RU2717603C1 - Control device of portable observation equipment arranged on spacecraft - Google Patents

Control device of portable observation equipment arranged on spacecraft Download PDF

Info

Publication number
RU2717603C1
RU2717603C1 RU2019123929A RU2019123929A RU2717603C1 RU 2717603 C1 RU2717603 C1 RU 2717603C1 RU 2019123929 A RU2019123929 A RU 2019123929A RU 2019123929 A RU2019123929 A RU 2019123929A RU 2717603 C1 RU2717603 C1 RU 2717603C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mirror
spacecraft
housing
equipment
suspension
Prior art date
Application number
RU2019123929A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Юрьевич Беляев
Дмитрий Николаевич Рулев
Владимир Васильевич Рязанцев
Николай Дмитриевич Рулев
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королёва"
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 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королёва" filed Critical Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королёва"
Priority to RU2019123929A priority Critical patent/RU2717603C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2717603C1 publication Critical patent/RU2717603C1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64G—COSMONAUTICS; VEHICLES OR EQUIPMENT THEREFOR
    • B64G1/00—Cosmonautic vehicles
    • B64G1/22—Parts of, or equipment specially adapted for fitting in or to, cosmonautic vehicles
    • B64G1/66—Arrangements or adaptations of apparatus or instruments, not otherwise provided for
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F41—WEAPONS
    • F41G—WEAPON SIGHTS; AIMING
    • F41G3/00—Aiming or laying means
    • F41G3/005—Aiming or laying means with means for correcting the parallax between the sighting means and the muzzle axis

Abstract

FIELD: astronautics.
SUBSTANCE: invention relates to spacecraft (SC) equipment. Device for control of spacecraft (SC) portable observation equipment (OE) (1) comprises housing (4), two-stage suspension with angle sensors (12, 15) and drives (13, 16) on its axes, as well as computing device (17). In housing there are holes (5, 6) and stationary (9) and movable (10) mirrors are installed. On hole (5) there is detachable attachment OE (1) assembly. On hole (6) there is a detachable installation unit of the housing on window (3). Stationary mirror (9) is installed with alignment of normal N1 to its plane with bisector of right angle between beams (20) and (21) reflected by mirror along directions to OE (1) and mirror (10). Similar normal N2 of mirror (10) is matched with bisector of angle between beam (20) and beam (23) passing through hole (6) and window (3) to underlying surface (19). Mirrors provide guidance of sensitivity axis OE (1) on specified objects of observation without turning OE itself.
EFFECT: technical result is aimed at improvement of accuracy of guidance and tracking of specified objects by means of different removable OE.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к аэрокосмической технике и может быть использовано для обеспечения управления размещенной на пилотируемом космическом корабле (КК) переносной аппаратурой наблюдения подстилающей поверхности.The invention relates to aerospace engineering and can be used to provide control of portable ground surveillance equipment located on a manned spacecraft (SC).

Известна система управления телевизионным видеоспектральным комплексом космического аппарата (патент РФ 2068801, МПК 6: B64G 9/00), содержащая функциональные блоки автоматического наведения и отслеживания заданных целей, координаты которых вводятся в систему, функциональные блоки управления наведением поворотной платформы и переориентации комплекса аппаратуры от экипажа и функциональные блоки контроля и квитирования управляющей информации, в том числе система включает: автоматическую стабилизированную платформу с целевой научной аппаратурой и телевизионной системой, блок задания параметров движения космического аппарата (КА), блок задания текущей ориентации КА, блоки задания координат целей в инерциальной, орбитальной и гринвичской системах координат, наземную и бортовую телефонно-телеграфные системы, блок синхронизации приема телефонно-телеграфных сообщений, блоки формирования углового положения, блок определения угловой скорости наведения, блок формирования управляющих воздействий.A known system for controlling a television video spectral complex of a spacecraft (RF patent 2068801, IPC 6: B64G 9/00), containing functional units for automatic guidance and tracking of specified targets, the coordinates of which are entered into the system, functional control units for pointing the turntable and reorienting the equipment complex from the crew and functional blocks for monitoring and acknowledging control information, including the system includes: an automatic stabilized platform with a targeted scientific apparatus a swarm and a television system, a unit for setting the parameters of the motion of the spacecraft (SC), a unit for setting the current orientation of the spacecraft, blocks for setting the coordinates of targets in the inertial, orbital and Greenwich coordinate systems, ground and airborne telephone and telegraph systems, a synchronization unit for receiving telephone and telegraph messages, blocks for forming an angular position, a block for determining the angular velocity of guidance, a block for generating control actions.

Функционирование системы включает наведение и отслеживание целей, при которых выполняется переориентация оси визирования установленной на поворотной платформе телевизионной и научной аппаратуры на выбираемую в реальном времени по ТВ-изображению цель с последующим автоматическим отслеживанием цели, в том числе выполняется определение пространственного положения прибора наведения относительно КА, задание координат целей, определение положения целей относительно прибора наведения, расчет углов поворота прибора наведения и повороты прибора наведения.The functioning of the system includes guidance and tracking of targets for which the axis of sight of the television and scientific equipment installed on the turntable is reoriented to the target selected in real time on the TV image, followed by automatic tracking of the target, including determining the spatial position of the pointing device relative to the spacecraft, setting target coordinates, determining the position of targets relative to the guidance device, calculating the rotation angles of the guidance device and turns guidance device.

