RU2555216C2 - Method of sun angular coordinates measurement and device to this end - Google Patents

Method of sun angular coordinates measurement and device to this end Download PDF

Info

Publication number
RU2555216C2
RU2555216C2 RU2013117524/28A RU2013117524A RU2555216C2 RU 2555216 C2 RU2555216 C2 RU 2555216C2 RU 2013117524/28 A RU2013117524/28 A RU 2013117524/28A RU 2013117524 A RU2013117524 A RU 2013117524A RU 2555216 C2 RU2555216 C2 RU 2555216C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
photodetector
meniscus
sun
processing
calculation
Prior art date
Application number
RU2013117524/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013117524A (en
Inventor
Андрей Игоревич Захаров
Михаил Евгеньевич Прохоров
Александр Олегович Жуков
Original Assignee
Андрей Игоревич Захаров
Михаил Евгеньевич Прохоров
Александр Олегович Жуков
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 Андрей Игоревич Захаров, Михаил Евгеньевич Прохоров, Александр Олегович Жуков filed Critical Андрей Игоревич Захаров
Priority to RU2013117524/28A priority Critical patent/RU2555216C2/en
Publication of RU2013117524A publication Critical patent/RU2013117524A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2555216C2 publication Critical patent/RU2555216C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: physics, navigation.
SUBSTANCE: invention relates to space navigation and can be used for on-lime determination of direction to the Sun. In compliance with this process, optical-interference system it used to get the image of a glowing ring with centre aligned with direction to the Sun from the central point of said system. Ring images are projected to matrix photo receiver. Sun angular position is defined from the position of ring projected image centre at said photo receiver. Proposed device comprises spherical optical interference system including thin hemispherical meniscus lens with interference light filter applied on its convex surface, radiation of diffuser at meniscus lens concaved surface and cutoff light filter. Besides, this device includes objective lens, matrix photo reliever and control, processing and calculation unit.
EFFECT: higher accuracy.
7 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к космической навигации и может использоваться для оперативного точного определения направления на Солнце.The invention relates to space navigation and can be used for operational accurate determination of the direction to the Sun.

Известен способ измерения угловых координат Солнца путем создания и измерения положения на матричном или линейном приемнике излучения изображения Солнца, либо изображения специальной щелевой маски [Федосеев В.И., Колосов М.П. Оптико-электронные приборы ориентации и навигации космических аппаратов. М.: Логос, 2007; Черемухин Г.С. Приборы ориентации на Солнце для космических аппаратов. М.: Воентехиздат, 2004]. При этом базовая приборная система координат реализуется конструктивными элементами прибора - например, посадочной плоскостью, матричным приемником излучения, оптической системой и т.п.A known method of measuring the angular coordinates of the Sun by creating and measuring the position on a matrix or linear radiation detector of the image of the Sun, or the image of a special slotted mask [Fedoseev V.I., Kolosov MP Optoelectronic devices for orientation and navigation of spacecraft. M .: Logos, 2007; Cheremukhin G.S. Sun orientation devices for spacecraft. M .: Voentehizdat, 2004]. In this case, the basic instrument coordinate system is implemented by the structural elements of the instrument — for example, the landing plane, the radiation matrix detector, the optical system, etc.

Наиболее близким к заявляемому объекту по технической сущности является датчик по патенту RU №2020419, кл. G01C 21/24, опубл. 30.09.94 г. Датчик содержит оптическую систему, выполненную в виде широкоугольного объектива, матричный фотоприемник и блок обработки информации и вычисления угловых координат.Closest to the claimed object by technical nature is the sensor according to patent RU No. 2020419, class. G01C 21/24, publ. 09/30/94, the Sensor contains an optical system made in the form of a wide-angle lens, a matrix photodetector and a unit for processing information and calculating angular coordinates.

Указанный прототип и описанный известный способ имеют недостаток - низкую точность определения направления на Солнце при широком поле зрения. Низкая точность связана с малыми угловыми размерами Солнца - 0,5° при размере полусферы наблюдений, равном 180°. Точность может быть повышена путем сужения поля зрения прибора, однако в этом случае возрастает вероятность ухода Солнца за пределы поля зрения. Установка нескольких приборов со смежными полями зрения или введение в конструкцию поворотного устройства для слежения за Солнцем удорожает прибор, ухудшает его массогабаритные характеристики, снижает надежность.The specified prototype and the described known method have the disadvantage of low accuracy in determining the direction to the Sun with a wide field of view. Low accuracy is associated with the small angular dimensions of the Sun - 0.5 ° when the size of the hemisphere of observations is 180 °. Accuracy can be improved by narrowing the field of view of the device, however, in this case, the probability of the Sun going beyond the field of view increases. The installation of several devices with adjacent fields of view or the introduction of a rotary device for tracking the sun into the design increases the cost of the device, worsens its overall dimensions, and reduces reliability.

Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, заключается в повышении точности определения угловых координат Солнца при сохранении широкого поля зрения за счет оптического преобразования малого по размерам изображения Солнца в существенно большее по размерам кольцо, соосное с положением Солнца.The technical result achieved using the present invention is to increase the accuracy of determining the angular coordinates of the Sun while maintaining a wide field of view due to the optical conversion of a small-sized image of the Sun into a much larger ring, coaxial with the position of the Sun.

Технический результат достигается тем, что в способе измерения угловых координат Солнца в приборной системе координат, заключающемся в вычислении линейных координат центра изображения, построенного широкоугольным объективом или другой проецирующей оптической системой на плоском матричном фоточувствительном приборе, с последующим преобразованием их в угловые координаты, согласно изобретению измеряют координаты центра изображения кольца, соосного с направлением на Солнце из центра кривизны тонкого прозрачного полусферического мениска, при этом кольцо образуется на матричном фотоприемнике после спектральной фильтрации изображения вогнутой поверхности упомянутого мениска, построенного широкоугольным объективом.The technical result is achieved by the fact that in the method of measuring the angular coordinates of the Sun in the instrument coordinate system, which consists in calculating the linear coordinates of the center of the image constructed by a wide-angle lens or another projecting optical system on a flat matrix photosensitive device, followed by converting them into angular coordinates, according to the invention, they are measured coordinates of the center of the image of the ring, coaxial with the direction to the Sun from the center of curvature of a thin transparent hemispherical claim, while the ring is formed on the matrix photodetector after spectral filtering of the image of the concave surface of the meniscus built by a wide-angle lens.

Технический результат достигается тем, что в устройстве измерения угловых координат Солнца, содержащем широкоугольный объектив, матричное фотоприемное устройство с блоком управления, обработки и расчета, согласно изобретению перед объективом устанавливают полусферический прозрачный мениск, на внешнюю выпуклую поверхность которого нанесен узкополосный интерференционный фильтр, при этом внутренняя вогнутая поверхность мениска матирована, а после широкоугольного объектива размещают отрезающий узкополосный светофильтр, в результате чего на матричном фотоприемнике образуется кольцеобразная фигуру или ее часть, при этом управляющий вход матричного фотоприемника соединен с управляющим выходом блока управления, обработки и расчета, а выход матричного фотоприемника соединен с соответствующим входом блока управления, обработки и расчета, с выхода которого угловые координаты направления на Солнце передаются потребителям.The technical result is achieved by the fact that in the device for measuring the angular coordinates of the Sun, containing a wide-angle lens, a photodetector array with a control, processing and calculation unit, according to the invention, a hemispherical transparent meniscus is installed in front of the lens, on the external convex surface of which a narrow-band interference filter is applied, while the internal the concave surface of the meniscus is frosted, and after the wide-angle lens, a cutting-off narrow-band light filter is placed, as a result whereupon an annular figure or part of it is formed on the matrix photodetector, while the control input of the matrix photodetector is connected to the control output of the control, processing and calculation unit, and the output of the matrix photodetector is connected to the corresponding input of the control, processing and calculation unit, from the output of which the angular coordinates of the direction to The sun is passed to consumers.

Предлагаемый способ измерения угловых координат Солнца включает в себя:The proposed method for measuring the angular coordinates of the Sun includes:

- преобразование излучения Солнца в изображение кольца, соосное с направлением на Солнце, радиусом в несколько десятков градусов с помощью сферической оптико-интерференционной системы, состоящей из интерференционного фильтра с узкой полосой пропускания, центральная длина волны которого зависит от угла падения излучения, нанесенного на выпуклую поверхность прозрачного сферического мениска, и отсекающего светофильтра, пропускающего излучение в узкой спектральной полосе с более короткими длинами волн, чем интерференционный фильтр при нормальном падении;- the conversion of solar radiation into an image of the ring, coaxial with a direction to the Sun, a radius of several tens of degrees using a spherical optical interference system consisting of an interference filter with a narrow passband, the central wavelength of which depends on the angle of incidence of the radiation deposited on the convex surface a transparent spherical meniscus, and a cut-off filter that transmits radiation in a narrow spectral band with shorter wavelengths than the interference filter at normal fall;

