RU2717614C1 - Method of controlling a portable surveillance equipment on a spacecraft - Google Patents

Method of controlling a portable surveillance equipment on a spacecraft Download PDF

Info

Publication number
RU2717614C1
RU2717614C1 RU2019123928A RU2019123928A RU2717614C1 RU 2717614 C1 RU2717614 C1 RU 2717614C1 RU 2019123928 A RU2019123928 A RU 2019123928A RU 2019123928 A RU2019123928 A RU 2019123928A RU 2717614 C1 RU2717614 C1 RU 2717614C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mirror
equipment
observation
spacecraft
monitoring equipment
Prior art date
Application number
RU2019123928A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Юрьевич Беляев
Дмитрий Николаевич Рулев
Владимир Васильевич Рязанцев
Николай Дмитриевич Рулев
Павел Александрович Боровихин
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени 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" имени С.П. Королёва" filed Critical Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва"
Priority to RU2019123928A priority Critical patent/RU2717614C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2717614C1 publication Critical patent/RU2717614C1/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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)

Abstract

FIELD: astronautics.
SUBSTANCE: invention relates to operation of spacecraft (SC) equipment. Method includes determining relative position of observation object on underlying surface, SC and observation equipment (OE). Additionally, as per determined parameters of SC motion and orientation, it is determined, in which of the windows the track line of the normal to the plane of the window is closest to the flight route. Movable mirror placed on SC is unfolded to align the normal to this mirror with the bisector of the angle between the directions from the movable to the stationary mirror SC and to the predicted location of the observation object. Latter is searched for by mapping the underlying surface into the OE field of view. Normal to the plane of the stationary mirror is aligned with the bisector of the angle between the direction on the movable mirror and the axis of sensitivity OE. Movable mirror is unfolded until the observation object hits the required area of the OE field of view, after which the survey is performed.
EFFECT: technical result consists in improvement of guidance accuracy and tracking of observation objects of different removable OE.
1 cl, 1 dwg

Description

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

Известен способ управления целевой аппаратурой космического аппарата (КА), реализуемый системой управления телевизионным видеоспектральным комплексом КА (патент РФ 2068801, МПК 6: B64G 9/00), который включает наведение и отслеживание целей, при которых выполняется переориентация оси визирования установленной на поворотной платформе телевизионной и научной аппаратуры на выбираемую в реальном времени по ТВ-изображению цель с последующим автоматическим отслеживанием цели, в том числе выполняется определение пространственного положения прибора наведения относительно КА, задание координат целей, определение положения целей относительно прибора наведения, расчет углов поворота прибора наведения и повороты прибора наведения.A known method of controlling the target equipment of a spacecraft (SC), implemented by the control system of the television video spectral complex of the SC (RF patent 2068801, IPC 6: B64G 9/00), which includes guidance and tracking of targets for which the axis of sight is mounted on the rotary platform of the television and scientific equipment for a target selected in real time on a TV image, followed by automatic tracking of the target, including determining the spatial position of the device Guidance regarding spacecraft coordinate reference purposes, determining the position of targets relative to a homing device in the calculation of the guidance tool rotation angles and corners pointing device.

К недостаткам способа относится, в частности, то, что он допускает 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 method include, in particular, that it allows targeting only on the target, on the one hand, limited by the range of rotation angles 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 range limit angles of rotation of 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.

