ПОЛЯРИЗАЦИОННЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЗАИМНОЙ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ОРИЕНТАЦИИ ОБЪЕКТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Российский патент 2007 года по МПК G01C15/00 

Предлагаемое изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при создании устройств определения взаимного разворота (угла скручивания) разнесенных объектов, а также для измерений, связанных с передачей азимутального направления с одного уровня (горизонта) на другой.

Передача азимутального направления для пространственной ориентации объектов является весьма актуальной задачей, как в гражданском приборостроении, так и в других областях применений. В системах дистанционной передачи азимута между платформами разного уровня используются технические решения для определения угла скручивания двух типов: автоколлимационные и поляризационные. Поляризационные приборы имеют ряд важных преимуществ перед автоколлимационными. Они характеризуются высокой чувствительностью, простотой и малыми габаритами, а также невысокими требованиями к качеству оптических деталей (кроме поляризационных элементов). Линейный диапазон измерений поляризационных устройств может достигать десятков градусов, при этом погрешность измерений не зависит от длины оптического тракта. Поляризационные приборы нечувствительны к турбулентным потокам и градиентам температуры в измерительном канале.

Известен способ определения взаимной пространственной ориентации двух объектов с помощью поляризационных оптико-электронных угломеров, включающий передачу и прием поляризованного излучения, его модуляцию, регистрацию потока излучения фотоприемником и вычисление угла взаимного разворота объектов (см. а.с. СССР №1448825, МПК G01С 15/00, приор. 22.08.85). В основе способа лежит принцип определения нулевого положения - отыскания положения «гашения» путем периодического качания азимута проходящего света магнитооптическим модулятором.

Известно поляриметрическое устройство, для передачи горизонтального направления с одного горизонта на другой, реализующее этот способ (см. а.с. СССР №1448825, МПК G01С 15/00, приор. 22.08.85), состоящее из установленного на одном объекте передатчика направления, включающего лазерный источник, поляризационный фильтр, коллиматор и поляризатор, и оптически связанного с ним, установленного на другом объекте приемника направления, в состав которого входят магнитооптический модулятор, анализатор, интерференционный фильтр и фотоприемник с блоком электронной обработки.

Способ и устройство обеспечивают в лабораторных условиях эксплуатации точность передачи около 10 угловых секунд. Их существенным недостатком является невысокая точность и стабильность измерений в реальных условиях эксплуатации, связанная с неконтролируемым изменением состояния поляризации светового сигнала в процессе измерений, в частности из-за сильной температурной зависимости постоянной Верде материала активного элемента магнитооптического модулятора и двулучепреломлений в элементах оптического тракта.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному способу является поляризационный способ определения взаимной пространственной ориентации объектов (см. патент РФ №2047836, МПК G01С 15/00, приор. 13.10.92). В этом способе осуществляют передачу и прием поляризованного излучения, его модуляцию, деление на два луча, регистрацию потоков излучения фотоприемниками и вычисление угла взаимной пространственной ориентации передатчика направления, установленного на одном объекте, относительно приемника направления, установленного на другом объекте.

Алгоритм обработки светового сигнала, предложенный в данном способе, позволяет повысить точность измерений. Однако данный способ не решает проблемы стабильности и точности измерений в реальных условиях эксплуатации, связанные с сильным влиянием на погрешность измерений локальных двулучепреломлений в элементах оптического тракта, распределение которых имеет случайный характер. При этом погрешность от изменения параметров двулучепреломления при измерении угла может достигать десятков угловых минут.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является устройство, реализующее данный способ (см. патент РФ №2047836, МПК G01С 15/00, приор. 13.10.92), содержащее установленный на одном объекте передатчик направления, включающий источник поляризованного излучения и оптически связанный с ним, установленный на другом объекте приемник направления, снабженный фазовым модулятором, светоделителем с анализаторами, фотоприемным устройством, а также блоком формирования и отображения информации и определения угла взаимной ориентации объектов.

Устройство для осуществления способа также не решает проблемы стабильности и точности измерений в реальных условиях эксплуатации, связанные с сильным влиянием на погрешность измерений локальных двулучепреломлений в элементах оптического тракта, распределение которых зависит от механических напряжений, меняется от температуры (термические напряжения) и имеет случайный характер. Известное решение не позволяет контролировать (или устранить) влияние двулучепреломления в этих и других элементах оптического тракта на состояние поляризации светового сигнала в процессе измерений, приводящее к заметному искажению результатов измерений.