- создание изображения кольца на матричном фотоприемнике;- creating an image of a ring on a matrix photodetector;

- считывание кадра изображения с матричного фотоприемника;- reading the image frame from the matrix photodetector;

- определение геометрического центра изображения кольца в кадре;- determination of the geometric center of the image of the ring in the frame;

- вычисление угловых координат Солнца в приборной системе координат.- calculation of the angular coordinates of the Sun in the instrument coordinate system.

Предлагаемое устройство измерения угловых координат Солнца содержит:The proposed device for measuring the angular coordinates of the Sun contains:

- сферическую оптико-интерференционную систему, выполненную в виде тонкого полусферического прозрачного мениска, внутренняя вогнутая поверхность которого матирована, а на внешнюю выпуклую поверхность нанесен интерференционный фильтр, пропускающий при нормальном падении излучение с центральной длиной волны λ0 в узком интервале Δλ;- a spherical optical interference system made in the form of a thin hemispherical transparent meniscus, the inner concave surface of which is matted, and an interference filter is applied to the external convex surface, transmitting radiation with a central wavelength λ 0 in a narrow interval Δλ during normal incidence;

- объектив или проецирующая оптическая система для построения изображения внутренней поверхности мениска на плоском матричном фотоприемнике;- a lens or a projecting optical system for constructing an image of the inner surface of the meniscus on a flat matrix photodetector;

- узкополосный отсекающий светофильтр, пропускающий излучение вблизи длины волны λ1<λ0;- narrow-band cut-off light filter transmitting radiation near the wavelength λ 1 <λ 0 ;

- матричный фотоприемник, фоточувствительная площадка которого расположена в фокальной плоскости объектива или проецирующей оптической системы;- a matrix photodetector, the photosensitive area of which is located in the focal plane of the lens or the projecting optical system;

- блок управления, обработки и расчета, вход которого подключен к выходу матричного фотоприемника, один выход подключен к управляющему входу матричного фотоприемника, а другой выход - к потребителю.- a control, processing and calculation unit, the input of which is connected to the output of the matrix photodetector, one output is connected to the control input of the matrix photodetector, and the other output is to the consumer.

Блок управления, обработки и расчета содержит алгоритм распознавания кольцеобразных изображений и вычислительное устройство определения угловых координат Солнца в приборной системе координат.The control, processing and calculation unit contains an algorithm for recognizing ring-shaped images and a computing device for determining the angular coordinates of the Sun in the instrument coordinate system.

Предлагаемый способ измерения в целом реализуется следующим образом. Солнце освещает обращенную к нему часть поверхности мениска оптико-интерференционной системы. Интерференционный фильтр пропускает излучение с длиной волны λ0 в подсолнечной точке, в которой излучение проходит фильтр по нормали, в остальных освещенных точках мениска фильтр пропускает излучение, длина волны λ<λ0 которого убывает при увеличении угла падения излучения. Матовая внутренняя поверхность мениска рассеивает прошедшее излучение. В результате длина волны излучения, рассеиваемого внутренней поверхностью мениска, зависит от величины угла между произвольной точкой мениска и направлением на Солнце из центра кривизны мениска (см. Фиг.2).The proposed measurement method is generally implemented as follows. The sun illuminates the part of the meniscus surface of the optical-interference system facing it. An interference filter transmits radiation with a wavelength of λ 0 at a sunflower point at which the radiation passes the filter along the normal, at the other illuminated points of the meniscus, the filter transmits radiation whose wavelength λ <λ 0 decreases with increasing angle of incidence of the radiation. The matte inner surface of the meniscus scatters the transmitted radiation. As a result, the wavelength of the radiation scattered by the inner surface of the meniscus depends on the angle between the arbitrary point of the meniscus and the direction to the Sun from the center of curvature of the meniscus (see Figure 2).

Графики на Фиг.2 показывают изменение пропускания - T узкополосного интерференционного фильтра из 18 слоев в зависимости от длины волны - λ для различных углов падения излучения: 0°, 30°, 45° и 60°.The graphs in FIG. 2 show the change in transmittance - T of a narrow-band interference filter of 18 layers depending on the wavelength - λ for different angles of incidence of radiation: 0 °, 30 °, 45 ° and 60 °.

