RU2654932C1 - Device for determining astronomical coordinates of an object - Google Patents
Device for determining astronomical coordinates of an object Download PDFInfo
- Publication number
- RU2654932C1 RU2654932C1 RU2017122892A RU2017122892A RU2654932C1 RU 2654932 C1 RU2654932 C1 RU 2654932C1 RU 2017122892 A RU2017122892 A RU 2017122892A RU 2017122892 A RU2017122892 A RU 2017122892A RU 2654932 C1 RU2654932 C1 RU 2654932C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lens
- reflective
- faces
- prisms
- face
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
- G01C21/24—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for cosmonautical navigation
Abstract
Description
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к углоизмерительным устройствам, используемым для определения астрономических координат объектов, в частности, направления меридиана, проходящего через точку наблюдения. Устройство может быть использовано для тестирования и настройки мобильных устройств, применяемых в автономных навигационных системах.The invention relates to measuring equipment, in particular to angle measuring devices used to determine the astronomical coordinates of objects, in particular, the direction of the meridian passing through the observation point. The device can be used to test and configure mobile devices used in stand-alone navigation systems.
Известные в настоящее время углоизмерительные приборы широко применяются для измерения координат объектов, расположенных на земной поверхности, с привязкой к геодезической сети [1], в навигационных системах различного назначения, в том числе, космических аппаратов [2], для инженерно-геодезических работ при строительстве инженерных сооружений и монтаже оборудования [3].Currently known angle measuring instruments are widely used for measuring the coordinates of objects located on the earth’s surface, with reference to the geodetic network [1], in navigation systems for various purposes, including spacecraft [2], for engineering and geodetic works in construction engineering structures and equipment installation [3].
Известен, например, углоизмерительный прибор [Пат. РФ №2442109, МПК G01C 21/24, 09.06.2010 г.], содержащий объектив звездного канала, в фокальной плоскости которого установлен матричный приемник излучения, подключенный к вычислительному блоку, устройство ввода излучения в объектив звездного канала, при этом объектив звездного канала осуществляет формирование первого точечного изображения от астрономического источника излучения на матричном приемнике излучения, а устройство ввода излучения в объектив звездного канала и объектив звездного канала осуществляют формирование второго точечного изображения от указанного астрономического источника излучения на матричном приемнике излучения. При этом для увеличения освещенности во втором точечном изображении от астрономического источника излучения на матрице приемного устройства, устройство ввода излучения в объектив звездного канала может быть выполнено в виде прозрачной плоскопараллельной пластины с нанесенным светоделительным отражающим покрытием. Основным недостатком такого прибора является невозможность работы с неизлучающими объектами, например, зеркалами, неосвещенными марками и знаками, установленными на объектах, координаты которых необходимо определить.Known, for example, angle measuring device [Pat. RF №2442109, IPC G01C 21/24, 06/09/2010], containing a stellar channel lens, in the focal plane of which a matrix radiation detector is installed connected to the computing unit, a radiation input device into the stellar channel lens, while the stellar channel lens provides the formation of the first point image from an astronomical radiation source on the matrix radiation receiver, and the input device of radiation into the lens of the stellar channel and the lens of the stellar channel carry out the formation of the second point image eniya from said astronomical radiation source on the matrix radiation receiver. Moreover, to increase the illumination in the second point image from an astronomical radiation source on the matrix of the receiving device, the radiation input device into the lens of the stellar channel can be made in the form of a transparent plane-parallel plate with a beam-splitting reflective coating. The main disadvantage of such a device is the inability to work with non-radiating objects, for example, mirrors, unlit brands and signs installed on objects whose coordinates must be determined.