К недостаткам системы относится, в частности, то, что допускается наведение только на цели, с одной стороны, ограниченные диапазоном углов поворота поворотной платформы, а с другой стороны, ограниченные попаданием в текущий кадр ТВ-изображения, который, кроме упомянутого ограничения по диапазону углов поворота поворотной платформы, имеет ограниченный охват, определяемый полем зрения ТВ-камеры. При этом сам факт размещения аппаратуры наведения на поворотной платформе ограничивает свободу перемещения аппаратуры при ее нацеливании и сопровождении цели экипажем КА.The disadvantages of the system include, in particular, that it is allowed to aim only at the target, on the one hand, limited by the range of angles of rotation of the turntable, and on the other hand, limited to falling into the current frame of the TV image, which, in addition to the mentioned restrictions on the range of angles turning the turntable, has limited coverage, determined by the field of view of the TV camera. Moreover, the very fact of placing guidance equipment on the turntable limits the freedom of movement of the equipment when aiming and tracking the target by the spacecraft crew.

Известно устройство ориентации целевой аппаратуры КА на основе автоматических поворотных платформ (Лобанов B.C., Тарасенко Н.В., Шульга Д.Н., Зборошенко В.Н., Федосеев С.В., Хаханов Ю.А. Системы наведения целевой аппаратуры на основе автоматических поворотных платформ для PC МКС. XIV Санкт-Петербургская Международная Конференция по интегрированным навигационным системам, 28-30 мая 2007, стр. 206-213. Санкт-Петербург, Россия, 2007), включающее установленную на КА в двух- или трех- степенном кардановом подвесе с приводами по каждой из осей платформу, установленные на платформе измерители угловой скорости (ИУС), астродатчик, вычислительное устройство, сумматоры и интеграторы.A device for orienting target spacecraft equipment based on automatic turntables is known (Lobanov BC, Tarasenko N.V., Shulga D.N., Zboroshenko V.N., Fedoseev S.V., Khakhanov Yu.A. Guidance systems for target equipment based on automatic rotary platforms for the ISS PC. XIV St. Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems, May 28-30, 2007, pp. 206-213. St. Petersburg, Russia, 2007), including a spacecraft installed in two- or three-degree gimbal with drives on each axis of the platform, installed platform-based angular velocity meters (IMS), astro sensor, computing device, adders and integrators.

При использовании устройства система управления угловым движением платформы обеспечивает измерение проекций абсолютной угловой скорости вращения платформы на ее связанные оси. Сигнал с ИУС поступает на соответствующие сумматоры, куда также поступают сигналы управления, вычисляемые в вычислительном устройстве, разности этих сигналов интегрируются и поступают в вычислительное устройство, где пересчитываются в управляющие воздействия на приводы. Астродатчик системы управления платформой используется для измерения начального положения платформы.When using the device, the angular motion control system of the platform provides a measurement of the projections of the absolute angular velocity of rotation of the platform on its associated axes. The signal from the IMS goes to the corresponding adders, where control signals calculated in the computing device also arrive, the differences of these signals are integrated and fed into the computing device, where they are converted into control actions on the drives. An astro sensor of the platform control system is used to measure the initial position of the platform.

К недостатками устройства относится, в частности, то, что автоматические поворотные платформы с целевой аппаратурой возможно размещать только на КА, инерционно-массовые характеристики (масса, моменты инерции) которых на два, три и более порядка превышают инерционно-массовые характеристики автоматических поворотных платформ с целевой аппаратурой.The disadvantages of the device include, in particular, that automatic rotary platforms with target equipment can only be placed on spacecraft, the inertial mass characteristics (mass, moments of inertia) of which are two, three or more orders of magnitude higher than the inertial mass characteristics of automatic rotary platforms with target equipment.

Известно устройство ориентации целевой аппаратуры КА (Аншаков Г.П., Макаров В.П., Мантуров А.И., Мостовой Я.А. Методы и средства управления в высокоинформативном наблюдении Земли из космоса. XIV Санкт-Петербургская Международная конференция по интегрированным навигационным системам, 28-30 мая 2007, стр. 165-173. Санкт-Петербург, Россия, 2007), содержащее бортовую вычислительную систему, астродатчики, измерители угловой скорости вращения КА, силовые гироскопы и магнитную систему сброса аккумулируемого силовыми гироскопами кинетического момента.A device for orienting target spacecraft equipment is known (Anshakov G.P., Makarov V.P., Manturov A.I., Mostovoy Y.A. Methods and controls in highly informative observation of the Earth from space. XIV St. Petersburg International Conference on Integrated Navigation systems, May 28-30, 2007, pp. 165-173. St. Petersburg, Russia, 2007), containing an on-board computer system, astro sensors, angular velocity meters of spacecraft, power gyroscopes, and a magnetic system for dumping kinetic momentum accumulated by power gyroscopes.

При использовании устройства осуществляется измерение параметров углового движения КА, формирование и выдача на приводы инерционных исполнительных органов управляющих сигналов, создание минимальных моментов инерции КА путем перемещения аппаратуры и элементов конструкции к центру масс КА, изменение параметров углового движения инерционных масс инерционных исполнительных органов и соответствующее ему изменение параметров углового движения КА с неподвижно установленной на нем целевой аппаратурой, определение накопленного инерционными массами инерционных исполнительных органов кинетического момента, формирование и выдача управляющих сигналов в систему сброса кинетического момента.When using the device, the parameters of the angular motion of the spacecraft are measured, the formation and delivery of control signals to the inertial actuator actuators, the creation of the minimum moments of inertia of the spacecraft by moving the equipment and structural elements to the center of mass of the spacecraft, the angular motion parameters of the inertial masses of the inertial actuators are changed and the corresponding change parameters of the angular motion of the spacecraft with fixed target equipment fixed on it, determination of the accumulated inertia by the masses of inertial actuators of the kinetic moment, the formation and delivery of control signals to the system for resetting the kinetic moment.

