ES2312971T3 - Procedimiento y sistema de adquisicion pasiva de datos de objetivos. - Google Patents
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Abstract
Un método que usa un sistema de adquisición pasiva de datos de objetivo (PTAS) (18) operativo desde un punto de observación (56) para la visualización pasiva de un objetivo (58, 86, T), teniendo el PTAS: medios de observación pasiva acoplados a un dispositivo de navegación (44) y a dispositivos (48, 46) de medición del ángulo de azimut (alfa) y de elevación (delta), un módulo de ordenador (20) acoplado funcionalmente a una base de datos de DTM (22), a los medios de observación, y a una pantalla (30), comprendiendo el método las etapas de: medir los datos de localización del punto de observación y los datos del ángulo de azimut y de elevación al objetivo, suministrar los datos medidos al módulo de ordenador, guiar un vector (54, 70, v) hacia el objetivo, ejecutar un programa de ordenador de PTAS sobre el módulo de ordenador para calcular el punto de intersección del vector con la superficie del DTM y presentar sobre la pantalla tanto el punto de observación como el objetivo sobre una superficie del DTM correspondiente deducida a partir de la base de datos del DTM, por medio del que se adquieren pasivamente los datos del objetivo para evitar la emisión de radiaciones caracterizado porque comprende las etapas de: definir un entorno que rodea al vector que se origina en el punto de observación y un manto de envoltura distanciado desde el vector proporcionalmente a los errores de medición, ejecutar el programa de ordenador del PTAS para calcular los puntos de intersección de la envoltura con la superficie del DTM, y presentar los puntos de intersección, un área de incertidumbre definida por los puntos de intersección, y la información asociada sobre la pantalla.
Description
Procedimiento y sistema de adquisición pasiva de
datos de objetivos.
La presente invención se refiere en general al
campo de la utilización de mapas digitales en navegación. Más en
particular, la presente invención se refiere a un método y a un
sistema para la adquisición pasiva de datos de un objetivo en
relación con un mapa digital, y más aún, al uso del método y el
sistema para encontrar la dirección Norte con precisión.
Los medios visuales para la adquisición de datos
de un objetivo se conocen bien per se. Estos instrumentos
ópticos los usan geodestas y artilleros, por ejemplo. Tal equipo es
comparable a un teodolito o teodolito de brújula, con una base
giratoria para apuntar un telescopio hacia el objetivo. Típicamente
se incluyen una brújula, un ordenador con una CPU para ejecutar los
programas de ordenador, una unidad de entrada/salida, una memoria y
un dispositivo de pantalla, o simplemente pantalla. Los ángulos de
inclinación y guiñada desde un lugar de observación hasta un
objetivo se miden con un nonio. Más a menudo, se incluye también un
dispositivo de medición activa de alcance, como un LRF.
Se da por descontado que todos los dispositivos
visores modernos incluyen un dispositivo óptico, por ejemplo un
telescopio o binoculares, y tienen que ser alimentados y nivelados
antes de su uso. La óptica, la alimentación, y el nivelado son
estándar y práctica común en la técnica, y por tanto no se
mencionarán a continuación en la descripción.
Se conoce también en la técnica el acrónimo DTM
(modelo del terreno digital, del inglés "digital terrain
model"), o DEM (modelo de elevación digital, del inglés
"digital elevation model") que se refiere a modelos
topográficos digitalizados que proporciona una representación del
contorno de la superficie de una parte del terreno en la forma de
un mapa digital en tres dimensiones. Las partes que realizan
cálculos de superficie o volumen con respecto al terreno modelado,
posiblemente hacen uso de tal DTM. Cuando el DTM se almacena en la
memoria de un ordenador, puede usarse como una unidad en una base
de datos del terreno. El DTM almacenado proporciona entonces los
datos básicos para ejecutar los cálculos de superficie y volumen
implementados mediante un programa de ordenador asociado con un
ordenador y una memoria de ordenador. Varias aplicaciones relativas
a ingeniería, militares y medioambientales se refieren
frecuentemente al DTM para los cálculos de superficie o espaciales.
Una ilustración gráfica de un DTM se da en la Figura 1, a la que se
hace referencia ahora.
La Figura 1 muestra una superficie S del DTM
derivada a partir de una base de datos DTM, asociada con un sistema
de coordenadas cartesianas (x,y,z), que tiene un plano de rejilla de
puntos con coordenadas (x,y) en el plano x-y. Se
define una coordenada de altura (z) para cada par discreto de
coordenadas (x,y). Cada punto muestreado sobre el contorno de la
superficie del terreno se representa por una unión de las líneas X e
Y en la rejilla. La altura de cada punto muestreado se da mediante
valores a lo largo del eje Z. La resolución de los puntos de
muestra del DTM en el plano X - Y, y la precisión de las mediciones
de altura de cada punto muestreado dependen de diversos factores,
por ejemplo, de la calidad de la fotografía aérea a partir de la que
se ha preparado el mapa.
En la Patente de Estados Unidos Nº 5.086.396,
Waruszewsky Jr. describe "un sistema de navegación para
aviones" que incluye "un sistema de navegación inercial, un
mapa del terreno con información de la elevación almacenado en
formato digital en función de la localización, una gestión de
energía típica de un altímetro de haz (radar o láser) estrecho, un
sistema de visualización, y una unidad de procesamiento central para
el procesado de los datos de acuerdo con los programas
preseleccionados". Este es un ejemplo del uso de un DTM para
finalidades de navegación. Waruszewsky Jr. explica además que "la
correcta posición del avión con respecto al mapa digitalizado puede
permitir al avión entrar en procedimientos de seguimiento del
terreno que usan sólo aparatos para encontrar el alcance en la
posición de vuelo difíciles de detectar como una fuente de la
radiación electromagnética emitida". Aquí Waruszewsky Jr. se
refiere a los problemas asociados con la detección de los detectores
activos.
En la Patente de Estados Unidos Nº 6.222.464,
Tinkel et al. divulgan "Un método automatizado de
compensación de la exploración en un sistema de adquisición de
objetivos para reducir las áreas de riesgo potencial que rodean a
un avión. El sistema de adquisición de objetivos incluye un
dispositivo de exploración con límites de exploración ajustables
para la exploración del área deseada en la proximidad del avión".
En su invención, Tinkel et al. hacen uso de los límites de
exploración ajustables para definir el área de exploración.
En la Solicitud Publicada de Patente de Estados
Unidos Nº 20020180636 A!, Lin, Chian-Fang et
al. muestran un método de procesamiento de
seguimiento/alineación pasiva que proporciona información a partir
de detectores pasivos y de los dispositivos de control de
seguimiento asociados y el sistema de navegación integrado GPS/IMU,
para producir la información en tres dimensiones de la posición y la
velocidad de un objetivo. El método de procesamiento de
seguimiento/alineación pasiva incluye el procedimiento de producir
dos o más conjuntos de mediciones de la dirección de un objetivo
con respecto a un portador, tal como conjuntos de ángulos de
elevación y azimut, a partir de dos o más conjuntos sincronizados
de detectores pasivos y de los dispositivos de control de
seguimiento asociados, instalados en ubicaciones diferentes del
portador, calculando las mediciones del vector de alcance del
objetivo con respecto al portador usando los dos o más conjuntos de
mediciones de dirección, y filtrando las mediciones del vector de
alcance para estimar la información en tres dimensiones de posición
y velocidad del objetivo. Se hace uso de detectores pasivos, pero se
precisan dos o más conjuntos sincronizados de detectores
pasivos.
La Patente de Estados Unidos Nº 5.825.480 de
Udagava et al. relata el cálculo de una línea visual que
cruza el mapa de terreno digital y describe que "La CPU 31 lee
los datos en relación con la dirección almacenada en la sección de
memoria 33 y, a partir de estos datos y de la información del mapa
topográfico, recupera una coordenada de una posición que
inicialmente cruza la superficie de la tierra en esta dirección
(S5_{5} en la Figura 3). Concretamente, calcula la posición en la
que la línea que se extiende desde la posición propia hasta la
dirección de observación cruza inicialmente la superficie de la
tierra".
La Patente de Estados Unidos Nº 6.064.942 de
Johnson et al. se refieren generalmente a un sistema y un
método de observación directa y, más particularmente, a un sistema
de observación directa de precisión mejorada que usa un recuperador
del sistema de posicionamiento por satélite integrado con un
buscador láser de alcance y una brújula. La posición puede usarse
con el programa de estimación de la posición del objetivo para una
estimación de la posición del objetivo mejorada, reconoce el
problema de los errores, y enumera los errores de medición, errores
sistemáticos, y errores del operario. Johnson et al. divulgan
un buscador láser de alcance, concretamente un dispositivo buscador
activo.
En "Terrain intervisibility - believe it or
not?" Stiles se ocupa de la inter-visibilidad del
terreno, con respecto a la visibilidad desde un punto de vista del
enemigo, de un helicóptero oculto o no por las características del
terreno. Stiles usa un método matemático para la determinación de la
inter-visibilidad, mediante el desarrollo de un
número de funciones de inter-visibilidad en tiempo
real e inter-visibilidad probabilística usando
técnicas híbridas o de multi-definición y
algoritmos para tener los mejores resultados posibles para un
conjunto dado de recursos de ordenador. La enumeración de Stiles
proporciona resultados a partir de los cálculos basados en
algoritmos y análisis estadísticos.
En "Computational ground and airborne
localization over rough terrain", Yacoob et al. describen
un buscador láser de alcance, concretamente un dispositivo activo.
Yacoob et al. indican además que los puntos que caen sobre
la superficie del DTM y están dentro del intervalo de error de
elevación constituyen el conjunto activo (AS, del inglés,
"active-set"). Entonces se ejecuta la
implementación de los cálculos de distancia para cada punto en el
conjunto activo, entonces se comprueban todos los puntos sobre la
superficie del terreno para determinar si caen todos dentro del
cono de incertidumbre, y finalmente, se examina la visibilidad de
todos los puntos identificados anteriormente como si cayeran dentro
del cono de incertidumbre del AS.