Наиболее близким к заявляемому устройству по совокупности существенных признаков является устройство для определения астрономических координат [А.с. СССР №1585681, МПК G01C 1/00, 06.05.87 г.], содержащее установленные на основании оптический блок с тремя жестко связанными между собой отражающими гранями, две из которых наклонные, одна - вертикальная, жидкостный горизонт, автоколлимационный блок в виде зрительной трубы с тест-объектом, осью вращения и отсчетным узлом, при этом жидкостный горизонт оптически сопряжен с первой отражающей наклонной гранью оптического элемента и со зрительной трубой, с которой сопряжена вторая отражающая наклонная грань.Closest to the claimed device in terms of essential features is a device for determining astronomical coordinates [A.S. USSR No. 1585681, IPC G01C 1/00, 05.06.87,] containing an optical unit mounted on the base with three rigidly interconnected reflecting faces, two of which are inclined, one is a vertical, liquid horizon, an autocollimation unit in the form of a telescope with the test object, the axis of rotation and the reference node, while the liquid horizon is optically paired with the first reflective oblique face of the optical element and with the telescope with which the second reflective oblique face is paired.
Недостатком этого устройства является «ограниченность области применения» из-за невозможности работы одновременно с несколькими объектами, например светилом и маркой или знаком, установленными на земных объектах, а также недостаточная точность из-за большого числа операций, которые необходимо произвести для определения направления на светило.The disadvantage of this device is the "limited scope" due to the inability to work simultaneously with several objects, such as a luminary and a mark or a sign installed on earthly objects, as well as insufficient accuracy due to the large number of operations that must be performed to determine the direction to the luminary .
Предложено устройство для определения астрономических координат объекта, позволяющее в реальном масштабе времени определять с высокой точностью угловые координаты подвижных и неподвижных объектов наблюдения и тем самым астрономические координаты в точке наблюдения в условиях ограниченного доступа к стационарной геодезической сети и нестабильных условиях наблюдения.A device is proposed for determining the astronomical coordinates of an object, which allows real-time determination of the angular coordinates of moving and stationary objects of observation with high accuracy and thereby the astronomical coordinates at the observation point under conditions of limited access to a stationary geodetic network and unstable observation conditions.
Такой технический эффект достигнут, когда в устройстве для определения астрономических координат объекта, включающем установленные на основании оптический блок с тремя жестко связанными между собой отражающими гранями, две из которых наклонные, одна - вертикальная, автоколлимационный блок, содержащий объектив, тест-объект и отсчетный узел, отражательный горизонт, оптически сопряженный с первой отражательной наклонной гранью оптического блока и с объективом, с которым, в свою очередь, сопряжена вторая отражательная наклонная грань, а третья грань установлена перпендикулярно оптической оси объектива, новым является то, что оптический блок выполнен составным из двух жестко связанных базовыми гранями призм, одна из которых выполнена в виде призмы АР-90° и имеет опорную грань, обращенную в сторону отражательного горизонта, и базовую грань, обращенную в сторону объектива, вторая призма выполнена с углом α между отражающей и базовой гранями, найденным из условияSuch a technical effect is achieved when the device for determining the astronomical coordinates of an object, including an optical unit mounted on the base with three reflective faces rigidly connected to each other, two of which are inclined, one is a vertical, autocollimation unit containing a lens, a test object, and a reference unit , the reflective horizon optically conjugated to the first reflective inclined face of the optical unit and to the lens, which, in turn, is associated with the second reflective inclined face, and t this face is installed perpendicular to the optical axis of the lens, it is new that the optical unit is made up of two prisms rigidly connected by base faces, one of which is made in the form of an AP-90 ° prism and has a support face facing towards the reflective horizon and a base face facing the lens, the second prism is made with an angle α between the reflecting and base faces, found from the condition
α=ϕ/2÷((ϕ-u)/2), α = ϕ / 2 ÷ ((ϕ-u) / 2),
где ϕ - широта местности, где производят измерения, град;where ϕ is the latitude of the area where measurements are taken, deg;
u - угол поля зрения объектива, град;u is the angle of the field of view of the lens, deg;
при этом отношение размеров отражающих граней призм выбрано из условия обеспечения равной интенсивности отраженных сигналов, базовые грани призм соединены так, что главные сечения обеих призм лежат в одной плоскости, перпендикулярной плоскости отражательного горизонта и проходящей через оптическую ось объектива призмы, а отсчетный узел выполнен в виде матричного приемного устройства, соединенного с вычислительным блоком, связанным с датчиком точного времени.the ratio of the sizes of the reflecting faces of the prisms is selected from the condition of ensuring equal intensity of the reflected signals, the basic faces of the prisms are connected so that the main sections of both prisms lie in one plane perpendicular to the plane of the reflecting horizon and passing through the optical axis of the prism lens, and the reference unit is made in the form matrix receiving device connected to a computing unit associated with an accurate time sensor.
