RU2573709C2 - Активная лазерная головка самонаведения - Google Patents

Активная лазерная головка самонаведения Download PDF

Info

Publication number
RU2573709C2
RU2573709C2 RU2013144529/28A RU2013144529A RU2573709C2 RU 2573709 C2 RU2573709 C2 RU 2573709C2 RU 2013144529/28 A RU2013144529/28 A RU 2013144529/28A RU 2013144529 A RU2013144529 A RU 2013144529A RU 2573709 C2 RU2573709 C2 RU 2573709C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
unit
input
output
target
laser
Prior art date
Application number
RU2013144529/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013144529A (ru
Inventor
Сергей Иванович Артамонов
Галина Александровна Бурец
Анатолий Владимирович Варзанов
Михаил Михайлович Горохов
Ростислав Николаевич Денисов
Виктор Иванович Купренюк
Вячеслав Александрович Маркин
Юрий Васильевич Плешанов
Александр Эдуардович Пуйша
Михаил Павлович Тарасонов
Original Assignee
Акционерное общество "Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова" (АО "ГОИ им. С.И. Вавилова")
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 Акционерное общество "Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова" (АО "ГОИ им. С.И. Вавилова") filed Critical Акционерное общество "Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова" (АО "ГОИ им. С.И. Вавилова")
Priority to RU2013144529/28A priority Critical patent/RU2573709C2/ru
Publication of RU2013144529A publication Critical patent/RU2013144529A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2573709C2 publication Critical patent/RU2573709C2/ru

Links

Images

Landscapes

  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано в системах управления и самонаведения летательных аппаратов, например ракет. Головка самонаведения содержит оптическую систему, выполненную с возможностью угловых отклонений относительно двух ортогональных осей подвеса по команде от двухосевой системы стабилизации и слежения, последовательно соединенные блок обнаружения и распознавания, блок выделения координат заданной точки цели и блок управления слежением, а также блок памяти и хранения эталонного изображения цели, задаваемого в виде предстартового полетного задания. Введены лазерный излучатель подсвета цели, плоские наклонные зеркала, спектроделитель, первый и второй узкополосные оптические фильтры, первый и второй объективы, лазерный дальномер, блок синхронизации и стробирования. Технический результат - обеспечение надежного и высокоточного функционирования в любое время суток при снижении уровней освещенности, плохой видимости в различных погодных условиях и при организованном противодействии. 2 ил.