Известен способ 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), заключающийся в размещении на КА двух- или трехстепенном кардановом подвесе с приводами по каждой из осей автоматических поворотных платформ, установке на автоматических поворотных платформах измерителей угловой скорости, астродатчиков и вычислительного устройства, определении по измерениям с измерителей угловой скорости и астродатчиков параметров углового движения автоматических поворотных платформ, формировании управляющих сигналов на приводы, обеспечивающие пространственные повороты автоматических поворотных платформ, отработке системой управления угловым движением КА возмущений, создаваемых в процессе поворотов автоматических поворотных платформ.A known method of orientation of target equipment of spacecraft based on automatic rotary platforms (Lobanov BC, Tarasenko N.V., Shulga D.N., Zboroshenko V.N., Fedoseev S.V., Khakhanov Yu.A. Target equipment guidance systems 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), consisting of placing a two- or three-degree cardan suspension on the spacecraft with drives on each axis of the automatic rotary platforms, installation of angular velocity meters, astro sensors and a computing device on automatic rotary platforms, determination of the parameters of angular motion of automatic rotary platforms by measurements from angular velocity meters and astro sensors, the formation of control signals to drives that provide spatial rotations of automatic rotary platforms, refinement by an angular motion control system KA disturbances created in the process of turning automatic rotary platforms.

К недостатками способа 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 method 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.

Известен способ 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), включающий измерение параметров углового движения КА, формирование и выдачу 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 выдачу управляющих сигналов в систему сброса кинетического момента.A known method of orienting target spacecraft equipment (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), including measuring the parameters of the angular motion of the spacecraft, generating and issuing control signals to inertial actuators, creating the minimum moments of inertia of the spacecraft by moving the equipment and structural elements to the center of mass of the spacecraft, changing the parameters of the angular motion of the inertial masses of the inertial actuators and the corresponding change in the parameters of the angular motion of the spacecraft with the target equipment fixed on it, determining the kinetic moment accumulated by the inertial masses of the inertial actuating organs, generating and issuing control signals to the system reset of the kinetic moment.

К недостаткам способа относится, в частности, то, что для обеспечения переориентации (программных поворотов) и стабилизации в требуемом положении целевой аппаратуры используют инерционные массы инерционных исполнительных органов.The disadvantages of the method include, in particular, the fact that inertial masses of inertial actuators are used to ensure reorientation (program turns) and stabilization in the required position of the target equipment.

Известен способ ориентации целевой аппаратуры космических аппаратов и устройство, его реализующее (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), сущность которых 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. При этом 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. Формируют управляющие сигналы на приводы инерционных масс и систему сброса кинетического момента, обеспечивая требуемое изменение параметров углового движения целевой аппаратуры и ЭККА.A known method of orientation of the target equipment of spacecraft and a device that implements it (RF patent 2412873 (13) C1; IPC B64G 1/24 (2006.01), B64G 1/22 (2006.01); application No. 2009140630/11, 02.11.2009; published: 02/27/2011 Bull. No. 6), the essence of which is the exclusion of inertial masses (rotors, flywheels) traditionally used in inertial actuators (rotors, flywheels) and the use of spacecraft (ECCA) design elements with supporting systems as their components. In this case, 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. They move the ECCA from the center of mass of the spacecraft and from the center of suspension of the target equipment, combine the centers of mass of the target equipment and suspension. 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). The angular motion parameters of the target equipment and ECCA determine the value of the accumulated kinetic moment. Generate control signals to the drives of inertial masses and a system for resetting the kinetic moment, providing the required change in the parameters of the angular motion of the target equipment and ECCA.