La Patente de Estados Unidos Nº 4.954.827 de
Baird et al. enumera un sistema y un método pasivos mediante
el que los datos (incluyendo longitud, latitud y altitud) y la
posición de vuelo de una plataforma del detector y los datos del
terreno almacenados se usan para calcular un alcance estimado a
partir de la plataforma para un objetivo o amenaza basado en
tierra, y se procesa entonces el alcance estimado mediante un filtro
de Kalman para aumentar la precisión del alcance calculado. Baird
et al. también describen una aplicación única del filtro de
Kalman para el posicionamiento pasivo, en la que se usa el alcance
del objetivo, hallado a partir de la intersección del vector LOS
con los datos del terreno digitales, como una cantidad de medición
para el filtro de Kalman. Baird et al. funcionan con
herramientas matemáticas tales como el filtro de Kalman.
La Patente del Reino Unido Nº 2254214 A de GEC
Avionics Ltd. se refiere a un sistema de imágenes y en particular,
se refiere a sistemas de imágenes para aviones para la
discriminación entre diferentes tamaños y formas de objetos vistos
a diferentes alcances. GEC Avionics Ltd. también describe un
altímetro radar, concretamente un dispositivo activo.
La Patente de Estados Unidos Nº 6.418.371 de
Arnold describe un sistema de guiado de tráfico para el control,
guiado y/o optimización de los movimientos del tráfico, en el que se
proporciona un detector para detectar la situación momentánea del
tráfico. El detector comprende un receptor de radio y/o un receptor
para las señales ópticas y/o un receptor para las señales acústicas
emitidas por los usuarios de la carretera.
La Patente de Estados Unidos Nº 6.343.245 de
Degnan se refiere a un micro-altímetro que mide la
situación o alcance con alta precisión desde un vehículo orbital.
El micro-altímetro tiene un láser de estado sólido
de baja potencia que genera pulsos a una velocidad superior a 1
kilohertzio. Los pulsos se suministran a un pequeño telescopio que
los envía a una superficie del planeta y recibe las reflexiones
devueltas. Un detector de fotones de alta eficacia mide los fotones
recibidos y suministra las señales de los fotones recibidos a un
proceso que realiza una comparación de bits basada en el tiempo para
encontrar el tiempo de vuelo y de ahí el alcance.
La Patente de Estados Unidos Nº 6.668.218 de
Bulow et al. describen un método para estimar un alcance
mínimo para un objetivo con respecto a un primer punto de interés,
que comprende la obtención de tres puntos de datos de
desplazamiento, que usa los tres puntos de datos de desplazamiento
para determinar una contribución de velocidad Vos de un primer
punto de interés a una distancia desde un vector de velocidad
relativa durante un periodo de tiempo que comprende de t0 a 0t0':
que determina un ángulo thetabeta como se define mediante el
desplazamiento con relación al propio navío y se dirige al punto en
el tiempo de aproximación más cercana a un segundo punto de
interés; y que calcula un alcance mínimo usando una fórmula
predeterminada.
Los problemas resueltos por la presente
invención son de dos tipos. Primero viene el problema de la
adquisición pasiva de datos y alcance de un objetivo avistado, sin
emitir radiaciones. El segundo problema es que partiendo de una
dirección Norte aproximada, obtener rápidamente una indicación Norte
precisa, donde precisa se define como \pm 3,4' (1 mil).
El segundo problema se resuelve mediante dos
métodos diferentes. El primer método usa el PTAS como un bloque de
construcción alimentado con datos de alcance medidos activamente
hacia un objetivo de referencia. Un procedimiento para encontrar un
Norte con precisión o NFP (del inglés, "North Finding
Procedure") admite la evaluación tanto de los datos calculados
como medidos para derivar un Norte con precisión. El segundo método
obtiene deducciones del Norte súper rápidas (SRNF, del inglés
"super-rapid north finding") basándose en las
capacidades inherentes del PTAS cuando se dispone de un objetivo
único, como se describirá a continuación.
El primer problema es, por lo tanto, adquirir
los datos del objetivo sin emitir señales, tales como las radiadas
por un dispositivo de RF o láser para impedir que otros detecten la
observación. Para resolver este primer problema, la invención usa
un sistema de adquisición de datos del objetivo (PTAS, del inglés
"Passive Target Acquisition System") con medios visuales,
manejados desde una posición de observación, con medios adicionales
para aceptar como datos de entrada, la localización del punto de
observación, el ángulo de elevación y el ángulo azimut del objetivo
así como medios adicionales para procesar los datos de entrada
obtenidos en conjunto con un DTM (modelo del terreno digital). Los
términos DTM, base de datos del DTM y superficie del DTM se usan de
forma intercambiable a continuación, y así se utilizan los términos
lugar de observación, posición de observación y punto de
observación.
El PTAS procesa los datos de entrada y calcula
el punto de intersección de una línea de visión (LOS, del inglés
"Line Of Sight") también denominada como vector de
visualización o simplemente vector, que parte desde el punto de
observación y se dirige hacia el objetivo, en el que el punto de
intersección indica la localización del objetivo. Dado que el
objetivo es ahora un punto conocido sobre la superficie del DTM
derivada a partir de la base de datos del DTM, los datos del
objetivo son también conocidos y disponibles en formato digital
para un procesado adicional incluso para la transmisión de los datos
si se desea. Al operario se le presenta una pantalla del DTM sobre
el que está señalado el objetivo, y sobre el que pueden superponerse
uno o más mapas o fotos distintos, tales como por ejemplo un mapa
topográfico, de satélite, una orto-foto o una
fotografía aérea. Los términos línea de visión (LOS), vector de
visualización, y vector se usan de forma intercambiable a
continuación.
Se da por descontado que la referencia a la
pantalla o al módulo de pantalla, o la presentación sobre la
pantalla, se refiere tanto a los datos gráficos como a los
alfanuméricos, o a la información relacionada o no con la
información gráfica. Los datos del objetivo y su información
asociada se definen como deseados en relación con su contenido y su
presentación. El operario puede seleccionar ver la información que
él desea bien sólo como datos gráficos o como numéricos o bien
ambos, mediante la ayuda de la unidad de entrada/salida a la que se
ha hecho referencia anteriormente.
El PTAS también acepta como entrada las variadas
imprecisiones de los datos de entrada, tales como las imprecisiones
de los instrumentos en el ángulo de azimut y de elevación, que se
muestran sobre la pantalla en un área de incertidumbre o área de
error, relacionada con la localización del objetivo, además de la
localización del objetivo calculada. Esta característica se obtiene
mediante la definición de las imprecisiones de medición como una
envoltura que rodea al vector de visualización, donde el término
envoltura se usa como un nombre genérico para una forma
tridimensional que representa las imprecisiones de medición. El
cálculo de la intersección de la envoltura con el contorno de la
superficie del terreno del DTM se muestra sobre la pantalla como un
área de error asociada con el objetivo
indicado.
indicado.
Sucede a veces que el vector de visualización
topa con una primera forma del terreno, digamos una primera colina
en primer término, que oscurece parcialmente una segunda colina al
fondo, por lo que la envoltura que envuelve el vector de
visualización marca el contorno de la superficie del terreno del DTM
tanto en la colina del primer término como en la del fondo,
formando dos zonas de error diferentes separadas entre sí para el
mismo objetivo. Para el operario ésta es una advertencia de que el
objetivo puede residir en cualquiera de ambas áreas de error, y de
que el alcance al objetivo puede variar en consecuencia.
Además, cuando la envoltura que rodea al vector
de visualización deja más de una traza sobre el terreno, se
proporciona una advertencia de que una "zona muerta" o
"terreno oculto", o una franja de terreno separa ambas trazas,
ocultando superficies enteras de la vista. Tal conocimiento es de
gran importancia para las unidades de búsqueda, tanto para el
rescate de supervivientes como para la detención de traficantes.
La obtención de una lectura del Norte con
precisión es un segundo problema. El PTAS es eficaz como un bloque
de construcción básico, junto con un procedimiento de búsqueda del
Norte con precisión NFP, para la determinación rápida de la
dirección Norte con precisión. En este caso, es suficiente un azimut
aproximado cuando se proporciona como un dato de entrada al PTAS,
aunque se requiere un dispositivo activo de medición de alcance, tal
como un buscador láser de alcance (LRF, del inglés "Laser Range
Finder"). Basándose en la lectura aproximada del azimut y en
unos pocos objetivos seleccionados de referencia adecuadamente
elegidos sobre el DTM, se calcula un alcance de cada objetivo de
referencia mediante el PTAS y se almacena en la memoria. Entonces se
toman lecturas del LRF de los mismos objetivos de referencia, de
acuerdo con los datos calculados por el PTAS, tales como el azimut
y la elevación hacia los objetivos de referencia, y se almacenan en
conjunto con los alcances de los objetivos de referencia calculados
respectivamente. A continuación, se maneja el NFP para encontrar un
factor de desviación común que cuando se aplica como un factor de
corrección común, ajustará el azimut de los alcances calculados y
de los medidos. El factor de corrección común es el factor de
corrección mediante el que han de corregirse las lecturas de azimut
aproximadas para indicar una dirección Norte con precisión.
El método y sistema de la presente invención se
maneja de modo continuo desde un punto de observación, que se basa
en tierra, se transporta por mar, por aire o se basa en el espacio.
Típicamente, una plataforma estabilizada es favorable para las
implementaciones que se manejan cuando se está en movimiento, sobre
tierra, mar, en el aire y en el espacio.
Se han manejado prototipos de desarrollo del
PTAS con éxito en cuatro campos específicos de funcionamiento,
concretamente aplicaciones de transporte, militares, paramilitares y
de búsqueda y rescate. En relación con los sistemas de transporte,
específicamente para navegación, la prevención de colisiones y la
navegación costera. Con las militares, como aditamentos para
elementos que se llevan a mano como prismáticos personales y armas
ligeras, vehículos aéreos con y sin piloto, incluyendo misiles y
globos de observación y también para la designación y seguimiento
de objetivos. La policía, las patrullas de frontera y las unidades
de aduanas han adoptado el PTAS fundamentalmente con objetivos de
observación y prevención de intrusión, en tanto que se probaron para
actividades de búsqueda y rescate, y determinación del alcance y
punto de navegación.