Description

Изобретение относится к военной технике, а именно к системам управления и самонаведения летательных аппаратов, например ракет, на крупноразмерные морские и наземные цели на фоне местности произвольной формы в любое время суток, в условиях плохой видимости и организованного противодействия.
Известны система наведения ракеты, состоящая из головки совмещения изображений и самонастраивающегося автопилота, а также системы полуактивного самонаведения и оптико-лазерные системы для прицеливания и дальнометрирования, например патенты №1840806, кл. F41G 7/00 от 24.08.1960 г., №2122699, кл. F41G 3/22 от 17.06.1998 г., №2231734, кл. F41G 7/22 от 16.09.2003 г., №2333449, кл. F42G 1/54, F41G 7/22 от 04.12.2006. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является патент №1840806, кл. F41G 7/00 от 24.08.1960 г. «Система наведения управляемой ракеты, состоящей из головки совмещения изображений и самонастраивающегося автопилота». Она состоит из головки самонаведения (ГС), включающей визир, устройство памяти, анализирующее устройство, и самонастраивающегося автопилота, состоящего, в свою очередь, из блока формирования управляющего сигнала, где формируется управляющий сигнал в зависимости от метода наведения, блока самонастройки и основной части автопилота, в которую входят чувствительные элементы, усилители, коммутационные устройства и т.п.
Работа ГС основана на запоминании и сопровождении информации от всего участка местности, содержащей также изображение цели, полученное телевизионным или тепловизионным устройством. Система самонаведения, имея запомненное изображение, соответствующее точному направлению вектора скорости ракеты на цель, и текущее изображение, полученное с выхода устройства наведения, решает задачу максимального совмещения двух изображений. Величина смещения двух изображений (запомненного и текущего) является сигналом ошибки, управляющим положением ракеты в пространстве, которая поступает в блок формирования управляющего сигнала автопилота. Таким образом, головка самонаведения надежно выдает сигнал управления при визировании малоконтрастных целей на фоне мешающей местности, а также в присутствии ложных целей.
Автопилот является самонастраивающимся, т.е. автопилотом, параметры которого при изменении внешних условий преобразуются в соответствии с законом самонастройки. Он работает в режиме самонастройки как в процессе стабилизации полета ракеты, так и в режиме самонаведения.
Но прототип не лишен недостатков и ограничений. Так, основными факторами, влияющими на дальность обнаружения и распознавания цели телевизионными (ТВ) средствами, кроме уровня освещения наблюдаемой сцены естественными источниками (Солнце, Луна, звезды), является поглощение и рассеяние света в атмосфере. Так, телевизионная ГС при плохих погодных условиях или при неблагоприятных условиях подсвета цели в ряде часто встречающихся ситуаций может полностью терять контраст ее изображения. При применении в ГС тепловизионных (ТПВ) средств к негативным атмосферным факторам добавляются помехи, обусловленные аэродинамическим нагревом входных окон (оптического обтекателя) приемной оптической системы.
Для обеспечения работы в любое время суток ТВ- и ТПВ-каналы должны быть комплексированными. Однако создание единого приемного объектива высокого разрешения для таких комплексированных систем приводит к существенным сложностям в его реализации, а использование независимых каналов приводит к проблеме габаритных ограничений. Последние усугубляются тем, что для распознавания цели в условиях быстрого приближения к ней летательного аппарата пассивные ТВ- И ТПВ-каналы следует дополнять, например, лазерным дальномером.
Все эти отмеченные недостатки приводят к тому, что системы управления и самонаведения летательных аппаратов с использованием пассивных ТВ- или ТПВ-средств не могут обеспечить надежного и высокоточного функционирования в любое время суток при снижении уровней освещенности, при плохой видимости в различных погодных условиях и при организованном противодействии.
Предлагаемая активная лазерная головка самонаведения (ГСН), использующая импульсный метод наблюдения, оптическая и функциональная схемы которой приведены на фиг. 1 и фиг. 2 соответственно, свободна от указанных недостатков. Узел приемно-излучающей системы 1 (см. фиг. 1) стабилизирован в двухосном кардановом подвесе, наружная ось которого установлена в корпусе ГСН. На внутренней оси карданова подвеса, в стабилизированном узле, установлены двухзеркальная телескопическая насадка 2 и первый приемный объектив 11, лазерный излучатель 3 для подсвета цели, оптически сопряженный с первым наклонным дихроичным зеркалом 4, лазерный излучатель дальномера 13, оптически сопряженный со вторым наклонным зеркалом 5. Отраженное целью излучение лазерного излучателя 3 подсвета цели и лазерного излучателя дальномера 13 улавливается двухзеркальной телескопической насадкой 2 и направляется на спектроделитель 9, выполненный в виде дихроичного зеркала. Отраженное им излучение с помощью третьего плоского зеркала 6, первого узкополосного оптического фильтра 7 и второго объектива 8 фокусируется на приемную площадку фотоприемного устройства (ФПУ) дальномера 13. Прошедшее через спектроделитель 9 излучение с помощью второго узкополосного оптического фильтра 10 и первого объектива 11 фокусируется на приемную площадку ФПУ канала изображения 12. На осях карданова подвеса установлены роторы двигателей, датчики угла и угловой скорости системы стабилизации и слежения.
Фотоприемное устройство 12 канала изображения, в отличие от упомянутых выше пассивных (телевизионных и тепловизионных) систем, формирует изображение объектов, находящихся только на определенной дальности, которая задается дальномерным каналом. Пассивные же системы формируют изображение пространства, попадающего в поле зрения со всех дальностей, и поэтому принимают помехи (отражения, рассеивания) со всей трассы визирования цели. Поэтому качество изображения у активных (с подсветом) лазерных систем со стробированием сигнала по дальности существенно выше, чем у пассивных, где такое стробирование невозможно.
Стробирование принимаемых сигналов - одна из функций предлагаемой ГСН, осуществляемая с помощью блока синхронизации и стробирования, работа которого строится на основе обработки сигналов, полученных от лазерного дальномера, и управления лазером подсветки и фотоприемным устройством канала изображения. Именно эта функция отличает предлагаемую ГСН от описанных выше и известных ранее, а также имеет следствием указанные выше конструктивные отличия предлагаемой ГСН от известных: наличие лазерного излучателя подсветки, дальномера, узкополосных лазерных фильтров, зеркал, включая дихроичные, блока синхронизации и стробирования.
На фиг. 2 показана функциональная схема предлагаемой ГСН, где отражено взаимодействие ее основных компонентов. В ней приемно-излучающая оптическая система 1 управляется по углу двухосевым блоком стабилизации и слежения 20. Лазерный излучатель подсвета цели 3 и фотоприемное устройство 12 канала изображения по времени управляются блоком синхронизации и стробирования 14, который формирует временные стробы для ФПУ 12 по сигналам дальномерного канала. Узкополосные оптические фильтры 7 и 10 (см. фиг. 1) перед ФПУ 12 и ФПУ дальномера 13 необходимы для минимизации фоновых засветок (и шумов) в фотоприемных каналах. Сигнальная информация с выхода ФПУ 12 поступает на первый вход блока обнаружения и распознавания 15, на второй вход которого поступает сигнал эталонного изображения цели с первого выхода блока памяти эталонного изображения 16. Сигнал изображения обнаруженной цели поступает на первый вход блока выделения координат заданной точки цели 17, на второй вход которого поступает сигнал эталонного изображения точки прицеливания со второго выхода блока памяти эталонного изображения 16.
Полученные координаты точки прицеливания блока управления слежением 18 по первому выходу подаются на вход блока наведения носителя 19, а по второму выходу - на вход двухосевой системы стабилизации и слежения 20.
Приемно-излучающая оптическая система может быть реализована на зеркальных (металлооптических элементах) в сочетании с линзовыми. Узкополосные оптические фильтры могут быть интерференционными (как и дихроичные зеркала).
Электронные блоки (блок синхронизации и стробирования, блок обнаружения и распознавания, блок памяти эталонного изображения, блок выделения координат заданной точки цели, узлы дальномера) могут быть реализованы на элементной базе фирм Xilinx (ПЛИС) и Texas Instruments (ЦПОС).
Основными компонентами блока стабилизации и слежения могут быть моментные двигатели типа ДБ773.031 разработки ОАО «НПК Карат», инерциальная система типа ADIS 16383 фирмы Analog Device и датчики угла типа DS-58-32 фирмы Netser, а также электронная схема управления двигателями, которая может быть реализована на элементной базе фирмы Texas Instruments, в том числе с применением процессорных микросхем серии TMS.
Фотоприемное устройство канала изображения может быть реализовано, например, на основе полноформатного матричного фотоприемника фирмы «Силар», г. Санкт-Петербург с наличием в схеме его управления цепей синхронизации принимаемых сигналов.
Малогабаритные лазерные излучатели могут быть использованы в классе твердотельных лазеров разработки ОАО «Государственный оптический институт» им. С.И. Вавилова.