Известен способ ориентирования перемещаемого в пилотируемом аппарате (ПА) прибора (патент РФ 2531781, заявка №2012134959/11 от 16.08.2012, МПК(2006.01): F41G 3/00 B64G 1/66 - прототип), включающий определение положения и ориентации свободно перемещаемого прибора внутри ПА, для чего подают команды на излучение импульсных ультразвуковых (УЗ) сигналов излучателями, распределенными по прибору, принимают сигналы УЗ-приемниками в разнесенных точках на ПА, синхронизируют моменты излучения и приема сигналов по радиоканалу, измеряют температуры в местах размещения УЗ-излучателей и УЗ-приемников, по этим данным и временам задержки приема сигналов определяют указанные положение и ориентацию прибора, по текущему положению ориентиров рассчитывают углы поворота прибора для его наведения на эти ориентиры и воспроизводят команды на поворот прибора. Способ обеспечивает возможность оператору выполнять ориентирование/наведение прибора, свободно перемещаемого внутри пилотируемого корабля и не имеющего с ним механической связи.A known method of orienting a device that is being moved in a manned vehicle (PA) (RF patent 2531781, application No. 2012134959/11 dated 08.16.2012, IPC (2006.01): F41G 3/00 B64G 1/66 - prototype), including determining the position and orientation of a freely moving the device inside the PA, for which commands are issued to emit pulsed ultrasonic (ultrasound) signals by emitters distributed over the device, receive signals by ultrasonic receivers at spaced points on the PA, synchronize the moments of emission and reception of signals over the air, measure temperatures at the locations of ultrasound radiation Ateliers and ultrasonic receivers, according to these data and the signal reception delay times, the indicated position and orientation of the device are determined, the current angles of the device are used to calculate the rotation angles of the device to point them to these landmarks and reproduce commands to rotate the device. The method provides an opportunity for the operator to perform orientation / guidance of a device freely moving inside a manned spacecraft and not having a mechanical connection with it.

К недостаткам способа - прототипа относится, в частности, то, что он предусматривает ручное управление работой перемещаемой ориентируемой аппаратуры, что может привести к ошибочному или несвоевременному функциональному задействованию аппаратуры, что в свою очередь может привести к потере уникальных целевых данных и/или регистрации аппаратурой данных, которые являются неликвидными. Такая ситуация может возникать как следствие, например, возможной технологической несогласованности в функциональной работе перемещаемой аппаратуры и используемых бортовых систем пилотируемого корабля.The disadvantages of the prototype method include, in particular, that it provides for manual control of the operation of the movable oriented equipment, which can lead to erroneous or untimely functional involvement of the equipment, which in turn can lead to the loss of unique target data and / or registration of data equipment which are illiquid. Such a situation may arise as a result, for example, of a possible technological inconsistency in the functional work of the moving equipment and the on-board systems of the manned spacecraft used.

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 given on the underlying surface of the observation objects by means of various interchangeable monitoring equipment using equipped with stationary and movable mirrors control device guidance of the monitoring equipment installed on the window of a spaceship,

Технический результат достигается тем, что в способе управления размещенной на космическом корабле переносной аппаратурой наблюдения, включающем определение относительного положения объекта наблюдения на подстилающей поверхности, космического корабля и аппаратуры наблюдения и формирование команд управления аппаратурой наблюдения, в отличии от прототипа дополнительно по определяемым параметрам движения и ориентации космического корабля определяют у какого из иллюминаторов линия следа нормали к плоскости иллюминатора наиболее близка к трассе полета, осуществляют разворот размещенного на космическом корабле подвижного зеркала до совмещения нормали к плоскости подвижного зеркала с биссектрисой угла между направлениями от подвижного зеркала на размещенное на космическом корабле стационарное зеркало и на определяемую точку прогнозируемого местоположения объекта наблюдения, осуществляют поиск объекта наблюдения по отображению подстилающей поверхности в поле зрения аппаратуры наблюдения, установленной с совмещением нормали к плоскости стационарного зеркала с биссектрисой угла между направлением на подвижное зеркало и направлением вдоль оси чувствительности аппаратуры наблюдения, осуществляют разворот подвижного зеркала до попадания объекта наблюдения в требуемую область поля зрения аппаратуры наблюдения, после чего формируют выдаваемую на аппаратуру наблюдения команду на выполнение съемки.The technical result is achieved by the fact that in the method of controlling portable observation equipment located on the spacecraft, which includes determining the relative position of the observation object on the underlying surface, the spacecraft and the monitoring equipment and generating control commands for the monitoring equipment, in contrast to the prototype, additionally based on the determined parameters of movement and orientation the spacecraft determine which of the portholes the trace line normal to the plane of the porthole most bl to the flight path, the mobile mirror placed on the spaceship is rotated until the normal to the plane of the moving mirror is aligned with the bisector of the angle between the directions from the moving mirror to the stationary mirror placed on the spaceship and to the determined point of the predicted location of the observation object, search for the observation object by display underlying surface in the field of view of the observation equipment installed with the normal to the plane of the stationary mirror with the bisector of the angle between the direction to the movable mirror and the direction along the sensitivity axis of the monitoring equipment, the moving mirror is rotated until the object of observation falls into the desired field of view of the monitoring equipment, and then a command is issued to the monitoring equipment to perform the survey.