К недостаткам устройства относится, в частности, то, что для обеспечения переориентации (программных поворотов) и стабилизации в требуемом положении целевой аппаратуры необходимо использовать инерционные массы инерционных исполнительных органов.The disadvantages of the device include, in particular, the fact that to ensure reorientation (program turns) and stabilization in the required position of the target equipment, it is necessary to use the inertial masses of inertial actuators.

Известно устройство ориентации целевой аппаратуры КА (патент РФ 2412873(13) С1; МПК B64G 1/24 (2006.01), B64G 1/22 (2006.01); заявка №2009140630/11, 02.11.2009; опубликовано: 27.02.2011 Бюл. №6 - прототип), особенность которого состоит в исключении традиционно используемых в инерционных исполнительных органах инерционных масс (роторов, маховиков) и применение в их качестве элементов конструкции КА (ЭККА) с обеспечивающими системами. Устройство в виде, например, бесплатформенной инерциальной системы управления содержит систему сброса кинетического момента, вычислительное устройство и подключенные к нему датчики и измерители угловой скорости. Имеются также подключенные к вычислительному устройству механизм перемещения ЭККА с указанным выше подвесом с подвижной относительно ЭККА целевой аппаратурой, датчики угла и приводы инерционных исполнительных органов.A device for targeting the target apparatus of the spacecraft is known (RF patent 2412873 (13) C1; IPC B64G 1/24 (2006.01), B64G 1/22 (2006.01); application No. 2009140630/11, November 2, 2009; published: February 27, 2011 Bull. 6 - prototype), the peculiarity of which is the exclusion of inertial masses (rotors, flywheels) traditionally used in inertial actuators (rotors, flywheels) and the use of spacecraft (ECCA) structural elements with supporting systems as their components. A device in the form of, for example, a strapdown inertial control system includes a kinetic moment reset system, a computing device, and sensors and angular velocity meters connected to it. There are also a mechanism for moving the ECCA connected to the computing device with the above suspension with target equipment that is movable relative to the ECCA, angle sensors and inertial actuator drives.

При использовании устройства целевую аппаратуру размещают подвижно относительно ЭККА в подвесе, по осям которого устанавливают приводы указанных исполнительных органов и датчики угла, перемещают ЭККА от центра масс КА и от центра подвеса целевой аппаратуры, совмещают центры масс целевой аппаратуры и подвеса. Тем самым создают максимальные моменты инерции ЭККА и расположение продольной оси КА в положении устойчивого равновесия (по местной вертикали). По параметрам углового движения целевой аппаратуры и ЭККА определяют величину накопленного кинетического момента и формируют управляющие сигналы на приводы инерционных масс и систему сброса кинетического момента, обеспечивая требуемое изменение параметров углового движения целевой аппаратуры и ЭККА.When using the device, the target equipment is placed movably relative to the ECCA in the suspension, along the axes of which the drives of the specified actuators and angle sensors are installed, the ECCA is moved from the center of mass of the spacecraft and from the center of the suspension of the target equipment, the centers of mass of the target equipment and suspension are combined. This creates the maximum moments of inertia of the ECCA and the arrangement of the longitudinal axis of the spacecraft in the position of stable equilibrium (along the local vertical). Using the parameters of the angular motion of the target equipment and ECCA, the value of the accumulated kinetic moment is determined and control signals are generated on the drives of inertial masses and the kinetic moment reset system, providing the required change in the parameters of the angular motion of the target equipment and ECCA.

К недостаткам устройства - прототипа относится, в частности, то, что при использовании в качестве целевой аппаратуры аппаратуры для съемки подстилающей поверхности наведение оси чувствительности аппаратуры на объекты съемки выполняется путем поворотов непосредственно самой целевой аппаратуры. Это, с одной стороны, накладывает ограничения на месторасположение аппаратуры в моменты ее использования (данные ограничения связаны с необходимостью работы с аппаратурой в различных ее положениях относительно КА), а с другой стороны, предъявляет существенные требования к техническим характеристикам подвеса и его приводов (данные требования должны соответствовать масс - инерционным и габаритным характеристикам аппаратуры).The disadvantages of the prototype device include, in particular, that when using equipment for shooting the underlying surface as the target equipment, pointing the sensitivity axis of the equipment to the surveyed objects is performed by turning directly the target equipment itself. This, on the one hand, imposes restrictions on the location of the equipment at the time of its use (these restrictions are associated with the need to work with the equipment in its various positions relative to the spacecraft), and on the other hand, it imposes significant requirements on the technical characteristics of the suspension and its drives (these requirements must correspond to the mass - inertial and overall characteristics of the equipment).

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является обеспечение высокоточного целевого управления размещенной на космическом корабле переносной аппаратурой наблюдения.The problem to which the present invention is directed, is to provide high-precision target control of portable observation equipment located on a spacecraft.

Технический результат, достигаемый при осуществлении настоящего изобретения, заключается в обеспечении реализации высокоточного наведения и отслеживания заданных на подстилающей поверхности объектов наблюдения посредством различной сменной аппаратуры наблюдения с использованием снабженного стационарным и подвижным зеркалами устройства управления наведением аппаратуры наблюдения, устанавливаемого на иллюминатор космического корабля.The technical result achieved by the implementation of the present invention is to ensure the implementation of high-precision guidance and tracking set on the underlying surface of the observation objects through various interchangeable monitoring equipment using a fixed and movable mirrors guidance control device monitoring equipment installed on the window of the spacecraft.