Para el campo de usos basados en tierra, el
tiempo necesario para el despliegue de sistemas comúnmente usados
varía entre 2 y 5 minutos desde la llegada al punto de observación
hasta la adquisición de los datos del objetivo, en tanto que con la
presente invención no se requiere más de un minuto.
Se recogieron los siguientes resultados en 153
pruebas llevadas a cabo con unidades de desarrollo, para la
medición pasiva del alcance en diversas condiciones: en 142 casos,
que representan alrededor del 92% de las situaciones, los datos del
objetivo y el alcance se calcularon con una precisión de \pm 20 m,
para alcances entre 100 m y 10.000 m. Seis lecturas adicionales de
datos de objetivos, o el 4% fueron correctas en \pm 50 m,
mientras que las cinco lecturas restantes quedaron fuera del alcance
en más de 100 m.
Es una ventaja de la presente invención
proporcionar un método y un sistema para la adquisición pasiva de
datos de objetivos, sin la emisión de radiaciones detectables.
Más aún, la presente invención permite evitar el
alto coste, el peso, el volumen y los costes de mantenimiento del
dispositivo LRF.
Otra ventaja es la presentación sobre la
pantalla de las zonas de error debido a las imprecisiones de los
datos de entrada, en consecuencia se detectan las "zonas
muertas" y se indican como tales.
Una ventaja adicional de la presente invención
es la habilidad del PTAS para funcionar continuamente, en contraste
con el funcionamiento intermitente de un LRF.
Aún más, se implementa un NFP para apuntar
rápidamente con precisión al Norte, incluso aunque se usen medios
de entrada del azimut aproximados.
Una ventaja adicional es la capacidad de
funcionamiento cuanto se lleva en la mano, y en movimiento, sobre
tierra, mar o en el aire, donde el movimiento se refiere tanto al
movimiento del PTAS como del objetivo. En otras palabras, el
sistema puede deducir datos de objetivos precisos con gran
eficiencia, tanto cuando el PTAS está en movimiento como cuando
sigue un objetivo en movimiento.
Es un objeto de la presente invención
proporcionar un método y un sistema para la adquisición pasiva de
datos de objetivos (PTAS) para visualizar pasivamente el objetivo
desde un punto de observación de forma que se adquieran los datos
del objetivo a partir del mismo y de la información asociada. Los
datos del objetivo son por ejemplo el alcance del objetivo, el
ángulo de azimut, el ángulo de elevación y la localización del
objetivo. La información asociada es cualquier información
adicional tal como un punto de navegación, altitud, y datos
particulares. Los datos del objetivo y la información asociada
mostrada sobre una pantalla en representación gráfica y
alfanumérica están disponibles para su salida en formato digital y
lista para su transmisión.
De ese modo es un objeto de la presente
invención proporcionar un método que usa un sistema de adquisición
pasiva de datos de objetivo (PTAS) manejable desde un punto de
observación para visualizar de modo pasivo un objetivo. El PTAS
comprende:
medios de observación pasiva acoplados a un
dispositivo de navegación y a dispositivos de medición del ángulo
de azimut y de elevación
un módulo de ordenador acoplado funcionalmente a
un módulo de base de datos de DTM, a los medios de observación, y a
una pantalla.
\vskip1.000000\baselineskip
Comprendiendo el método las etapas de:
la medición de los datos de localización del
punto de observación, y el ángulo de azimut y de elevación hacia el
objetivo, y suministrar los datos medidos al módulo de ordenador y
la presentación sobre la pantalla tanto del punto de observación
como del objetivo sobre una superficie del DTM correspondiente
derivada a partir de la base de datos del DTM.
\vskip1.000000\baselineskip
Estando caracterizado el método por comprender
las etapas de:
dirigir un vector hacia el objetivo y definir
una envoltura que rodea al vector que se origina en el punto de
observación, y un manto de envoltura distanciado del vector
proporcionalmente a los errores de medición,
la ejecución de un programa de ordenador del
PTAS sobre el módulo de ordenador para calcular los puntos de
intersección del vector y de la envoltura con la superficie del DTM,
y representar los puntos de intersección y la información asociada
sobre la pantalla,
con lo que los datos del objetivo se adquieren
pasivamente para evitar la emisión de radiaciones.
\vskip1.000000\baselineskip
El método comprende adicionalmente las etapas de
ejecutar el programa de ordenador del PTAS para deducir una
distancia que separa entre los puntos de intersección seleccionados
sobre la superficie del DTM, y deducir una medición del alcance que
separa el punto de observación del objetivo. Más aún, el método y el
sistema comprenden adicionalmente las etapas de funcionar
ininterrumpidamente para deducir continuamente los datos medidos y
calculados, y funcionar ininterrumpidamente para proporcionar de
modo continuo el alcance del objetivo, los datos de localización
del objetivo, y la información asociada.
Un objetivo adicional de la presente invención
es proporcionar las etapas para detectar la existencia de
zona(s) muerta(s) distribuidas a lo largo del vector,
entre el punto de observación y el objetivo, y señalar la(s)
zona(s) muerta(s)
sobre la pantalla. Además, el sistema y el método comprende el suministro al programa de ordenador del PTAS de los datos seleccionados que comprenden la localización de la posición, la longitud del vector LOS, los ángulos de azimut y de elevación, y la ejecución del modelo de ordenador del PTAS para mostrar las zonas muertas del terreno y la información asociada, de acuerdo con los datos seleccionados.
sobre la pantalla. Además, el sistema y el método comprende el suministro al programa de ordenador del PTAS de los datos seleccionados que comprenden la localización de la posición, la longitud del vector LOS, los ángulos de azimut y de elevación, y la ejecución del modelo de ordenador del PTAS para mostrar las zonas muertas del terreno y la información asociada, de acuerdo con los datos seleccionados.
Otro objetivo de la presente invención es
proporcionar la visualización del objetivo desde un punto de
observación localizado por encima de la superficie del DTM y
situado sobre una plataforma de un transporte aéreo, sobre tierra,
en el mar, en el aire o en el espacio, y fijado sobre una plataforma
estabilizada si se desea.
Otro objetivo más de la presente invención es
proporcionar un sistema y un método para encontrar rápidamente una
dirección Norte con precisión, que comprende: obtener al menos una
lectura aproximada de la dirección Norte para la introducción en el
módulo de ordenador, y
caracterizado por comprender las etapas de:
ejecutar un programa de ordenador del
procedimiento de búsqueda del Norte sobre los módulos de ordenador
para determinar el sector de la zona de observación, dividiendo la
zona de observación en sub-sectores y definiendo
los objetivos de referencia,
usar un dispositivo de medición de alcance
activo para medir activamente el alcance desde el punto de
observación hasta al menos dos objetivos de referencia,
suministrar al menos dos alcances medidos
activamente al módulo de ordenador, y
ejecutar el programa de ordenador de la NFP para
calcular la desviación en los datos de azimut en al menos dos
objetivos de referencia mediante la asociación respectiva del
alcance tal como se calcula por el PTAS y el alcance como se mide
activamente, para deducir un factor de desviación de azimut común
que proporciona un factor de corrección para la indicación precisa
del Norte.
\vskip1.000000\baselineskip
Esto comprende dividir la zona de observación
automáticamente en sub-sectores, y la selección de
forma aleatoria de un objetivo de referencia en cada uno de al
menos dos sub-sectores no adyacentes, y la
definición de un objetivo de referencia seleccionado como un lugar
geométrico para el que cada pequeña desviación de azimut del vector
de visualización supone un gran cambio en el alcance.
El sistema y el método comprende adicionalmente
las etapas de:
Ejecutar el programa de ordenador de la NFP para
calcular si el ajuste de la localización del punto de observación
reduce el valor del factor de desviación común, y
ajustar la localización del punto de observación
cuando el ajuste calculado en consecuencia reduce el valor del
factor de desviación común.
Para comprender la invención y para ver cómo
puede llevarse a cabo en la práctica, se describirá ahora una
realización preferida, a modo únicamente de ejemplo no limitante,
con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la Figura 1 es una descripción esquemática de un
DTM conocido en la técnica,
la Figura 2 es un esquema de la arquitectura
esquemática de un sistema de adquisición pasiva de datos de objetivo
del PTAS,
la Figura 3 es un esquema que describe el flujo
de datos respectivos del módulo de ordenador,
la Figura 4A una ilustración esquemática del
ángulo de elevación tal como se mide mediante el sistema del
PTAS,
la Figura 4B es una descripción esquemática del
ángulo de azimut tal como se mide mediante el PTAS,
la Figura 4C es una descripción esquemática de
la envoltura imaginaria mostrada como un cono que rodea al vector
de visualización, delimitando la imprecisión de medida asociada con
el sistema,
la Figura 5 es una descripción esquemática de la
geometría básica para la búsqueda de los puntos de intersección
como se definen con el PTAS,
la Figura 6A es una elevación lateral que
muestra dos zonas de error,
la Figura 6B es una ilustración de una pantalla
que muestra dos zonas de error,
la Figura 7 es un diagrama de flujo de la
sucesión de etapas mediante las que se realiza la adquisición pasiva
de datos de objetivo de la invención,
la Figura 8 es un diagrama de flujo del
procedimiento de la intersección con la superficie del DTM,
la Figura 9 ilustra un procedimiento para
definir un procedimiento de Norte con precisión,
la Figura 10 presenta las etapas para evaluar
las desviaciones con respecto a los objetivos de referencia
seleccionados,
la Figura 11 dibuja un escenario para la
selección de los objetivos de referencia, y
la Figura 12 es un diagrama de flujo detallado
de un procedimiento para la búsqueda de un Norte con precisión.
Como se observa en la Figura 2 a la que se hace
referencia ahora, un sistema pasivo de adquisición de datos de
objetivo (PTAS) 18 de la invención contiene un módulo de ordenador
20, una base de datos topográfica o de DTM 22, un enlace a tal base
de datos, un conjunto de módulos de adquisición pasiva de datos 24,
26 y 28, y un módulo de pantalla 30, o pantalla 30. La disposición
general descrita esquemáticamente en la Figura 2 indica las
conexiones de la base de datos topográfica y de los módulos de
adquisición, con el módulo de ordenador asociado, al que se
suministran los datos espaciales recogidos de modo pasivo, como se
explicará a continuación. Como se ha indicado anteriormente, los
medios de visualización se consideran como inherentemente incluidos
pero no se describen, ya que se conocen bien en la técnica. Los
términos DTM, módulo de DTM, base de datos de DTM, base de datos
topográfica se usan de modo intercambiable. Se derivan del módulo
DTM una superficie DTM y un contorno de superficie DTM.