После прохождения через узкополосный светофильтр, пропускающий излучение с длиной волны вблизи λ1, на внутренней поверхности мениска будет наблюдаться одно узкое светящееся кольцо, центр которого совпадает с направлением на Солнце из центра кривизны мениска (см. Фиг.3).After passing through a narrow-band filter that transmits radiation with a wavelength near λ 1 , one narrow luminous ring will be observed on the inner surface of the meniscus, the center of which coincides with the direction toward the Sun from the center of the meniscus curvature (see Figure 3).

Верхние рисунки на Фиг.3 показывают виды мениска при падении солнечного излучения по оси оптической системы (а), под углом к оси 40° (б) и под углом к оси 90° (в), где разным типом штриховки обозначено изменение цвета внутренней поверхности мениска. На нижних рисунках Фиг.3 изображены соответствующие виды кольца или его части, получаемые на матричном фотоприемнике (г, д, е).The upper figures in Fig. 3 show meniscus views when solar radiation is incident along the axis of the optical system (a), at an angle to the axis 40 ° (b) and at an angle to the axis 90 ° (c), where a different type of hatching indicates a change in the color of the inner surface meniscus. In the lower figures of Fig. 3, corresponding views of the ring or its parts obtained on the matrix photodetector (g, d, f) are shown.

Центральная длина волны λ1<λ0 узкополосного светофильтра выбирается такой, чтобы угловой радиус светящегося кольца составлял 30-60°. Объектив строит изображение внутренней поверхности мениска на матричном фотоприемнике. Блок управления, обработки и расчета производит экспонирование изображения и считывает кадр, содержащий изображение светящегося кольца, выделяет в кадре кольцеобразную структуру, определяет ее геометрические характеристики и вычисляет угловые координаты Солнца в базовой приборной системе координат.The central wavelength λ 1 <λ 0 of the narrow-band filter is selected so that the angular radius of the luminous ring is 30-60 °. The lens builds an image of the inner surface of the meniscus on a matrix photodetector. The control, processing and calculation unit performs exposure of the image and reads the frame containing the image of the luminous ring, selects the ring-shaped structure in the frame, determines its geometric characteristics and calculates the angular coordinates of the Sun in the base instrument coordinate system.

На Фиг.4 представлена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.Figure 4 presents a functional diagram of a device that implements the proposed method.

Устройство (Фиг.4) содержит:The device (Figure 4) contains:

- полусферический мениск 2 с интерференционным фильтром 1 на внешней поверхности и матированной внутренней поверхностью 3;- a hemispherical meniscus 2 with an interference filter 1 on the outer surface and a frosted inner surface 3;

- объектив 4;- lens 4;

- отсекающий светофильтр 5;- cut-off filter 5;

- матричный фотоприемник 6;- matrix photodetector 6;

- блок управления, обработки и расчета 7.- control unit, processing and calculation 7.

Устройство работает следующим образом. Солнце S освещает обращенную к нему часть поверхности мениска 2 оптико-интерференционной системы. Интерференционный фильтр 1 пропускает излучение с длиной волны λ0 в подсолнечной точке, в которой излучение проходит фильтр по нормали, в остальных освещенных точках мениска фильтр пропускает излучение с более короткими длинами волн λ<λ0, которые убывают при увеличении угла падения излучения. Матовая внутренняя поверхность мениска 3 рассеивает прошедшее излучение. Таким образом, цвет излучения, рассеиваемого внутренней поверхностью мениска, зависит от угла между точкой мениска и направлением на Солнце из центра кривизны мениска.The device operates as follows. The sun S illuminates the part of the meniscus surface 2 of the optical interference system facing it. The interference filter 1 transmits radiation with a wavelength of λ 0 at the sunflower point at which the radiation passes the filter along the normal, at the other illuminated points of the meniscus, the filter transmits radiation with shorter wavelengths λ <λ 0 , which decrease with increasing angle of incidence of radiation. The matte inner surface of the meniscus 3 scatters the transmitted radiation. Thus, the color of the radiation scattered by the inner surface of the meniscus depends on the angle between the meniscus point and the direction to the Sun from the center of the meniscus curvature.

