Способ определения разности углов планетной рефракции на двух длинах волн Советский патент 1992 года по МПК G01C21/24 

Предлагаемое изобретение относится к оптическим измерениям, в частности к измерениям углов рефракции из космоса.

Изобретение может быть использовано в системах автономной навигации на космических аппаратах.

Известны дисперсионные методы измерения углов рефракции в геодезии, в которых искомая величина угла рефракции не измеряется непосредственно, а вычисляется на основе измеренной разности углов рефракции на двух длинах волн и известной дисперсии показателя преломления. Поскольку разность углов рефракции на двух длинах волн не превышает нескольких процентов от величины самого угла рефракции,

то для реализации этих методов требуются ахроматические оптические системы высокого разрешения.

Известен способ автономной космической навигации путем измерений разности углов планетной рефракции на двух длинах волн.

Однако недостатком существующего способа измерения разности углов планетной рефракции на двух длинах волн является тот факт, что для его реализации требуется ахроматическая оптическая система высокого разрешения. Например, при высоте перигея луча визирования источника 30 км разность углов рефракции для длин волн 0,4 и 0,8 мкм составляет 2 и, следоваXIч

О

ю

OJ

со

тельно, для ее измерения с точностью 1 % требуется оптическая система с угловым разрешением 0,02.

Таким образом целью изобретения является повышение точности определения углов рефракции при заданном угловом разрешении оптической системы за счет перехода от угловых измерений к энергетическим.

Поставленная цель достигается тем, что вместо измерений разности углов рефракции измеряют флуктуации интенсивности излучения звезды на двух длинах волн при наблюдении ее захода или восхода из космоса при высоте перигея луча визирования более 15 км, по результатам измерений вычисляют взаимную корреляционную функцию флуктуации и по сдвигу максимума взаимной корреляционной функции определяют величину разности углов планетной рефракции.

Флуктуации светового потока являются следствием фокусировок и дефокусировок случайной горизонтально-слоистой струк- гурой распределения показателя преломления, всегда существующей в атмосфере. Плотность потока излучения в определенном спектральном интервале измеряется приемником. Дисперсия показателя пре- ломленмя приводит к пространственному разделению лучей с различной длиной волны после прохождения ими атмосферы (чертеж).

Таким образом при движении приемника в поле излучения источника за атмосферой фаза сигнала на выходе приемника излучения на одной длине волны сдвинута по времени относительно соответствующей на другой длине волны. Указанный временной сдвиг зависит от разности углов рефракции и от траектории движения приемника. Величина сдвига, определяемая при помощи корреляционного анализа сигналов, наряду с траекторными данными определяет величину разности углов рефракции. Формула изобретения Способ определения разности углов планетной рефракции на двух длинах волн, заключающийся в регистрации интенсивно- стей излучения звезды, прошедшего через атмосферу, отличающийся тем, что, с целью повышения точности за счет перехода от угловых измерений к энергетическим, измеряют флуктуации интенсивности излучения звезды на двух длинах волн при наблюдении ее захода или восхода из космоса в интервале высот Н перигея луча визирования, где Н S 15 км, по результатам измерений вычисляют взаимную корреляционную функцию флуктуации и по сдвигу максимума взаимной корреляционной функции определяют величину разности углов планетной рефракции.

Изобретение относится к оптическим измерениям из космоса, используемым в задачах автономной космической навигации. Целью изобретения является повышение точности измерений за счет уменьшения влияния ослабления атмосферы. Сущность изобретения состоит в том, что вместо непосредственных измерений разности углов рефракции на двух длинах волн, являющейся чрезвычайно малой величиной, измеряют флуктуации плотности потока излучения источника, обусловленные повсеместно существующей случайной горизонтально-слоистой структурой распределения показателя преломления в атмосфере. Разность углов рефракции приводит к пространственному разделению лучей и, следовательно, к временному сдвигу фазы флуктуации плотности потока излучения на двух длинах волн. Измеряя величину этого сдвига методами корреляционного анализа сигналов и привлекая траекторные данные, можно определять величину разности углов рефракции. Таким образом угловые измерения фактически заменяются энергетическими, а требования к угловой разрешающей способности измерительной системы и ее хроматическим аберрациям ограничиваются только угловой селекцией побочных источников излучения. 1 ил. сл

Збезда

AJ Приемник