Claims (1)

  1. Активная лазерная головка самонаведения, содержащая оптическую систему, в фокусе которой установлено фотоприемное устройство канала изображения, и выполненную с возможностью угловых отклонений относительно двух ортогональных осей подвеса по команде от двухосевой системы стабилизации и слежения, последовательно соединенные блок обнаружения и распознавания, блок выделения координат заданной точки цели и блок управления слежением, а также блок памяти и хранения эталонного изображения цели, задаваемого в виде предстартового полетного задания, при этом выход фотоприемного устройства соединен со входом блока обнаружения и распознавания, выход блока памяти и хранения эталонного изображения соединен со вторым входом блока обнаружения и распознавания цели, первый выход блока управления слежением подключен к входу двухосевой системы стабилизации и слежения, а его второй выход соединен со входом системы управления носителем, отличающая тем, что в нее введены лазерный излучатель подсвета цели, первое, второе и третье плоское наклонное зеркало, спектроделитель, первый и второй узкополосный оптический фильтр, первый и второй объектив, лазерный дальномер, блок синхронизации и стробирования, при этом первое плоское наклонное зеркало выполнено дихроичным и оптически сопряжено с лазерным излучателем подсвета цели, спектроделитель установлен внутри приемной оптической системы и оптически сопряжен с последовательно установленными третьим плоским наклонным зеркалом, первым узкополосным оптическим фильтром и первым объективом, в фокусе которого установлено фотоприемное устройство лазерного дальномера, а также с последовательно установленными вторым узкополосным оптическим фильтром и вторым объективом, в фокусе которого установлено фотоприемное устройство канала изображения, выход лазерного дальномера соединен со входом блока синхронизации и стробирования, первый выход которого соединен со входом дальномера, второй выход - со входом лазерного излучателя подсвета цели, а третий выход - со вторым входом фотоприемного устройства канала изображения.
RU2013144529/28A 2013-10-03 2013-10-03 Активная лазерная головка самонаведения RU2573709C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013144529/28A RU2573709C2 (ru) 2013-10-03 2013-10-03 Активная лазерная головка самонаведения