Изобретение поясняется рисунком, на котором представлена схема, поясняющая установленное на иллюминаторе космического корабля устройство управления наведением аппаратуры наблюдения, снабженное стационарным и подвижным зеркалами и узлами разъемного крепления аппаратуры наблюдения и съемной установки на иллюминатор. На рисунке введены обозначения:The invention is illustrated in the figure, which shows a diagram explaining the surveillance equipment guidance control device mounted on the spacecraft’s porthole, equipped with stationary and movable mirrors and detachable mount assemblies for the surveillance equipment and removable installation on the porthole. The following notation is introduced in the figure:

1 - аппаратура наблюдения;1 - surveillance equipment;

2 - устройство управления наведением, снабженное стационарным и подвижным зеркалами и узлами разъемного крепления аппаратуры наблюдения и съемной установки на иллюминатор;2 - guidance control device, equipped with stationary and movable mirrors and detachable mounts of the monitoring equipment and removable installation on the porthole;

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-beam exiting the point of the stationary mirror and passing through the point of the 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;N1 is the normal to the plane of the stationary mirror;

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

b1 - угол нижней границы диапазона значений углов плоскости подвижного зеркала с первой осью подвеса;b1 is the angle of the lower boundary of the range of angles of the plane of the moving mirror with the first axis of the suspension;

b2 - угол верхней границы диапазона значений углов плоскости подвижного зеркала с первой осью подвеса;b2 is the angle of the upper boundary of the range of angles of the plane of the moving mirror with the first axis of the suspension;

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.

В качестве переносной аппаратуры наблюдения 1 рассматриваем различные оптические приборы (съемочную аппаратуру и т.п.) для выполнения визуально-инструментальных наблюдений задаваемых наземных объектов (исследуемых объектов, объектов мониторинга и т.д.) через иллюминатор космического корабля.As portable observation equipment 1, we consider various optical devices (surveying equipment, etc.) for performing visual-instrumental observations of specified ground objects (objects under investigation, monitoring objects, etc.) through the window of a spaceship.

Предлагаемый способ может быть реализован с использованием представленного на рисунке устройства управления наведением 2 аппаратуры наблюдения 1, которое снабжено стационарным и подвижным зеркалами и узлами разъемного крепления аппаратуры наблюдения и съемной установки на иллюминатор.The proposed method can be implemented using the guidance control device 2 of the monitoring equipment 1 shown in the figure, which is equipped with stationary and movable mirrors and detachable attachment points for the monitoring equipment and removable installation on the porthole.

Устройство управления наведением 2, например, содержит корпус 4 с двумя отверстиями 5, 6. На одном отверстии расположен узел разъемного крепления аппаратуры наблюдения 7. На другом отверстии расположен узел съемной установки корпуса на иллюминатор 8.Guidance control device 2, for example, comprises a housing 4 with two holes 5, 6. A detachable mount for the surveillance equipment 7 is located on one hole. A removable mount assembly for the porthole 8 is located on the other hole.

Устройство управления наведением 2 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 guidance control device 2 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 of the 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 through the point of the stationary mirror and through the aforementioned opening of the detachable installation 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 задаваемом расстоянии М от плоскости узла съемной установки корпуса на иллюминатор 8, совмещаемой при установке с плоскостью иллюминатора 3.The 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 predetermined distance M 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.