La adquisición pasiva de datos recogidos en el
punto de observación contrasta con la adquisición activa de datos,
que se relaciona con los medios de emisión de radiación. A veces, es
deseable ocultar la localización del punto de observación y evitar
la emisión de radiaciones. La ventaja de los medios de adquisición
pasiva de datos es que son prácticamente, o al menos mucho más
difíciles de detectar que los medios de adquisición activa de
datos, que generalmente emiten algún tipo de radiación, que otros
posiblemente pueden detectar. Otra ventaja es el bajo coste del
sistema, cuando se compara con el coste de un dispositivo de
medición activa de alcance tal como un LRF.
\newpage
El PTAS localiza un objetivo en el espacio
tridimensional definido mediante una base de datos DTM existente,
mediante el uso de un proceso de adquisición de datos de objetivo
TAP (del inglés, "Target data Acquisition Process"). La
información obtenida mediante los módulos de adquisición pasiva de
datos del PTAS se usa para definir el origen y la dirección de un
vector v. El origen del vector v es el punto de observación con el
PTAS, cuya localización de origen puede medirse mediante un
dispositivo de datos de navegación, típicamente un receptor GPS
(sistema de posicionamiento global), como se explica con referencia
a la Figura 3. Típicamente, el módulo de ordenador 20 recibe los
datos de localización del dispositivo de navegación o fuente de
datos tal como un receptor GPS 44. El ángulo de elevación al
objetivo desde un dispositivo de medición adecuado, tal como un
teodolito 46, y los datos del ángulo de azimut desde un dispositivo
de medición de orientación, posiblemente una brújula 48, pero
preferiblemente un dispositivo de medición de orientación de mejor
resolución. El término de elevación se usa como una expresión
general con relación a la medición de un ángulo en el plano
vertical. El ángulo de elevación se toma como positivo hacia arriba
del plano horizontal que pasa a través del punto de observación y
como negativo en la dirección
opuesta.
opuesta.
El PTAS reside en el punto de observación tomado
como el origen del DTM para la finalidad de los cálculos. El
operario del PTAS está presente in situ o situado en una
estación remota. El vector v es la línea de visión (LOS) desde el
punto de observación al objetivo. Como se ha indicado anteriormente,
se da por descontado y se asume a continuación que el PTAS ha debe
montarse en primer lugar, si es necesario, tiene medios de visión,
se alimenta y se nivela, antes de estar operativo.
El ángulo de elevación se ilustra en la Figura
4A a la que se hace referencia ahora. La Figura 4A ilustra una
sección de corte a través del modelo del terreno, la línea recta 54
o línea de visión (LOS) que conecta entre el punto de observación
56 donde reside el PTAS, y el objetivo en el punto 58. La línea
recta 54 y la línea horizontal 60 forman un ángulo \delta, que es
el ángulo de elevación. El azimut \alpha se dibuja en la Figura
4B que se refiere a un mapa topográfico. El azimut \alpha es el
ángulo entre el Norte N, indicado por una fecha marcada con N, y la
LOS al objetivo en el punto 58, como se ve desde el punto de
observación 56.
Una vez que se ha introducido la información
espacial obtenida de modo pasivo, concretamente la posición, o la
localización del punto de observación, el ángulo de elevación y el
ángulo de azimut, el módulo de ordenador puede calcular el punto de
intersección del vector v con la superficie del DTM derivada de la
base de datos del DTM. Esto significa: el punto de intersección del
vector v con la curva del contorno del DTM del terreno en el plano
vertical en donde reside el vector v: dado que el DTM es un modelo
discreto, con una distancia típica de digamos 10 m entre cada punto
de muestra, la precisión de altura para cada punto de muestra es
típicamente \pm 5 a 10 metros. Se aplican algoritmos de
interpolación para definir una cobertura más densa del área.
Pueden usarse algoritmos bilineales o cúbicos
para calcular los puntos de interpolación. La interpolación
bilineal genera una representación de la superficie del terreno
construida como elementos cuadri-laterales planos,
teniendo cada uno una esquina con una coordenada z común del DTM.
Esto significa que dos lados opuestos del elemento
cuadri-lateral se alinean con el eje x mientras que
los otros dos lados perpendiculares del mismo son
co-direccionales con el eje y. La interpolación
cúbica se obtiene mediante el lanzamiento de un plano
geométricamente continuo encima de las coordenadas z para aproximar
varios puntos DTM tan próximamente como sea posible.
Las imprecisiones de las medidas asociadas con
los módulos de adquisición de datos se contienen dentro del volumen
de una envoltura virtual que rodea al vector v. En las Figuras, la
envoltura se ilustra como un cono sólido con el propósito de
simplificar la descripción. La Figura 4C es una elevación lateral de
una sección de corte en un plano vertical a través del contorno de
la superficie del DTM, a través de la LOS y de ese modo a través
del cono. Cuanto menores sean los errores introducidos por los
módulos de adquisición de datos, más agudo será el ángulo del
vértice del cono, y de ese modo más cercano será el manto del cono a
la LOS. Como se ve en la Figura 14, el cono se dibuja en simetría
alrededor del vector 70, o LOS, al que envuelve. El vector 70 se
une entre el origen O, marcado como el punto de observación 56 que
contiene el vértice del cono, y el objetivo T indicado como punto
58. Desde el punto de observación 56, aquí el origen O del sistema
de coordenadas del DTM, el vector 70 apunta hacia el objetivo 58.
Las líneas 62 y 64 marcan, respectivamente, la generatriz superior
e inferior de la sección de corte del cono. La envoltura dibujada
como un cono en las Figuras, intenta representar un volumen
contenido entre las líneas 62 y 64. Las líneas 62 y 64 residen en
el manto del cono, o manto de envoltura, que encierra la
envoltura.
Para localizar el objetivo, se aplica un proceso
de cálculo iterativo, empleando dos punteros implementados de modo
concomitante. Un primer vector se mueve sobre el DTM, y por ello a
lo largo de la curva del contorno de la superficie del terreno en
sí, que es la proyección vertical del vector 70 en el plano de
azimut vertical sobre el DTM. El primer puntero comienza desde la
proyección del origen O sobre el DTM, y continúa en la dirección
del azimut medido. Un segundo puntero se mueve a lo largo del vector
70. Ambos punteros son co- lineales sobre la vertical con el primer
puntero. Tras un número de etapas de iteración, ambos punteros se
juntan. En la intersección del vector 70 y de la curva de contorno
del terreno del DTM, se encuentra entonces el objetivo T. Esto se
explica adicionalmente en la Figura 5 a la que se hace ahora
referencia.
En lugar de usar punteros, o un proceso de
búsqueda de intersección iterativo, es práctico cualquier otro
método para la misma finalidad. Por ejemplo, puede aplicarse una
solución completamente analítica cuando la superficie del DTM se
define analíticamente, aunque es también útil cualquier otro método
de aproximación adecuado.
En la Figura 5 un punto imaginario P se mueve en
sucesivas etapas de iteración sobre la horizontal 60, que se
orienta en la dirección del azimut y es verticalmente coplanar con
el mismo punto en cada etapa de iteración, una normal a la
horizontal 60 que pasa a través del punto que intercepta tanto el
vector 70 como el DTM, o la curva de contorno del terreno TCC (del
inglés "Terrain Contour Curve"). El primer puntero Pv, no
marcado sobre la Figura 5, indica la intersección de la normal a la
horizontal 60 con el vector 70, el segundo puntero Pd, no indicado
en la Figura 5, indica la intersección de la normal a través del
punto P con la curva de contorno del terreno TCC del DTM. En la
primera etapa de iteración, el punto P se mueve a la localización 76
sobre la horizontal 60. Dado que el vector 70 está por encima de la
curva de contorno del terreno del DTM, ambos punteros Pv y Pd no se
juntan, ya que están separados por una distancia a lo largo del eje
vertical z del DTM. El hecho de que ambos punteros Pv y Pd no
coincidan, o no se junten, significan que el objetivo T no ha sido
detectado. Por tanto, continúa el proceso de iteración.
En la siguiente etapa de iteración, el punto P
sobre la horizontal 60 se mueve desde la posición 76 a la posición
78. En consecuencia, Pv sobre el vector 70, y Pd sobre la curva de
contorno del terreno TCC del DTM, avanzan a una nueva localización.
Ambos punteros residen sobre la normal a la horizontal 60 a través
de la posición 78. Aún no se halla una coincidencia, dado que ambos
punteros Pv y Pd están separados mutuamente en la distancia
vertical sobre su normal común. De la misma forma, una etapa de
iteración adicional del punto P desde la posición 78 a la oposición
80 tiene el mismo resultado, dado que Pv y Pd aún no coinciden. El
proceso de iteración continúa de la misma manera en etapas
adicionales, desde la posición 80 a la posición 86. El objetivo T
sobre el vector 70 se halla finalmente en la posición 86 donde
coinciden tanto Pv como Pd. Sin embargo, este punto objetivo es
teórico, dado que debido a los errores del sistema, el objetivo real
puede situarse en cualquier lugar en un área de error circunscrita
por la intersección del manto del cono con el DTM, realmente el
contorno de la superficie del terreno. Esta área de error se
delimita mediante un límite del área objetivo formada por la
intersección del manto del cono o por cada directriz del manto, con
el DTM.
La horizontal 60 se usa con propósitos de
explicación solamente. De hecho, el puntero Pd se desplaza
iterativamente, y el puntero Pv lo sigue en consecuencia sobre la
misma vertical. Las etapas de iteración se ajustan para asegurar
saltos consecutivos pequeños y razonables a lo largo del DTM, y por
ello a lo largo de la curva de contorno de la superficie del
terreno TCC de la sección de corte, digamos que en etapas de cada 10
cm, o como se desee.