В основе изобретения лежит определение в горизонтальной плоскости в пункте наблюдения направления меридиана, как проекции на горизонтальную плоскость вертикальной плоскости, проходящей через зенит в точке наблюдения и полюс мира, определяемый как центр траектории движения наблюдаемого объекта.The basis of the invention is the definition in the horizontal plane at the observation point of the direction of the meridian, as the projection onto the horizontal plane of the vertical plane passing through the zenith at the observation point and the pole of the world, defined as the center of the trajectory of the observed object.
На фиг. 1 представлено устройство для определения астрономических координат объекта в сечении плоскостью, совпадающей с плоскостью главных сечений призм и проходящей через оптическую ось объектива, где оптический блок, состоящий из призмы 1, призмы 2, отражательный горизонт 3, объектив 4, автоколлимационный блок с маркой 5, осветителем 6, матричным приемным устройством 7, светоделителем 8, вычислительным блоком 9, датчиком 10 точного времени, установочные столики 11, 12, котировочные узлы 13, 14, 15 основание 16, тестируемый объект 17;In FIG. 1 shows a device for determining the astronomical coordinates of an object in a section by a plane coinciding with the plane of the main sections of the prisms and passing through the optical axis of the lens, where the optical unit, consisting of
А - базовая грань призм;A is the base face of the prisms;
Б - опорная грань призм;B - reference face of the prisms;
α - угол при вершине второй призмы, град.;α is the angle at the apex of the second prism, deg .;
- направление хода лучей; - the direction of the rays;
* - светило.* - the light.
На фиг. 2 представлена схема направлений в горизонтальной плоскости в точке наблюдения, гдеIn FIG. 2 shows a diagram of directions in the horizontal plane at the observation point, where
N - направление на светило;N - direction to the sun;
О - направление визирной оси устройства;About - the direction of the target axis of the device;
MN - направление на север;M N — direction to the north;
Р - проекция полюса мира;P is the projection of the pole of the world;
Z - точка наблюдения, проекция зенита;Z - observation point, zenith projection;
А - базовая грань призм;A is the base face of the prisms;
AN - азимут светила;A N - azimuth of the star;
An - азимут устройства.An is the azimuth of the device.
При решении ряда топографических, геодезических, навигационных задач для определения географических координат земных объектов широко применяются астрономические наблюдения небесных светил, координаты которых в определенное время известны в определенной системе координат. В одном из азимутальных способов определения географических координат широта и долгота точки наблюдения определяется по измеренным разностям азимутов звезд в известные моменты времени. Известно, что для обеспечения выгоднейших условий наблюдений, позволяющих достичь максимальной точности определения величин, необходимо использовать для наблюдения близполюсные звезды. В северном полушарии этому критерию удовлетворяет Полярная звезда.In solving a number of topographic, geodesic, and navigation problems, astronomical observations of celestial bodies, the coordinates of which are known at a certain time in a certain coordinate system, are widely used to determine the geographical coordinates of terrestrial objects. In one of the azimuthal methods for determining geographic coordinates, the latitude and longitude of the observation point is determined from the measured differences in the azimuths of stars at known points in time. It is known that in order to ensure the most favorable conditions for observations that allow achieving the maximum accuracy in determining the values, it is necessary to use near-pole stars for observation. In the northern hemisphere, the North Star meets this criterion.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.