Объектив 4 строит изображение внутренней поверхности мениска 3 на матричном фотоприемнике 6. После прохождения через отсекающий светофильтр 5, расположенный между объективом 4 и матричным фотоприемником 6, пропускающий излучение с длиной волны вблизи λ1, на внутренней поверхности мениска будет наблюдаться одно узкое светящееся кольцо, центр которого совпадает с направлением на Солнце. Объектив 4 формирует изображение этого кольца 10 на матричном фотоприемнике 6. Центральная длина волны λ1 отсекающего светофильтра выбирается такой, чтобы угловой радиус светящегося кольца составлял 30-60°.The lens 4 constructs an image of the inner surface of the meniscus 3 on the matrix photodetector 6. After passing through the cut-off filter 5 located between the lens 4 and the matrix photodetector 6, which transmits radiation with a wavelength near λ 1 , one narrow luminous ring will be observed on the inner surface of the meniscus, the center which coincides with the direction to the sun. The lens 4 forms an image of this ring 10 on the matrix photodetector 6. The central wavelength λ 1 of the cut-off filter is selected so that the angular radius of the luminous ring is 30-60 °.

Блок управления, обработки и расчета 7 задает экспозицию изображения и считывает кадр, содержащий оцифрованное изображение, с выхода фотоприемника, выделяет в кадре кольцеобразную структуру, определяет ее центр, вычисляет угловые координаты Солнца в приборной системе координат и выдает их потребителю.The control, processing and calculation unit 7 sets the exposure of the image and reads the frame containing the digitized image from the output of the photodetector, selects the ring-shaped structure in the frame, determines its center, calculates the angular coordinates of the Sun in the instrument coordinate system and gives them to the consumer.

Claims (7)