Технический результат достигается тем, что устройство управления размещенной на космическом корабле переносной аппаратурой наблюдения содержит корпус с двухстепенным подвесом с размещенными по осям подвеса датчиками угла и приводами, соединенными с вычислительным устройством, в отличие от прототипа в корпусе выполнены отверстия, на одном из которых расположен узел разъемного крепления аппаратуры наблюдения, а на другом расположен узел съемной установки корпуса на иллюминатор, и введены стационарное и подвижное зеркала, размещенные в корпусе, при этом стационарное зеркало установлено с совмещением нормали к плоскости зеркала с биссектрисой прямого угла между лучами, выходящими из точки стационарного зеркала и проходящими соответственно через точку подвижного зеркала и через упомянутое отверстие узла разъемного крепления аппаратуры наблюдения вдоль оси чувствительности закрепленной на корпусе аппаратуры наблюдения, а подвижное зеркало установлено на подвесе с совмещением нормали к плоскости зеркала с биссектрисой угла между лучами, выходящими из точки подвижного зеркала и проходящими соответственно через точку стационарного зеркала и через упомянутое отверстие узла съемной установки корпуса на иллюминатор, при этом одна ось подвеса проходит через подвижное зеркало и упомянутое отверстие узла съемной установки корпуса на иллюминатор, а другая ось подвеса размещена в плоскости подвижного зеркала перпендикулярно первой оси повеса на расстоянии от плоскости узла съемной установки корпуса на иллюминатор, совмещаемой при установке с плоскостью иллюминатора, определяемом формулой

Figure 00000001
где R и K - радиус и толщина иллюминатора, Н - расстояние от космического корабля до подстилающей поверхности, L - требуемое значение радиуса зоны обзора подстилающей поверхности через устройство управления аппаратурой наблюдения, причем выход вычислительного устройства соединен с аппаратурой наблюдения.The technical result is achieved by the fact that the control device of the portable monitoring equipment located on the spacecraft contains a housing with a two-stage suspension with angle sensors and actuators located along the axis of the suspension connected to the computing device, in contrast to the prototype, holes are made in the body, on one of which there is a node detachable mounting of surveillance equipment, and on the other there is a node for removable installation of the housing on the porthole, and stationary and movable mirrors are placed in the case, the stationary mirror is installed with the normal to the plane of the mirror aligned with the bisector of the right angle between the rays emerging from the point of the stationary mirror and passing through the point of the moving mirror and through the aforementioned hole of the detachable mount of the monitoring equipment along the sensitivity axis of the monitoring equipment and the movable mirror is mounted on a suspension with the normal to the plane of the mirror aligned with the bisector of the angle between the rays leaving the point of movable of the mirror and passing respectively through the point of the stationary mirror and through the aforementioned hole of the detachable housing unit on the porthole, with one axis of the suspension passing through the movable mirror and the aforementioned hole of the detachable housing unit on the porthole, and the other axis of the suspension is placed in the plane of the movable mirror perpendicular to the first the axis of the suspension at a distance from the plane of the node of the removable installation of the housing on the porthole, which is combined during installation with the plane of the porthole defined by the formula
Figure 00000001
where R and K are the radius and thickness of the porthole, N is the distance from the spacecraft to the underlying surface, L is the required radius of the field of view of the underlying surface through the control device of the monitoring equipment, and the output of the computing device is connected to the monitoring equipment.

Изобретение поясняется рисунком, на котором представлена схема, поясняющая предлагаемое устройство.The invention is illustrated in the figure, which shows a diagram explaining the proposed device.

На рисунке введены обозначения:The following notation is introduced in the figure:

1 - аппаратура наблюдения;1 - surveillance equipment;

2 - устройство управления аппаратурой наблюдения;2 - control device for monitoring equipment;

3 - иллюминатор;3 - porthole;

4 - корпус;4 - case;

5 - отверстие узла разъемного крепления аппаратуры наблюдения;5 - hole node detachable mounting surveillance equipment;

6 - отверстие узла съемной установки корпуса на иллюминатор;6 - hole node removable installation of the housing on the window;

7 - узел разъемного крепления аппаратуры наблюдения;7 - node detachable mounting of surveillance equipment;

8 - узел съемной установки корпуса на иллюминатор;8 - node removable installation of the housing on the window;

9 - стационарное зеркало;9 - stationary mirror;

10 - подвижное зеркало;10 - a movable mirror;

11 - первая ось подвеса;11 - the first axis of the suspension;

12 - датчик угла, размещенный на первой оси подвеса;12 - angle sensor located on the first axis of the suspension;

13 - привод, размещенный на первой оси подвеса;13 - a drive placed on the first axis of the suspension;

14 - вторая ось подвеса;14 - the second axis of the suspension;

15 - датчик угла, размещенный на второй оси подвеса;15 - angle sensor located on the second axis of the suspension;

16 - привод, размещенный на второй оси подвеса;16 - drive located on the second axis of the suspension;

17 - вычислительное устройство;17 - computing device;

18 - ось чувствительности аппаратуры наблюдения;18 - axis of sensitivity of the observation equipment;

19 - подстилающая поверхность;19 - underlying surface;

20 - направление от одного зеркала на другое (направление от стационарного зеркала на подвижное зеркало / направление от подвижного зеркала на стационарное зеркало);20 - direction from one mirror to another (direction from a stationary mirror to a moving mirror / direction from a moving mirror to a stationary mirror);

20- луч, выходящий из точки стационарного зеркала и проходящий через точку подвижного зеркала;20 - a beam emerging from a point of a stationary mirror and passing through a point of a moving mirror;

21- луч, выходящий из точки стационарного зеркала и проходящий через отверстие узла разъемного крепления аппаратуры наблюдения вдоль оси чувствительности закрепленной на корпусе аппаратуры наблюдения;21 - a beam emerging from a point of a stationary mirror and passing through the hole of the detachable mount of the monitoring equipment along the sensitivity axis fixed to the housing of the monitoring equipment;

22 - луч, выходящий из точки подвижного зеркала и проходящий через точку стационарного зеркала;22 - a beam exiting a point of a moving mirror and passing through a point of a stationary mirror;