Con referencia aún a la Figura 5, en la posición
84, la directriz inferior del manto del cono, representada como la
línea 64, proporcionará el punto del objetivo Tc más cercano al
punto de observación 56 sobre los límites del objetivo. El punto
más lejano del objetivo Tf se sitúa sobre la línea 62, que es la
directriz del cono más alta. Se determinan otros puntos sobre el
borde del área objetivo por medio de continuar de modo iterativo el
proceso de búsqueda de la unión de punteros descrito anteriormente,
para otras líneas directrices del manto del cono. Se entiende que
cuanto menores sean los errores del sistema, menor será el área de
error. Si el contorno del terreno fuese un plano geométrico,
entonces el área de error sería una sección de cono geométrica, y
así una elipse para un plano inclinado respecto al LOS o vector
70.
En realidad, el área de error se muestra a un
operario sobre el módulo de pantalla en la forma de un trazado, o
curva cerrada que define el área de incertidumbre en donde reside el
objetivo. Sin embargo, dependiendo de las convoluciones del
contorno de la superficie del DTM y del ángulo de incidencia de la
LOS sobre ella, el área de incertidumbre para un objetivo avistado
único puede definirse por más de una curva cerrada. Con referencia
a la Figura 6A, se muestra una sección de corte de la superficie del
terreno del DTM y el cono en un plano vertical a través del vector
70. La curva de contorno del terreno TCC de la superficie del
terreno del DTM representa una curva accidentada oscilante con
picos y valles. Como se muestra en las Figuras 6A y 6B, el vector
70 incide primero en la primera colina H1 para indicar un objetivo T
en ella, mientras que las generatrices superior e inferior,
respectivamente 64 y 62, intersectan la curva de contorno del
terreno TCC en sendos puntos, respectivamente 90 y 92. El punto 90
y el punto 92 residen sobre, respectivamente la primera colina H1
de primer término y en la segunda colina H2 en el fondo. El vector
94 es asintótico con la cima de la colina H1 en el punto 941 e
incide en la colina H2 en el punto 942. El área de incertidumbre
como se define por el cono, delimitará una primera área de error 96
sobre esa primera colina H1, hasta la cima de la misma, y también
una segunda área de error 98 sobre la segunda colina H2.
Se da por descontado en la descripción a
continuación que la referencia a la información visualizada, tal
como la visualización de las áreas de error, se refiere tanto a los
datos gráficos como a los numéricos, y de la misma forma a la
información asociada relacionada en ellos, y que el operario debe
seleccionar la vista de ambos o sólo de los datos gráficos o
numéricos. Para recibir los datos relativos a cualquier punto
seleccionado sobre la pantalla, el operario usa la unidad de
entrada/salida que se acepta que está disponible como equipamiento
estándar con los dispositivos de visualización.
Aún con referencia a las Figuras 6A y 6B, es
posible de ese modo visualizar pasivamente un objetivo único y
obtener como respuesta más de un área de incertidumbre. En tal caso,
se muestra al operario un conjunto de áreas de incertidumbre
separadas sobre el módulo de pantalla, todas como trazados o curvas
cerradas alineadas a lo largo de la dirección del vector v o LOS.
La topografía del DTM mostrada en la Figura 6A se representa como
una elevación de la cima en la Figura 6B, que representa la pantalla
88 como se le aparece al operario. El objetivo T se indica sobre la
colina H1 pero el área de incertidumbre cubre una primera parcela 96
sobre esa colina, y una segunda parcela 98 sobre la colina H2. La
Figura 6B ilustra más de un área de incertidumbre separadas entre
sí, lo que es indicativo de una "zona muerta" entre cada par de
áreas de incertidumbre. Aunque no se muestra en las varias Figuras,
también se muestran al operario los datos numéricos, o una
información relacionada asociada con la información gráfica. Se da
por descontado en la descripción que la referencia a una pantalla,
o presentación sobre la pantalla, se refiere tanto a los datos
gráficos como a los numéricos, o a la información asociada
relacionada en ellos y que el operario puede seleccionar la vista de
ambos o sólo de los datos gráficos o numéricos.
Una zona muerta se define como una región de
terreno oculto de la vista de un operario cuando se avista el
objetivo a lo largo de la LOS. Depende del operario decidir en qué
área de incertidumbre puede residir el objetivo. La existencia de
una zona muerta se considera como una información valiosa desvelando
la presencia de áreas ocultas. Para el beneficio del operario, el
PTAS diferencia entre una intersección del manto de cono que
delimita una zona de error y la intersección de un vector v que
indica el objetivo, y destaca esta distinción sobre la
pantalla.
Volviendo ahora a las imprecisiones del sistema,
se comprende ahora que las imprecisiones de medida en la elevación
y en el azimut son de diferente valor, delimitándose de ese modo por
una envoltura con la forma de una pirámide de cuatro lados. Una
sección a través de ella, perpendicular a la LOS, se mostrará más
bien como un rectángulo y no como una base circular, en el caso de
un cono recto como se ha usado para una descripción más fácil. De
hecho, el término envoltura se usa como un nombre genérico para una
forma tridimensional con un vértice en el punto de observación,
divergente posiblemente hacia el objetivo, pero proporcional a la
imprecisión de medición, y envolviendo la LOS a lo largo de su
longitud. Por ejemplo una pirámide de cuatro lados, no
necesariamente cuadrada, puede tipificar la imprecisión en azimut y
en elevación. En realidad, para el caso general de una envoltura,
una sección cruzada perpendicular al vector de la LOS proporcionará
una forma cerrada dentro de unos límites. Estos límites representan
el manto o superficie exterior de la envoltura. Cada punto de la
sección cruzada se define mejor en coordenadas polares. Con el
origen sobre el vector LOS, un radio de vector y un ángulo que
definen cada punto simple sobre la sección de corte de la
envoltura.
El proceso iterativo de búsqueda de un objetivo
no se acaba cuando se obtiene un primer objetivo, sino que se
ajusta para continuar a lo largo del mismo vector v y las
directrices del manto del cono, hasta que se alcanza un final en la
longitud del vector. Esta longitud del vector se ajusta por
anticipado por el operario, por ejemplo como 10 km.
En la práctica, no sólo son valiosos los puntos
de intersección con el DTM, sino también la superficie que ellos
delimitan, así como la distancia entre las superficies delimitadas.
El primer punto de intersección creado es el del vector v que
atraviesa el DTM, y que indica un punto del objetivo. Cuando el
contorno del DTM presenta una sucesión de colinas alineadas a lo
largo del vector v, entonces el vector v puede intersectar el DTM
en más de un único punto. Uno de esos puntos de intersección es el
objetivo. Otros puntos de intersección con el DTM son los del manto
de la envoltura, cuyos puntos de intersección delimitan un área de
incertidumbre. Cada punto de intersección del vector v con el DTM
se acompaña por una de incertidumbre, una de las cuales rodea el
objetivo. De ese modo siempre hay un objetivo, pero posiblemente más
de un área de incertidumbre. Es la separación entre las áreas de
incertidumbre, y por ello la distancia entre las superficies
delimitadas, lo que indica la presencia de zonas muertas. La
detección de zonas muertas es muy a menudo de importancia cardinal,
por ejemplo en operaciones de rescate, en ingeniería civil y en la
guerra.
El proceso entero de adquisición pasiva de
objetivos de acuerdo con la presente invención se describe
esquemáticamente en la Figura 7 a la que se hace ahora referencia.
En la etapa 100 se recogen los datos, incluyendo el ángulo de
azimut y de elevación al objetivo. Y la posición del punto de
observación sobre el DTM. La referencia a un punto de observación
situado por encima del DTM, tal como en una plataforma que se
transporta por aire, se hace más abajo. En la etapa 102 se define
un vector v como con un origen en el punto de observación y la
dirección como se define por el ángulo de azimut y de elevación. En
la etapa 104 se define un cono, por razones de simplicidad, que
tiene un vértice en el punto de observación, y un ángulo del vértice
que corresponde a los errores del sistema, en relación con los
módulos de adquisición de datos. En la etapa 106 el operario define
una sección de longitud máxima sobre el vector v a ser escrutada
para la intersección con el DTM. La longitud de sección máxima se
define sólo una vez, al comienzo del ajuste, por ejemplo como de 10
km de longitud. En la etapa 108 se implementa el procedimiento de
búsqueda iterativa de la intersección con el DTM. Los puntos de
intersección, el punto del vector LOS y los puntos del manto del
cono se hallan y se muestran sobre el módulo de pantalla, para su
inspección por el operario, en la etapa 110.
El procedimiento de intersección con el DTM se
describe esquemáticamente en la Figura 8 a la que se hace ahora
referencia. En la etapa 110 la sección asignada se divide en
segmentos. El primer segmento se selecciona en la etapa 112. Si se
desea, sólo habrá un único segmento. A continuación, en la etapa
114, se realizan cálculos de intersección sobre el primer segmento,
para buscar ajustes o coincidencias entre los punteros sobre la
línea del vector y sobre la generatriz del cono de envoltura
relativo al puntero sobre el DTM. Entonces, en la etapa 116, el
sistema comprueba si se ha encontrado al menos una coincidencia
entre los punteros. Si no se ha encontrado, el control pasará a la
etapa 120. Si se encuentra una coincidencia, entonces, mediante la
etapa 118, se almacena el al menos un punto de coincidencia en la
memoria y el control fluye a la etapa 120. Si éste fuera el último
segmento o el único segmento, entonces se acaba el procedimiento. En
otro caso, en la etapa 122 se recoge el siguiente segmento. El
control vuelve a la etapa 114 y se llevan a cabo los cálculos para
el siguiente segmento en la búsqueda de una posible coincidencia
entre ambos punteros. Si se desea, la longitud predeterminada
completa del vector v se considera como un único segmento. En otras
palabras, el primer y único segmento es la longitud de sección
máxima sobre el vector v para ser escrutada sobre la intersección
con el DTM. Éste método tiene sus ventajas.
Se entiende que la coincidencia o ajuste de los
punteros Pd y Pv se acepta que existe cuando su distancia mutua
vertical cae dentro de las tolerancias predefinidas. Por ejemplo,
incluso cuando ambos punteros se separen aún unos pocos
centímetros, tal pequeña discrepancia puede considerarse como una
coincidencia de punteros, alcanzándose de ese modo una coincidencia
válida de punteros.