1. Способ измерения угловых координат Солнца в приборной системе координат, заключающийся в вычислении линейных координат центра изображения, построенного объективом или оптической системой на фотоприемнике, с последующим преобразованием их в угловые координаты, отличающийся тем, что измеряют координаты центра изображения кольца, соосного с направлением на Солнце из центра кривизны тонкого прозрачного сферического мениска, при этом кольцо, построенное объективом или оптической системой, полностью или частично образуется на фотоприемнике после спектральной фильтрации изображения вогнутой поверхности упомянутого мениска, освещенной солнечным излучением, прошедшим через интерференционный фильтр, который наносят на внешнюю поверхность упомянутого мениска и обладающий полосой пропускания, зависящей от угла падения излучения.1. The method of measuring the angular coordinates of the Sun in the instrument coordinate system, which consists in calculating the linear coordinates of the center of the image constructed by the lens or optical system on a photodetector, followed by converting them into angular coordinates, characterized in that the coordinates of the center of the image of the ring are aligned with the direction of The sun is from the center of curvature of a thin transparent spherical meniscus, while the ring built by the lens or optical system is completely or partially formed at the photodetector nick after spectral filtering an image of said concave surface of the meniscus illuminated by the solar radiation transmitted through the interference filter, which is applied to the outer surface of said meniscus and having a bandwidth, which depends on the angle of incidence. 2. Устройство измерения угловых координат Солнца для осуществления способа по п.1, содержащее широкоугольный объектив, матричное фотоприемное устройство с блоком управления, обработки и расчета, отличающееся тем, что перед объективом установлен оптический мениск, на внешнюю выпуклую поверхность которого нанесен узкополосный интерференционный фильтр, при этом внутренняя вогнутая поверхность мениска матирована или на нее нанесено рассеивающее излучение покрытие, а также отрезающий узкополосный светофильтр, размещенный перед, за либо внутри объектива или который наносят непосредственно на светочувствительную поверхность фотоприемника либо на внутреннюю поверхность мениска, в результате чего на фотоприемнике образуется кольцеобразная фигура или ее часть, при этом управляющий вход фотоприемника соединен с управляющим выходом блока управления, обработки и расчета, а выход фотоприемника соединен с соответствующим входом блока управления, обработки и расчета, с выхода которого угловые координаты направления на Солнце передаются потребителям.2. The device for measuring the angular coordinates of the Sun for implementing the method according to claim 1, comprising a wide-angle lens, a photodetector array with a control, processing and calculation unit, characterized in that an optical meniscus is installed in front of the lens, on the outer convex surface of which a narrow-band interference filter is applied, while the inner concave surface of the meniscus is matted or a radiation-scattering coating is applied to it, as well as a cutting-off narrow-band filter placed in front of, behind or in wipe the lens or which is applied directly to the photosensitive surface of the photodetector or to the inner surface of the meniscus, as a result of which a ring-shaped figure or part of it is formed on the photodetector, while the control input of the photodetector is connected to the control output of the control unit, processing and calculation, and the output of the photodetector is connected to the corresponding the input of the control unit, processing and calculation, from the output of which the angular coordinates of the direction to the Sun are transmitted to consumers. 3. Устройство измерения угловых координат Солнца для осуществления способа по п.1, содержащее широкоугольный объектив, матричное фотоприемное устройство с блоком управления, обработки и расчета, отличающееся тем, что перед объективом установлен оптический мениск из рассеивающего излучение материала, на внешнюю выпуклую поверхность которого нанесен узкополосный интерференционный фильтр, а также отрезающий узкополосный светофильтр, размещенный перед, за либо внутри объектива или который наносят непосредственно на светочувствительную поверхность фотоприемника либо на внутреннюю поверхность мениска, в результате чего на фотоприемнике образуется кольцеобразная фигура или ее часть, при этом управляющий вход фотоприемника соединен с управляющим выходом блока управления, обработки и расчета, а выход фотоприемника соединен с соответствующим входом блока управления, обработки и расчета, с выхода которого угловые координаты направления на Солнце передаются потребителям.3. The device for measuring the angular coordinates of the Sun for implementing the method according to claim 1, comprising a wide-angle lens, a matrix photodetector with a control, processing and calculation unit, characterized in that an optical meniscus is installed in front of the lens from a material scattering radiation, on the external convex surface of which is applied a narrow-band interference filter, as well as a cutting-off narrow-band light filter placed in front of, behind or inside the lens, or which is applied directly to the photosensitive the surface of the photodetector or on the inner surface of the meniscus, as a result of which an annular figure or part of it is formed on the photodetector, while the control input of the photodetector is connected to the control output of the control unit, processing and calculation, and the output of the photodetector is connected to the corresponding input of the control unit, processing and calculation, from the output of which the angular coordinates of the direction to the Sun are transmitted to consumers. 4. Устройство измерения угловых координат Солнца для осуществления способа по п.1, содержащее широкоугольный объектив, матричное фотоприемное устройство с блоком управления, обработки и расчета, отличающееся тем, что перед объективом установлен оптический мениск из цветного стекла, выполняющий роль отрезающего светофильтра, на внешнюю выпуклую поверхность которого нанесен узкополосный интерференционный фильтр, при этом внутренняя вогнутая поверхность мениска матирована или на нее нанесено рассеивающее излучение покрытие, в результате чего на фотоприемнике образуется кольцеобразная фигура или ее часть, при этом управляющий вход фотоприемника соединен с управляющим выходом блока управления, обработки и расчета, а выход фотоприемника соединен с соответствующим входом блока управления, обработки и расчета, с выхода которого угловые координаты направления на Солнце передаются потребителям.4. The device for measuring the angular coordinates of the Sun for implementing the method according to claim 1, comprising a wide-angle lens, a matrix photodetector with a control, processing and calculation unit, characterized in that an optical meniscus made of colored glass, which acts as a cut-off filter, is installed in front of the lens the convex surface of which a narrow-band interference filter is applied, while the inner concave surface of the meniscus is matted or a radiation-scattering coating is applied to it, as a result why an annular figure or part of it is formed on the photodetector, while the control input of the photodetector is connected to the control output of the control unit, processing and calculation, and the output of the photodetector is connected to the corresponding input of the control unit, processing and calculation, from the output of which the angular coordinates of the direction to the Sun are transmitted to consumers. 