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 задаваемом диапазоне углов плоскости подвижного зеркала 10с первой осью подвеса 11

Figure 00000001
The rotary drive of the movable mirror along the second axis of the suspension located in the plane of the movable mirror (the drive placed on the second axis of the suspension 16) is designed to rotate the movable mirror 10 in a specified range of angles of the plane of the movable mirror 10c with the first axis of the suspension 11
Figure 00000001

Задаваемое расстояние М и задаваемый диапазон углов

Figure 00000002
определяются такими, чтобы обеспечить требуемый размер мгновенной зоны обзора подстилающей поверхности через устройство управления наведением 2 аппаратурой наблюдения 1, включая возможность наведения оси чувствительности аппаратуры наблюдения 18 через устройство управления наведением 2 на точки подстилающей поверхности в пределах всей мгновенной зоны обзора подстилающей поверхности через устройство управления наведением 2.Preset distance M and preset angle range
Figure 00000002
are determined to provide the required size of the instantaneous viewing area of the underlying surface through the guidance control device 2 of the monitoring equipment 1, including the possibility of pointing the sensitivity axis of the monitoring equipment 18 through the guidance control device 2 to the points of the underlying surface within the entire instantaneous viewing area of the underlying surface through the guidance control device 2.

Поясним действия предлагаемого способа.Let us explain the steps of the proposed method.

По определяемым параметрам движения и ориентации космического корабля определяют у какого из иллюминаторов линия следа нормали к плоскости иллюминатора наиболее близка к трассе полета.From the determined parameters of the motion and orientation of the spacecraft, it is determined which of the portholes the line of the trace of the normal to the plane of the porthole is closest to the flight path.

Данный иллюминатор выбирают для установки на нем описанного выше устройства управления наведением, снабженного стационарным и подвижным зеркалами и узлами разъемного крепления аппаратуры наблюдения и съемной установки на иллюминатор.This porthole is chosen for installation on it of the guidance control device described above, equipped with stationary and movable mirrors and detachable mount assemblies for monitoring equipment and a removable installation on the porthole.

Таким образом, определение используемого для наблюдений иллюминатора выполняют из условия возможности/доступности наблюдения требуемых объектов на подстилающей поверхности с помощью аппаратуры наблюдения через систему зеркал, содержащую стационарное и подвижное зеркала, установленного на иллюминатор устройства управления наведением.Thus, the definition of the porthole used for observations is made from the condition of the possibility / accessibility of observing the required objects on the underlying surface using the monitoring equipment through a mirror system containing stationary and movable mirrors mounted on the porthole of the guidance control device.

Описанное устройство управления наведением, в состав которого входит данная система зеркал, устанавливают на определенный/выбранный иллюминатор космического корабля посредством узла съемной установки данного устройства на иллюминатор.The described guidance control device, which includes this system of mirrors, is installed on a specific / selected porthole of a spaceship through a removable installation site of this device on the porthole.

Аппаратуру наблюдения устанавливают с совмещением нормали к плоскости стационарного зеркала с биссектрисой угла между направлением на подвижное зеркало и направлением вдоль оси чувствительности аппаратуры наблюдения, при этом аппаратуру наблюдения закрепляют на устройство управления наведением, в состав которого входит данная система зеркал, посредством узла разъемного крепления аппаратуры наблюдения.The monitoring equipment is installed with the normal to the plane of the stationary mirror aligned with the bisector of the angle between the direction of the movable mirror and the direction along the sensitivity axis of the monitoring equipment, while the monitoring equipment is fixed to the guidance control device, which includes this mirror system, through the detachable mount of the monitoring equipment .

Определяют (прогнозируют) положение объекта наблюдения относительно космического корабля на возможных витках выполнения наблюдений. Осуществляют контроль взаимного относительного положения объекта наблюдения и устройства управления наведением, в состав которого входит данная система зеркал, и определяют моменты, когда требуемые объекты наблюдения расположены в требуемой зоне относительно устройства управления наведением (в зоне, соответствующей нахождению объекта/ов наблюдения в мгновенной зоне обзора подстилающей поверхности через устройство управления наведением).The position of the observation object relative to the spacecraft is determined (predicted) at possible turns of observation. They monitor the relative relative position of the observation object and the guidance control device, which includes this mirror system, and determine the moments when the required surveillance objects are located in the desired area relative to the guidance control device (in the area corresponding to the location of the observation object / s in the instantaneous viewing zone the underlying surface through the guidance control device).

