Системы ориентации по звездам

Существует два типа систем ориентации по звездам:

–системы ориентации по одиночной звезде;

–системы ориентации по звездному полю (ориентация по группе звезд).

Первый тип систем позволяет определить только направление.

Системы ориентации по одиночной звезде

Существуют два класса задач, решаемых этими системами:

1) Пеленгация и автоматическое слежение за звездой. Для этого предназначены пеленгаторы (астрогиды).

2) Определение угла между двумя звездами или звездой и другим навигационным ориентиром. Для этого предназначены секстанты.

А строгиды

Данный астрогид представляет собой оптическую головку, устанавливаемую в карданном подвесе с возможностью поворота вокруг двух осей 43.

Оптическое излучение, пройдя через головку обтекателя 1, фокусируется параболическим зеркалом 2 в плоскостях, в которых находятся сканирующие щелевые

диафрагмы 4 и 4΄.

Для того, чтобы анализировать положение звезды по двум координатам используется уголковый отражатель 3, который разносит изображение в 2 канала и дополнительно разворачивает их одно относительно другого на 90. отражатель 3, который разносит изображение в два канала и дополнительно

Д иафрагмы 4 и 4΄ установлены на якорях электромагнитов и колеблются с частотами f1 и f2 соответственно. Излучение, прошедшее через эти диафрагмы, собирается зеркально-линзовыми системами 5 и 5΄ на цилиндрический объектив 6. этот объектив переносит излучение во входное окно ФЭУ 7.

Таким образом на ФП подается два сигнала, промодулированных частотами f₁и f₂, и постоянный сигнал внутреннего фона.

В синхронных детекторах вырабатывается управляющий сигнал, величина которого пропорциональна временному сдвигу между центрами опорных и

Сигнальных импульсов соответствующего канала. Эти управляющие сигналы подаются на внешние приводы карданного подвеса, которые доворачивают датчик в направлении уменьшения сигнала рассогласования.

Когда суммарный сигнал рассогласования двух каналов будет равен нулю, вырабатывается сигнал нулевого рассогласования, который означает, что изображение

звезды находится в центре поля зрения датчика.

Точность определения положения звезды – до 30΄΄.

Для предотвращения ложного срабатывания при попадании в поле зрения мощного протяженного источника используют сигнал с широкополосного усилителя, который блокирует работу устройства.

Суммарный сигнал с резонансных усилителей 2f₁и 2f₂используется для регулировки

напряжения, подаваемого на ФЭУ с целью обеспечения работоспособности устройства со

звездами разного блеска.

Часто в таких системах для анализа изображения используют различные вращающиеся

растры, кроме того могут использоваться устройства с электронной разверткой, например

видиконы, суперартиконы, диссекторы.

Сикстанты

1 -оптический датчик

2- кардановый подвес

3- блок обработки сигнала

4- блоки управления азимутального и высотного каналов

5- приводы каналов

6- датчики углов

Для определения местоположения ЛА

в геоцентрической системе координат

необходимо определить две координаты и

φ.

Эти координаты можно определить,

решив одну из систем уравнений 1 или 2.

Р ешая систему уравнений (1), работают по так называемому высотному методу, т.е. определяют высоту над горизонтом двух светил (звезд).

Решая вторую систему, работают по высотно-азимутальному методу, т.е. определяют высоту над горизонтом и азимут одного светила.

Высотный метод более точен, но менее надежен т.к. не

всегда есть возможность одновременного наблюдения двух светил.

Второй метод менее точен из-за большой погрешности измерения азимута.

С екстант астроориентатора БС-63.

1 – головной обтекатель;

2 – зеркально-призменный шарнир;

3 – поворотная платформа;

4 – трехдисковый модулятор с кодовой модуляцией;

5 – привод модулятора;

6 – конденсор;

7 – ФЭУ;

8,9 – приводы высотного и азимутального каналов соответственно;

10,11 – датчики угла;

12 – предусилитель;

13 – блок обработки сигнала.

14,15 – блоки управления приводами.

Работа устройства

Поиск звезды по высоте осуществляется наклоном шарнира 2 относительно оси II–II на

угол 70.

Поиск звезды по азимут осуществляется поворотом платформы 3 вокруг оси I–I от нуля до 360.

Оптическое излучение, пройдя через головной обтекатель и оптический шарнио 2,

фокусируется в плоскости анализа, где установлены диски 4. Эти диски модулируют

излучение с частотой, которая зависит от положения изображения звезды в плоскости

анализа.

Промодулированое излучение собирается конденсором 6 на фотокатоде ФЭУ 7. Сигнал

с ФЭУ обрабатывается в блоке 12 и подается на сигнальный вход блока 13. На второй вход

блока 13 подается опорный сигнал из блока 5. По этому сигналу производится разделение

управляющих сигналов на азимутальный и высотный канал. Соответственно по этим

сигналам с помощью приводов 9 и 8 происходит доворачивание оптической оси прибора до

н аправления нулевого рассогласования (направление на звезду).

После этого с помощью датчиков 10 и 11 измеряется высота звезды над горизонтом и

азимут звезды.

Системы ориентации по звездному полю

Системы предназначены для определения координат относительно некоторой группы

звезд.

Существуют два типа систем ориентации по звездному полю:

– цифровые корреляторы;

– оптические корреляторы.

Система ориентации по звездному полю с использованием цифрового коррелятора

ОД – оптический датчик – узкопольное сканирующее оптическое устройство. Его задача – просмотр заданного участка звездного неба без пропусков. Чаще всего траектория сканирования –

спиралеобразная.

Затем сравнивается с сигналом, который хранится в базе данных.

Недостаток: большая длительность поиска.