В точке наблюдения (точка Z на фиг. 2) в горизонтальной плоскости, построенной с помощью объектива 4, призмы 1 (А - базовая грань призм на фиг. 2) и отражательного горизонта 3, определяют в горизонтальном круге положение визирной оси устройства. На фиг. 2 это направление обозначено как «О». Визирная ось является одной из координатных осей устройства в прямоугольной системе координат.At the observation point (point Z in Fig. 2) in the horizontal plane constructed using
Определение величины азимутального угла Полярной звезды (N - направление на светило на фиг. 2) с помощью вычислительного блока 9 ведется непрерывно, синхронно с датчиком точного времени 10. Измерение ведется относительно визирной оси устройства, проходящей через 0 системы координат матрицы приемного устройства 7.The determination of the azimuthal angle of the North Star (N is the direction to the star in Fig. 2) using the
Для того чтобы определить угловое отклонение визирной оси устройства от направления на север (MN на фиг. 2), с помощью вычислительного блока 9 определяют положение центра траектории перемещения изображения Полярной звезды в плоскости матрицы приемного устройства (точка Р на фиг. 2), для этого за 2-3 часа времени наблюдения берут на траектории минимум 5 точек и производят вычисления координат траектории одним из известных способов [4].In order to determine the angular deviation of the sighting axis of the device from the north direction (M N in Fig. 2), using the
При подготовке к работе оптический блок, содержащий призму 1 с жестко связанной с ней призмой 2 с углом α, и объектив 4 с фокальным узлом с помощью котировочных узлов 12 и 13, устанавливают относительно друг друга так, что автоколлимационное изображение марки 5 от базовой поверхности призмы 1 попадет в центр матрицы приемного устройства 7. Достигнутое взаимное расположение оптического блока и объектива 4 с фокальным узлом фиксируют с помощью зажимных элементов котировочных узлов 12 и 13.In preparation for operation, an optical unit containing a
При проведении измерений основание 16 устанавливают в горизонтальной плоскости в направлении полюса (в данном случае - севера) с точностью (0,5-1) угловых минут с азимутом, противоположным азимуту светила, в данном случае - Полярной звезды. Перемещая устройство в горизонтальной плоскости, добиваются попадания изображения Полярной звезды на матрицу в тот квадрант, который соответствует времени наблюдения светила (это известно из таблиц наблюдений). После этого, используя котировочные узлы 15, устройство устанавливают так, что центр автоколлимационного изображения марки 5 от отражательного горизонта 3 попадает в центр координат матрицы приемного устройства 7. Такое совпадение двух автоколлимационных изображений марки 5 свидетельствует о том, что визирная ось устройства расположена горизонтально и совпадает с одной из осей прямоугольной системы координат, в которой производятся измерения астрономических координат светила.During measurements, the
Параллельный световой пучок, излучаемый Полярной звездой, отражаясь от наклонной грани призмы 2, попадает в поле зрения объектива 4, который формирует изображение звезды на поверхности матрицы приемного устройства 7.A parallel light beam emitted by the North Star, reflected from the inclined face of the prism 2, enters the field of view of the
С помощью вычислительного блока 9 определяют координаты центра изображения Полярной звезды, которые в совокупности с данными времени момента наблюдения, поступающими от датчика точного времени 10, используются для вычисления астрономического азимута Полярной звезды и направления меридиана (см., например, [4]). (В Приложении приведен разработанный метод определения координат центра траектории светила и, соответственно, направления меридиана в точке наблюдения светила).Using the
После этого получают на матрице приемного устройства 7 автоколлимационное изображение сигнала от контрольного элемента тестируемого навигационного прибора 17, как правило, это автоколлимационное изображение марки 5.After that, an autocollimation image of the signal from the control element of the tested
Если стоит задача корректировки навигационного прибора, то сравнивая координату X центра изображения автоколлимационного сигнала и полюса, определяют величину азимутальной поправки, которую вводят в навигационный прибор 17.If the task is to adjust the navigation device, then comparing the X coordinate of the image center of the autocollimation signal and the pole, determine the magnitude of the azimuthal correction, which is entered into the
Предлагаемое устройство позволяет повысить точность определения астрономических координат объектов за счет следующих факторов.The proposed device allows to increase the accuracy of determining the astronomical coordinates of objects due to the following factors.