5. Устройство измерения угловых координат Солнца для осуществления способа по п.1, отличающееся тем, что содержит матричное фотоприемное устройство с блоком управления, обработки и расчета, оптический мениск, на внешнюю выпуклую поверхность которого нанесен узкополосный интерференционный фильтр, при этом внутренняя вогнутая поверхность мениска матирована или на нее нанесено рассеивающее излучение покрытие, отрезающий узкополосный светофильтр, установленный перед фотоприемным устройством или который наносят непосредственно на светочувствительную поверхность фотоприемника либо на внутреннюю поверхность мениска, а также оптоволоконный оптический элемент, установленный между внутренней поверхностью мениска и фотоприемным устройством, создающий изображение внутренней поверхности мениска на фотоприемном устройстве, в результате чего на фотоприемнике образуется кольцеобразная фигура или ее часть, при этом управляющий вход фотоприемника соединен с управляющим выходом блока управления, обработки и расчета, а выход фотоприемника соединен с соответствующим входом блока управления, обработки и расчета, с выхода которого угловые координаты направления на Солнце передаются потребителям.5. The device for measuring the angular coordinates of the Sun for implementing the method according to claim 1, characterized in that it contains a matrix photodetector with a control unit, processing and calculation, an optical meniscus, on the outer convex surface of which is applied a narrow-band interference filter, while the inner concave surface of the meniscus matted or coated with a radiation-scattering coating that cuts off a narrow-band filter installed in front of the photodetector or which is applied directly to the light the sensitive surface of the photodetector or on the inner surface of the meniscus, as well as a fiber-optic optical element mounted between the inner surface of the meniscus and the photodetector, which creates an image of the inner surface of the meniscus on the photodetector, as a result of which a ring-shaped figure or its part is formed on the photodetector, while the control input of the photodetector connected to the control output of the control unit, processing and calculation, and the output of the photodetector is connected to the corresponding input b eye control, processing and calculation, the output of which the angular coordinate direction to the sun are transmitted to consumers. 6. Устройство измерения угловых координат Солнца для осуществления способа по п.1, отличающееся тем, что содержит матричное фотоприемное устройство с блоком управления, обработки и расчета, оптический мениск из рассеивающего излучение материала, на внешнюю выпуклую поверхность которого нанесен узкополосный интерференционный фильтр, отрезающий узкополосный светофильтр, установленный перед фотоприемным устройством или который наносят непосредственно на светочувствительную поверхность фотоприемника либо на внутреннюю поверхность мениска, а также оптоволоконный оптический элемент, установленный между внутренней поверхностью мениска и фотоприемным устройством, создающий изображение внутренней поверхности мениска на фотоприемном устройстве, в результате чего на фотоприемнике образуется кольцеобразная фигура или ее часть, при этом управляющий вход фотоприемника соединен с управляющим выходом блока управления, обработки и расчета, а выход фотоприемника соединен с соответствующим входом блока управления, обработки и расчета, с выхода которого угловые координаты направления на Солнце передаются потребителям.6. The device for measuring the angular coordinates of the Sun for implementing the method according to claim 1, characterized in that it contains a matrix photodetector with a control unit, processing and calculation, an optical meniscus made of radiation-scattering material, on the outer convex surface of which is applied a narrow-band interference filter that cuts off a narrow-band a light filter installed in front of the photodetector or which is applied directly to the photosensitive surface of the photodetector or to the inner surface of suit, as well as an optical fiber optical element installed between the inner surface of the meniscus and the photodetector, creating an image of the inner surface of the meniscus on the photodetector, resulting in a ring-shaped figure or part of it on the photodetector, while the control input of the photodetector is connected to the control output of the control unit, processing and calculation, and the output of the photodetector is connected to the corresponding input of the control unit, processing and calculation, from the output of which the angular coordinates at Boards in the Sun are passed on to consumers. 7. Устройство измерения угловых координат Солнца для осуществления способа по п.1, отличающееся тем, что содержит матричное фотоприемное устройство с блоком управления, обработки и расчета, оптический мениск из цветного стекла, выполняющий роль отрезающего светофильтра, на внешнюю выпуклую поверхность которого нанесен узкополосный интерференционный фильтр, при этом внутренняя вогнутая поверхность мениска матирована или на нее нанесено рассеивающее излучение покрытие, а также оптоволоконный оптический элемент, установленный между внутренней поверхностью мениска и фотоприемным устройством, создающий изображение внутренней поверхности мениска на фотоприемном устройстве, в результате чего на фотоприемнике образуется кольцеобразная фигура или ее часть, при этом управляющий вход фотоприемника соединен с управляющим выходом блока управления, обработки и расчета, а выход фотоприемника соединен с соответствующим входом блока управления, обработки и расчета, с выхода которого угловые координаты направления на Солнце передаются потребителям. 7. The device for measuring the angular coordinates of the Sun for implementing the method according to claim 1, characterized in that it contains a matrix photodetector with a control unit, processing and calculation, an optical meniscus made of colored glass, acting as a cutting filter, on the outer convex surface of which is applied a narrow-band interference a filter, while the inner concave surface of the meniscus is matted or a radiation-scattering coating is applied to it, as well as an optical fiber element installed between the inside the meniscus’s surface and a photodetector that creates an image of the meniscus’s inner surface on the photodetector, resulting in an annular figure or part of it on the photodetector, while the control input of the photodetector is connected to the control output of the control, processing and calculation unit, and the output of the photodetector is connected to the corresponding the input of the control unit, processing and calculation, from the output of which the angular coordinates of the direction to the Sun are transmitted to consumers.
RU2013117524/28A 2013-04-17 2013-04-17 Method of sun angular coordinates measurement and device to this end RU2555216C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013117524/28A RU2555216C2 (en) 2013-04-17 2013-04-17 Method of sun angular coordinates measurement and device to this end

