, которые необходимо разместить на приборе, ультразвуковых излучателей и датчиков температуры, которые имеют ничтожную по отношению к прибору массу и габариты;- in terms of reducing the dimensions of the elements placed on the device - using as elements that must be placed on the device, ultrasonic emitters and temperature sensors, which have an insignificant mass and dimensions in relation to the device;

- в части обеспечения ориентирования любого прибора по ориентирам любого типа - обеспечением возможности использования любых ориентиров, допускающих формализованное математическое описание, в том числе целей на поверхности планеты, на небесной сфере, направлений силовых линий магнитного поля и т.д.- in terms of providing orientation of any device according to landmarks of any type - providing the possibility of using any landmarks that allow a formalized mathematical description, including targets on the surface of the planet, in the celestial sphere, directions of magnetic field lines, etc.

В том числе достижение технического результата в предложенной системе обеспечивается введением предложенных датчиков температуры, радиотрансиверов, блока определения текущего положения ориентира относительно ПА, блока воспроизведения команд на поворот прибора и функциональных блоков, реализующих излучение, прием и описанную обработку ультразвуковых сигналов, а также введением предложенных функциональных связей между блоками и предложенным исполнением уже известных блоков.Including the achievement of the technical result in the proposed system is provided by the introduction of the proposed temperature sensors, radio transceivers, a unit for determining the current position of the landmark relative to the PA, a unit for reproducing commands for turning the device and functional blocks that implement radiation, reception and processing of ultrasonic signals, as well as the introduction of the proposed functional connections between blocks and the proposed execution of already known blocks.

Выполненная оценка эффективности применения предлагаемого изобретения на международной космической станции показала, что его использование качественно повысит эффективность выполнения сеансов измерений, выполняемых с использованием разнообразной измерительной аппаратуры, требующей специального ориентирования в моменты выполнения измерений.An assessment of the effectiveness of the application of the invention on the international space station showed that its use will qualitatively increase the efficiency of performing measurement sessions using a variety of measuring equipment that requires special orientation at the time of measurement.

Промышленное исполнение существенных признаков, характеризующих изобретение, не является сложным и может быть выполнено по известным технологиям.Industrial execution of the essential features characterizing the invention is not complicated and can be performed using known technologies.

Claims (2)