Технический эффект предложенной группы изобретений заключается в повышении точности и стабильности определения взаимной пространственной ориентации объектов в различных условиях эксплуатации.

Для достижения вышеназванного технического эффекта:

- в поляризационном способе определения взаимной пространственной ориентации объектов, заключающемся в передаче и приеме поляризованного излучения с его модуляцией, делением на два луча, их преобразованием в нормированные по интенсивности электрические сигналы и вычислении угла взаимной ориентации объектов, новым является то, что передачу, прием, модуляцию, деление и преобразование излучения осуществляют на двух различных длинах волн, спектральные составляющие которого взаимно коллинеарно или ортогонально линейно-поляризованы, при этом модуляцию излучения выполняют путем изменения параметров двулучепреломления поляризационно-анизотропного модуляционного элемента, деление излучения производят на пару взаимно ортогональных линейно-поляризованных составляющих, которые преобразуют в нормированные по интенсивности электрические сигналы I₁ и I₂ для каждой длины волны соответственно, вычисляют углы δ₁ и δ₂ рассогласования для каждой длины волны из соотношения сравнивают вычисленные значения углов δ₁ и δ₂ в случае коллинеарно линейно-поляризованных спектральных составляющих излучения, или δ₁ и -δ₂ в случае ортогонально линейно-поляризованных спектральных составляющих излучения и за угол α взаимной ориентации объектов принимают значение угла δ_o рассогласования, одномоментно совпадающее для обеих длин волн;

- в поляризационном устройстве для определения взаимной пространственной ориентации объектов, включающем передатчик направления, установленный на одном объекте и содержащий источник поляризованного излучения, и оптически связанный с ним, установленный на другом объекте приемник направления, снабженный фазовым модулятором, анализатором, фотоприемным устройством, а также блоком формирования и отображения информации и определения угла взаимной ориентации объектов, новым является то, что источник поляризованного излучения выполнен двухволновым, спектральные составляющие которого взаимно коллинеарно или ортогонально линейно поляризованы, модулятор выполнен в виде фазовой пластины нулевого порядка, установленной с возможностью вращения ее оси двулучепреломления, анализатор выполнен в виде призмы, делящей двухволновое излучение на пару взаимно ортогональных линейно-поляризованных составляющих, фотоприемное устройство выполняет функцию преобразования этих составляющих в нормированные по интенсивности электрические сигналы I₁ и I₂ для каждой длины волны соответственно, а блок формирования и отображения информации и определения угла взаимной ориентации объектов выполняет функции вычисления углов δ₁ и δ₂ рассогласования для каждой длины волны по формуле сравнения вычисленных значений углов δ₁ и δ₂ в случае коллинеарно линейно-поляризованных спектральных составляющих излучения, или δ₁ и -δ₂ в случае ортогонально линейно-поляризованных спектральных составляющих излучения, нахождения значения угла δ_o рассогласования, одномоментно совпадающего для обеих длин волн, и определения угла α взаимной ориентации объектов как α, равное δ_o.

Подходы к решению задач передачи, приема, модуляции, деления и преобразования двухволнового излучения известны.

Осуществляя в предложенном способе передачу, прием, модуляцию, деление и преобразование поляризованного излучения при переключении с одной длины волны на другую, мы обеспечим возможность реализации способа, используя более простое фотоприемное устройство (см. п.2 Формулы).

Если мы в предложенном способе будем дополнительно производить модуляцию излучения путем колебания плоскости его поляризации, то упростим процедуру нормировки взаимно ортогональных линейно-поляризованных составляющих двухволнового излучения при их преобразовании в электрические сигналы (см. п.3 Формулы).

При введении в приемник направления в предложенном устройстве установленного перед анализатором магнитооптического модулятора с периодически изменяющимся магнитным полем появляется возможность нормировки и калибровки устройства в полевых условиях без использования дополнительного стендового и метрологического обеспечения (см.п.5 Формулы).

Выполнение в предложенном устройстве двухволнового источника поляризованного излучения в виде источника излучения с оптическим удвоителем частоты позволит упростить конструкцию передатчика направления (см. п.6 Формулы).

Снабдив двухволновый источник поляризованного излучения устройством переключения длины волны, мы упростим фотоприемное устройство (см. п.7 Формулы).