Осуществляют разворот размещенного на космическом корабле подвижного зеркала до совмещения нормали к плоскости подвижного зеркала с биссектрисой угла между направлениями от подвижного зеркала на размещенное на космическом корабле стационарное зеркало и на определяемую точку прогнозируемого местоположения объекта наблюдения.The mobile mirror placed on the spacecraft is rotated until the normal to the plane of the moving mirror is aligned with the bisector of the angle between the directions from the moving mirror to the stationary mirror placed on the spacecraft and to the determined point of the predicted location of the object under observation.

Для этого по данным о текущем и требуемом расчетном положениях подвижного зеркала формируют команды управления положением подвижного зеркала, обеспечивающие выставку подвижного зеркала в расчетное положение, при котором обеспечивается наведение оси чувствительности аппаратуры наблюдения через устройство управления наведением, в состав которого входит данная система зеркал, на расчетную точку местоположения требуемого объекта наблюдения на подстилающей поверхности.To do this, according to the data on the current and required design positions of the movable mirror, commands for controlling the position of the movable mirror are formed, which ensure that the movable mirror is exposed to the design position at which the sensitivity axis of the observation equipment is guided through the guidance control device, which includes this mirror system, to the design the location point of the desired observation object on the underlying surface.

Осуществляют поиск (идентификацию) объекта наблюдения по отображению подстилающей поверхности в поле зрения аппаратуры наблюдения (по отображению в видоискателе аппаратуры).Search (identification) of the object of observation is carried out by displaying the underlying surface in the field of view of the observation equipment (by display in the viewfinder of the equipment).

Осуществляют разворот подвижного зеркала до попадания объекта наблюдения в требуемую область поля зрения аппаратуры наблюдения (например, в центральную часть кадра).Carry out a roll of the moving mirror until the object of observation falls into the required field of view of the monitoring equipment (for example, in the central part of the frame).

Для этого по данным о текущем и требуемом расчетном положениях подвижного зеркала формируют команды управления положением подвижного зеркала, обеспечивающие выставку подвижного зеркала в расчетное положение, при котором обеспечивается наведение оси чувствительности аппаратуры наблюдения через устройство управления наведением, в состав которого входит данная система зеркал, с требуемой точностью на требуемый объект наблюдения - а именно, попадание требуемого объекта наблюдения в требуемую область поля зрения аппаратуры наблюдения.To do this, according to the data on the current and required design positions of the movable mirror, commands for controlling the position of the movable mirror are formed, which ensure that the movable mirror is exposed to the design position at which the sensitivity axis of the observation equipment is guided through the guidance control device, which includes this mirror system, with the required accuracy on the desired object of observation - namely, the hit of the desired object of observation in the desired region of the field of view of the monitoring equipment.

Осуществляют контроль взаимного относительного положения подвижного зеркала, стационарного зеркала, аппаратуры наблюдения и объекта наблюдения и определяют моменты, когда достигнутое положение подвижного зеркала обеспечивает наведение оси чувствительности аппаратуры наблюдения через устройство управления наведением, в состав которого входит данная система зеркал, на требуемый объект наблюдения на подстилающей поверхности.The relative relative position of the moving mirror, the stationary mirror, the observation equipment and the object of observation is monitored and the moments are determined when the reached position of the moving mirror provides guidance of the sensitivity axis of the monitoring equipment through the guidance control device, which includes this mirror system, to the desired observation object on the underlying surface.

При достижении данного условия формируют и выдают на аппаратуру наблюдения команду управления аппаратурой наблюдения на выполнение съемки.When this condition is achieved, a command for controlling the monitoring equipment to complete the survey is formed and issued to the monitoring equipment.

