ЛОКАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1995 года по МПК G01S17/00 G01C3/08 

Изобретение относится к оптической технике и может быть использовано в системах управления воздушным движением и в системах предупреждения столкновений.

Известна система поиска объектов, в которой осуществляется выдача целеуказаний об азимуте и угле места целей в процессе их поиска другим средством, в частности лазерным оптическим средством, определение дальности до цели с высокой точностью, на основании данных о направлении и дальности осуществляется дальнейшая обработка. Недостаток этой системы заключается в больших затратах времени на определение дальности до множества целей.

Известна система поиска объектов, в которой по данным от РЛС, пеленгаторов или теплолокаторов могут выдаваться угломестные координаты для наведения луча оптического локатора на цели. РЛС, пеленгатор или теплолокатор может работать в режиме кругового обзора, выполняя функции вращающегося измерителя углов места и азимута. Данные об угле места и азимуте объектов от вращающегося измерителя углов места и азимутов поступают соответственно на первый вход схемы сравнения; осуществляется наведение лазерного луча на цель, момент окончания наведения фиксируется схемой сравнения, которая выдает сигнал об этом на модулятор. Модулятор формирует сигнал, разрешающий формирование импульса лазерным передатчиком. Отраженный от объекта световой импульс преобразуется в лазерном приемнике в электрический сигнал, который поступает в преобразователь дальности, определяющий дальность по временному рассогласованию между импульсом, поступающим с выхода модулятора, и вышеупомянутым импульсом с лазерного приемника. Значение дальности отображается на индикаторе дальности.

Недостаток известного устройства заключается в больших затратах времени на определение дальности с помощью лазерных средств до множества целей из-за необходимости последовательного наведения и допоиска всей целей.

Изобретение обеспечивает уменьшение времени, требуемого для определения дальности до целей. Этот технический результат обеспечивается тем, что в локационное устройство, содержащее вращающийся измеритель азимута и угла места, лазерный передатчик, модулятор, лазерный приемник, схему сравнения, измеритель дальности и индикатор дальности, причем выход лазерного приемника соединен с первым входом измерителя дальности, выход которого соединен с индикатором дальности, выход вращающегося измерителя азимута и угла места соединен с первым входом схемы сравнения, выход которой соединен со входом модулятора, выход которого соединен со входом лазерного передатчика и со вторым входом измерителя дальности, в соответствии с изобретением введены последовательно установленные и оптически сопряженные маломощный источник света, вращающееся однострочное оптико-механическое сканирующее устройство и контрольный фотоприемник, а также введен датчик угломестных координат, вход которого соединен с выходом контрольного фотоприемника, а выход со вторым входом схемы сравнения, при этом вращающееся однострочное оптико-механическое сканирующее устройство также оптически сопряжено с лазерным передатчиком и механически жестко связано с вращающимся измерителем азимута и угла места, зона сканирования вращающегося однострочного оптико-механического сканирующего устройства повернута относительно диаграммы направленности вращающегося измерителя азимута и угла места на ширину лазерного луча, а датчик угломестных координат выполнен в виде последовательно соединенных линии задержки, триггера, схемы совпадения, счетчика и постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), а также тактового генератора, выход которого соединен со вторым входом схемы совпадения, вторые входы триггера и счетчика и вход линии задержки соединен с выходом контрольного фотоприемника, выход ПЗУ является выходом датчика угломестных координат.

На фиг.1 представлена структурная схема локационного устройства; на фиг. 2 зона сканирования лазерного луча и суммарная диаграмма направленности вращающегося измерителя азимута и угла места.

Локационное устройство содержит контрольный фотоприемник 1, датчик угломестных координат 2, вращающийся измеритель азимута и угла места 3, вращающееся однострочное оптико-механическое сканирующее устройство 4, лазерный передатчик 5, схему сравнения 6, лазерный приемник 7, маломощный источник света 8, модулятор 9, измеритель дальности 10, индикатор дальности 11, линию задержки 12, триггер 13, схему совпадения 14, счетчик 15, ПЗУ 16, тактовый генератор 17.

Локационное устройство работает следующим образом.

Вращающийся измеритель азимута и угла места 3 осуществляет определение азимута и угла места методом сравнения в процессе кругового обзора. Он может представлять собой радиолокатор или теплолокатор. Суммарная диаграмма направленности вращающегося измерителя азимута и угла места 3 может состоять, например, из ряда пересекающихся диаграмм направленности. Информация об угле места объектов с выхода измерителя азимута и угла места 3 поступает на первый вход схемы сравнения 6. Синхронно с вращающимся измерителем азимута и угла места вращается однострочное оптико-механическое сканирующее устройство 4, осуществляющее формирование развертки лазерного передатчика 5, работающего в ждущем импульсном режиме. Синхронно с лазерной разверткой формируется контрольная развертка от маломощного источника света 8. Время сканирования, например, при скорости вращения 30 об/мин при ширине лазерного луча 10 угловых мин может составить 1 мс. Это обеспечивает необходимую точность измерений при максимальной дальности обнаружения 30 км. Как показано на фиг.2, зона сканирования лазерного луча 18 смещена относительно суммарной диаграммы направленности 19 вращающегося измерителя азимута и угла места по азимуту на величину ширины зоны сканирования 18. Направление вращения показано стрелкой. Поле зрения 20 контрольного фотоприемника 1 находится в рабочей зоне. После окончания движения луча вверх в момент облучения контрольного фотоприемника осуществляется выдача сигнала на установку в исходное состояние триггера 13 и счетчика 15. Величина задержки в линии задержки 12 равна времени установки триггера 13 и счетчика 15 в исходное состояние. Вертикальный размер суммарной диаграммы направленности 19 должен быть равен вертикальному размеру зоны сканирования 18. Поле зрения 20 контрольного фотоприемника совпадает с концом зоны сканирования 18 в верхней ее части. Сдвиг по азимуту зоны сканирования лазерного луча объясняется необходимостью затраты времени на облучение объекта после получения целеуказания о направлении; значение соответствующего интервала времени может составить, например, 1 мс. При этом будет обеспечена высокая точность измерений, так как за 1 мс объект, движущийся со скоростью 1 км/с, сместится на 1 м. Вертикальный размер рабочей зоны может составлять, например, 30 градусов.