На фиг.1 представлено поляризационное устройство для определения пространственной ориентации объектов (см. п.4 Формулы), включающее передатчик 1 направления, установленный на одном объекте и содержащий двухволновый источник 2 поляризованного излучения, и оптически связанный с ним, установленный на другом объекте приемник 3 направления, снабженный фазовым модулятором 4, выполненным в виде фазовой пластины нулевого порядка, установленной с возможностью вращения ее оси двулучепреломления, анализатором 5, выполненным в виде призмы, делящей двухволновое излучение на пару взаимно ортогональных линейно-поляризованных составляющих, фотоприемным устройством 6 для преобразования этих составляющих в нормированные по интенсивности электрические сигналы для каждой длины волны, а также блоком 7 формирования и отображения информации и определения угла взаимной ориентации объектов.

λ₁, λ₂ - длины волн генерации источников поляризованного излучения;

- нормированные по интенсивности электрические сигналы для каждой длины волны соответственно.

На фиг.2 представлен вариант выполнения поляризационного устройства для определения пространственной ориентации объектов (см. п.5 Формулы). Устройство содержит установленный на одном объекте передатчик 1 направления, включающий источник 2 из двух одноволновых источников поляризованного излучения с устройством 8 сведения лучей, и оптически связанный с ним через световод 9 с защитными окнами (иллюминаторами), установленный на другом объекте приемник 3 направления, снабженный фазовым модулятором 4, выполненным в виде фазовой пластины нулевого порядка, установленной с возможностью вращения ее оси двулучепреломления, магнитооптическим модулятором 10 с телескопом 11 для дополнительной модуляции излучения путем колебания плоскости его поляризации, анализатором 5, фотоприемным устройством 6 и блоком 7 формирования и отображения информации и определения угла взаимной ориентации объектов.

λ₁, λ₂ - длины волн генерации источников поляризованного излучения;

- нормированные по интенсивности электрические сигналы для каждой длины волны соответственно.

На фиг.3 представлен еще один вариант выполнения поляризационного устройства для определения пространственной ориентации объектов (см. п.7 Формулы). Устройство содержит установленный на одном объекте передатчик 1 направления, включающий источник 2 из двух одноволновых источников поляризованного излучения с электронным устройством 12 переключения длины волны и устройством 8 сведения лучей, и оптически связанный с ним, установленный на другом объекте приемник 3 направления, снабженный фазовым модулятором 4, выполненным в виде фазовой пластины нулевого порядка, установленной с возможностью вращения ее оси двулучепреломления, анализатором 5, фотоприемным устройством 6 и блоком 7 формирования и отображения информации и определения угла взаимной ориентации объектов.

λ₁, λ₂ - длины волн генерации источников поляризованного излучения;

- нормированные по интенсивности электрические сигналы для каждой длины волны соответственно.

Фиг.4 демонстрирует зависимость вычисленных из соотношения двойных углов рассогласования 2δ₁ (кривая I) и 2δ₂ (кривая II) для длины волны λ₁ и λ₂ соответственно, от ориентации оси двулучепреломления вращающейся фазовой пластины нулевого порядка. Точки пересечения кривых I и II соответствуют значению двойного угла 2δ_o рассогласования, одномоментно совпадающего для обеих длин волн при двух положениях оси двулучепреломления модуляционного элемента. При этом угол α разворота приемника направления относительно передатчика направления определяют как α=δ_o.

2ψ_rot - положение оси двулучепреломления вращающейся фазовой пластины;

На фиг.5 показаны распределения состояния поляризации и ошибок определения двойного угла 2δ_о рассогласования после прохождении одноволновым линейно-поляризованным световым пучком шести случайно ориентированных пластин со слабой поляризационной анизотропией (величина двулучепреломления один угловой градус) для 10000 реализации (односпектральное зондирование).

На фиг.6 дано распределение ошибки определения двойного угла 2δ_o рассогласования при двухспектральном зондировании.

На фиг.7 (Приложение) показаны траектории распространения состояния поляризации света для двух длин волн.

Фиг.8 (Приложение) демонстрирует распределение относительной разницы между соотношением величин вращения рассчитанных результативных пластин и коэффициентом масштабирования углов двулучепреломления.

На фиг.9 (Приложение) показаны траектории состояний поляризации света на поверхности сферы Пуанкаре после прохождения стационарной и вращающейся двулучепреломляющих пластин.

На фиг.10 (Приложение) показаны траектории состояний поляризации света и линии равных ошибок на фрагменте поверхности сферы Пуанкаре.

На фиг.11 (Приложение) показаны траектории эволюции состояния поляризации света и линии равных ошибок на фрагменте поверхности сферы Пуанкаре при изменении величины угла рассогласования от δ=2° до δ'=2,5°.