23 - луч, выходящий из точки подвижного зеркала и проходящий через отверстие узла съемной установки корпуса на иллюминатор;23 - a beam emerging from a point of the movable mirror and passing through the hole of the removable installation of the housing on the window;

N1 - нормаль к плоскости стационарного зеркала;N 1 is the normal to the plane of the stationary mirror;

N2 - нормаль к плоскости подвижного зеркала;N 2 - normal to the plane of the moving mirror;

b1 - угол нижней границы диапазона значений углов плоскостиb 1 - the angle of the lower boundary of the range of values of the angles of the plane

подвижного зеркала с первой осью подвеса;a movable mirror with a first suspension axis;

b2 - угол верхней границы диапазона значений углов плоскостиb 2 - the angle of the upper boundary of the range of values of the angles of the plane

подвижного зеркала с первой осью подвеса;a movable mirror with a first suspension axis;

М - расстояние от второй оси подвеса до плоскости узла съемной установки корпуса на иллюминатор, совмещаемой при установке с плоскостью иллюминатора;M is the distance from the second axis of the suspension to the plane of the node of the removable installation of the housing on the porthole, which is combined during installation with the plane of the porthole;

R - радиус иллюминатора;R is the radius of the porthole;

K - толщина иллюминатора;K is the thickness of the porthole;

H - расстояние от космического корабля до подстилающей поверхности,H is the distance from the spacecraft to the underlying surface,

L - требуемое значение радиуса зоны обзора подстилающей поверхности через устройство управления аппаратурой наблюдения.L is the required value of the radius of the field of view of the underlying surface through the control device of the monitoring equipment.

Поясним предлагаемое устройство.Let us explain the proposed device.

Устройство содержит непрозрачный (затеняющий попадающий на него световой поток) корпус 4 с двумя отверстиями 5, 6.The device contains an opaque (shading the incident light stream on it) body 4 with two holes 5, 6.

На одном отверстии расположен узел разъемного крепления аппаратуры наблюдения 7.On one hole is a node detachable mounting of the monitoring equipment 7.

На другом отверстии расположен узел съемной установки корпуса на иллюминатор 8.On another hole is a node removable installation of the housing on the window 8.

Устройство содержит установленные в корпусе 4 двухстепенной подвес с размещенными по осям подвеса датчиками угла 12, 14 и приводами 13, 16; вычислительное устройство 17; стационарное зеркало 9 и подвижное зеркало 10.The device comprises a two-stage suspension installed in the housing 4 with angle sensors 12, 14 and actuators 13, 16 located along the axis of the suspension; computing device 17; stationary mirror 9 and movable mirror 10.

Выходы датчиков угла 12, 14 и входы приводов 13, 16 соединенным с соответственно входами и выходами вычислительного устройства 17.The outputs of the angle sensors 12, 14 and the inputs of the drives 13, 16 are connected to the inputs and outputs of the computing device 17, respectively.

Выход вычислительного устройства 17 соединен с аппаратурой наблюдения 1.The output of the computing device 17 is connected to the monitoring equipment 1.

Стационарное зеркало 9 установлено с совмещением нормали к плоскости стационарного зеркала N1 с биссектрисой прямого угла между лучами, выходящими из точки стационарного зеркала и проходящими соответственно через точку подвижного зеркала и через упомянутое отверстие узла разъемного крепления аппаратуры наблюдения вдоль оси чувствительности закрепленной на корпусе аппаратуры наблюдения 20, 21.The stationary mirror 9 is installed with the normal to the plane of the stationary mirror N 1 aligned with the bisector of the right angle between the rays emerging from the point of the stationary mirror and passing through the point of the movable mirror and through the aforementioned hole of the detachable mount of the observation equipment along the sensitivity axis fixed to the observation equipment 20 , 21.

Подвижное зеркало 10 установлено на подвесе с совмещением нормали к плоскости подвижного зеркала с биссектрисой угла между лучами, выходящими из точки подвижного зеркала и проходящими соответственно через точку стационарного зеркала и через упомянутое отверстие узла съемной установки корпуса на иллюминатор 22,23.The movable mirror 10 is mounted on a suspension with alignment normal to the plane of the movable mirror with the bisector of the angle between the rays emerging from the point of the movable mirror and passing respectively through the point of the stationary mirror and through the aforementioned opening of the detachable housing unit on the porthole 22.23.

Первая ось подвеса 11 проходит через подвижное зеркало 10 и упомянутое отверстие узла съемной установки корпуса на иллюминатор 6.The first axis of the suspension 11 passes through the movable mirror 10 and the aforementioned hole of the removable installation of the housing on the window 6.

Вторая ось подвеса 14 размещена в плоскости подвижного зеркала 10 перпендикулярно первой оси повеса 11 на расстоянии от плоскости узла съемной установки корпуса на иллюминатор 8, совмещаемой при установке с плоскостью иллюминатора 3, определяемом формулойThe second axis of the suspension 14 is placed in the plane of the movable mirror 10 perpendicular to the first axis of the suspension 11 at a distance from the plane of the node of the removable installation of the housing on the window 8, which is combined when installed with the plane of the window 3, defined by the formula

Figure 00000002
Figure 00000002

где R и K- радиус и толщина иллюминатора,where R and K are the radius and thickness of the porthole,

L - требуемое значение радиуса зоны обзора подстилающей поверхности через устройство управления аппаратурой наблюдения;L is the required value of the radius of the field of view of the underlying surface through the control device of the monitoring equipment;

Н - расстояние от космического корабля до подстилающей поверхности.H is the distance from the spacecraft to the underlying surface.