En general, cuando se hace referencia a
continuación a un ajuste o coincidencia, se considera un intervalo
de tolerancia, dado que en la vida real no hay ventaja en pedir una
exactitud matemática perfecta. El programa de ordenador del PTAS es
también una poderosa herramienta que permite descubrir y trazar
zonas muertas del terreno durante la etapa de planificación de una
misión con anticipación a la ejecución real. Para este fin del
programa de ordenador del PTAS se alimenta con datos relativos a la
región seleccionada para ser explorada, y se ejecuta para mostrar
los resultados. Un operario puede introducir un punto de situación
de un punto de observación planificado, definir la longitud de un
vector de la LOS, y entonces seleccionar una región a ser explorada
mediante la definición de los ángulos de azimut y de elevación como
parámetros. Como ejemplo más simple, cuando se introduce un único
ángulo de azimut y un único ángulo de elevación, entonces se
calculan y muestran solamente las zonas muertas a lo largo del
vector LOS. Para tener la información sobre la sección longitudinal
a través del terreno a lo largo de un plano de azimut vertical, se
repiten los mismos cálculos pero para una sucesión de ángulos de
elevación dentro de los límites datos. Para cubrir un área del
terreno, se introducen como variables tanto los parámetros de
azimut como de elevación, dentro de un intervalo de ángulos
escogido. Otras combinaciones de posiciones del punto de
observación, longitud del vector LOS, ángulo de elevación y de
azimut servirán a numerosas finalidades adicionales.
El punto de observación desde el que se maneja
el PTAS no es necesariamente una posición estática, sino que si se
desea, puede ser una posición móvil. El PTAS se monta
preferiblemente sobre una plataforma estabilizada cuando se
implementa como un dispositivo que funciona sobre un vehículo en
movimiento. En general, el PTAS es compatible para su uso sobre una
plataforma, estática o móvil, sobre tierra, en el mar, en el aire o
en el espacio. Cuando se construye de acuerdo con la práctica de la
técnica actual, y cuando se integra con los sistemas existentes, el
PTAS no es mayor que una pequeña cámara manual, lo que le hace
práctico para su montaje con binoculares y armas personales
portátiles, y con vehículos aéreos no tripulados.
Cuando se maneja desde una plataforma móvil, tal
como desde un vehículo aéreo no tripulado, es necesaria la
introducción de datos adicionales y programas de ordenador para
tener en cuenta el recorrido o trayectoria de la plataforma y los
movimientos de la posición espacial de la plataforma.
Las capacidades del PTAS en la implementación
del proceso de adquisición de datos de objetivo, o TAP (del inglés
"Target data Acquisition Process") pueden usarse para
finalidades adicionales. En un proceso relacionado, se implementa
un procedimiento de búsqueda rápida del Norte (NFP) usando el PTAS
aquí descrito anteriormente junto con un buscador de alcance
activo, típicamente un buscador láser de alcance LFR. El sistema se
usa para perfeccionar una medición aproximada del Norte, tal como
se obtiene mediante una brújula magnética, hasta una indicación del
Norte mejorada de alta precisión. El NFP usa avistamientos a
objetivos de referencia (RT del inglés "Reference Target"),
que se asocian tanto a los alcances calculados pasivamente como al
alcance medido activamente para calcular un factor de corrección
angular común, y obtener rápidamente una lectura del Norte con
precisión en el lugar del punto de observación.
Para comenzar, el NFP usa un procedimiento de
introducción de datos (DIP, del inglés "Data Input Procedure")
como se explica a continuación, con referencia a la Figura 9. El DIP
160 acepta la entrada de una medición aproximada del Norte en la
etapa 162. El proceso de adquisición de datos de objetivo, o TAP,
funciona entonces para calcular el alcance, o la distancia al
objetivo de referencia A como define el operario en la etapa 164.
En la etapa 166 el DIP acepta la entrada de un alcance al objetivo
de referencia A medido activamente, como se mide mediante la ayuda
de un buscador de alcance láser LRF. En la etapa 168, se usa la
desviación entre el alcance calculado por el TAP y el alcance
medido por el LRF para calcular un factor de corrección de azimut
común. Para esa finalidad, se decide el sector de la zona de
observación y se divide en sub-sectores. Los
sub-sectores seleccionados se exploran para detectar
una coincidencia entre los alcances al objetivo de referencia A, o
RT A, calculado y el medido activamente. Como se explica a
continuación en detalle, para cada
coincidencia-alcance hallado, el TAP calcula la
desviación angular que separa el azimut al RT A y el azimut a la
localización con el alcance coincidente. La desviación angular
deducida se almacena en la etapa 170. El DIP se repite varias veces
para diferentes objetivos A de referencia seleccionados elegidos en
diferentes sub-sectores predeterminados. Sin
embargo, el NFP funciona bien incluso con un único RT A.
En el procedimiento descrito en la Figura 10 al
que se hace ahora referencia, se calcula un factor de desviación
común para los diversos objetivos A de referencia seleccionados en
la etapa 190. Una vez recogidos, las desviaciones se evalúan en la
etapa 192. Esto se realiza por ejemplo mediante la definición de una
tolerancia permitida, y declarando una coincidencia válida cuando
los alcances están dentro de unos límites de tolerancia, como en la
etapa 194. Se estableció ya anteriormente que el ajuste o
coincidencia se refieren a un intervalo predeterminado práctico de
tolerancias y no es matemáticamente absoluto.
Si se halla el factor de desviación común
calculado y está dentro de las tolerancias, se produce entonces un
factor de corrección para establecer el Norte preciso, en la etapa
196. Si no se hallado el factor de desviación común, entonces se
reactiva el DIP y se hace funcionar sobre un nuevo conjunto de
objetivos de referencia elegidos en sub-sectores
predeterminados diferentes pero no adyacentes.
El sistema de la invención busca el DTM y
selecciona los objetivos de referencia óptimos de modo que se
alcance el mejor aumento posible en la precisión. El escenario
general de la selección del objetivo de referencia se describe de
acuerdo con la Figura 11, a la que se hace referencia ahora. La
instalación de observación del PTAS en el punto 230 mira
aproximadamente en la dirección de la flecha 232. En el área de
interés se asigna un sector de zona de observación 234 que tiene
dos radios como límites de zona, 236 y 238, respectivamente.
Entonces, el sector de la zona de observación se divide en varios
sub-sectores 239, típicamente 10, mediante un
procedimiento posiblemente realizado de modo automático por el
módulo de ordenador del TAS, o por el operario. Dentro de cada
sub-sector 239, se busca en el DTM un único objetivo
de referencia (RT), definiéndose cada uno como un lugar geométrico.
Tal lugar geométrico es un lugar en donde cada pequeño movimiento
angular de un cursor radial 240, en el sector 234, en la dirección
transversal al azimut, como se representa por la flecha doble 242,
encuentra grandes cambios en el alcance. Típicamente, los
sub-sectores 229 en los que se selecciona un RT
están separados y no adyacentes, como se destaca por las marcas X
dentro del sector 234. Cuando se desea, el NFP se hace funcionar
con un único objetivo de referencia RT, aunque normalmente se
prefieren tres RT en sub-sectores 229 no
adyacentes.
Para hacer funcionar el NFP, se necesita un PTAS
como se ha descrito anteriormente, ejecutándose un programa de
ordenador de NFP en el módulo de ordenador, y un dispositivo de
medición activa de alcance tal como un LRF. Se ha descrito
anteriormente que el PTAS funciona independientemente, pero esto no
es cierto para el NFP, que requiere el soporte del PTAS para
funcionar.
Con referencia a la Figura 12, se recogen los
datos de entrada en la etapa 302, incluyendo la posición del punto
de observación, y el azimut. Típicamente, estos datos de entrada se
obtienen como sigue. Para la localización del punto de observación,
que se considera como el origen del conjunto de coordenadas
cartesianas sobre el DTM, es práctico un dispositivo GPS (sistema
de posicionamiento global). Para el azimut, una brújula o un
dispositivo similar proporciona la indicación necesaria, para una
aproximada pero suficiente precisión de alrededor de \pm 34' (10
mil). Opcionalmente, la entrada se recibe desde otras fuentes.
Entonces, en la etapa 304, queda en manos del
operario delimitar el sector de la zona de observación sobre el
DTM, como se ha descrito anteriormente con referencia a la Figura
11. Si el operario no lo hace, entonces el NFP ajustará
automáticamente un sector de la zona de observación en 360º. La
delimitación del sector se obtiene mediante la definición de un
radio de sector, como la máxima distancia de observación y mediante
la fijación de los límites radiales. El operario, o el módulo del
ordenador, dividirán el sector de la zona de observación 234 en
sub-sectores 239, típicamente diez.
En la etapa 306, el programa de ordenador del
NFP busca ahora el DTM para seleccionar un objetivo de referencia
RT singular en digamos tres sub-sectores no
adyacentes. Tal RT singular es un lugar geométrico tipificado por
un rápido cambio en el alcance para una pequeña desviación angular
en el azimut. El PTAS calcula entonces los datos del RT para cada
RT singular, es decir el alcance calculado, la elevación y el azimut
cuyos datos calculados del RT se almacenan en memoria. Más
precisamente, el PTAS calcula los datos para los RT en cada
sub-sector 239 y almacena esos datos en memoria.
Entonces en la etapa 306, se eligen aleatoriamente tres
sub-sectores, y se selecciona un RT en cada uno de
los tres sub-sectores.