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013117524/28A RU2555216C2 (en) 2013-04-17 2013-04-17 Method of sun angular coordinates measurement and device to this end

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013117524A RU2013117524A (en) 2014-10-27
RU2555216C2 true RU2555216C2 (en) 2015-07-10

Family

ID=53380360

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013117524/28A RU2555216C2 (en) 2013-04-17 2013-04-17 Method of sun angular coordinates measurement and device to this end

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2555216C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2683444C1 (en) * 2018-01-18 2019-03-28 Федеральное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МО РФ Sun angular coordinates measurement device
RU2813764C1 (en) * 2023-11-20 2024-02-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова" (МГУ) Interference element, solar sensor based on it, and method for determining direction vector to sun

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2020419C1 (en) * 1991-10-17 1994-09-30 Леонид Иванович Каргу Horizon scanner
RU2244263C1 (en) * 2003-04-17 2005-01-10 Ермаков Олег Иванович Sun angular coordinate indicator
RU2011122716A (en) * 2011-06-06 2012-12-20 Вячеслав Сергеевич Горлов SUN ANGLE SENSOR

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2020419C1 (en) * 1991-10-17 1994-09-30 Леонид Иванович Каргу Horizon scanner
RU2244263C1 (en) * 2003-04-17 2005-01-10 Ермаков Олег Иванович Sun angular coordinate indicator
RU2011122716A (en) * 2011-06-06 2012-12-20 Вячеслав Сергеевич Горлов SUN ANGLE SENSOR

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2683444C1 (en) * 2018-01-18 2019-03-28 Федеральное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого" МО РФ Sun angular coordinates measurement device
RU2813764C1 (en) * 2023-11-20 2024-02-16 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова" (МГУ) Interference element, solar sensor based on it, and method for determining direction vector to sun

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013117524A (en) 2014-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7429274B2 (en) Optical imaging transmitter with enhanced brightness
AU2020201093B2 (en) Limitation of noise on light detectors using an aperture
US8665440B1 (en) Pseudo-apposition eye spectral imaging system
US9906718B2 (en) Biomimetic integrated optical sensor (BIOS) system
KR102358804B1 (en) Image Acquisition Chip, Object Imaging Recognition Device and Object Imaging Recognition Method
US20210102894A1 (en) Droplet sensor
EP3480570A1 (en) Pyranometer and photometric device
US11408765B2 (en) Optical detector and system therefor
US11703392B2 (en) Sequential beam splitting in a radiation sensing apparatus
US10876899B2 (en) Apparatus and method to adjust sensitivity in measuring electromagnetic radiation using micro mirrors
CN205898295U (en) Spectrometer
US20190186988A1 (en) Pyranometer and photometric device
RU2555216C2 (en) Method of sun angular coordinates measurement and device to this end
US6583415B2 (en) Method and system for dynamically polarizing electro-optic signals
KR101641717B1 (en) Fore-optics for hyperspectral imaging
US20190154885A1 (en) Panoramic imaging system
CN107356331B (en) Adjustable multimodal and realization spectral resolution light source measured directly
WO2019144443A1 (en) Dual wire diode array device and measurement method and measurement device for particle velocity
JP2018025463A5 (en)
US20140110569A1 (en) Optical Head For Receiving Light And Optical System Using The Same
KR102657365B1 (en) Brightness Enhanced Optical Imaging Transmitter
CN102680114A (en) Whole optical fiber colorimetric temperature measuring method based on optical fiber bragg grating
KR20240055836A (en) Optical imaging transmitter with brightness enhancement
JP2003317162A (en) Flame detecting device
WO2015170087A1 (en) Method and apparatus for detecting light

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150822