ОПТИЧЕСКАЯ АСТРОНАВИГАЦИОННАЯ СИСТЕМА Российский патент 2009 года по МПК G01C21/00 

Предлагаемое изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано для определения координат нахождения корабля по визирным звездам.

Известно астронавигационное угломерное устройство [1], содержащее визир, выполненный в виде коллиматора, размещенного на стабилизированном основании в горизонтной плоскости.

К недостаткам известного астронавигационного угломерного устройства можно отнести его большие габариты, что недопустимо, так как оно себя обнаруживает.

Известны оптические системы астронавигационных перископов со стабилизированным измерительным устройством в горизонтной системе координат. Они размещены в головной части, содержащей визирную призму, визирное и выверочное устройство, а также оптическое устройство, передающее измеряемые объекты в окулярную часть для визирования оператором.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является оптическая астронавигационная система [2], включающая перископ, угломерное устройство, выверочное устройство и окуляр, расположенный в нижней части перископа.

Угломерное устройство состоит из визирной стабилизированной призмы, вращающейся в вертикальной плоскости и поворачивающейся в горизонтальной плоскости, коллиматора с измерительной маркой, расположенной на стабилизированном основании, установленном в кардановом подвесе.

Угломерное устройство расположено в головной части перископа.

Изображение визируемого светила передается в нижнюю часть перископа в окуляр для наблюдения оператором.

Для размещения этой системы в головной части требуется увеличение габаритов до 0,8 м по диаметру и высоте, что в некоторых изделиях недопустимо, а точные угловые измерения необходимы.

Основной задачей, на решение которой направлено изобретение, является уменьшение габаритов устройства при сохранении точности измерений.

Поставленная задача решается с помощью предлагаемой оптической астронавигационной системы, которая, как и прототип, включает перископ, угломерное устройство, содержащее стабилизированную визирную призму, стабилизированное основание, размещенное в кардановом подвесе, коллиматор с измерительной маркой, выверочное устройство и окуляр, расположенный в нижней части перископа.

В отличие от прототипа угломерное устройство размещено в нижней части перископа и дополнено двумя нестабилизированными визирными призмами, расположенными в одной вертикальной плоскости параллельно друг другу, при этом одна из нестабилизированных визирных призм установлена в головной части перископа, а другая - перед угломерным устройством.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что размещение угломерного устройства в нижней части перископа, а одной из дополнительных нестабилизированных визирных призм в головной части перископа позволило резко сократить габариты головной части без ухудшения измерительных свойств системы.

Места же в окулярной части - в нижней части перископа для размещения угломерного устройства в горизонтальной системе координат достаточно.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежом, на котором изображен общий вид оптической астронавигационной системы.

Оптическая астронавигационная система включает перископ, угломерное устройство, содержащее стабилизированную визирную призму 1, стабилизированное основание 2, размещенное в кардановом подвесе 3, коллиматор с измерительной маркой 4, выверочное устройство 5 и окуляр 6, расположенный в нижней части перископа.

Угломерное устройство размещено в нижней части перископа и дополнено двумя нестабилизированными визирными призмами 7 и 8, расположенными в одной вертикальной плоскости параллельно друг другу, при этом одна из визирных призм 7 установлена в головной части перископа, а другая 8 - перед угломерным устройством.

Перед окуляром 6 установлены зеркало 9, светоделитель 10 и куб 11. Объективы 12 и 13 предназначены для проектирования изображения светила в окулярную часть.

Гипотенузная поверхность призмы 7 выставлена параллельно верхней базе выверочного устройства 5, а гипотенузная поверхность призмы 8 - перпендикулярно визирной оси коллиматора 14 выверочного устройства 5.

Выверочное устройство 5 включает в себя ромб-призмы 15 и 16 и трипель-призмы 17 и 18.

Оптическая астронавигационная система работает следующим образом.