Новое конструктивное решение оптического блока и его оптическое сопряжение с объективом с фокальным узлом и отражательным горизонтом позволяет одновременно наблюдать плоскость горизонта и расположение светила во время сеанса работы с тестируемым объектом, что позволяет оценить стабильность положения визирной оси устройства относительно меридиана и при необходимости производить корректировку, уменьшив влияние нестационарных факторов, таких как изменение температуры, воздушных потоков, вибрации на результаты измерения.A new constructive solution of the optical unit and its optical conjugation with the lens with a focal unit and a reflective horizon allows us to simultaneously observe the plane of the horizon and the location of the body during a session with the test object, which allows us to assess the stability of the position of the target axis of the device relative to the meridian and, if necessary, make adjustments by reducing the influence of non-stationary factors, such as changes in temperature, air flow, vibration on the measurement results.
Предложенное конструктивное решение оптического блока позволяет также существенно уменьшить влияние ошибок изготовления призм, таких как погрешности угловых размеров, пирамидальность призм, непосредственно влияющих на результат измерения. Этого добиваются при сборке оптического блока, контролируя расположение главных сечений призм 1 и 2 и жестко фиксируя их с помощью оптического контакта или склейки. Величину остаточной погрешности углов паспортизуют и учитывают в качестве поправок при проведении расчетов.The proposed constructive solution of the optical unit can also significantly reduce the effect of manufacturing errors of prisms, such as errors in angular dimensions, pyramidality of prisms that directly affect the measurement result. This is achieved during the assembly of the optical unit by controlling the location of the main sections of
Совмещение вертикальной плоскости, проходящей через визирную ось устройства, с плоскостью меридиана позволяют избавиться от ошибок, подобных параллаксу, связанных с наблюдением объекта из разных точек или пересчету его положения в разных системах координат.Combining the vertical plane passing through the sight axis of the device with the meridian plane allows you to get rid of errors like parallax associated with observing an object from different points or recalculating its position in different coordinate systems.
В конструкции устройства отсутствуют подвижные узлы и детали, используемые непосредственно в процессе измерений, поэтому отсутствуют погрешности измерений, связанные с характерными для них ошибками: зазорами в направляющих, неравномерностью хода, трением и т.д.In the design of the device there are no moving units and parts used directly in the measurement process, therefore there are no measurement errors associated with their typical errors: gaps in the guides, uneven travel, friction, etc.
Способы уменьшения влияния случайных факторов, связанных с нестабильностью условий наблюдения (атмосферными искажениями, вибрацией и т.д.), известны и основаны на применении специальных устройств (астроиллюминаторов, светопроводов), математических статистических методов обработки результатов наблюдений, повышении быстродействия электронных элементов и устройств.Ways to reduce the influence of random factors associated with instability of observation conditions (atmospheric distortion, vibration, etc.) are known and based on the use of special devices (astroilluminators, optical fibers), mathematical statistical methods for processing the results of observations, and increasing the speed of electronic elements and devices.
Оценка точности определения направления меридиана.Assessment of the accuracy of determining the direction of the meridian.
Оценка произведена из предположения, что центр изображения светила определен без ошибок и форма дифракционного пятна рассеяния изображения звезды не изменяется во время движения по траектории.The assessment was made on the assumption that the center of the image of the star was determined without errors and the shape of the diffraction spot of the scattering image of the star does not change during movement along the trajectory.
1. Оптический блок изготовлен без ошибок, величины углов призм находятся в допусках. Траектория движения Полярной звезды - окружность, tg α1 tg α2=-1 [6], R=10 мм. Фокусное расстояние объектива =700 мм. (Здесь и далее все линейные величины в миллиметрах).1. The optical unit is made without errors, the angles of the prisms are within tolerances. The trajectory of the North Star is the circle, tan α1 tan α2 = -1 [6], R = 10 mm. Focal length of the lens = 700 mm. (Hereinafter, all linear quantities in millimeters).