Привод поворота подвижного зеркала по расположенной в плоскости подвижного зеркала второй оси подвеса (привод, размещенный на второй оси подвеса 16) выполнен обеспечивающим поворот подвижного зеркала 10 в диапазоне углов плоскости подвижного зеркала 10 с первой осью подвеса 11The rotary drive of the movable mirror along the second suspension axis located in the plane of the movable mirror (the drive placed on the second axis of the suspension 16) is configured to rotate the movable mirror 10 in the range of angles of the plane of the movable mirror 10 with the first axis of the suspension 11

Figure 00000003
Figure 00000003

илиor

Figure 00000004
Figure 00000004

Соотношения (1) и (2) обеспечивают требуемый размер мгновенной зоны обзора подстилающей поверхности через устройство управления аппаратурой наблюдения 2, включая возможность наведения оси чувствительности аппаратуры наблюдения 18 через устройство управления аппаратурой наблюдения 2 на точки подстилающей поверхности в пределах всей мгновенной зоны обзора подстилающей поверхности через устройство управления аппаратурой наблюдения 2.Relationships (1) and (2) provide the required size of the instantaneous viewing area of the underlying surface through the control device of the monitoring equipment 2, including the possibility of pointing the sensitivity axis of the monitoring equipment 18 through the control device of the monitoring equipment 2 to the points of the underlying surface within the entire instantaneous viewing zone of the underlying surface through control device for monitoring equipment 2.

В качестве значения Н расстояния от космического корабля до подстилающей поверхности может быть использовано максимальное значение высоты полета космического корабля.As the value H of the distance from the spacecraft to the underlying surface, the maximum value of the flight height of the spacecraft can be used.

Корпус 4 устройства выполнен непрозрачным, а именно, затеняющим попадающий на него световой поток, что исключает возможность попадания внешнего светового потока через иллюминатор внутрь космического корабля, и, следовательно, исключает возможность нежелательного попадания данного потока на глаза космонавта при его работе с аппаратурой наблюдения - при выполнении операций по наведению оси чувствительности аппаратуры наблюдения на объекты и/или поиску объекта с использованием видоискателя аппаратуры наблюдения.The body 4 of the device is made opaque, namely, shading the light flux incident on it, which excludes the possibility of an external light flux entering through the porthole into the spacecraft, and, therefore, eliminates the possibility of this flux getting into the eyes of an astronaut when working with observation equipment - performing operations on pointing the sensitivity axis of the monitoring equipment to objects and / or searching for an object using the viewfinder of the monitoring equipment.

Опишем работу с предлагаемым устройством.We describe the work with the proposed device.

Устройство управления аппаратурой наблюдения 2 устанавливается на иллюминатор 3 космического корабля посредством узла съемной установки корпуса на иллюминатор 8.The control device for the monitoring equipment 2 is installed on the porthole 3 of the spacecraft through the node detachable installation of the hull on the porthole 8.

На устройство управления аппаратурой наблюдения 2 размещается аппаратура наблюдения 1 посредством узла разъемного крепления аппаратуры наблюдения 7.On the control device of the monitoring equipment 2 is placed monitoring equipment 1 through the node detachable mounting of the monitoring equipment 7.

По данным о текущем положении подвижного зеркала 10 в вычислительном устройстве 17 формируются команды управления положением подвижного зеркала 10, обеспечивающие выставку подвижного зеркала 10 в расчетное положение, при котором обеспечивается наведение оси чувствительности аппаратуры наблюдения 18 через устройство управления аппаратурой наблюдения 2 на расчетную точку местоположения требуемого объекта наблюдения на подстилающей поверхности 19.According to the current position of the movable mirror 10 in the computing device 17, commands for controlling the position of the movable mirror 10 are generated, which ensure that the movable mirror 10 is exposed to the calculated position, which ensures that the sensitivity axis of the observation equipment 18 is guided through the control device of the monitoring equipment 2 to the calculated location point of the desired object observations on the underlying surface 19.

Когда положение подвижного зеркала 10 обеспечивает наведение оси чувствительности аппаратуры наблюдения 18 через устройство управления аппаратурой наблюдения 2 на требуемый объект наблюдения на подстилающей поверхности вычислительное устройство 17 формирует и выдает на аппаратуру наблюдения 1 команду на выполнение съемки.When the position of the movable mirror 10 provides guidance of the sensitivity axis of the monitoring equipment 18 through the control device of the monitoring equipment 2 to the desired monitoring object on the underlying surface, the computing device 17 generates and issues to the monitoring equipment 1 a command to perform the survey.

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

Предложенное техническое решение обеспечивает реализацию высокоточного наведения и отслеживания заданных на подстилающей поверхности объектов наблюдения посредством различной сменной аппаратуры наблюдения с использованием предложенного снабженного стационарным и подвижным зеркалами устройства управления аппаратурой наблюдения, устанавливаемого на иллюминатор космического корабля.The proposed technical solution provides the implementation of high-precision guidance and tracking of the objects of observation set on the underlying surface by means of various interchangeable monitoring equipment using the proposed monitoring equipment control device equipped with stationary and movable mirrors mounted on the window of a spaceship.

Предлагаемое устройство управления аппаратурой наблюдения, устанавливаемое на иллюминатор космического корабля, обеспечивает управление наведением аппаратуры наблюдения путем наведения оси чувствительности аппаратуры наблюдения на наблюдаемые объекты подстилающей поверхности через систему зеркал - стационарного и подвижного (поворотного), т.е. без выполнения поворотов непосредственно самой аппаратуры наблюдения.The proposed control device for the monitoring equipment, installed on the porthole of the spacecraft, provides control over the guidance of the monitoring equipment by pointing the axis of sensitivity of the monitoring equipment to the observed objects of the underlying surface through a system of mirrors - stationary and moving (rotary), i.e. without making turns directly to the surveillance equipment itself.

