Способ идентификации звезд

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

392335

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 06.1Ч.1970 (№ 1423926/18-10) М. Кл. G 01с 21, 02 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений и открытий

Приоритет

Опубликовано 27. V I 1.1973. Бюллетень М 32

Дата опубликования описания 14.XII.1973

УДК 522.7-527.0(088.8) Авторы изобретения

Ю. Б. Архангельский и С. В. Коротков

Заявитель

СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ ЗВЕЗД

Такая последовательная идентификация звезд сначала на большем, а затем на меньшем участке небесной сферы приводит к тому, что число идентифицируемых звсзд значительно сокращается, а следовательно, сокращает

15 ся и число требуемых для идентификации действий автоматов.

Пример. Имеется звездный каталог, записанный в памяти машины, состоящий из

20 N 10 звезд и имеющий условную площадь Р квадратных сферических градусов. Для простоты предположим, что звезды равномерно распределены по всему каталогу.

Если для идентификации одной звезды тре25 буется произвести автомату пг действий, то для проверки звезд всего каталога потребуется и действий, причем n=m N-10 . .Площадь описанной вокруг исследуемого участка фигуры, например четырехугольника

30 Рь не может быть меньше 1,57 P и не больше

Изобретение относится к области астронавигации и может быть использовано для определения положения объекта, например искусственного спутника Земли, космической ракеты, корабля и т. д., относительно видимых звезд на небесной сфере с помощью электронных вычислительных машин, в памяти которых записаны координаты звезд каталога.

Отождествление звезд, попавших в поле зрения системы астроориентации, обычно осуществляется или прямым перебором всех звезд каталога до нахождения базовой звезды, или, если каталог предварительно разбит на блоки, перебором всех блоков с последующей идентификацией звезд внутри одного (базового) или нескольких блоков, если базовая звезда находится на стыке между ними. Хотя второй способ и обеспечивает более быструю идентификацию звезд по сравнению с первым, но тот и другой требуют черезмерно большого количества действий автоматов, необходимых для идентификации звезд, видимых в поле зрения, системы со звездами каталога.

Цель изобретения — сокращение количества требуемых действий автоматов машины при идентификации звезд, а следовательно, сокращения времени определения положения объекта на небесной сфере.

Цель достигается тем, что по предлагаемому способу, зная положение центра наблюдаемого участка (задается следящей системой), сначала идентифицируют звезды на участке небесной сферы, координаты границ которого выбирают из условия равенства экстремальным значениям координат исследуемого участка, а затем из идентифицированных звезд выбирают звезды, принадлежащие исследуемому участку.

392335

Количество при этом для существующих средств определения положения орбиты СЗ относительным способом отношение

Р имеет пределы

0,5 10 г — 10 4 Таким образом, даже при

=0,5 10 количество действий при иденР тификации звезд в исследуемом четырехугольнике сокращается по nt — — 0,5 КпгИ.

На фиг. 1 и 2 показано построение фигуры минимальной площади, описанной вокруг исследуемого четырехугольника, в координатах звездного каталога для двух наиболее общих случаев расположения.

В первом случае (наиболее общем, фиг. 1) полюс системы лежит вне четырехугольника с вершинами 1, 2, 8, 4. Известны четыре пары координат вершин четырехугольника (для простоты можно рассматривать квадрат, хотя все рассуждения справедливы для любого выпуклого четырехугольника), например аь

6ь а, 6g, аз, 6з, а4, 64. В общем случае все координаты разные. Описанной фигурой минимальной площади в координатах каталога будет заштрихованная фигура; ее границы определяются условиями аг = амин ((амгкс = а4

Хз — мнн -1 -= "макс — " °

30

Пусть полюс системы лежит внутри четырехугольника (фиг. 2; этот случай встречается значительно реже, так как полюсная зона определяется большой диагональю четырехугольника it мала по сравнению со всем каталогом) .

45

Для построения описанной фигуры минимальной площади необходимо найти коордиI точек пересечения круга радиусом 6i со сторонами 1 — 2 и 1 4 четырехугольника. Таким образом, условия, ограничивающие зону идентификации звезд и разбивающие ее на четыре участка, могут быть записаны следующим образом:

55 (1) (2)

60 (з) (4) 65 а (а (а„ о о (90 .

2,36Р (К„„„,=1,57; К,„„,„=2,36). звезд в описанной фигуре равно

N, =Klv- .10г, Р

P а „(ut (а„

8, -(îo, (90, а„(а, (,, (9O, 7g (а4 ог î, (90, 5

15

Зная границы зоны идентификации и большие круги, ограничивающие заданный четырехугольник, можно осуществить прямой перебор всех звезд, находящихся в зоне, и проверить, .находится данная звезда и четырехугольнике или нет, т. е. идентифицировать звезды, находящиеся в заданном четырехугольнике.

В этом случае даже при К=-К„,„;, количество необходимых действий сокращается в

800 раз, а при К=-К,„„,=1,57 в 1200 раз, т. е. в среднем предлагаемый способ уменьшает количество действий при идентификации звезд, а следовательно, требуемое время в

1000 раз по сравнению с первым из известных способов.

Что касается второго известного способа (разбиение каталога на блоки), то необходимо отметить, что величина блока должна быть не меньше площади исследуемого четырехугольника, чтооы в самом худшем случае расположения четырехугольника оп пе перекрывал больше четырех блоков. Существующие

P определяют itеоб реальные отношения ходимое количество блоков М=2 10 — 10".

Если для идентификации одного блока требуется столько же действий, сколько для идентификации одной звезды (т), то для идентификации всех звезд из четырех блоков потребуется действий. п, =4тМ, + тМ, где N — количество звезд в блоке.

Даже пренебрегая первым членом в правой части последнего выражения, получаем г (2 1pç 1У) п КМ т. е. минимальное сокращение количества действий при звездном каталоге, состоящем из 10000 звезд, по предлагаемому способу в сравнении со вторым известным способом— в 170 раз, а максимальное в 1200 раз, так как в этом случае N=10.

Предмет изобретения

Способ идентификации звезд участка небесной сферы в каталоге, записанном в памяти электронной вычислительной машины, основанный на определении положения центра этого участка .и ориентации его в пространстве, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса идентификации, идентификацию звезд сначала осуществляют на участке небесной сферы, координаты границ которого задают из условия равенства их экстремальным значениям координат исследуемого участка, а затем из идентифицированных звезд выбирают звезды, принадлежащие исследуемому участку.

4 а Г4 амиН

1 маК4

>и

М фиг 2

Составитель М. Илленко

Редактор Э. Мельниченко Техред Т. Курилко Корректор В. Брыксина

Заказ 3376jl4 Изд. № 1816 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делана изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2