Опишем поляризационный способ пространственной ориентации объектов на примере функционирования устройства для его осуществления (см. фиг.2).

Для пространственной ориентации разнесенных объектов на одном из объектов устанавливают передатчик 1 направления, а приемник направления 3 устанавливают на другом объекте. Традиционно для работы в полевых условиях и защиты элементов передатчика и приемника направления используют отдельные корпуса с иллюминаторами, а для защиты оптического тракта от воздействующих факторов внешней среды между оптически связанными передатчиком 1 и приемником 3 направления устанавливают световод 9 с защитными окнами (иллюминаторами). Подходы к решению этой задачи известны.

Взаимно ортогонально линейно-поляризованные световые пучки от излучателя 2 (длины волн генерации λ₁ и λ₂) устройством 8 сводятся в один пучок и последовательно проходят через световод 9 с защитными окнами и выполненный в виде вращающейся фазовой пластины нулевого порядка фазовый модулятор 4.

Двулучепреломление в проходных оптических элементах устройства, в первую очередь в защитных окнах-иллюминаторах 9, линзах телескопа 11 и в активной среде магнитооптического модулятора 10, зависит от механических напряжений в стеклах, меняется случайным образом от температуры и ведет к дополнительному вращению вектора поляризации излучения и изменению его эллиптичности. Величины двулучепреломлений β_i проходных оптических элементов для заметно отличающихся друг от друга длин волн λ₁ и λ₂ различны, однако их отношение практически неизменно (масштабируемо).

При последовательном прохождении световых пучков от излучателя 2 (длины волн генерации λ₁ и λ₂) через эту эквивалентную неподвижную пластину и вращающуюся фазовую пластину 4 существуют ситуации, когда величины ошибок определения угла рассогласования для двух длин волн зондирующего излучения совпадают и, что особенно важно, равны нулю.

После анализатора 5 пучок двухволнового излучения делится на пару взаимно ортогональных линейно-поляризованных составляющих, которые поступают в фотоприемное устройство 6, где посредством линз (объективов), спектрально селективных зеркал и спектральных фильтров подаются на фотоэлектрические преобразователи и преобразуются в нормированные по интенсивности электрические сигналы I₁ и I₂ для каждой длины волны соответственно. Подходы к решению таких фотоприемных устройств известны.

Аналоговые сигналы с фотоприемного устройства 6 поступают в аналого-цифровой преобразователь с внешним устройством хранения и выборки и далее в микропроцессор блока 7 для вычисления углов рассогласования и определения угла взаимной ориентации объектов. Подходы к решению такой аппаратуры известны.

Ориентация оси двулучепреломления вращающейся фазовой пластины 4 непрерывно меняется, но в каждый конкретный момент времени ее угловое положение можно считать неизменным («замороженным»). Проходные оптические элементы в общем случае можно заменить одной эквивалентной пластиной с двулучепреломлением, у которой с изменением длины волны меняется как величина, так и положение оси двулучепреломления. Однако, как показали наши статистические исследования, при различных случайных реализациях взаимных ориентации слабо двулучепреломляющих пластин (проходных оптических элементов) при изменении длины волны излучения угол вращения (двулучепреломления) эквивалентной пластины изменяется пропорционально коэффициенту М масштабирования углов двулучепреломления отдельных пластин, а положение оси двулучепреломления остается практически неизменным. Данные положения лежат в основе заявленного решения.

Представленная на фиг.4 виртуальная запись вычисленных по формуле значений двойного угла рассогласования δ₁ (кривая I, для длины волны λ₁) и δ₂ (кривая II, для длины волны λ₂) в процессе вращения фазовой пластины 4 (диапазон изменения направления оси двулучепреломления 2ψ_rot от 0° до 360°) показывает, что одномоментное совпадение вычисленных значений 2δ₁ (для λ₁) и 2δ₂ (для λ₂) происходит при двух конкретных положениях оси двулучепреломления вращающейся фазовой пластины 4, и именно в эти моменты мы определяем истинное значение искомой величины 2δ_o, по которой находим угол разворота α приемника направления относительно передатчика направления как α, равное δ_o. При изменении угла разворота приемника направления относительно передатчика направления (соответственно и угла рассогласования) совпадение вычисленных углов рассогласования для двух длин волн также произойдет, но уже в другие моменты при других положениях вращающейся фазовой пластины 4.