Первый шагFirst step
Второй шагSecond step
Третий шагThird step
Четвертый шагFourth step
Пятый шагFifth step
2. Траектория движения Полярной звезды - эллипс, tg α1 tg α2=-(cos u)2, как следствие, неортогональности оси светового пучка к плоскости матрицы приемного устройства.2. The trajectory of the motion of the North Star is an ellipse, tan α1 tan α2 = - (cos u) 2 , as a consequence, the nonorthogonality of the axis of the light beam to the plane of the matrix of the receiving device.
Большая полуось эллипса а=r/cos u, малая полуось эллипса b=r, b=10 мм, u=1.5°. Фокусное расстояние объектива =700 мм.The semi-major axis of the ellipse a = r / cos u, the semi-minor axis of the ellipse b = r, b = 10 mm, u = 1.5 °. Focal length of the lens = 700 mm.
Первый шагFirst step
Второй шагSecond step
Третий шагThird step
Четвертый шагFourth step
Пятый шагFifth step
Таким образом, можно сделать вывод о том, что после трех часов наблюдения за светилом расчет направления меридиана может быть произведен с точностью порядка сотых долей угловой секунды.Thus, we can conclude that after three hours of observing the luminary, the calculation of the direction of the meridian can be made with an accuracy of the order of hundredths of an arc second.
С учетом вышесказанного, оценка суммарной погрешности определения азимутальных координат объекта с использованием предлагаемого устройства составляет не более 0,2-0,3".Based on the foregoing, the assessment of the total error in determining the azimuthal coordinates of the object using the proposed device is not more than 0.2-0.3 ".
ЛитератураLiterature
1. Кузнецов П.Н., Васютинский И.Ю., Ямбаев Х.К. Геодезическое инструментоведение: Учебник для вузов.- М.: Недра, 1984.1. Kuznetsov PN, Vasyutinsky I.Yu., Yambaev Kh.K. Geodetic Instrumentation: A Textbook for Universities.- M .: Nedra, 1984.
2. Колосов М.П. Оптика адаптивных угломеров. Введение в проектирование: монография. М., Логос, 2011.2. Kolosov M.P. Optics of adaptive goniometers. Introduction to Design: Monograph. M., Logos, 2011.
3. Ямбаев Х.К. Специальные геодезические приборы для инженерно-геодезических работ. - М.: Недра, 1990.3. Yambaev Kh.K. Special geodetic instruments for engineering and geodetic works. - M .: Nedra, 1990.
4. С.С. Уралов. Курс геодезической астрономии. Учебник для вузов. М., «Недра», 1980.4. S.S. Urals. Course of geodetic astronomy. Textbook for high schools. M., "Nedra", 1980.
5. И.И. Привалов. Аналитическая геометрия. Учебник для вузов. М., «Наука» 1964.5. I.I. Privalov. Analytic geometry. Textbook for high schools. M., "Science" 1964.
6. М.Я. Выгодский. Справочник по высшей математики. М., «Наука», 1969.6. M.Ya. Vygodsky. Handbook of Higher Mathematics. M., "Science", 1969.
Приложениеapplication
Метод определения координат центра траектории светила и, соответственно, направления меридиана в точке наблюдения светилаA method for determining the coordinates of the center of the path of the body and, accordingly, the direction of the meridian at the point of observation of the body
Изображение Полярной звезды во время измерений непрерывно перемещается в поле зрения объектива устройства.The image of the North Star during measurements continuously moves into the field of view of the lens of the device.