En turnos, en la etapa 308, se mide ahora el
alcance de cada RT, esta vez activamente con un LRF, y se almacena
en la memoria en asociación con el RT respectivo. La medición del
LRF se toma apuntando secuencialmente el dispositivo de
visualización a cada RT. Sin embargo, el operario no es consciente
de la localización de un RT sobre el terreno de la vida real como
se ve desde el punto de observación y de ahí que necesite una guía,
que se proporciona posiblemente en al menos dos modos diferentes. El
azimut y la elevación necesarios para apuntar el LRF hacia el RT,
que se dedujeron en la etapa 306, se usan ahora para guiar al
operario. Como una primera forma, las fechas sobre la pantalla se
apuntan hacia la dirección de visualización requerida para guiar al
operario que dirigirá el instrumento hasta que una señal de
realimentación indica "sobre el objetivo". En ese punto el
operario "disparará" el LRF y obtendrá un alcance. Esta
secuencia se repite para cada RT. Una segunda forma aprovecha los
mecanismos controladores integrales con el dispositivo de
visualización para cuidar automáticamente de apuntar el
instrumento, y posicionar la cruz sobre el RT, entonces, cuando se
está "sobre el objetivo", señaliza al operario para medir
activamente en la alcance. Alternativamente, la medición activa del
alcance se realiza automáticamente. De nuevo, esta secuencia se
repite para cada RT. Cada lectura del LRF se almacena en asociación
con el RT respectivo.
La guía dada al operario para apuntar hacia el
RT tal como se ha calculado mediante el PTAS con respecto a la
indicación de azimut imprecisa dará como resultado una precisión
específica de la medición de alcance del LRF. Sin embargo, dado que
el azimut no es preciso, la medición del LRF, aunque precisa, no se
relacionará con el RT sino con otra localización, en una dirección
cercana.
Hasta ahora, el NFP ha almacenado los alcances
al RT calculados de modo pasivo así como los medidos de modo
activo, con base en una indicación del Norte imprecisa, que
ciertamente no es la dirección de Norte precisa requerida. Más
probablemente, en el alcance calculado de modo pasivo y el alcance
medido de modo activo proporcionarán valores diferentes. Esta
discrepancia es el resultado del hecho de que el programa de
ordenador ve al azimut como un valor absoluto preciso, mientras que
en realidad no es más que un azimut aproximado e impreciso, que se
midió con digamos, la ayuda de una brújula.
\newpage
Es ahora la tarea del módulo de ordenador del
PTAS encontrar en cuánto se ha desviado la lectura del LRF del RT
mediante el ajuste angular de la discrepancia del azimut medido
aproximadamente con el Norte preciso. Si fuera ventajoso reducir el
valor de la discrepancia angular, el origen de las coordenadas sobre
el DTM puede recolocarse dentro de los límites.
En la etapa 310, el NFP hace funcionar el PTAS
para explorar el sub-sector 239 que contiene un
objetivo de referencia RT seleccionado, a través de un ángulo
típico de imprecisión de alrededor de \pm 34' (10 mil), que es el
ángulo de imprecisión de la brújula. La exploración se dirige
transversalmente a la dirección de cada RT calculada. Lo que el NFP
está buscando es descubrir la desviación angular entre un punto
calculado sobre la superficie del DTM, que tiene las mismas
lecturas de alcance que las del LFR. De ese modo, cuando se
encuentra una coincidencia donde el alcance a un RT medido
activamente coincide con un punto en el sub-sector
respectivo 239 sobre el DTM, la desviación angular entre los azimut
hacia el RT que se ha avistado activamente y como se han calculado
se guardan en memoria. Más precisamente, es el ángulo entre el
azimut de un punto sobre la superficie del DTM, que tiene el mismo
alcance que el medido activamente mediante el LRF, y la lectura
aproximada original del azimut hacia el RT que se calcula mediante
el PTAS. Entonces, el NFP repetirá esta operación para cada RT y al
final, tratará de encontrar un factor de desviación de azimut común,
o CDF (del inglés "Common Deviation Factor"). Cuando se aplica
en sucesión a cada RT, el CDF proporcionará un factor de corrección
común mediante el que ha de ajustarse la indicación de azimut
aproximada para indicar la dirección de Norte con precisión.
En la etapa 310 la operación de exploración
transversal se repite para cada RT en los tres
sub-sectores separados no adyacentes. Se busca un
CDF en la etapa 312, y si se encuentra, se guarda, como mediante la
etapa 314, y se usa para el ajuste.
Si se desea, para tener una mejor precisión,
tras la deducción de un CDF, el NFP puede comprobar también si las
correcciones, dentro de límites predeterminados, de los datos de
entrada en relación con la localización del punto de observación,
ayudarán a obtener un valor de CDF reducido. Si ese fuera el caso,
entonces se corrige también la localización del punto de
observación. Esta última etapa opcional no se detalla en la Figura
12.
Una vez que se encuentra un CDF, entonces el NFP
llega a su final. Como se ha descrito anteriormente, la coincidencia
se acepta como tal dentro de tolerancias predeterminadas.
Si no se ha encontrado un CDF en la etapa 312,
entonces el control vuelve a la etapa 306, donde se selecciona otro
conjunto diferente de tres sub-sectores separados no
adyacentes, y se elige un RT en cada sub-sector. En
el campo, el NFP normalmente determina un CDF en un único bucle de
búsqueda, pero son posibles dos o más bucles de cálculo del CDF en
condiciones de dificultad.
El segundo método denominado búsqueda super
rápida del Norte - la SRNF, permite al operario encontrar
rápidamente el Norte preciso en relación con un objetivo avistado
específico de la vida real, o SST (del inglés "Specific Sighted
Target"), detectado también sobre la pantalla del PTAS. De ese
modo, el operario puede corregir manualmente los datos del objetivo
calculados para ajustarse a los datos precisos proporcionados por el
DTM.
En primer lugar el operario elige un objetivo
avistado específico SST sobre el terreno de la vida real que rodea
al punto de observación, y mide un azimut en bruto del mismo, con
una brújula por ejemplo. Entonces el operario guía al dispositivo
de visualización u observación del PTAS (o medios de observación,
posiblemente binoculares como un telescopio), para dirigirlo al SST
y medir la localización del punto de observación y el ángulo de
elevación, que, junto con la lectura del azimut en bruto, se
introducen en el programa de ordenador del PTAS para cálculo y
visualización. Debido a las lecturas aproximadas de la brújula, los
datos calculados para el SST no son precisos y el resultado de los
cálculos es denominado como objetivo calculado aproximadamente (CCT
del inglés "Coarsely Calculated Target"). La pantalla del PTAS
presenta así no el objetivo avistado específico, o SST, sino el
objetivo calculado de modo aproximado (CCT). La misma pantalla
muestra también el SST en algún lugar de la superficie del DTM,
probablemente cerca del CCT.
Es tarea ahora del operario encontrar el
objetivo avistado específico SST sobre la superficie del DTM
mostrada sobre la pantalla del PTAS, y obtener a partir de ella el
azimut preciso hacia el SST. Probablemente, el SST se encontrará
sobre la pantalla cerca del CCT. Cuando el SST se encuentra sobre la
pantalla, los datos del CCT calculado se corrigen de acuerdo con el
azimut preciso del SST, que se introduce dentro del módulo de
ordenador del
PTAS.
PTAS.
Para aquellos casos en que el operario puede
identificar inmediatamente el SST sobre la pantalla del PTAS, el
proceso de obtener un azimut preciso hacia el SST es incluso más
simple. El operario sólo apunta el PTAS hacia el SST, mide la
localización del punto de observación, y halla el SST sobre la
pantalla del PTAS a partir de donde se recupera el azimut preciso.
En esta etapa el operario, retroalimenta el azimut preciso al
PTAS.
No sólo se ahorra la necesidad de un LRF, sino
que el método descrito anteriormente puede requerir sólo alrededor
de 30 segundos.
La descripción anterior no deja dudas de la
aplicabilidad de la invención en diversas ramas de la industria.
Los especialistas en la técnica comprenderán que
la presente invención no se limita a lo que se ha mostrado y
descrito particularmente anteriormente en este documento. Por
ejemplo, pueden usarse varios dispositivos o fuentes de datos para
proporcionar entradas al PTAS y al NFP. Adicionalmente, el PTAS se
adquiere posiblemente como un equipo ya disponible, o montado para
integrar los varios modos necesarios para hacer funcionar la
invención. Aún otra posibilidad es añadir e integrarlo con sistemas
existentes, aquellos módulos faltantes, que son necesarios para el
funcionamiento de la invención. Pueden integrarse módulos separados
para formar un sistema de observación. Por ejemplo, se puede
acoplar e integrar un sistema de observación sencillo a un
ordenador, una pantalla, a una unidad de GPS, o una brújula y a un
buscador de alcance láser (LRF). Cuando todos los módulos
necesarios están presentes en una plataforma ya existente, entonces
todo lo que se necesita para implementar el método y el sistema
PTAS es la integración de los programas de aplicación del ordenador
con el módulo de ordenador.
Claims (23)
1. Un método que usa un sistema de adquisición
pasiva de datos de objetivo (PTAS) (18) operativo desde un punto de
observación (56) para la visualización pasiva de un objetivo (58,
86, T), teniendo el PTAS:
medios de observación pasiva acoplados a un
dispositivo de navegación (44) y a dispositivos (48, 46) de medición
del ángulo de azimut (\alpha) y de elevación (\delta),
un módulo de ordenador (20) acoplado
funcionalmente a una base de datos de DTM (22), a los medios de
observación, y a una pantalla (30), comprendiendo el método las
etapas de:
medir los datos de localización del punto de
observación y los datos del ángulo de azimut y de elevación al
objetivo,
suministrar los datos medidos al módulo de
ordenador,
guiar un vector (54, 70, v) hacia el
objetivo,
ejecutar un programa de ordenador de PTAS sobre
el módulo de ordenador para calcular el punto de intersección del
vector con la superficie del DTM y presentar sobre la pantalla tanto
el punto de observación como el objetivo sobre una superficie del
DTM correspondiente deducida a partir de la base de datos del DTM,
por medio del que se adquieren pasivamente los datos del objetivo
para evitar la emisión de radiaciones
caracterizado porque comprende las etapas
de:
definir un entorno que rodea al vector que se
origina en el punto de observación y un manto de envoltura
distanciado desde el vector proporcionalmente a los errores de
medición,
ejecutar el programa de ordenador del PTAS para
calcular los puntos de intersección de la envoltura con la
superficie del DTM, y
presentar los puntos de intersección, un área de
incertidumbre definida por los puntos de intersección, y la
información asociada sobre la pantalla.