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013144529/28A RU2573709C2 (ru) 2013-10-03 2013-10-03 Активная лазерная головка самонаведения

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013144529A RU2013144529A (ru) 2015-04-10
RU2573709C2 true RU2573709C2 (ru) 2016-01-27

Family

ID=53282475

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013144529/28A RU2573709C2 (ru) 2013-10-03 2013-10-03 Активная лазерная головка самонаведения

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2573709C2 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2650789C2 (ru) * 2016-03-31 2018-04-17 Акционерное общество "Государственный оптический институт имени С.И. Вавилова" (АО "ГОИ им. С.И. Вавилова") Активная лазерная головка самонаведения
RU2689276C1 (ru) * 2018-03-07 2019-05-24 АО "Пространственные системы информации" (АО "ПСИ") Активная головка самонаведения
RU2771076C1 (ru) * 2020-10-27 2022-04-26 Павел Сергеевич Егоров Способ наведения противокорабельной ракеты и устройство для его осуществления

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6606066B1 (en) * 2001-10-29 2003-08-12 Northrop Grumman Corporation Tri-mode seeker
RU2476826C1 (ru) * 2011-07-07 2013-02-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственная корпорация "Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова" Оптико-электронный следящий координатор

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6606066B1 (en) * 2001-10-29 2003-08-12 Northrop Grumman Corporation Tri-mode seeker
RU2476826C1 (ru) * 2011-07-07 2013-02-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственная корпорация "Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова" Оптико-электронный следящий координатор

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2650789C2 (ru) * 2016-03-31 2018-04-17 Акционерное общество "Государственный оптический институт имени С.И. Вавилова" (АО "ГОИ им. С.И. Вавилова") Активная лазерная головка самонаведения
RU2689276C1 (ru) * 2018-03-07 2019-05-24 АО "Пространственные системы информации" (АО "ПСИ") Активная головка самонаведения
RU2771076C1 (ru) * 2020-10-27 2022-04-26 Павел Сергеевич Егоров Способ наведения противокорабельной ракеты и устройство для его осуществления

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013144529A (ru) 2015-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0628780B1 (fr) Système de visée pour aéronef
US5408541A (en) Method and system for recognizing targets at long ranges
US7870816B1 (en) Continuous alignment system for fire control
US20070103671A1 (en) Passive-optical locator
US7773202B2 (en) Laser spot tracker and target identifier
US20090260511A1 (en) Target acquisition and tracking system
US10655936B2 (en) Coordinating multiple missile targeting via optical inter-missile communications
EP1876414A1 (en) Passive optical locator
EP2816310A2 (en) Laser-aided passive seeker
US20140022388A1 (en) Air Surveillance System for Detecting Missiles Launched from Inside an Area to be Monitored and Air Surveillance Method
CN104977708A (zh) 多光谱共口径光学系统
RU2573709C2 (ru) Активная лазерная головка самонаведения
US6469783B1 (en) Solid state modulated beacon tracking system
US20210231945A1 (en) Hybrid lidar system
RU2697939C1 (ru) Способ автоматизации целеуказания при прицеливании на вертолетном комплексе
US20230044032A1 (en) Automatic multi-laser bore-sighting for rifle mounted clip-on fire control systems
US3761714A (en) Stabilized optical tracking device
RU2617459C1 (ru) Многоканальная оптико-локационная система
US11060819B2 (en) Armored vehicle, method, and weapon measurement system for determining barrel elevation
RU2693028C2 (ru) Комбинированная многоканальная головка самонаведения
RU2650789C2 (ru) Активная лазерная головка самонаведения
RU170789U1 (ru) Многоканальная оптико-локационная система
RU2826814C1 (ru) Способ управления полетом ракеты
RU2828168C1 (ru) Оптико-электронная система управления корабельной артиллерийской установкой
RU2740472C2 (ru) Способ формирования сферопанорамного поля зрения приборов наблюдения и прицеливания

Legal Events

Date Code Title Description
HZ9A Changing address for correspondence with an applicant
HC9A Changing information about author(s)
TC4A Altering the group of invention authors

Effective date: 20160427

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181004