Эту траекторию в прямоугольной системе координат можно представить в виде системы уравненийThis trajectory in a rectangular coordinate system can be represented as a system of equations
Y=r cosωt,Y = r cosωt,
X=r sinωt,X = r sinωt,
где t - время суток,where t is the time of day
ω - скорость вращения Земли вокруг своей оси,ω is the speed of rotation of the Earth around its axis,
r - радиус траектории в расчетном положении, определяемый как произведение азимутального угла светила в радианах на фокус объектива,r is the radius of the trajectory in the calculated position, defined as the product of the azimuthal angle of the star in radians and the focus of the lens,
В процессе измерений синхронно с сигналами точного времени считывают координаты центра изображения светила, на матрице приемного устройства. Подходы к определению центра изображения известны. При этом в каждом такте измерений производят следующие вычисления:In the process of measurement, the coordinates of the center of the image of the star, on the matrix of the receiving device, are read in synchronously with the signals of the exact time. Approaches to determining the center of the image are known. Moreover, in each measurement step, the following calculations are performed:
- определение координат середины хорды, соединяющей первую точку на траектории светила со второй, затем первую с третьей и т.д.;- determination of the coordinates of the middle of the chord connecting the first point on the trajectory of the body with the second, then the first with the third, etc .;
- определение tgα1, где α1 - угол в градусах между прямой, проходящей через эти точки, и осью матрицы приемного устройства, проходящей через большую ось эллипса, как отношение приращения координат X и У относительно координат первой точки наблюдения;- determination of tgα1, where α1 is the angle in degrees between the straight line passing through these points and the axis of the receiver matrix passing through the large axis of the ellipse, as the ratio of the increment of the X and Y coordinates relative to the coordinates of the first observation point;
- определение tgα2, где α2 - угол в градусах между прямой, проходящей через середину хорды, соединяющей два центра изображения светила, и центр траектории, по которой перемещается изображение светила, и той же осью матрицы приемного устройства.- determination of tgα2, where α2 is the angle in degrees between the straight line passing through the middle of the chord connecting the two centers of the image of the body, and the center of the path along which the image of the body is moving, and the same axis of the receiver matrix.
Эти два угла α1 и α2 связаны соотношением:These two angles α1 and α2 are connected by the relation:
tg α1 tg α2=-1, что соответствует окружности [5].tan α1 tan α2 = -1, which corresponds to a circle [5].
Решая в каждом такте измерений систему уравненийSolving a system of equations at each measurement step
(Ус1-Ур)=tgα2(Xc1-Хр)(Us1-Ur) = tgα2 (Xc1-XP)
(Уcn-Ур)=tgα2(Xcn-Хр), где(Ycn-Ur) = tgα2 (Xcn-XP), where
Xc1 - абсцисса середины первого отрезка,Xc1 - abscissa of the middle of the first segment,
Ус1 - ордината середины первого отрезка,Us1 - the ordinate of the middle of the first segment,
Хр - абсцисса центра траектории,Хр - abscissa of the center of the trajectory,
Ур - ордината центра траектории,Ur - the ordinate of the center of the trajectory,
1÷n - номер точки, находящейся в середине отрезка,1 ÷ n - the number of the point located in the middle of the segment,
находят координаты центра траектории Хр и Ур, по которой движется светило [6].find the coordinates of the center of the trajectory Хр and Ур, along which the luminary moves [6].
Затем усредняют координаты Хр и Ур, например методом наименьших квадратов.Then the coordinates Xp and Yp are averaged, for example by the least squares method.