В окулярной части перископа размещается коллиматор с измерительной маркой 4 угломерного устройства, поворачивающийся вокруг вертикальной оси системы и внутренней оси карданова подвеса 3, находящегося в горизонтальной системе координат. Нижняя нестабилизированная визирная призма 8 поворачивается вокруг горизонтальной оси системы координат. Пучок света с измерительной маркой проецируется через стабилизированную визирную призму 1 в нестабилизированную визирную призму 8, и через зеркало 9, светоделитель 10 и куб 11 направляется в окуляр 6 оператора. Верхняя нестабилизированная визирная призма 7 поворачивается синхронно с нестабилизированной визирной призмой 8 вокруг горизонтальной оси для наведения на визируемый объект, находящийся в горизонтальной системе координат. Визируемое изображение объекта проецируется через объективы 12 и 13 в светоделитель 11 и далее совместно с пучком, несущим изображение измерительной марки, в окуляр оператора. Нестабилизированная визирная призма 8 поворачивается вокруг горизонтальной оси с помощью следящей системы (на чертеже не показана) на угол, равный повороту нестабилизированной визирной призмы 7 (с учетом выверенных положений призм).

Увеличение от нестабилизированных визирных призм 7 и 8 до окуляра 6 одинаковое. В результате оператор наблюдает в окуляр 6 визируемый предмет и измерительную марку, положение которой он корректирует до точного совпадения с изображением предмета. Наблюдаемый предмет и измерительная марка при наклонах и разворотах перископа одинаково перемещаются в поле зрения системы. Гипотенузная поверхность призмы 7 выставляется параллельно верхней базе выверочного устройства 5, а гипотенузная поверхность призмы 8 - перпендикулярно визирной оси коллиматора 14 выверочного устройства 5.

Возможные наклоны верхнего узла измеряются в автоколлимационном ходе.

Нестабилизированные визирные призмы 7 и 8 выверяются от базового коллиматора 14 с помощью ромб-призм 15 и 16 и трипель-призм 17 и 18. Наблюдение отраженных пучков от гипотенузных поверхностей призм 7 и 8 оператор ведет с помощью окуляра 6 и с помощью следящих систем поворачивает призмы 7 и 8 в ортогональных плоскостях.

Измеренные наклоны относительно визирной оси базового коллиматора 14 учитываются при расчете измеряемых углов.

Предлагаемое изобретение позволяет

1) при минимальных габаритах головной части измерять высоты и азимуты наблюдаемых предметов;

2) для повышения точности измерений учитывать возможные угловые рассогласования верхней и нижней призм относительной выверкой визирных призм от единой базы системы, находящейся в окулярной части.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. А.Ю.Ишлинский. Ориентация, гироскопы и инерциальная навигация. Издательство «Наука», Москва, с.70.

2. Наука Санкт-Петербурга и морская мощь России. В 2 т. (ISBN 5-02-024944-0). Т.2. - СПб.: 2002. сс.235-237 - прототип.

Изобретение относится к области оптического приборостроения и может быть использовано для определения координат нахождения корабля по визирным звездам. Оптическая астронавигационная система включает перископ, угломерное устройство, содержащее стабилизированную визирную призму, стабилизированное основание, размещенное в кардановом подвесе, коллиматор с измерительной маркой, выверочное устройство и окуляр, расположенный в нижней части перископа, а также две нестабилизированные визирные призмы, расположенные в одной вертикальной плоскости параллельно друг другу. Угломерное устройство размещено в нижней части перископа, одна из нестабилизированных визирных призм установлена в головной части перископа, а другая - перед угломерным устройством. Также устройство дополнено зеркалом, светоделителем и кубом, установленными таким образом, что направление пучка света с измерительной маркой в окуляр обеспечено через расположенную перед угломерным устройством нестабилизированную визирную призму, зеркало, светоделитель и куб, а направление визируемого изображения объекта в окуляр обеспечено через светоделитель. Задача изобретения - уменьшение габаритов устройства при сохранении точности измерений. 1 ил.

Оптическая астронавигационная система, включающая перископ, угломерное устройство, содержащее стабилизированную визирную призму, стабилизированное основание, размещенное в кардановом подвесе, коллиматор с измерительной маркой, выверочное устройство и окуляр, расположенный в нижней части перископа, отличающаяся тем, что оптическая астронавигационная система дополнена двумя нестабилизированными визирными призмами, расположенными в одной вертикальной плоскости параллельно друг другу, угломерное устройство размещено в нижней части перископа, при этом одна из нестабилизированных визирных призм установлена в головной части перископа, а другая - перед угломерным устройством, кроме того, устройство дополнено зеркалом, светоделителем и кубом, установленными таким образом, что направление пучка света с измерительной маркой в окуляр обеспечено через расположенную перед угломерным устройством нестабилизированную визирную призму, зеркало, светоделитель и куб, а направление визируемого изображения объекта в окуляр обеспечено через светоделитель.