Это, с одной стороны, повышает удобство работы с аппаратурой наблюдения - за счет обеспечения постоянства ориентации самой аппаратуры при выполнении наблюдений, в том числе расширяет возможности использования аппаратуры в условиях ограниченного пространства космического корабля и различных возможных ограничениях доступа к его иллюминаторам, а, с другой стороны, снижает требования к техническим характеристикам подвеса и его приводов.This, on the one hand, increases the convenience of working with observation equipment - by ensuring the constant orientation of the equipment itself when making observations, including expanding the possibilities of using the equipment in conditions of limited spacecraft space and various possible restrictions on access to its portholes, and, on the other hand, hand, reduces the requirements for the technical characteristics of the suspension and its drives.

Значимость указанного эффекта при применении предлагаемого технического решения на КА в полете обусловливается тем, что, с одной стороны, в полете отсутствует или существенно ограничена (как технически, так и организационно) оперативная возможность проверки качества зарегистрированных аппаратурой наблюдения данных, а с другой стороны, регистрируемые данные обладают уникальностью и их потеря или несвоевременная регистрация могут нести невосполнимый ущерб (как научный, так и экономический).The significance of this effect when applying the proposed technical solution on a spacecraft in flight is due to the fact that, on the one hand, there is no or limited (both technically and organizationally) operational ability to check the quality of the data recorded by the monitoring equipment, and, on the other hand, the recorded data are unique and their loss or untimely registration can cause irreparable damage (both scientific and economic).

Предложенный узел съемной установки корпуса на иллюминатор обеспечивает возможность установки устройства на различные иллюминаторы космического корабля, что позволяет как выбирать и использовать иллюминатор, наблюдение через который обеспечивает наилучшие условия наблюдения задаваемых/требуемых объектов наблюдения, так и использовать именно тот иллюминатор, через который обеспечивается единственная возможность выполнения наблюдения задаваемых/требуемых объектов наблюдения при отсутствии такой возможности через другие иллюминаторы космического корабля.The proposed unit for removable installation of the body on the porthole provides the ability to install the device on various portholes of the spacecraft, which allows you to both select and use a porthole, observation through which provides the best conditions for observing specified / required objects of observation, and use the porthole through which the only opportunity is provided observing specified / required objects of observation in the absence of such an opportunity through other illuminations spacecraft tori.

Предложенный узел разъемного крепления аппаратуры наблюдения обеспечивает возможность использования для реализации наблюдений различной сменной аппаратуры наблюдения.The proposed site detachable mounting of the monitoring equipment provides the ability to use for the implementation of observations of various removable monitoring equipment.

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

Claims (1)

Устройство управления размещенной на космическом корабле переносной аппаратурой наблюдения, содержащее корпус с двухстепенным подвесом с размещенными по осям подвеса датчиками угла и приводами, соединенными с вычислительным устройством, отличающееся тем, что в корпусе выполнены отверстия, на одном из которых расположен узел разъемного крепления аппаратуры наблюдения, а на другом расположен узел съемной установки корпуса на иллюминатор, и введены стационарное и подвижное зеркала, размещенные в корпусе, при этом стационарное зеркало установлено с совмещением нормали к плоскости зеркала с биссектрисой прямого угла между лучами, выходящими из точки стационарного зеркала и проходящими соответственно через точку подвижного зеркала и через упомянутое отверстие узла разъемного крепления аппаратуры наблюдения вдоль оси чувствительности закрепленной на корпусе аппаратуры наблюдения, а подвижное зеркало установлено на подвесе с совмещением нормали к плоскости зеркала с биссектрисой угла между лучами, выходящими из точки подвижного зеркала и проходящими соответственно через точку стационарного зеркала и через упомянутое отверстие узла съемной установки корпуса на иллюминатор, при этом одна ось подвеса проходит через подвижное зеркало и упомянутое отверстие узла съемной установки корпуса на иллюминатор, а другая ось подвеса размещена в плоскости подвижного зеркала перпендикулярно первой оси повеса на расстоянии от плоскости узла съемной установки корпуса на иллюминатор, совмещаемой при установке с плоскостью иллюминатора, определяемом формулой
Figure 00000005
где R и K - радиус и толщина иллюминатора, Н - расстояние от космического корабля до подстилающей поверхности, L - требуемое значение радиуса зоны обзора подстилающей поверхности через устройство управления аппаратурой наблюдения, причем выход вычислительного устройства соединен с аппаратурой наблюдения.A control device for portable observation equipment located on a spacecraft, comprising a housing with a two-stage suspension with angle sensors and actuators arranged along the suspension axes and connected to a computing device, characterized in that the housing has openings, on one of which is a detachable mount for monitoring equipment, and on the other there is a node for removable installation of the housing on the porthole, and stationary and movable mirrors placed in the housing are introduced, while the stationary mirror It was established by combining the normal to the plane of the mirror with the bisector of the right angle between the rays leaving the point of the stationary mirror and passing respectively through the point of the moving mirror and through the aforementioned hole of the detachable mount of the observation equipment along the sensitivity axis fixed to the observation equipment, and the moving mirror is mounted on a suspension with the normal to the plane of the mirror aligned with the bisector of the angle between the rays emanating from the point of the moving mirror and passing respectively through a point of a stationary mirror and through the aforementioned hole of the detachable housing unit on the porthole, with one axis of the suspension passing through the movable mirror and the aforementioned hole of the detachable housing unit on the porthole, and the other axis of the suspension is placed in the plane of the movable mirror perpendicular to the first axis of the hanger at a distance from the plane of the node of the removable installation of the housing on the porthole, which is combined during installation with the plane of the porthole defined by the formula
Figure 00000005
where R and K are the radius and thickness of the porthole, N is the distance from the spacecraft to the underlying surface, L is the required radius of the field of view of the underlying surface through the control device of the monitoring equipment, and the output of the computing device is connected to the monitoring equipment.
RU2019123929A 2019-07-23 2019-07-23 Control device of portable observation equipment arranged on spacecraft RU2717603C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019123929A RU2717603C1 (en) 2019-07-23 2019-07-23 Control device of portable observation equipment arranged on spacecraft

