[发明专利]传感器的借助由卫星发出的激光射束的转动位置确定

说明书

技术领域

本发明涉及传感器的转动位置的确定。本发明尤其是涉及一种转动位置-确定装置、一种具有转动位置-确定装置的传感器、一种飞机、一种卫星和一种方法。

背景技术

存在多种不同类型的传感器，在这些传感器中，精确确定所述传感器的转动位置或所述传感器的精确定向是必需的。例如近地卫星或观测飞机或无人机(UAV)的高分辨率摄像机传感器是针对此的。

例如可以本地借助机械、电气或光学设备、例如陀螺仪、MEMS、光纤陀螺仪或者磁流体动力传感器来实现传感器的转动位置。此外，所述传感器的转动位置-确定也可借助所谓的星体追踪器来确定，所述星体追踪器使用恒星作为参照源。

发明内容

本发明的任务在于，更加精确地确定传感器的转动位置，并且同时减少为此所需要的技术花费。

所述任务通过独立权利要求或并列独立权利要求的主题来解决。改进方案和实施方式可以由从属权利要求、说明书以及附图中得出。

此外，本发明基于以下认识，即：传感器转动位置的例如借助本地设备的以微拉德(μrad)精度的确定可能伴随着高的技术花费。另外，本发明基于以下认识，即：所谓的星体追踪器由于大的视域(近似半球形)以及CCD平均时间而可能在精度上有所限制，因为恒星相对光线微弱。

本发明的第一个方面涉及一种传感器的转动位置-确定装置，所述转动位置-确定装置包括用于检测由卫星所发出的激光射束的激光射束-检测装置以及控制装置。所述控制装置被实施用于基于由所述传感器装置所检测到的激光射束确定所述转动位置-确定装置的转动位置。

本发明的核心思想可能在于，由卫星发出的激光射束被用于确定传感器的转动位置或定向。通过这种方式，转动位置的确定可达到非常高的精度，例如在微拉德的范围内。此外，与恒星相反，由卫星发出的激光射束具有高的信噪比，该信噪比几乎可以是恒星情况下的100倍。这提供以下优点，即：所述激光射束-检测装置不需要像星体追踪器那样长的曝光时间或平均时间，使得精度能够相对于星体追踪器而言明显被增大。另外，在传感器方面，不需要高的技术花费来检测激光射束，使得转动位置-确定装置是可靠的并且能够成本适宜地被提供。

所述传感器可表示不同类型的传感器，其中转动位置的精确确定和/或精确的定向是必需的。所述传感器例如可以是近地卫星或飞机、尤其是无人机(UAV)的高分辨率摄像机。但所述传感器例如也可以是固着于地面的望远装置。此外，所述传感器还可以是雷达传感器或者另一种类型的传感器。

所述激光射束-检测装置可以理解为一种用于检测光学和/或红外激光辐射的传感器单元。此外，所述激光射束-检测装置可被实施用于检测单色的激光辐射。也就是说，所述传感器可专门被设计成，检测激光的确定波长。通过使用单色的传感器的方式，能够进一步降低技术花费并且提高精度。

所述卫星可以例如是一种地球同步卫星，也就是说卫星具有对地同步的运行轨道。但所述卫星也可具有另一种运行轨道，例如高椭圆运行轨道(HEO)、超同步运行轨道、中地球运行轨道(MEO)或者是另一种所述卫星在其中与地球表面具有1000km、优选2000km距离并且其位置可精确确定的运行轨道。换句话说，所述卫星可具有以下运行轨道，该运行轨道适用于以此使用卫星或卫星的激光器作为参考点。

由卫星发出的激光射束例如可具有小于10微拉德的集束(Bündelung)。所述激光射束的波长例如可为1550nm或者8864nm。但其他波长根据使用哪种类型的激光也是可以的。此外，所述激光射束-检测装置和所述卫星的激光可精确地彼此协调，使得所述激光射束-检测装置被实施用于检测由卫星发出的、确定类型的激光辐射。通过所述激光射束-检测装置和由卫星发出的激光射束的这种调协，所述转动位置-确定装置可进一步得到改进，也就是说，可以提高精确度并且降低技术花费。

所述卫星的激光可这样来实施，使得所述激光射束覆盖面积约为1km²的区域。此外，所述卫星可被实施用于将激光对准所述转动位置-确定装置的地理位置。此外，所述卫星可被实施用于，激光器通过激光射束对围绕地理位置的区域采样。所述激光器例如可通过激光射束对不安全区域采样。采样例如可通过所述激光射束进行圆形、螺旋形或曲折形的采样移动的方式来实现。