1. Способ ориентирования перемещаемого в пилотируемом аппарате прибора, включающий определение пространственного положения прибора относительно пилотируемого аппарата, задание ориентиров, определение положения ориентиров относительно прибора, расчет углов поворота прибора и повороты прибора, отличающийся тем, что осуществляют формирование управляющих команд на излучение импульсных ультразвуковых сигналов не менее чем тремя ультразвуковыми излучателями, размещенными в разнесенных точках на свободно перемещаемом относительно пилотируемого аппарата приборе, осуществляют прием излученных импульсных ультразвуковых сигналов не менее чем тремя ультразвуковыми приемниками, размещенными в разнесенных точках на пилотируемом аппарате, по излученным и принятым ультразвуковым сигналам измеряют время задержки ультразвуковых сигналов, при этом синхронизацию моментов излучения и приема импульсных ультразвуковых сигналов осуществляют по радиоканалу, осуществляют измерение температуры в местах размещения ультразвуковых излучателей и в местах размещения ультразвуковых приемников, по полученным временам задержки приема ультразвуковых сигналов и измерениям температуры определяют расстояния от размещенных на приборе ультразвуковых излучателей до размещенных на пилотируемом аппарате ультразвуковых приемников, при этом пространственное положение прибора относительно пилотируемого аппарата определяют по определенным расстояниям от размещенных на приборе ультразвуковых излучателей до размещенных на пилотируемом аппарате ультразвуковых приемников, определяют текущее положение ориентиров относительно пилотируемого аппарата, пространственное положение ориентиров относительно прибора определяют по текущему положению ориентиров относительно пилотируемого аппарата и определенному пространственному положению прибора относительно пилотируемого аппарата, выполняют расчет углов поворота прибора для его ориентирования по ориентирам, после чего воспроизводят команды на поворот прибора, соответствующие рассчитанным значениям углов поворота прибора.1. A method of orienting a device to be moved in a manned spacecraft, including determining the spatial position of the device relative to the manned spacecraft, setting landmarks, determining the position of landmarks relative to the device, calculating device rotation angles and device turns, characterized in that control commands are generated for the emission of pulsed ultrasonic signals less than three ultrasonic emitters located at spaced points on freely movable relative to the saws of the device being pulled by the device, emitted pulsed ultrasonic signals are received by at least three ultrasonic receivers located at spaced points on the manned apparatus, the delay time of ultrasonic signals is measured from the emitted and received ultrasonic signals, while the moments of radiation and reception of pulsed ultrasonic signals are synchronized via the radio channel carry out temperature measurement at locations of ultrasonic emitters and at locations of ultrasound x receivers, based on the received delay times of receiving ultrasonic signals and temperature measurements, determine the distances from the ultrasonic emitters placed on the device to the ultrasonic receivers located on the manned device, while the spatial position of the device relative to the manned device is determined by certain distances from the ultrasonic emitters placed on the device to those placed on manned apparatus of ultrasonic receivers, determine the current position of landmarks relative For a manned vehicle, the spatial position of the landmarks relative to the device is determined by the current position of the landmarks relative to the manned vehicle and the determined spatial position of the device relative to the manned vehicle, the angles of rotation of the device are calculated to orient them by landmarks, and then the commands for turning the device corresponding to the calculated values of the rotation angles are reproduced instrument. 2. Система ориентирования перемещаемого в пилотируемом аппарате прибора, включающая синхронизатор, блок определения пространственного положения прибора относительно пилотируемого аппарата, блок определения положения ориентира относительно прибора, блок расчета команд на поворот прибора и два приемопередающих устройства, одно из которых установлено на пилотируемом аппарате, отличающаяся тем, что введены блок определения текущего положения ориентира относительно пилотируемого аппарата, не менее чем три ультразвуковых излучателя и не менее чем один датчик температуры, установленные на приборе, не менее чем три ультразвуковых приемника и не менее чем один датчик температуры, установленные на пилотируемом аппарате, блок формирования команд управления излучателями, контроллеры, блок усиления сигналов, блок автоматической регулировки усиления, многоканальный аналого-цифровой преобразователь, блок измерения времени задержки сигналов и блок воспроизведения команд на поворот прибора, причем другое приемопередающее устройство установлено на приборе, при этом входы ультразвуковых излучателей соединены с выходами блока формирования команд управления излучателями, вход которого соединен с первым выходом первого контроллера, второй выход и первый и второй входы которого соединены с соответственно входом и выходом приемопередающего устройства, установленного на приборе, и выходом датчика температуры, установленного на приборе, причем выходы ультразвуковых приемников соединены с входами блока усиления сигналов, выходы которого соединены с входами блока автоматической регулировки усиления, выходы которого соединены с входами многоканального аналого-цифровой преобразователя, выход которого соединен с первым входом блока измерения времени задержки сигналов, второй вход которого соединен с выходом синхронизатора, который также соединен с первым входом второго контроллера, второй вход и первый и второй выходы которого соединены с соответственно выходом и входом приемопередающего устройства, установленного на пилотируемом аппарате, и первым входом блока определения пространственного положения прибора относительно пилотируемого аппарата, второй и третий входы и выход которого соединены с соответственно выходом блока измерения времени задержки сигналов, выходом датчика температуры, установленного на пилотируемом аппарате, и входом блока определения положения ориентира относительно прибора, другой вход и выход которого соединены с соответственно выходом блока определения текущего положения ориентира относительно пилотируемого аппарата и входом блока расчета команд на поворот прибора, выход которого соединен с входом блока воспроизведения команд на поворот прибора. 2. The orientation system of the device to be moved in a manned vehicle, including a synchronizer, a unit for determining the spatial position of the device relative to the manned device, a unit for determining the position of a landmark relative to the device, a unit for calculating commands for turning the device and two transceiver devices, one of which is installed on the manned device that the unit for determining the current position of the landmark relative to the manned vehicle, at least three ultrasonic emitters and n e at least one temperature sensor installed on the device, at least three ultrasonic receivers and at least one temperature sensor installed on the manned device, a unit for generating emitter control commands, controllers, a signal amplification unit, an automatic gain control unit, multi-channel analog- a digital converter, a unit for measuring the delay time of the signals and a unit for reproducing commands for turning the device, and another transceiver is installed on the device, while the inputs are the ultrasonic emitters are connected to the outputs of the emitter control command generation unit, the input of which is connected to the first output of the first controller, the second output and the first and second inputs of which are connected to the input and output of the transceiver installed on the device and the output of the temperature sensor installed on the device, moreover, the outputs of the ultrasonic receivers are connected to the inputs of the signal amplification unit, the outputs of which are connected to the inputs of the automatic gain control unit, the outputs of the cat They are connected to the inputs of a multi-channel analog-to-digital converter, the output of which is connected to the first input of the signal delay time measurement unit, the second input of which is connected to the output of the synchronizer, which is also connected to the first input of the second controller, the second input and the first and second outputs of which are connected to, respectively the output and input of the transceiver device installed on the manned vehicle, and the first input of the unit for determining the spatial position of the device relative to the manned aircraft an apparatus, the second and third inputs and the output of which are connected to the output of the signal delay time measuring unit, the output of the temperature sensor installed on the manned spacecraft, and the input of the landmark position determination unit relative to the device, the other input and output of which is connected to the output of the current position determination unit, respectively reference relative to the manned vehicle and the input of the unit for calculating commands for turning the device, the output of which is connected to the input of the unit for playing commands for turning boron.
RU2012134959/11A 2012-08-16 2012-08-16 Orientation method of instrument moved in piloted aircraft, and system for its implementation RU2531781C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012134959/11A RU2531781C2 (en) 2012-08-16 2012-08-16 Orientation method of instrument moved in piloted aircraft, and system for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012134959/11A RU2531781C2 (en) 2012-08-16 2012-08-16 Orientation method of instrument moved in piloted aircraft, and system for its implementation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012134959A RU2012134959A (en) 2014-02-27
RU2531781C2 true RU2531781C2 (en) 2014-10-27

