СПОСОБ КОМПЬЮТЕРНОЙ АСТРОНАВИГАЦИИ И КОЛЛИМАТОРНАЯ ВИЗИРНАЯ ТРУБА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2011 года по МПК G01C21/02 

Изобретение относится к практической астрономии и может быть использовано на кораблях и судах для определения координат места по наблюдению светил.

На практике мореходной астрономии известны способы разновременных наблюдений Солнца в дневное время и одновременных наблюдений других небесных светил в периоды утренних и вечерних сумерек при помощи ручных секстанов по измеренным высотам светил. Эти наблюдения сопряжены с трудностями удержания вертикала светила, требуют много времени, недостаточно точны и недоступны, когда не виден морской горизонт. Наблюдения при помощи навигационных секстанов не поддаются автоматизации и, максимально, что ожидается в перспективе - придача им малой вычислительной приставки (Б.И.Красавцев. Мореходная астрономия. Учебник для вузов. 3-е изд. перераб. и доп. М.: Транспорт, 1986).

Предложено устройство «Визирная труба Магомедова Р.М.», способное уверенно удерживать вертикал одного и двух светил при видимости морского горизонта. (Описание изобретения. Бюллетень №37 от 07.10.1990 г. Госкомизобретений СССР) и двухзвездный морской коллиматорный секстан, который не требует видимости морского горизонта (Вестник Дагестанского научного центра РАН №10, 2001 г., Махачкала). На ходу и при качке корабля наблюдения с ними трудно выполнимы и недостаточно точны.

Цель изобретения - упростить наблюдения, обеспечить круглосуточные наблюдения светил, точность и оперативность определения координат места путем компьютеризации измерительных и вычислительных процессов.

С этой целью предлагаются способ компьютерной астронавигации и коллиматорная визирная труба для его осуществления.

Коллиматорная визирная труба (чертеж) - это телескопическое устройство, отображающее визирную плоскость на фоне изображений контрастных объектов удаленного пространства. Она имеет окуляр 1 с оборачивающей системой призм 2, в поле зрения которого имеется сетка 3 взаимно перпендикулярных вертикальной и горизонтальной визирных нитей, пересекающихся на оптической оси окуляра 4. Сетка нитей освещена лампочкой 5 с красным фильтром. Перед объективом 6 установлены два светоделителя 7 и 8, которые образуют оптические каналы 9, 10, 11. Канал 9 имеет угловую призму 12, которая изменяет направление светового луча от светоделителя на 90 градусов и сохраняет прямовидимое изображение объектов удаленного пространства. Глухой канал 10 содержит коллиматор 13, состоящий из объектива 14 и двух светящихся вертикальных нитей 15 с малым просветом между ними. Коллиматор снабжен грузиком 16, со свободой качания перпендикулярно к плоскости визирования прибора. Канал 11 благодаря угловой призме 17 изменяет направление светового луча от светоделителя на 90 градусов, а призма Дове 18 создает полуобращенное, то есть зеркальное изображение объектов удаленного пространства. Каналы 9 и 11 снабжены защитными стеклами и светофильтрами 19 и 20. Канал 11 имеет, кроме того, заслонку 21 для отсечения зеркальных изображений светил от дисплея 22. Оптические оси каналов 9, 10 и 11 параллельны друг другу и создают визирную плоскость, совмещенную с вертикальной нитью сетки в поле зрения окуляра.

Прямовидимое и зеркальное изображения линии морского горизонта точно накладываются друг на друга только в том случае, когда визирная плоскость прибора строго перпендикулярна линии горизонта и точно укладываются в зазоре между нитями коллиматора, когда плоскость вертикали грузика лежит в плоскости визирования прибора.

В прибор встроен компьютер, на дисплее которого отображены светила в реальном времени и линия горизонта для заданной точки с известными координатами, а также поле зрения прибора с сеткой визирных нитей окуляра и коллиматора. Программа позволяет ввести поправки высот светил, проводить на дисплее сферические линии по дуге большого круга, измерить угловые расстояния между линиями и точками и выполнить математические вычисления.

Наблюдения сводятся к тому, что наводят прибор на заданный район небесной сферы. При видимости линии горизонта горизонтальную нить сетки окуляра совмещают с прямовидимой и зеркальной изображениями линии горизонта, а вертикальную нить сетки наводят на прямовидимое изображение одного или двух светил. Когда линия горизонта не видна, на изображение одного светила наводят вертикальную нить сетки окуляра, уложенной в зазор нитей коллиматора, а горизонтальную нить сетки окуляра наводят на изображение второго светила. Затем зеркальные изображения светил отсекают от дисплея при помощи заслонки, переводят поле зрения окуляра с прямовидимыми изображениями светил, сеткой нитей окуляра и коллиматора на дисплей и по ним корректируют вид звездного неба в реальном времени и линию горизонта для точки с известными координатами, на их вид для точки наблюдений. После этого на дисплее выполняют измерения навигационных параметров - высот светил над видимым морским горизонтом или угловое расстояние между одним светилом и сферическим перпендикуляром к его вертикалу, проходящему через второе светило, и по компьютерной программе вычисляют координаты точки наблюдений.

Изобретение относится к мореходной астрономии и может быть использовано для определения координат места по наблюдению светил. Техническим результатом изобретения является упрощение наблюдений, обеспечение круглосуточного наблюдения светил, точное и оперативное определение координат места путем компьютеризации измерительных и вычислительных процессов. Способ компьютерной астронавигации включает регистрацию моментов наблюдений светил на вертикальной и горизонтальной нити сетки нитей и линии горизонта. Переводят поле зрения окуляра с прямовидимыми изображениями светил, сетки нитей окуляра и коллиматора на дисплей. По компьютерной программе исправляют вид звездного неба и на дисплее выполняют измерения навигационных параметров и вычисления координат точки наблюдений. Коллиматорная визирная труба представляет собой телескопическое устройство, имеющее объектив, окуляр, систему, создающую оптическую плоскость и систему, создающую прямовидимое и зеркальное изображения удаленного пространства. В прибор встроен компьютер с программой для регистрации моментов реального времени наблюдений светил, измерения их навигационных параметров и вычисления координат места. В канале, дающем зеркальные изображений светил, установлен затвор для отсечения зеркальных изображений от дисплея компьютера. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ компьютерной астронавигации, включающий регистрацию моментов наблюдений одного светила на вертикальной нити и линию горизонта на горизонтальной нити сетки окуляра или одного светила на вертикальной нити сетки окуляра, наложенной на нить коллиматора и второго светила на горизонтальной нити сетки окуляра, отличающийся тем, что переводят поле зрения окуляра с прямовидимыми изображениями светил, сетки нитей окуляра и коллиматора на дисплей, по компьютерной программе исправляют вид звездного неба для точки с известными координатами на их вид для точки наблюдений и на дисплее выполняют измерения навигационных параметров и вычисления координат точки наблюдений.

2. Коллиматорная визирная труба, представляющая собой телескопическое устройство, имеющее объектив, окуляр, систему, создающую оптическую плоскость, в составе освещенной сетки коллиматора, взаимно перпендикулярных вертикальной и горизонтальной нитей сетки окуляра, пересекающихся на оптической оси, и систему, создающую прямовидимое и зеркальное изображения удаленного пространства, отличающаяся тем, что в прибор встроен компьютер с программой для регистрации моментов реального времени наблюдений светил, измерения их навигационных параметров и вычисления координат места, а в канале, дающем зеркальные изображения светил установлен затвор для отсечения зеркальных изображений от дисплея компьютера.