\vskip1.000000\baselineskip
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1,
que incluye adicionalmente:
ejecutar el programa de ordenador del PTAS para
deducir la distancia de separación entre los puntos de intersección
seleccionados sobre la superficie del DTM, y
deducir una medición de alcance que separa el
punto de observación del objetivo.
\vskip1.000000\baselineskip
3. El método de acuerdo con la reivindicación 1,
que incluye:
ejecutar el programa de ordenador del PTAS para
deducir los datos del objetivo que comprenden del alcance del
objetivo y la localización del objetivo.
\vskip1.000000\baselineskip
4. El método de acuerdo con la reivindicación 1,
que incluye:
el funcionamiento ininterrumpido para deducir
continuamente los datos calculados y medidos, y
el funcionamiento ininterrumpido para
proporcionar continuamente el alcance del objetivo, los datos de
localización del objetivo, y la información asociada.
\vskip1.000000\baselineskip
5. El método de acuerdo con la reivindicación 1,
que incluye:
detectar la existencia de zona(s)
muerta(s) distribuidas a lo largo del vector, entre el punto
de observación del objetivo, y
trazar la(s) zona(s)
muerta(s) sobre la pantalla.
\newpage
6. El método de acuerdo con la reivindicación 1,
que incluye:
suministrar al programa de ordenador del PTAS
los datos seleccionados que comprenden la localización de la
oposición, longitud del vector de la LOS, ángulos de azimut y
elevación y
ejecutar el módulo de ordenador del PTAS de
acuerdo con los datos seleccionados para visualizar la(s)
zona(s) muerta(s) del terreno y la información
asociada.
\vskip1.000000\baselineskip
7. El método de acuerdo con la reivindicación 1,
que incluye:
visualizar el objetivo desde un punto de
observación situado por encima de la superficie del DTM y situado
tanto en una plataforma transportada por aire como en una plataforma
espacial o en ambas.
\vskip1.000000\baselineskip
8. El método de acuerdo con la reivindicación 1,
que incluye:
visualizar el objetivo desde un punto de
observación situado tanto en una plataforma basada en tierra como
en una plataforma marítima o en ambas.
\vskip1.000000\baselineskip
9. El método de acuerdo con la reivindicación 1,
que incluye:
fijar el PTAS sobre una plataforma
estabilizada.
\vskip1.000000\baselineskip
10. El método de acuerdo con la reivindicación
1, en el que:
los datos medidos y la información asociada
están disponibles para su salida en formato digital, y
los datos mostrados en la información asociada
son recuperables desde la pantalla.
\vskip1.000000\baselineskip
11. El método de acuerdo con la reivindicación
1, para buscar rápidamente la dirección Norte con precisión, que
incluye:
obtener al menos una lectura de la dirección
Norte aproximada para la introducción en el módulo de ordenador,
caracterizado porque comprende las etapas
de:
ejecutar un programa ordenador del procedimiento
de búsqueda del Norte (NFP) sobre el módulo de ordenador para
determinar un sector de la zona de observación (234), dividiendo la
zona de observación en sub-sectores (239) y definir
los objetivos de referencia (X),
usar un dispositivo de medición de alcance
activo para medir activamente el alcance desde el punto de
observación a al menos un objetivo de referencia,
suministrar los datos de al menos un alcance
medido activamente en el módulo de ordenador, y
ejecutar el programa de ordenador del NFP para
calcular la desviación en los datos de azimut en al menos un
objetivo de referencia mediante la asociación respectiva del alcance
como se calcula por el PTAS y el alcance como se mide activamente
para derivar un factor de desviación de azimut común que proporciona
un factor de corrección para la indicación del Norte con
precisión.
\vskip1.000000\baselineskip
12. El método de acuerdo con la reivindicación
11, en el que dichos objetivos de referencia son al menos dos y
donde dichas mediciones activas de alcance son al menos dos.
13. El método de acuerdo con la reivindicación
12, que incluye:
seleccionar aleatoriamente un objetivo de
referencia en cada uno de los al menos dos
sub-sectores no adyacentes.
\vskip1.000000\baselineskip
14. El método de acuerdo con la reivindicación
12, en el que la ejecución del programa de ordenador del NFP
incluye:
dividir la zona de observación automáticamente
en sub-sectores, y
definir un objetivo de referencia seleccionado
como un lugar geométrico para el que cada pequeña desviación en el
azimut del vector de observación encuentra un gran cambio en el
alcance.
\vskip1.000000\baselineskip
15. El método de acuerdo con la reivindicación
12, que incluye:
ejecutar el programa de ordenador del NFP para
el cálculo de si los ajustes de la localización del punto de
observación reduce el valor del factor de desviación común, y
ajustar la localización del punto de observación
cuando los ajustes calculados en consecuencia reducen el valor del
factor de desviación común.
\vskip1.000000\baselineskip
16. El método de acuerdo con la reivindicación
1, para la búsqueda super rápida pasiva de la dirección Norte con
precisión, que incluye:
definir un objetivo avistado específico sobre el
terreno que rodea el punto de observación y tomar una lectura de
datos de azimut aproximada del mismo,
medir la localización del punto de observación,
y tanto los datos del ángulo de azimut como de elevación hacia el
objetivo de visualización específico, y suministrar los datos
medidos como datos de entrada al módulo de ordenador,
comprendiendo el método las etapas de:
ejecutar el programa de ordenador del PTAS para
calcular con los datos de entrada y los resultados de visualización
sobre la superficie del DTM como un objetivo aproximadamente
calculado, encontrar el objetivo singular de visualización sobre la
pantalla, y leer los datos del objetivo de visualización específico
como un azimut preciso a partir de la superficie del DTM, y
ajustar el azimut del objetivo calculado
aproximadamente con el azimut preciso, que se alimenta en el módulo
del ordenador, para deducir un factor de desviación de azimut que
proporciona un factor de corrección para indicar el Norte con
precisión.
\vskip1.000000\baselineskip
17. Un sistema de adquisición pasiva de datos de
objetivo (PTAS) (18) posicionado y operativo en un punto de
observación (56) para la visualización pasiva de un objetivo (58,
86, T), a lo largo de un vector LOS (54, 70, v), que incluye:
medios de observación pasiva que comprenden un
dispositivo de navegación (44) para medición de los datos de
localización del punto de observación, dispositivos (48, 46) de
medición del ángulo de azimut (\alpha) y de elevación (\delta)
para medir los datos del ángulo de azimut y de elevación hacia el
objetivo,
un módulo de ordenador (20) acoplado
funcionalmente a un módulo de DTM (22), a los medios de observación,
y a una pantalla (30), módulo de ordenador que recibe las medidas
de la localización del punto de observación y de los datos
angulares del objetivo para presentación sobre la pantalla de una
superficie del DTM correspondiente deducida a partir del módulo del
DTM, por medio del que los datos del objetivo se adquieren
pasivamente para evitar la emisión de radiaciones,
caracterizado porque:
un programa de ordenador de PTAS que se ejecuta
sobre el módulo de ordenador para calcular el punto de intersección
del vector y de una envoltura, que rodea radialmente la longitud del
vector de la LOS que se origina en el punto de observación y que
presenta un manto de envoltura que se distancia a partir del vector
de la LOS proporcionalmente a los errores de medición, con la
superficie del DTM, y
presenta los puntos de intersección con la
información asociada sobre la pantalla.
\vskip1.000000\baselineskip
18. El PTAS de acuerdo con la reivindicación 17,
en el que:
al menos un área de error del objetivo (90, 92)
se muestra sobre la pantalla en asociación con el objetivo.
\vskip1.000000\baselineskip
19. El PTAS de acuerdo con la reivindicación 17,
en el que:
la información asociada procesada por el módulo
de ordenador, comprende:
un punto de navegación para el punto de
observación y para el objetivo, y
\newpage
un alcance que indica la distancia desde el
punto de observación al objetivo y al menos a un área de error del
objetivo, y
una salida de información asociada en formato
digital configurado para transmisión y para presentación sobre la
pantalla.
\vskip1.000000\baselineskip
20. El PTAS de acuerdo con la reivindicación 19,
que incluye:
una capacidad de detección de zona muerta
proporcionada por el programa de ordenador del PTAS,
para deducir la distancia de separación entre
las áreas de error del objetivo, cuando se detectara más de al
menos un área de error, y
producir la información asociada con la zona
muerta y el área de error en formato digital configurado para
transmisión y para presentación de la zona muerta y de la
información asociada del área de error sobre la pantalla.
\vskip1.000000\baselineskip
21. El PTAS de acuerdo con la reivindicación 17,
que incluye:
una configuración del sistema implementada como
un agregado de módulos fácilmente disponibles integrados con
módulos complementarios añadidos y los programas de ordenador
adecuados.
\vskip1.000000\baselineskip
22. El PTAS de acuerdo con la reivindicación 17,
que incluye:
una plataforma para fijar funcionalmente el
PTAS, seleccionándose la plataforma entre un grupo de plataformas
estáticas y móviles que consisten en plataformas basadas en tierra,
en el aire, el mar y en el espacio, e
implementándose la plataforma seleccionada como
una plataforma estabilizada o como no estabilizada o ambas.
\vskip1.000000\baselineskip
23. El PTAS de acuerdo con la reivindicación 17,
en el que el módulo de ordenador comprende una lectura aproximada
de la dirección Norte, incluyendo adicionalmente el PTAS:
un programa de ordenador del procedimiento de
búsqueda del Norte (NFP) que se ejecuta sobre el módulo de ordenador
para determinar un sector de la zona de observación (234), dividida
en sub-sectores (239) con referencia a los
objetivos de referencia (X) definidos en ellos,
un dispositivo de medición de alcance activo
para medir activamente el alcance desde el punto de observación
hasta al menos dos objetivos de referencia,
el módulo de ordenador que es capaz para recibir
al menos dos alcances medidos activamente, y
el programa de ordenador del NFP que es capaz de
calcular la desviación en los datos de azimut en al menos dos
objetivos de referencia mediante la asociación respectiva del
alcance como se calcula por el PTAS y el alcance como se mide
activamente para derivar un factor de desviación de azimut común que
proporciona una corrección más rápida para la indicación del Norte
con precisión.
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