Family

ID=50151454

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012134959/11A RU2531781C2 (en) 2012-08-16 2012-08-16 Orientation method of instrument moved in piloted aircraft, and system for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2531781C2 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2692284C1 (en) * 2018-05-30 2019-06-24 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Navigation system for equipment moved onboard manned vehicle
RU2693634C1 (en) * 2018-08-13 2019-07-03 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Method of orienting movable equipment on board manned spacecraft
RU2695046C1 (en) * 2018-08-07 2019-07-18 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Method of orienting equipment on board manned spacecraft
RU2695041C1 (en) * 2018-08-27 2019-07-18 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Method of orienting movable equipment on board manned spacecraft
RU2695254C1 (en) * 2018-08-09 2019-07-22 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Navigation system for moved equipment on board of manned spacecraft
RU2695739C1 (en) * 2018-10-17 2019-07-25 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Method of orienting manned spacecraft equipment on board
RU2695960C1 (en) * 2018-08-21 2019-07-29 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Navigation system for movable on-board manned spacecraft equipment
RU2717614C1 (en) * 2019-07-23 2020-03-24 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Method of controlling a portable surveillance equipment on a spacecraft
RU2725009C1 (en) * 2019-07-23 2020-06-29 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Control system of portable observation equipment arranged on spacecraft
RU2780900C1 (en) * 2021-11-12 2022-10-04 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Method for controlling surveillance equipment moved on board a manned spacecraft

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4309095A (en) * 1980-11-03 1982-01-05 Buckley Frederick P Camera mounting device
EP0642371A1 (en) * 1992-05-26 1995-03-15 Sega Enterprises Kk Remote control system for raster scanned video display.
RU2068801C1 (en) * 1992-01-16 1996-11-10 Головное конструкторское бюро научно-производственного объединения "Энергия" им.акад.С.П.Королева Control system for spacecraft videospectral set
RU2373482C2 (en) * 2008-01-30 2009-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный технический университет Method of protecting armored vehicles
RU2395054C2 (en) * 2008-10-06 2010-07-20 Владимир Аминович Подгорнов Method of targeting