При нахождении развертки от маломощного источника света 3 в крайнем верхнем положении срабатывает контрольный фотоприемник 1, преобразующий световое излучение от этого маломощного источника в электрический сигнал, поступающий в датчик угломестных координат 2, состоящий из линии задержки 12, триггера 13, схемы совпадения 14, счетчика 15, ПЗУ 1 и тактового генератора 17.

Сигнал с контрольного фотоприемника 1 сначала устанавливает триггер 13 и счетчик 15 в исходное состояние, а далее через линию задержки 12 устанавливает триггер 13 снова в единичное состояние. При этом триггер 13 выдает разрешение схеме совпадения 14 на прохождение тактовых импульсов с тактового генератора 17 на вход счетчика 15, который считает количество этих тактовых импульсов и выдает двоичный код, характеризующий угломестные координаты, в ПЗУ 16 для осуществления считывания содержащейся в нем информации об углах места, соответствующей определенным значениям вышеупомянутых двоичных кодов. Когда угломестный код с выхода вращающегося измерителя 3, поступающий, например, в течение 1 мс, совпадет с угломестным кодом, поступающим с выхода датчика угломестных координат 2, сработает схема сравнения 6, выходной сигнал которой обеспечивает формирование модулятором 9 сигнала, разрешающего излучение светового импульса лазерным передатчиком 5. Дальность определяется в измерителе дальности 10 по временному рассогласованию между сигналом с выхода модулятора 9 и сигналом с выхода лазерного приемника 7.

Локационное устройство, выполненное в соответствии с изобретением, может быть использовано в системах управления воздушным движением, в частности в районах расположения аэродромов. При этом обеспечивается многоцелевое сопровождение при высокой точности определения дальности. Кроме того, изобретение может быть использовано при создании систем навигации и предупреждения столкновений различных транспортных средств.

Изобретение относится к оптической технике и может быть использовано в системах управления воздушным движением и в системах предупреждения столкновений. Техническим результатом является сокращение временных затрат на определение дальности до объектов. В локационное устройство введены последовательно установленные и оптически сопряженные маломощный источник света 8, вращающееся однострочное оптико-механическое сканирующее устройство 4 и контрольный фотоприемник 1; также введен датчик угломестных координат 2, вход которого соединен с выходом контрольного фотоприемника 1, а выход - со вторым входом схемы сравнения 6, при этом вращающееся однострочное оптико-механическое сканирующее устройство 4 также оптически сопряжено с лазерным передатчиком 5 и механически жестко связано с вращающимся измерителем азимута и угла места 3. Зона сканирования вращающегося однострочного оптико-механического сканирующего устройства 4 повернута относительно диаграммы направленности вращающегося измерителя азимута и угла места 3 на ширину лазерного луча, а датчик угломестных координат 2 выполнен в виде последовательно соединенных линии задержки 12, триггера 13, схемы совпадения 14, счетчика 15 и постоянного запоминающего устройства 16, а также тактового генератора 17, выход которого соединен со вторым входом схемы совпадения 14; вторые входы триггера 13 и счетчика 15 и вход линии задержки 12 соединены с выходом контрольного фотоприемника 1, выход постоянного запоминающего устройства 16 является выходом датчика угломестных координат 2. 2 ил.

ЛОКАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее вращающийся измеритель азимута и угла места, лазерный передатчик, модулятор, лазерный приемник, схему сравнения, измеритель дальности и индикатор дальности, причем выход лазерного приемника соединен с первым входом измерителя дальности, выход которого соединен с индикатором дальности, выход вращающегося измерителя азимута и угла места соединен с первым входом схемы сравнения, выход которой соединен с входом модулятора, выход которого соединен с входом лазерного передатчика и вторым входом измерителя дальности, отличающееся тем, что в него введены последовательно установленные и оптически сопряженные маломощный источник света, вращающееся однострочное оптико-механическое сканирующее устройство и контрольный фотоприемник, также введен датчик угломестных координат, вход которого соединен с выходом контрольного фотоприемника, а выход с вторым входом схемы сравнения, при этом вращающееся однострочное оптико-механическое сканирующее устройство также оптически сопряжено с лазерным передатчиком и механически жестко связано с вращающимся измерителем азимута и угла места, зона сканирования вращающегося однострочного оптико-механического сканирующего устройства повернута относительно диаграммы направленности вращающегося измерителя азимута и угла места на ширину лазерного луча, а датчик угломестных координат выполнен в виде последовательно соединенных линии задержки, триггера, схемы совпадения, счетчика и постоянного запоминающего устройства, а также тактового генератора, выход которого соединен с вторым входом схемы совпадения, вторые входы триггера и счетчика и вход линии задержки соединены с выходом контрольного фотоприемника, выход постоянного запоминающего устройства является выходом датчика угломестных координат.