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 снабженного стационарным и подвижным зеркалами устройства управления наведением аппаратуры наблюдения, устанавливаемого на выбранный 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 a guidance device for monitoring equipment equipped with stationary and movable mirrors mounted on the selected porthole of the spacecraft.

Предлагаемый способ управления аппаратурой наблюдения 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 method for controlling the monitoring equipment provides 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.

Предложенный способ обеспечивает гарантированное высокоточное наведение аппаратуры наблюдения на требуемые объекты наблюдения за счет предварительного наведения оси чувствительности аппаратуры наблюдения через предложенную систему зеркал на расчетное местоположение объекта наблюдения и последующее уточненное наведение оси чувствительности аппаратуры наблюдения через предложенную систему зеркал на опознанный (идентифицированный) по отображению подстилающей поверхности в поле зрения аппаратуры наблюдения.(по видоискателю аппаратуры) объект наблюдения.The proposed method provides guaranteed high-precision guidance of the monitoring equipment to the required monitoring objects by preliminary pointing the sensitivity axis of the monitoring equipment through the proposed mirror system to the estimated location of the monitoring object and subsequent accurate pointing of the sensitivity axis of the monitoring equipment through the proposed mirror system to an identified (identified) surface mapping in the field of view of the monitoring equipment. (by the viewfinder app Rural) object of observation.

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).

Предложенная съемная установка зеркал на корабле (съемная установка устройства управления наведением аппаратуры наблюдения на иллюминаторы корабля) обеспечивает возможность использования для наблюдения различных иллюминаторов 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 removable installation of mirrors on the ship (removable installation of the control device for pointing the observation equipment onto the portholes of the ship) makes it possible to use various spaceships for observation of the spacecraft, which allows you to choose and use a porthole through which observation provides the best observation conditions for the given / required objects of observation, and use exactly the porthole through which the only possibility of observation is provided set / required objects of observation in the absence of such a possibility through other windows of the spacecraft.

Предложенное разъемное крепление аппаратуры наблюдения на устройство управления наведением аппаратуры наблюдения обеспечивает возможность использования для реализации наблюдений различной сменной аппаратуры наблюдения.The proposed detachable fastening of the monitoring equipment to the control device pointing the monitoring equipment provides the possibility of using for the implementation of observations of various interchangeable 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)

Способ управления размещенной на космическом корабле переносной аппаратурой наблюдения, включающий определение относительного положения объекта наблюдения на подстилающей поверхности, космического корабля и аппаратуры наблюдения и формирование команд управления аппаратурой наблюдения, отличающийся тем, что дополнительно по определяемым параметрам движения и ориентации космического корабля определяют, у какого из иллюминаторов линия следа нормали к плоскости иллюминатора наиболее близка к трассе полета, осуществляют разворот размещенного на космическом корабле подвижного зеркала до совмещения нормали к плоскости подвижного зеркала с биссектрисой угла между направлениями от подвижного зеркала на размещенное на космическом корабле стационарное зеркало и на определяемую точку прогнозируемого местоположения объекта наблюдения, осуществляют поиск объекта наблюдения по отображению подстилающей поверхности в поле зрения аппаратуры наблюдения, установленной с совмещением нормали к плоскости стационарного зеркала с биссектрисой угла между направлением на подвижное зеркало и направлением вдоль оси чувствительности аппаратуры наблюдения, осуществляют разворот подвижного зеркала до попадания объекта наблюдения в требуемую область поля зрения аппаратуры наблюдения, после чего формируют выдаваемую на аппаратуру наблюдения команду на выполнение съемки.A method for controlling portable observation equipment located on a spacecraft, including determining the relative position of the observation object on the underlying surface, the spacecraft and the monitoring equipment and generating control commands for the monitoring equipment, characterized in that it is further determined from the determined parameters of the motion and orientation of the spacecraft which of portholes the trace line normal to the plane of the porthole is closest to the flight path; the moving mirror placed on the spaceship until the normal to the plane of the moving mirror is aligned with the bisector of the angle between the directions from the moving mirror to the stationary mirror and the determined point of the predicted location of the observation object, search for the observation object by displaying the underlying surface in the field of view of the observation equipment established by combining the normal to the plane of the stationary mirror with the bisector of the angle between the direction to the the next mirror and the direction along the sensitivity axis of the monitoring equipment, the movable mirror is rotated until the object of observation falls into the required field of view of the monitoring equipment, and then a command is issued to the monitoring equipment to perform the survey.
RU2019123928A 2019-07-23 2019-07-23 Method of controlling a portable surveillance equipment on a spacecraft RU2717614C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019123928A RU2717614C1 (en) 2019-07-23 2019-07-23 Method of controlling a portable surveillance equipment on a spacecraft