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4309095A (en) * 1980-11-03 1982-01-05 Buckley Frederick P Camera mounting device
RU2068801C1 (en) * 1992-01-16 1996-11-10 Головное конструкторское бюро научно-производственного объединения "Энергия" им.акад.С.П.Королева Control system for spacecraft videospectral set
EP0642371A1 (en) * 1992-05-26 1995-03-15 Sega Enterprises Kk Remote control system for raster scanned video display.
RU2373482C2 (en) * 2008-01-30 2009-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный технический университет Method of protecting armored vehicles
RU2395054C2 (en) * 2008-10-06 2010-07-20 Владимир Аминович Подгорнов Method of targeting

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2692284C1 (en) * 2018-05-30 2019-06-24 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Navigation system for equipment moved onboard manned vehicle
RU2695046C1 (en) * 2018-08-07 2019-07-18 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Method of orienting equipment on board manned spacecraft
RU2695254C1 (en) * 2018-08-09 2019-07-22 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Navigation system for moved equipment on board of manned spacecraft
RU2693634C1 (en) * 2018-08-13 2019-07-03 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Method of orienting movable equipment on board manned spacecraft
RU2695960C1 (en) * 2018-08-21 2019-07-29 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Navigation system for movable on-board manned spacecraft equipment
RU2695041C1 (en) * 2018-08-27 2019-07-18 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Method of orienting movable equipment on board manned spacecraft
RU2695739C1 (en) * 2018-10-17 2019-07-25 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Method of orienting manned spacecraft equipment on board
RU2717614C1 (en) * 2019-07-23 2020-03-24 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Method of controlling a portable surveillance equipment on a spacecraft
RU2725009C1 (en) * 2019-07-23 2020-06-29 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Control system of portable observation equipment arranged on spacecraft
RU2780900C1 (en) * 2021-11-12 2022-10-04 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Method for controlling surveillance equipment moved on board a manned spacecraft

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012134959A (en) 2014-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2531781C2 (en) Orientation method of instrument moved in piloted aircraft, and system for its implementation
US11740080B2 (en) Aerial video based point, distance, and velocity real-time measurement system
US10209342B2 (en) Electromagnetic radiation source locating system
KR101631555B1 (en) Measuring system and method for determining new points
KR20140002051A (en) System and method for controlling an unmanned air vehicle
US6720921B2 (en) Position location and tracking method and system employing low frequency radio signal processing
CN103760517B (en) Underground scanning satellite high-precision method for tracking and positioning and device
RU2619168C1 (en) Method of determining direction to an active object intentionally approaching a spacecraft
JP2004212400A (en) Position and direction predicting system for robot
JP2017224123A (en) Unmanned flying device control system, unmanned flying device control method, and unmanned flying device
RU2411974C1 (en) Method of automatic fire extinguishing and automatic system for its realisation
JP2020522700A5 (en)
Gu et al. Design and performance evaluation of wiimote-based two-dimensional indoor localization systems for indoor mobile robot control
CN105467366A (en) Mobile platform cooperative locating device and mobile platform cooperative locating system
RU2695739C1 (en) Method of orienting manned spacecraft equipment on board
JP7161298B2 (en) target device, surveying system
RU2717603C1 (en) Control device of portable observation equipment arranged on spacecraft
RU2524045C2 (en) Method for determination of geographic position of observed area of observation equipment being moved relative to spacecraft, system for its implementation and device for arranging emitters on observation equipment
RU2692284C1 (en) Navigation system for equipment moved onboard manned vehicle
KR20150121573A (en) Radio-controlled airplane control ability test system
RU2695254C1 (en) Navigation system for moved equipment on board of manned spacecraft
RU2695960C1 (en) Navigation system for movable on-board manned spacecraft equipment
CN106482703A (en) A kind of theodolite with distance measurement function and its method of work
RU2695041C1 (en) Method of orienting movable equipment on board manned spacecraft
RU2629709C2 (en) Device for semi-natural modeling control system of unmanned aircraft vehicle with radar sight

Legal Events

Date Code Title Description
HC9A Changing information about author(s)