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019123929A RU2717603C1 (en) 2019-07-23 2019-07-23 Control device of portable observation equipment arranged on spacecraft

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2717603C1 true RU2717603C1 (en) 2020-03-24

Family

ID=69943078

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019123929A RU2717603C1 (en) 2019-07-23 2019-07-23 Control device of portable observation equipment arranged on spacecraft

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2717603C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114257753A (en) * 2021-12-09 2022-03-29 北京卫星环境工程研究所 Super-high-definition panoramic image acquisition technology for AIT (advanced air technology) process of manned spacecraft
RU2771488C1 (en) * 2021-07-13 2022-05-05 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Spacecraft portable surveillance equipment control device
RU2772766C1 (en) * 2021-08-23 2022-05-25 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Control device for portable observation equipment placed on the spaceship

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4104730A (en) * 1976-04-02 1978-08-01 Westinghouse Electric Corp. Boresight adjustment for a harmonic oscillator coordinate converter
RU2335728C1 (en) * 2007-01-09 2008-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ФГУП "НПО "ГИПО") Optical-electronic search and tracking system
RU2412873C1 (en) * 2009-11-02 2011-02-27 Федеральное Государственное унитарное предприятие Государственный научно-производственный ракетно-космический центр (ФГУП ГНПРКЦ "ЦСКБ-Прогресс") Method of orienting spacecraft purpose-designed hardware and device to this end
RU152975U1 (en) * 2013-12-26 2015-06-27 Открытое Акционерное Общество "Пеленг" SIGHT FOR THE TANK
US9185290B1 (en) * 2014-06-20 2015-11-10 Nearmap Australia Pty Ltd Wide-area aerial camera systems

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4104730A (en) * 1976-04-02 1978-08-01 Westinghouse Electric Corp. Boresight adjustment for a harmonic oscillator coordinate converter
RU2335728C1 (en) * 2007-01-09 2008-10-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-производственное объединение "Государственный институт прикладной оптики" (ФГУП "НПО "ГИПО") Optical-electronic search and tracking system
RU2412873C1 (en) * 2009-11-02 2011-02-27 Федеральное Государственное унитарное предприятие Государственный научно-производственный ракетно-космический центр (ФГУП ГНПРКЦ "ЦСКБ-Прогресс") Method of orienting spacecraft purpose-designed hardware and device to this end
RU152975U1 (en) * 2013-12-26 2015-06-27 Открытое Акционерное Общество "Пеленг" SIGHT FOR THE TANK
US9185290B1 (en) * 2014-06-20 2015-11-10 Nearmap Australia Pty Ltd Wide-area aerial camera systems

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2771488C1 (en) * 2021-07-13 2022-05-05 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Spacecraft portable surveillance equipment control device
RU2772766C1 (en) * 2021-08-23 2022-05-25 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Control device for portable observation equipment placed on the spaceship
CN114257753A (en) * 2021-12-09 2022-03-29 北京卫星环境工程研究所 Super-high-definition panoramic image acquisition technology for AIT (advanced air technology) process of manned spacecraft
CN114257753B (en) * 2021-12-09 2024-04-16 北京卫星环境工程研究所 Ultra-high definition panoramic image acquisition technology for AIT process of manned spacecraft

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2743112C2 (en) Apparatus and method for analyzing vibrations using high-speed video data and using such a device for contactless analysis of vibrations
US5396326A (en) Two gimbal error averaging astro-inertial navigator
KR102358762B1 (en) Aero-wave instrument system to measure optical wavefront disturbances in airflow about airborne systems
RU2717603C1 (en) Control device of portable observation equipment arranged on spacecraft
JP2015001450A (en) Air vehicle guidance system, and air vehicle guidance method
JP2015145784A (en) Measurement system
US20100182426A1 (en) Stabilized-Image Telemetry Method
KR20160038755A (en) Aero-wave instrument for the measurement of the optical wavefront disturbances in the airflow around airborne systems
WO2019188961A1 (en) Target device and surveying system
RU2458356C1 (en) Heat locator
Roback et al. Lidar sensor performance in closed-loop flight testing of the Morpheus rocket-propelled lander to a lunar-like hazard field
Gapiński et al. A control of modified optical scanning and tracking head to detection and tracking air targets
RU2695739C1 (en) Method of orienting manned spacecraft equipment on board
JP2022057277A (en) Surveying system
RU2725009C1 (en) Control system of portable observation equipment arranged on spacecraft
RU2717614C1 (en) Method of controlling a portable surveillance equipment on a spacecraft
RU2771488C1 (en) Spacecraft portable surveillance equipment control device
RU2772766C1 (en) Control device for portable observation equipment placed on the spaceship
RU2566379C1 (en) Method for determining value of atmospheric refraction under conditions of space flight
RU2725104C1 (en) Method of controlling a portable surveillance equipment on a spacecraft
RU2725012C1 (en) Control system of portable observation equipment arranged on spacecraft
US3370460A (en) Optical-inertial navigation system
Hilkert et al. Development of mirror stabilization line-of-sight rate equations for an unconventional sensor-to-gimbal orientation
Jianping et al. Study on dynamic modeling and simulation for a air-based three-axis ISP system
RU2603821C2 (en) Multifunctional navigation system for moving ground objects