Таким образом, предложенный критерий равенства значений углов рассогласования для длин волн λ₁ и λ₂, найденных по формуле и реализуемый в некоторые локальные временные моменты благодаря вращению фазовой пластины 4, позволяет найти искомую величину угла рассогласования без определения поляризационной анизотропии проходных оптических элементов на трассе от поляризатора (задатчика направления) до анализатора (приемника направления).

Использование магнитооптического модулятора 10 с телескопом 11 позволяет упростить нормировку сигналов с фотоэлектрических преобразователей 15 фотоприемного устройства 11, которую выполняют в процессе настроечных работ для компенсации различий чувствительности измерительных каналов. При проведении непосредственных измерений магнитооптический модулятор 10 может не использоваться.

Благодаря выполнению в предложенном устройстве двухволнового источника 1 поляризованного излучения из двух одноволновых источников 2 с устройством сведения лучей 8 мы имеем возможность оптимизации спектрального диапазона источников излучения с учетом дисперсионной зависимости коэффициентов преломления элементов оптического тракта, что обеспечит повышение точности измерений.

В Приложении к материалам заявки приведено более подробное обоснование эффективности и работоспособности предложенного технического решения.

Примеры математического моделирования устройств определения угла рассогласования по способу прототипу и предлагаемому техническому решению.

Все исходные данные для моделирования взяты из конкретного устройства определения пространственной ориентации объектов, для изготовления опытного образца которого по техническому заданию Заказчика в настоящее время разрабатывается конструкторская документация.

Пример 1 (прототип).

Оценим влияние на результаты измерений угла рассогласования δ с использованием одноволнового линейно-поляризованного излучения двулучепреломления находящихся в измерительном тракте шести случайно ориентированных проходных оптических элементов (пластин) со слабой поляризационной анизотропией. Порядковая величина двулучепреломления пластин толщиной 1 см из стекла первой категории для длины волны 0,55 мкм составляет один угловой градус.

После последовательного прохождения пластин случайным образом меняются как азимут (ϕ, начальное положение ϕ=0), так и угол эллиптичности поляризации (ε, начальное положение ε=0) светового пучка перед призмой-анализатором (поляризационным светоделителем) приемника направления, что ведет к ошибке определения угла рассогласования. В качестве примера на фиг.5 в координатах сферы Пуанкаре (долгота 2ϕ и широта 2ε) показано распределение состояния поляризации светового пучка после прохождения шести случайным образом ориентированных двулучепреломляющих пластин для 10000 реализации. Тоновые градации цвета точек отражают расчетные абсолютные ошибки определения двойного угла рассогласования по формуле

на примере конкретного значения угла рассогласования δ=2 угловых градуса. На вставке фиг.5 дано относительное распределение ошибок определения двойного угла рассогласования, среднеквадратичная ошибки равна 2,1 угловых минут, максимальная ошибка составляет почти 11 угловых минут (около 0,18 угловых градусов). При увеличении угла рассогласования максимальная абсолютная ошибка также растет.

Пример 2 (заявленное техническое решение).

Для оценки точности измерений угла рассогласования δ с использованием двухволнового линейно-поляризованного излучения, последовательно проходящего шесть случайно ориентированных пластин со слабой поляризационной анизотропией и вращающейся фазовой пластины, примем, что отношение углов двулучепреломлений на длине волны λ₂ и длине волны λ₁ составляет 0,8045. Двулучепреломление фазового модулятора (вращающейся пластины) равно 0,15 радиан (˜8,6 угловых градусов). За истинное значение искомой величины будем принимать значение угла рассогласования δ_o, вычисленное по формуле

и совпадающее для обеих длин волн при определенных положениях оси двулучепреломления модуляционного элемента (α=δ_o).

На фиг.6 представлено полученное расчетным путем также для 10000 реализации и случайных ориентации двулучепреломляющих пластин, аналогичных примеру на фиг.5, распределение ошибки определения двойного угла рассогласования при двухспектральном зондировании. Как видно из вставки фиг.6, абсолютное большинство ошибок укладывается в диапазон ±2 угловые секунды, при этом среднеквадратичное значение ошибки составляет 0,9 угловых секунд для δ=2 угловых градуса. Этот результат более чем на два порядка точнее, чем для случая одноволнового зондирования.

Таким образом, предложенные поляризационный способ пространственной ориентации объектов и устройство для его реализации позволяют обеспечить высокую точность определения пространственной ориентации объектов в условиях реальной эксплуатации при любом расстоянии между ними. Предложенное решение является адаптивным к изменению внешних условий и по своим точностным и функциональным характеристикам может найти широкое применение для решения задач взаимной ориентации разнесенных объектов, передачи азимутального направления с одного уровня (горизонта) на другой и т.д.