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019123928A RU2717614C1 (en) 2019-07-23 2019-07-23 Method of controlling a portable surveillance equipment on a spacecraft

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2717614C1 true RU2717614C1 (en) 2020-03-24

Family

ID=69943236

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019123928A RU2717614C1 (en) 2019-07-23 2019-07-23 Method of controlling a portable surveillance equipment on a spacecraft

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2717614C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2787277C1 (en) * 2021-10-08 2023-01-09 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Method for control of portable surveillance equipment on two-stage rotary platform, mainly placed on spacecraft

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
RU2531781C2 (en) * 2012-08-16 2014-10-27 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Orientation method of instrument moved in piloted aircraft, and system for its implementation
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
RU2531781C2 (en) * 2012-08-16 2014-10-27 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Orientation method of instrument moved in piloted aircraft, and system for its implementation
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 (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2787277C1 (en) * 2021-10-08 2023-01-09 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королёва" Method for control of portable surveillance equipment on two-stage rotary platform, mainly placed on spacecraft

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5882951B2 (en) Aircraft guidance system and aircraft guidance method
EP2902744B1 (en) Measuring system
JP6367522B2 (en) Aerial photography system
US20170248948A1 (en) Flying Vehicle Tracking Method, Flying Vehicle Image Acquiring Method, Flying Vehicle Displaying Method and Flying Vehicle Guiding System
AU2012241777A1 (en) Geodetic marking system for marking target points
RU2531781C2 (en) Orientation method of instrument moved in piloted aircraft, and system for its implementation
CN106672265B (en) A kind of small feature loss accuracy Guidance and control method based on Optic flow information
RU2717603C1 (en) Control device of portable observation equipment arranged on spacecraft
JP2018138923A (en) Measuring system
JP2022149716A (en) Survey system
WO2019188961A1 (en) Target device and surveying system
RU2717614C1 (en) Method of controlling a portable surveillance equipment on a spacecraft
RU2695739C1 (en) Method of orienting manned spacecraft equipment on board
RU2725104C1 (en) Method of controlling a portable surveillance equipment on a spacecraft
RU2725009C1 (en) Control system of portable observation equipment arranged on spacecraft
RU2524045C2 (en) Method for determination of geographic position of observed area of observation equipment being moved relative to spacecraft, system for its implementation and device for arranging emitters on observation equipment
RU2725012C1 (en) Control system of portable observation equipment arranged on spacecraft
RU2603821C2 (en) Multifunctional navigation system for moving ground objects
RU2780900C1 (en) Method for controlling surveillance equipment moved on board a manned spacecraft
RU2771488C1 (en) Spacecraft portable surveillance equipment control device
RU2772766C1 (en) Control device for portable observation equipment placed on the spaceship
RU2787277C1 (en) Method for control of portable surveillance equipment on two-stage rotary platform, mainly placed on spacecraft
RU2542836C2 (en) Method of determination of state vector of passive space object
RU2692284C1 (en) Navigation system for equipment moved onboard manned vehicle
RU2695041C1 (en) Method of orienting movable equipment on board manned spacecraft