После того, как определены азимутальные величины направления на север и синхронные азимутальные положения Полярной звезды, для определения координат пользуются известными соотношениями, приведенными в [4].After the azimuthal values of the northward direction and the synchronous azimuthal positions of the North Star are determined, the known relations given in [4] are used to determine the coordinates.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017122892A RU2654932C1 (en) | 2017-06-15 | 2017-06-15 | Device for determining astronomical coordinates of an object |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017122892A RU2654932C1 (en) | 2017-06-15 | 2017-06-15 | Device for determining astronomical coordinates of an object |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2654932C1 true RU2654932C1 (en) | 2018-05-23 |
Family
ID=62202421
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017122892A RU2654932C1 (en) | 2017-06-15 | 2017-06-15 | Device for determining astronomical coordinates of an object |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2654932C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115218862A (en) * | 2022-06-16 | 2022-10-21 | 上海隧道工程有限公司 | Shield construction segment settlement automatic monitoring system and monitoring method based on total station |
RU2800187C1 (en) * | 2023-04-26 | 2023-07-19 | Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Device for determining astronomical azimuth |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3551905A (en) * | 1967-06-14 | 1970-12-29 | Zeiss Stiftung | Device for indicating astronomical coordinates of astronomical instruments |
SU1585681A1 (en) * | 1987-05-06 | 1990-08-15 | Войсковая Часть 25840 | Apparatus for determining astronomical coordinates |
RU2120108C1 (en) * | 1990-01-10 | 1998-10-10 | Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Device for determination of astronomical coordinates |
RU2347252C1 (en) * | 2007-08-06 | 2009-02-20 | Валерий Наумович Нарвер | Method and device of determination of astronomical azimuth |
RU2442109C1 (en) * | 2010-06-09 | 2012-02-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Геофизика-Космос" | Celestial angle measurement device |
-
2017
- 2017-06-15 RU RU2017122892A patent/RU2654932C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3551905A (en) * | 1967-06-14 | 1970-12-29 | Zeiss Stiftung | Device for indicating astronomical coordinates of astronomical instruments |
SU1585681A1 (en) * | 1987-05-06 | 1990-08-15 | Войсковая Часть 25840 | Apparatus for determining astronomical coordinates |
RU2120108C1 (en) * | 1990-01-10 | 1998-10-10 | Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Device for determination of astronomical coordinates |
RU2347252C1 (en) * | 2007-08-06 | 2009-02-20 | Валерий Наумович Нарвер | Method and device of determination of astronomical azimuth |
RU2442109C1 (en) * | 2010-06-09 | 2012-02-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Геофизика-Космос" | Celestial angle measurement device |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115218862A (en) * | 2022-06-16 | 2022-10-21 | 上海隧道工程有限公司 | Shield construction segment settlement automatic monitoring system and monitoring method based on total station |
RU2800187C1 (en) * | 2023-04-26 | 2023-07-19 | Акционерное общество "Концерн "Центральный научно-исследовательский институт "Электроприбор" | Device for determining astronomical azimuth |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4912853A (en) | Reticle plate and method for establishment of a north-oriented or south-oriented line by circumpolar orientation | |
JPH08240428A (en) | Device for integrating ground survey and sattelite-position measurement | |
US20070117078A1 (en) | Celestial compass | |
CN105716593A (en) | Testing device and method for testing orienting and positioning accuracy of photoelectric scouting system | |
CN109100733A (en) | Laser radar apparatus error detecting facility, method and device | |
CN107462264B (en) | Dynamic gyro north-seeking calibration device | |
CN102661743B (en) | Meridian orientating method for aiming inertial system | |
US8756821B2 (en) | Method and apparatus for azimuth determination | |
RU2654932C1 (en) | Device for determining astronomical coordinates of an object | |
US5052800A (en) | Boresighting method and apparatus | |
RU2347252C1 (en) | Method and device of determination of astronomical azimuth | |
US4159419A (en) | Three axis stellar sensor | |
CN104713520A (en) | Method for determining 0 position of U-shaped mobile rotation platform of large-aperture optical system | |
US3355979A (en) | Attachment for a sighting device for sighting in opposite directions perpendicular to the optical axis of the device | |
CN114088019B (en) | Portable device and method for measuring two-dimensional deflection angle of axis | |
RU2800187C1 (en) | Device for determining astronomical azimuth | |
Tarasov | A study on the effect produced by instrumental error of automated astronomical system on landmark azimuth accuracy | |
RU2555511C2 (en) | Method and apparatus for maintaining geodetic direction | |
US3349664A (en) | Optical collimation device | |
US3575512A (en) | Optical apparatus for determining the orientation of an object with respect to reference axes | |
Chudakov et al. | Device for determining the astronomical coordinates of an object | |
USH712H (en) | Method of stellar navigation using an optical correlator | |
CN111380563A (en) | Detection device, photoelectric theodolite detection system and aviation airborne optical platform detection system | |
CN115218861B (en) | Astronomical azimuth measurement method based on automatic theodolite | |
CN109307936B (en) | Accelerate auxiliary device of astronomical director speed of aiming |