В настоящее время в соответствие с заявленным решением разрабатывается конструкторская документация для изготовления опытного образца устройства по заявленному техническому решению.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности, измерения, связанные с определением взаимного разворота (угла скручивания) разнесенных объектов и с передачей азимутального направления с одного уровня (горизонта) на другой. Предложен поляризационный способ и устройство, реализующее способ, определения взаимной пространственной ориентации объектов, заключающийся в передаче и приеме поляризованного излучения двух различных длин волн с их модуляцией, делением на два луча, их преобразованием в нормированные по интенсивности электрические сигналы и вычислении угла взаимной ориентации объектов. При этом спектральные составляющие излучений двух волн линейно-поляризованы, и указанные поляризованные составляющие взаимно коллинеарны или ортогональны. Технический результат заключается в повышении точности и стабильности определения пространственной ориентации объектов в различных условиях эксплуатации. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Поляризационный способ определения взаимной пространственной ориентации объектов, заключающийся в передаче и приеме поляризованного излучения с его модуляцией, делением на два луча, их преобразованием в нормированные по интенсивности электрические сигналы и вычислении угла взаимной ориентации объектов, отличающийся тем, что передачу, прием, модуляцию, деление и преобразование излучения осуществляют на двух различных длинах волн, спектральные составляющие которого взаимно коллинеарно или ортогонально линейно поляризованы, при этом модуляцию излучения выполняют путем изменения параметров двулучепреломления поляризационно-анизотропного модуляционного элемента, деление излучения производят на пару взаимно ортогональных линейнополяризованных составляющих, которые преобразуют в нормированные по интенсивности электрические сигналы I₁ и I₂ для каждой длины волны соответственно, вычисляют углы δ₁ и δ₂ рассогласования для каждой длины волны из соотношения сравнивают вычисленные значения углов δ₁ и δ₂ в случае коллинеарно линейнополяризованных спектральных составляющих излучения, или δ₁ и -δ₂ в случае ортогонально линейнополяризованных спектральных составляющих излучения и за угол α взаимной ориентации объектов принимают значение угла δ_о рассогласования, одномоментно совпадающее для обеих длин волн.2. Способ по п.1, в котором передачу, прием, модуляцию, деление и преобразование поляризованного излучения осуществляют при переключении с одной длины волны на другую.3. Способ по любому из пп.1 и 2, в котором дополнительно производят модуляцию излучения путем колебания плоскости его поляризации.4. Поляризационное устройство для определения взаимной пространственной ориентации объектов, включающее передатчик направления, установленный на одном объекте и содержащий источник поляризованного излучения, и оптически связанный с ним, установленный на другом объекте приемник направления, снабженный фазовым модулятором, анализатором, фотоприемным устройством, а также блоком формирования и отображения информации и определения угла взаимной ориентации объектов, отличающееся тем, что источник поляризованного излучения выполнен двухволновым, спектральные составляющие которого взаимно коллинеарно или ортогонально линейнополяризованы, модулятор выполнен в виде фазовой пластины нулевого порядка, установленной с возможностью вращения ее оси двулучепреломления, анализатор выполнен в виде призмы, делящей двухволновое излучение на пару взаимно ортогональных линейнополяризованных составляющих, фотоприемное устройство выполняет функцию преобразования этих составляющих в нормированные по интенсивности электрические сигналы I₁ и I₂ для каждой длины волны соответственно, а блок формирования и отображения информации и определения угла взаимной ориентации объектов выполняет функции вычисления углов δ₁ и δ₂ рассогласования для каждой длины волны по формуле сравнения вычисленных значений углов δ₁ и δ₂ в случае коллинеарно линейнополяризованных спектральных составляющих излучения, или δ₁ и -δ₂ в случае ортогонально линейнополяризованных спектральных составляющих излучения, нахождения значения угла δ_о рассогласования, одномоментно совпадающего для обеих длин волн, и определения угла α взаимной ориентации объектов как α=δ_о.5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что приемник направления снабжен установленным перед анализатором магнитооптическим модулятором с периодически изменяющимся магнитным полем.6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что двухволновый источник поляризованного излучения выполнен в виде источника излучения с оптическим удвоителем частоты.7. Устройство по п.4, отличающееся тем, что двухволновый источник поляризованного излучения снабжен устройством переключения длины волны.