8.8. Астрономические ориентаторы

8.8.1. Назначение и классификация астроориентаторов

Астрономические ориентаторы (АО) предназначены для определения координат местонахождения ЛА на основе астрономических измерений. АО относятся к ограниченно автономным устройствам. Их автономность ограничена видимостью небесных светил. АО обеспечивают во всех географических районах Земли и в межпланетном пространстве высокую точность навигационных измерений, не зависящую от длительности, высоты и скорости полета.

Классификация астрономических ориентаторов:

– по объему получаемой навигационной информации АО подразделяются на одномерные, двухмерные и трехмерные. Одномерные АО называют секстантами. Они дают одну поверхность (или линию) положения. Двухмерные и трехмерные АО называются астроориентаторами, которые позволяют получать соответственно две или три поверхности положения. Кроме линий положения, АО могут измерять курс ЛА;

– по степени автоматизации АО разделяют на неавтоматические, полуавтоматические и автоматические;

– по характеру видимости небесных светил АО делят на ночные, дневные и круглосуточные;

– по виду спектра излучений небесных тел АО разделяют на устройства приема видимого спектра излучения, инфракрасного спектра излучения, поляризованного света, радиоастрономические;

– по виду навигационных систем координат – на горизонтальные, экваториальные, орбитальные, инерциальные и др.

– по способу коррекции погрешностей АО – на устройства дискретной и непрерывной коррекции.

8.8.2. Одномерные астрономические ориентаторы (секстанты)

Секстант (от лат. sextans, род. падеж sextantis – шестой), угломерный зеркально-отражательный инструмент для измерения высот небесных светил над горизонтом с целью определения координат места наблюдателя. В настоящее время известны авиационные секстанты ИАС-1, СП-1, ИМС-3 и космические секстанты типа СМК-3М, СМК-4, СМК-6.

Интегрирующий авиационный секстант ИАС-1М является ручным угломерным инструментом, предназначенным для измерения в полете на самолете высот светил относительно маятниковой (пузырьковой) вертикали.

Оптическая схема секстанта ИАС-1М включает в себя следующие основные элементы (рис. 8.12): пузырьковый уровень У, обеспечивающий построение вертикали, неподвижное зеркало А и главное зеркало В, поворачиваемое при измерении высоты светила относительно поперечной оси секстанта.

Рис. 8.12. Оптическая схема ИАС-1М: А – неподвижное зеркало,

В – подвижное (главное) зеркало, У – уровень, К – объектив

Луч света, проходя через уровень, попадает на неподвижное зеркало, отражается от него и проходит через полупрозрачное главное зеркало, попадая в глаз наблюдателя. Линза-коллектор К служит для того, чтобы изображение пузырька уровня получить в бесконечности, как и изображение светила. Луч света от светила С, отражаясь от главного зеркала, также попадает в глаз наблюдателя. При измерении высоты светила штурман, вращая главное зеркало секстанта, совмещает изображение светила с пузырьком уровня.

Из треугольников МАВ и NАВ получим соответственно

,

. (8.15)

Отсюда

или . (8.16)

Величина угла между плоскостями неподвижного и главного зеркала зависит от высоты светила. Барабан, с помощью которого изменяется положение главного зеркала секстанта, должен быть оцифрован в градусной мере соответственно измеренной высоте светила.